WO2016184836A1 - Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage - Google Patents

Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage Download PDF

Info

Publication number
WO2016184836A1
WO2016184836A1 PCT/EP2016/060978 EP2016060978W WO2016184836A1 WO 2016184836 A1 WO2016184836 A1 WO 2016184836A1 EP 2016060978 W EP2016060978 W EP 2016060978W WO 2016184836 A1 WO2016184836 A1 WO 2016184836A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor arrangement
arrangement according
signal
light beam
unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/060978
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Horn
Stefan Krone
Lars Berger
Original Assignee
Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Smt Gmbh filed Critical Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority to JP2017559863A priority Critical patent/JP6751411B2/ja
Publication of WO2016184836A1 publication Critical patent/WO2016184836A1/de
Priority to US15/807,813 priority patent/US10437155B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load

Definitions

  • the present invention relates to a sensor assembly and a method for determining a respective position of a number of mirrors of a Lithography ⁇ phiestrom, a projection system of a lithography apparatus and a Lithography ⁇ phiestrom.
  • the sensor arrangement comprises at least one position sensor device for providing a position signal for a mirror and an evaluation device for determining the position of the mirror as a function of the position signal.
  • Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits.
  • the microlithography phie farming is performed with a lithography system, which has a loading ⁇ lighting system and a projection system.
  • the image of an illuminated by the illumination system mask (reticle) is in this case (a silicon wafer z. B.) projected by the Pro ⁇ jetechnischssystems was bonded to a photosensitive layer (photoresist) be ⁇ -coated and which is arranged in the image plane of the projection system substrate to the Mask structure on the lichtempfind ⁇ Liche coating of the substrate to transfer.
  • EUV lithography tools escape ⁇ oped which use light having a wavelength in the range of 0.1 nm to 30 nm, the specific ⁇ 13.5 nm.
  • reflecting optics that is to say mirrors, must be used instead of as previously optics, ie lenses, are used.
  • beamforming and beam projection should be performed in a vacuum.
  • the mirrors can z. B. on a support frame (English: force frame) and at least partially manipulated or tilted designed to allow movement of a respective mirror in up to six degrees of freedom and thus a highly accurate positioning of the mirror to each other, especially in the pm range ,
  • a support frame English: force frame
  • these actuators are assigned, which are controlled via a control loop ⁇ the.
  • a device for monitoring the tilt angle of a respective mirror is provided.
  • the document WO 03/052511 A2 shows an imaging device in a projection exposure apparatus for microlithography.
  • the imaging device has at least one optical element and at least one manipulator having a linear drive for manipulating the position of the optical
  • optical encoder It is also known to detect a reference pattern attached to a mirror by means of an optical encoder. Such an optical encoder provides 90 ° phase-shifted voltage signals, also called A-signal and B-signal, but these phase-shifted voltage signals are however excessive. Also, the optical encoder provides an ambiguous relative position (fine position) to a switch-on position or Refe ⁇ ence position, but not a unique absolute position (rough position). Thus, another position sensor for the switch-on position is required.
  • an object of the present invention is to improve the determination of a position of at least one mirror of a lithography system. Accordingly, a sensor arrangement for determining a respective position of a number of mirrors of a lithography system is proposed.
  • the sensor ⁇ arrangement comprises a number of position sensing devices, wherein said each ⁇ stays awhile position sensor device comprising a light source for exposure of a measuring ⁇ unit with a modulated light beam, a measuring unit for providing an optical position signal of a position of a mirror when exposed by the modulated light beam and a detection unit with a plurality ⁇ number of photodetectors for outputting an electrical position signal by detecting the provided optical position signal, wherein the measuring unit has a reference pattern for influencing the light beam and a mirror arrangement for reflecting the influenced light beam. Except the ⁇ , the sensor arrangement to an evaluation device for determining the position of the mirror by means of the electrical position signal.
  • the modulated exposure By using the modulated exposure, the power loss can be reduced, and noise characteristics of the position signal can be positively influenced.
  • the modulated exposure thus allows a good signal ⁇ quality with low average power loss.
  • the modulated light beam is for example a pulsed light beam or a sinusoidal light beam.
  • the sinusoidal light beam has a sinusoidal envelope. This allows the amplitude of the light output to be increased for certain points in time and reduced for certain other points in time. countries.
  • a control cycle of about 5 kHz is required in a projection system, for example. Consequently, the values of 5 kHz are fed to the controller and sampled.
  • the A / D converter sampling rate can at a higher exhaust work, especially if more digital pre-filter are used at a higher sampling rate from ⁇ . A stronger and thus less noise signal can be achieved by more light output.
  • the power loss averaged over time, low is a mo ⁇ lated Exposure, such as a pulse or flash, advantageous.
  • the semiconductor-based light-generating elements can also be operated above rated current in pulse mode, so that very high light intensities and thus very good signal-to-noise ratios can be made possible.
  • the operation above the rated current can be carried out within certain limits, even without or with an acceptable reduction of the expected life ⁇ who.
  • the sampling of the A / D converter is preferably synchronized with the pulses of the light source.
  • the sampling frequency of the A / D converter is equal to the pulse frequency or higher.
  • the advantage of modulated or pulsed exposure is that more pulse light output and thus a better signal-to-noise ratio can be achieved.
  • the light source is adapted to generate a pulsed light beam for exposure of the measuring unit.
  • the pulsed exposure is theoretically a multiplication signal with a pulse train represent. Accordingly, the relevant Messinformati- on not already transported (only) in the baseband (at low frequencies) by the Verstär ⁇ ker and a remaining measurement path here.
  • a multiplication with the pulse sequence in the time domain corresponds in the fre- Frequency range of a convolution with a pulse train, so that signal contents are transported at a higher carrier frequency and multiples thereof.
  • the base carrier frequency is here the pulse rate at which the light source is pulsed.
  • the light source is configured to generate a sinusoidal light beam for exposure of the measuring unit.
  • the light source onto a Lichterzeu ⁇ generating unit for generating a light beam and a modulator unit to generate a modulated light beam from the light generated by the generation unit ⁇ light beam.
  • the modulator unit generates the modulated light beam by impressing ei ⁇ ner defined characteristic generated from the light generating unit light beam.
  • the light source has a Lichtzeu ⁇ supply unit for generating a light beam and a pulse generator which is adapted to the light generating unit by means of a pulse train to control such that the light generating unit outputs the modulated light beam with the defined characteristic.
  • the light-generating unit has a semiconductor laser.
  • the evaluation device has a signal processing unit which has at least one A / D converter to the wall. Your one of the photodetectors output analog electrical posi ⁇ onssignals in a digital electrical position signal.
  • the sensor arrangement comprises a synchronization device for synchronizing the signal processing unit and the light source.
  • the synchronization device can be designed, for example, as a pulse generator or as a modulation source.
  • the pulse generator comprises the synchronization device.
  • the pulse generator is adapted to the signal processing unit and the light source by means of the pulse train to syn ⁇ chronize.
  • a / D converter of the signal processing unit comprises a scanning unit and a quantizing unit, wherein the synchronization means is adapted to synchronize the light source for the genes ⁇ turing the modulated light beam to the scanning unit.
  • the signal processing unit includes the A / D converter and a downstream of the A / D converter Signal analysesein ⁇ integrated, wherein the synchronization means is adapted to synchronize the Lichtquel ⁇ le for generating the modulated light beam to the signal analysis unit.
  • the A / D converter for Mehrfachabtas ⁇ tion of the electrical position signal is set up. In the multiple scanning, the electrical position signal is repeatedly scanned, ie at a time and shortly thereafter (for example, 1 microsecond thereafter) again.
  • the multi-scan ⁇ is in particular a method according to Correlated-Double- sampling. The method according to Correlated Double Sampling is particularly advantageous for 1 / f noise.
  • the electrical position signal is sampled twice, once when the position signal is present and once shortly thereafter when no signal is present, and there ⁇ with only noise, z. B. during the break between two pulses. These two pieces of information can be subtracted from each other. Under the ⁇ An exception, that the noise signal has not changed between the two sampling times (for example, 1 / f noise), thereby the noise is removed or minimized.
  • the signal processing unit comprises the A / D converter and a demodulator connected upstream of the A / D converter.
  • At least the light source and the signal processing unit are provided in an integrated assembly arranged in a vacuum housing.
  • An integrated subassembly is to be understood as an arrangement having a number of integrated circuits and / or components which are arranged on a carrier circuit board or a plurality of carrier circuit boards.
  • the integrated module can also be referred to as integrated sensor electronics.
  • the signal processing unit may be formed as an integrated circuit.
  • An example of a component disposed on the carrier circuit board is the light source.
  • the carrier circuit board includes, for example, a ceramic board.
  • the driver circuit for the light source is also arranged inside the vacuum housing.
  • the driver circuit for the light source is integrated in the signal processing unit.
  • the A / D converter of the Signalverarbei ⁇ processing unit it is advantageously possible to provide a digital data line for guiding the signals to the outside, that is, outside of the vacuum housing to ver ⁇ turn.
  • the data on the digital data line can be compressed and / or protected by error codes.
  • the A / D converter includes a sampling unit and a quantization unit integrated on the integrated package.
  • the generation of the digital position signals directly at the measuring point and thus in the vacuum housing offers advantages in terms of signal integrity and handling of the system.
  • One reason for this is that the position signals can be transported digitally to the outside.
  • the light source and the signal processing unit are provided in a single integrated assembly.
  • the light source Signalverarbei ⁇ processing unit and the photodetectors of the detection unit in the integrated package are provided.
  • the position of at least one mirror can be determined very quickly.
  • the spatial combination of photodetectors and signal processing unit allows very fast signal processing.
  • the verkürz ⁇ th signal paths between the photodetectors and the Signal kausein ⁇ ness continue to require the benefits of improving the signal-to-noise Ratio and a reduction in susceptibility.
  • the integrated assembly is provided with a protective against outgassing layer.
  • the sensor arrangement comprises a control device for controlling actuators, which are set up to actuate actuatable mirrors of the mirrors of the lithography system.
  • control device on the Auswer ⁇ tevorraum the control device on the Auswer ⁇ tevortechnisch.
  • the detection unit further comprises an optical device, which is configured to image the optical position signal provided by the measuring unit onto the photodetectors.
  • the optics in particular comprises at least one lens.
  • the lithographic system projection system has a number Nl of mirrors with a number N2 of actuatable mirrors (N2 ⁇ Nl) and N3 position sensor devices.
  • N2 ⁇ Nl actuatable mirrors
  • Nl, N2, N3 and N4 are natural numbers.
  • the sensor arrangement includes a plurality N3 arranged in the vacuum housing Positionssensorvor ⁇ directions, wherein a respective position sensor device one of a plurality N2 is assigned by aktuierbaren mirrors of the lithography system, and in the vacuum housing arranged data collecting device, which is connected to the arranged outside the vacuum housing evaluation device via a data connection and which is adapted to collect the N3 provided by the N3 position sensor devices digital electrical position signals to a digital composite signal and carry the digital composite signal via the data connection to the evaluation device to ⁇ ,
  • the data collection device provides a way to collect the digital position signals in the vacuum housing and to transport bundled to the outside. This advantageously reduces the cable costs.
  • the data collection device is for example an electric ⁇ nikaji, for example, an integrated circuit.
  • a realization of the mentioned data collection device also has the advantage that a digita ⁇ les data cable to the outside is much less rigid than many cables for many Ana ⁇ logsignale.
  • the data collection device and the evaluation device are connected via a single data connection.
  • the use of a single data link reduces the cost of notwendi ⁇ ge cable and cable glands through the vacuum housing.
  • the data connection between the data collection device and the evaluation device is designed as a unidirectional data connection.
  • a unidirectional data connection to the outside, access from the outside to the data collection device is advantageously prevented.
  • the data connection a vacuum for vacuum-compatible für
  • a connector socket electrically couples the data collector and the first data line.
  • a plug connection socket (Connector bracket) is an adapter to which the data collecting device ⁇ and the first data line may be mechanically and electrically coupled.
  • the sensor arrangement comprises a plurality N3 of arranged in the vacuum housing Positionssensorvor ⁇ directions, wherein a respective position sensor device is assigned to a more ⁇ number N2 of actuatable mirrors of the lithographic system, and at least partially arranged in the vacuum housing bus system , wel ⁇ ches is connected to the arranged outside the vacuum housing and evaluation device is adapted to transmit the digital electric position signals provided by the N3 position ⁇ sensor devices N3 to the evaluation device.
  • a vacuum-compatible bus system is particularly favorable in terms of cost and dynamics.
  • the data collection device can be omitted, and it is so simp ⁇ cher, already even further into the bus lines to unite vacuum enclosure in order to save even more cable runs and costs.
  • a subset of which is arranged in the housing Va ⁇ uum position sensor devices sharing a bus system.
  • the further sensors can be coupled via another bus system or via Point-to-point connections to a data collection device then to be provided.
  • Separate bus systems can be particularly advantageous if the bus bandwidth is too low to support a required control bandwidth.
  • the sensor arrangement has a vacuum through-connection device for vacuum-compatible through-plating of the bus system through the vacuum housing.
  • the bus system has a plurality of bus lines coupling the position sensor devices, which are connected to a plug-in socket.
  • the data connection to an intermediate see the connector socket and the vacuum für. michasvorraum coupled first data line and coupled between the vacuum and the evaluation für. mich. effetsvortechnik two ⁇ th data line.
  • the reference pattern is arranged between the light source and the mirror arrangement.
  • the reference pattern has a scale, in particular a holographic scale.
  • the sensor arrangement includes a plurality N3 arranged in the vacuum housing Positionssensorvor ⁇ directions, wherein a respective position sensor device is assigned to a a multi ⁇ number N2 of aktuierbaren mirrors of the lithography system, and in the vacuum housing arranged information collection means, which is connected to the arranged outside the vacuum housing Ausensevorrich ⁇ tion via a cable and which is adapted to the N3 of to transmit the N3 position sensor devices provided electrical Positionssig ⁇ dimensional via the cable by means of time-division multiplexing or by means of frequency division multiplexed analog.
  • the sensor arrangement includes a plurality N3 by in the vacuum housing Arranged Positionssensorvorrich ⁇ obligations, wherein a respective position sensor device is associated with one of a plurality N2 of aktuierbaren mirrors of the lithography system, and in the vacuum housing arranged information collection means, which with the outside the vacuum housing arranged Ausensevorrich ⁇ tung is connected via a cable and which is adapted to transmit the N3 N3 provided by the position sensor devices electrical Positionssig ⁇ dimensional via the cable by means of frequency division multiplexed analog.
  • a projection system of a lithography system comprises a plurality of mirrors Nl, comprising a number N2 of aktuierbaren mirrors with N2 ⁇ Nl, and a Sensoranord- voltage as described above.
  • the projection system includes a plurality of actuators for the Aktuieren aktuierbaren mirror and a Steuervorrich ⁇ processing for controlling the actuators.
  • the control device on the Auswer ⁇ tevoriques integrates the evaluation ⁇ device.
  • the evaluation device is to be ⁇ directed aktuierbaren for each of the N2 mirror a respective position in response to respective digital electric position signal to determ ⁇ men.
  • the control device is to be ⁇ directed to drive the actuators as a function of loading by the evaluation ⁇ agreed positions of aktuierbaren mirror.
  • control device uses a model-based control in order to improve the quality of the measured values with regard to noise.
  • ⁇ play within a Kalman filter, a model of the plant, which represent, for example, the mirrors of the projection system and the actuator system can run, and thus improved by the model support the Area for the cash controller ⁇ readings.
  • the controller may also use spe ⁇ cial nonlinear variants of the Kalman filter instead of a classical Kalman filter.
  • examples include a linear Kalman filter with piecewise linear models, an extended Kalman filter or a Kalman filter with error backpropagation.
  • non-linear behavior and extraordinary chance you ⁇ th for example in a multi-modal distribution of the raw measurement signals Mirror of the projection system, with sufficient computing power and memory performance and the use of a particle filter can be beneficial.
  • the projection system comprises a power supply device for supplying electrical energy to the sensor arrangement arranged in the vacuum housing.
  • a lithography system which comprises a projection system as described in greater detail above.
  • the measuring unit b) detecting an optical position signal provided by the measuring unit when illuminated by the modulated light beam by a detection unit for outputting an electrical position signal, the measuring unit having a reference pattern for influencing the light beam and a mirror arrangement for reflecting the influenced light beam, and c) determining Position of the mirror by means of the electrical position signal.
  • steps a) and b), and preferably additionally step c), are performed by an integrated subassembly which is arranged in a vacuum housing and which integrates the light source and the detection unit.
  • a computer program product which causes the execution of steps a) to c) of the method as explained above on a program-controlled device.
  • a computer program product such as a computer program means, for example, as a storage medium, such as memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file provided by a server in ei ⁇ nem network or delivered. This can be done, for example, in a wireless communication network by the transmission of a corresponding file with the computer program product or program Computerpro ⁇ agent.
  • Fig. 1 shows a schematic view of an EUV lithography system
  • Fig. 2 shows a schematic view of an embodiment of a Sensoran ⁇ order with a position sensor device for determining a position to ⁇ least one mirror of the lithography system;
  • FIG. 3 shows a schematic view of an embodiment of a projection ⁇ system with associated control device! 4 shows a schematic view of a further embodiment of a projection system with associated control device! Fig. 5 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • Fig. 6 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • Fig. 7 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • Fig. 8 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • Fig. 9 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • Fig. 10 shows simulation results for a pulsed exposure at the projek ⁇ tion system of FIG. 9!
  • Fig. 11 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • Fig. 12 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • FIG. 13 shows simulation results for a modulated sinusoidal exposure in the projection system of FIG. 12!
  • Fig. 14 shows simulation results for demodulation and position determination in the projection system of Fig. 12;
  • Fig. 15 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device!
  • Fig. 16 shows a schematic view of another embodiment of a projection system with associated control device! and Fig. 17 shows an embodiment of a method for determining a positi ⁇ on at least one level of the lithography system.
  • Fig. 1 is a schematic view of an EUV lithography apparatus 100A, wel ⁇ che shows a beam shaping and illumination system 102 and includes a projection system 104.
  • EUV stands for "extreme ultraviolet” (Engl .: extreme ultra violet ⁇ , EUV), and denotes a wavelength of the working light between 0.1 and 30 nm.
  • the beam shaping and illumination system 102 and the projec ⁇ onssystem 104 are each in a vacuum - Housing provided, wherein each vacuum housing is evacuated by means of an evacuation device, not shown.
  • the vacuum housings are surrounded by an unspecified ⁇ engine room .In this engine room and electrical controls and the like can be provided.
  • the EUV lithography system 100A has an EUV light source 106A.
  • an EUV light source 106A for example, a plasma source can be provided which emit radiation 108A in the EUV range (extreme ultraviolet range), ie, for example, in the wavelength range from 5 nm to 30 nm.
  • In beamforming and Illumination system 102 bundles the EUV radiation 108A and filters out the desired operating wavelength from the EUV radiation 108A.
  • the EUV radiation 108A produced by the EUV light source 106A has relatively low transmissivity through air, and therefore the beam guiding spaces in the beamforming and illumination system 102 and in the projection system 104 are evacuated.
  • the beamforming and illumination system 102 shown in FIG. 1 has five mirrors 110, 112, 114, 116, 118.
  • the EUV radiation 108A is directed to the photomask (Engl .: reticle) 120.
  • the photomask 120 is likewise designed as a reflective optical element and can be arranged outside the systems 102, 104. Further, the EUV radiation 108A can be directed to the photomask by a Spie ⁇ gels 136th
  • the photomask 120 has a structure that is reduced by a projection system 104 onto a wafer 122 or the like.
  • the projection system 104 includes six mirrors Ml - M6 for imaging the Pho ⁇ Tomaske 120 on the wafer 122nd
  • individual mirrors Ml - M6 of the projection system 104 symmetrical to the optical axis 124 of projection system 104 ⁇ be disposed.
  • the number of mirrors of the EUV lithography system 100A not shown to the number be limited ⁇ is. It can also be provided more or less mirror.
  • the mirrors M1-M6 are usually curved on their front side for beam shaping.
  • the projection system 104 further comprises a number of Positionssensorvorrich ⁇ obligations 140 for determining a position of the mirror Ml - M6.
  • Nl 6
  • N2 5
  • N4 6
  • FIG. 1 shows a position sensor device 140.
  • the position sensor device 140 is coupled to an evaluation device 304 (see FIGS. 2 and 3).
  • the evaluation device 304 is set up to determine the position of an actuatable mirror of the mirrors M1-M6 by means of the output signal of the position sensor device 140.
  • the evaluation device 304 like the position sensor device 140, can be arranged in the vacuum housing 137 of the projection system 104 (see FIG. 2). In this case, the evaluation device 304 is integrated, for example, in the signal processing unit 207.
  • the evaluation device 304 may be disposed external to the Va ⁇ uum housing 137 of the projection system 104th
  • the evaluation device 304 may then be integrated into the projection system 104 to a ⁇ slave controller 303 (see for example Fig. 3). Details of the position sensor device 140 are described in greater detail with reference to FIGS. 2 to 15.
  • FIG. 2 shows a schematic view of an embodiment of a sensor arrangement with a position sensor device 140 for determining a position of a mirror of the lithography system, for example the mirror M4 of the projection system 104 of the lithography system 100.
  • FIG. 2 is a positive onssensorvorraum 140 for determining a position of a mirror of the Litho ⁇ graphiestrom, for example, the mirror M4 of the projection system 104 of the Li ⁇ thographiestrom 100.
  • FIG. 7 are several position sensor vor- directions 140 for determining the respective position of a plurality of Spie ⁇ rules M2 - M6 shown.
  • the position sensor device 140 of FIG. 2 comprises a measuring unit 201, a light source 203, a detection unit 204 and a signal processing unit 207.
  • the measurement unit 201 is adapted to generate an optical signal of the position Posi ⁇ tion of the mirror M4 when exposed by a modulated beam of light detect readiness.
  • the modulated light beam is for example a pulsed light beam or a sinusoidal light beam.
  • the light source 203 is configured to expose the measuring unit 201 to the modulated light beam.
  • the detection ⁇ unit 204 includes a plurality of photodetectors 205 see for outputting an analog electrical signal by position detection of the optical signal provided position. Without loss of generality 2 shows the Fig. Three photodetectors 205.
  • the signal processing unit 207 includes at least one ⁇ A / D converter 208 for converting the analog electrical signal to a digital position ⁇ electrical position signal.
  • the sensor assembly further includes an evaluation device 304 to iden ⁇ averaging the position of the mirror M4 by means of the digital electrical Positionssig ⁇ Nals.
  • the evaluation device 304 is integrated in the signal processing unit 207.
  • the integrated package 200 may at least partially with a, in the embodiment of FIG. Positioned 207 on a carrier board 202 and are part of an integrated construction ⁇ group against Outgassing protective layer be provided.
  • the light source 203 comprises, for example, a semiconductor laser.
  • the carrier circuit board 202 is manufactured in ⁇ example of ceramic. On the carrier circuit board 202 may further Blocking capacitors (not shown) may be arranged.
  • the blocking condensers are in particular provided with a layer protecting against outgassing.
  • FIG. 2 shows that the detection unit 204 has an optical system 206 which is set up to image the optical position signal provided by the measuring unit 201 onto the photodetectors 205.
  • the optic 206 includes, for example, at least one lens.
  • Fig. 3 shows a schematic view of an embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • Veran ⁇ schaulichung Figure 3 does not show all of the mirrors Ml -. M6 of Figure 1, but with ⁇ way of example only a single mirror M4. , In particular, six position sensor devices 140 are associated with this mirror M4, with FIG. 3 again showing only one position sensor device 140 for the sake of illustration.
  • the position sensing device 140 of Fig. 3 corresponds to the position ⁇ sensor device 140 of Fig. 2.
  • the evaluation device 304 of Figure 3 al ⁇ is lerdings not in the vacuum housing 137 of the projection system arranged ⁇ 104 but is in the control device 303 of the. Projection system 104 integrated ⁇ .
  • the signal processing unit 207 transmits the digital position signal DP to the evaluation device 304 via data lines 307, a connector socket 301 and a vacuum feedthrough device 302.
  • FIG. 3 shows an electrical power supply 305 provided in the control device 303, which supplies the position sensor device 140 with electrical energy via an electrical power supply line 306.
  • Fig. 4 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • a wesentli ⁇ cher difference of the embodiment of Fig. 4 with respect to the embodiment of Fig. 3 is that in Fig. 4, the light source 203 is arranged externally to the vacuum housing 137 of the projection system 104.
  • the embodiment of FIG. 4 shows a sensor electronics 309, which the Light source 203, the power supply device 305 and an amplifier 308 has.
  • the power supply device or electrical power supply 305 of FIG. 4 supplies the position sensor device 140 with electrical energy via an electrical power supply line 306.
  • FIG. 4 shows an optical fiber 310.
  • the measuring unit 210 of FIG. 4 is configured to provide an optical position signal of the position of the mirror M4 upon exposure to the modulated light beam generated by the light source 203.
  • the photodetectors 205 of the detection unit 204 provide an analog electrical position signal AP by detecting the provided by the Messein ⁇ standardize 201 optical position signal and are tolichrich- tet, the analog electrical position signal AP through the data line 307, the plug connection socket 301 and the vacuum fürheft ists device 302 to the sensor electronics 309 to transmit.
  • the amplifier 308 of the sensor ⁇ electronics 309 is configured to amplify the received analog electrical Positi ⁇ onssignal AP and to output an amplified analog position signal VP to the downstream control device 303rd
  • the amplified analog electrical position signal VP is provided to the A / D converter 208 of the controller 303.
  • the A / D converter 208 includes a sampling unit 209 for sampling the amplified analog electrical onssignals positive VP and a downstream quantization unit 210 to the quantization ⁇ tion of the sampled signal AS.
  • the downstream evaluation device 304 determines the position of the mirror M4.
  • the control device 303 further comprises a pulse generator 602 which is adapted to output a synchronization signal 603.
  • the pulse generators ⁇ erator 602 synchronizes the scanning unit 209 of the A / D converter 208 with the light source 203 by means of the synchronization signal 603rd
  • Fig. 5 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • the exporting ⁇ approximate shape of the sensor assembly of FIG. 5 is based on the embodiment of FIG. 4.
  • the control device 303 of FIG. 5 comprises a demodulator 902, which is connected upstream of the A / D converter 208, and a modulation source 903.
  • the modulation source 903 outputs a sinusoidal modulation signal 603.
  • the modulation source 903 is adapted to drive the light source 203 with the sine-wave modulation signal ⁇ such that the light source 203 emits a sinusoidal light beam at the position sensor device 140th Further, the modulation source 903 is arranged to synchronize the demodulator 902, the CONT ⁇ ervorides 303 by means of the sinusoidal modulation signal 603 to the light source 203rd Consequently, the light source 203 and the demodulator 902 by means of the sinusoidal modulation signal are successive syn ⁇ chronized.
  • the demodulator 902 receives the amplified analog position signal VP from the amplifier 308 of the sensor electronics 309, demodulates it, and outputs a demodulated analog position signal DA to the sampling unit 209 of the A / D converter 208.
  • FIG. 6 shows a schematic view of a further embodiment of a projection system 104 with associated control device 303.
  • the Embodiment of the sensor arrangement according to FIG. 6 differs from the embodiment according to FIG. 5 in the design of the control device 303.
  • the A / D converter 208 of the control device 303 receives the amplified analog position signal VP from the Sensor electronics 309 and converts this into a digital position signal DP.
  • the digital Positi ⁇ onssignal DP is supplied, for example, an FPGA 311, which includes a De ⁇ modulator 902, the evaluation device 304 and a driving unit 312 for driving the actuators of the mirror Ml - M6 comprises.
  • the demodulator 902 may optionally be synchronized by the sinusoidal Modulati ⁇ onssignals 602nd This is not necessary when the support ⁇ frequency of the sinusoidal modulation signal 902 is the demodulator 902 a pri ⁇ ori known.
  • the demodulated digital position signal is supplied to the Ausretevor ⁇ direction 304, which its determined depending on the position of the mirror M4.
  • the output signal of the evaluation device 304 is supplied to the dri ⁇ prepared standardize 312 which can control the actuators for the mirror as a function of the received signal of the evaluation device 304th
  • Fig. 7 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • the Sensoran ⁇ order of Fig. 7 comprises a plurality N3 by in the vacuum housing 137 disposed position sensor devices 140, a respective position ⁇ sensor device 140 to one of a Plural N2 of actuatable mirrors M2- M6 of the lithography system 100 of the projection system 104 is assigned.
  • the respective position sensor device 140 of FIG. 7 corresponds to that of FIG. 2.
  • the evaluation device 304 is integrated in the control device 303, as in the embodiment of FIG. Furthermore, the sensor arrangement of FIG. 7 has a data collection device 404 arranged in the vacuum housing 137. The data collection device 404 is connected to the evaluation device 304 disposed outside the vacuum housing 137 via a data connection.
  • the sammelvor ⁇ device 404 is adapted to collect the N3 of the N3 Positionssensorvorrichtun ⁇ gen provided 140 digital position signals DP to a digital Sam ⁇ melsignal DS and transmit the digital bus signal DS via the movement of such data ⁇ connection to the evaluation device 304th
  • the data collection device 404 and the evaluation device 304 over a single data link ver ⁇ are connected.
  • the data connection can be oriented ⁇ forms as unidirectional data connection.
  • the data connection includes a vacuum für Arimotos- device 302 to vacuum-compatible via through the vacuum housing 137, a coupled between the data collection device 404 and the vacuum fürheft michsvortechnik 302 first data line 401 and between the vacuum-DurchTypetechniksvortechnik 302 and the off ⁇ value device 304 coupled second data line 402.
  • Fig. 8 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • the exporting ⁇ approximate shape of Fig. 8 differs from that of Fig. 7 in that the sensor arrangement of Fig. 8, instead of a data collection device 404, a bus system 501 having.
  • the bus system 501 is connected to the evaluation device 304 arranged outside the vacuum housing 137.
  • the Bussys ⁇ system 501 is configured to transmit the digital electric position signals provided by the N3 N3 position sensor devices 140 DP to the evaluation device ⁇ 304th
  • the vacuum via device 302 of FIG. 8 is configured for vacuum-compatible through-connection of the bus system 501 through the vacuum housing 137.
  • the bus system 501 of FIG. 8 includes a plurality of bus lines 502 coupling the position sensor device 140, which are coupled to the connector socket 301.
  • Fig. 9 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • the exporting ⁇ approximate shape of the sensor assembly of FIG. 9 based on the embodiment of FIG. 3.
  • the light source 203 of Figure 9 comprises, a light generating unit 601 for generating a light beam and a pulse generator 602.
  • the In ⁇ pulse generator 602 is adapted to control the light generating unit to drive in such a way by means of a pulse sequence 601 in that the light generating unit 601 illuminates the measurement unit 201 with a modulated light beam such as a pulsed light beam.
  • the pulse generator 602 outputs a Syn ⁇ chronisationssignal 603, which speaks for example, the generated pulse sequence ent ⁇ or is derived therefrom, to the signal processing unit 207.
  • the signal processing unit 207 synchronizes the A / D converter 208 by means of the synchronization signal 603.
  • the optical position signal can have two mutually phase-shifted signal to ⁇ parts. Accordingly, the detection unit 204 provides 90 ° to each other phase-shifted voltage signals as an analog electrical position signal.
  • the ⁇ se phase-shifted low-voltage signals can also be referred to as A signal and B signal.
  • Fig. 10 shows simulation results with pulsed exposure for the product jemies system 104 of FIG. 9.
  • the curve 701 shows the actual x Feinpo ⁇ sition (actual position) of the mirror (normalized).
  • the curve 702 shows the light pulses, the curve 703 shows the A signal, whereas the curve 704 shows the B signal.
  • the curve 705 the measured fine position of the mirror (nor ⁇ mized).
  • Fig. 11 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • the exporting ⁇ approximate shape of the sensor assembly of FIG. 11 is based on the embodiment of Fig. 9.
  • the signal processing unit 11 includes 207 of FIG. A Sig ⁇ nalanalysetician 801.
  • the signal analysis unit 801 is connected downstream of the A / D converter 208 in the signal processing unit 207.
  • the A / D converter 208 is not synchronized with the synchronization signal 603 but the downstream signal analysis unit 801.
  • the light source may be set 203 to witness a modulated light beam, such as a sinusoidal light beam ⁇ to it.
  • a modulated light beam such as a sinusoidal light beam ⁇ to it.
  • FIGS. 12 and 15 Examples of these are shown in FIGS. 12 and 15.
  • the above-mentioned advantage applies in particular to the arrangement of FIG. 15, in which the demodulator Lation in the control device 303 and thus externally in the vacuum housing 137 is performed.
  • Fig. 12 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • the exporting ⁇ approximate shape of the sensor assembly of Fig. 12 based on the embodiment of Fig. 3.
  • the light source 203 of Fig. 12 includes a light generating unit 601 for generating a light beam and a modulator unit 901 for Generie ⁇ tion of a modulated light beam from the signal generated from the light generating unit 601 light beam.
  • the signal processing unit comprises 207 of Fig. 12 to the A / D converter 208 and the A / D converter 208 measures turn ⁇ th demodulator 902.
  • a modulation source is provided 903, which drives the modulator unit 901 by means of a synchronization signal 603rd Furthermore, the modulation source 903 drives the demodulation unit 902 with the same synchronization signal 603. As a result, the modulator unit 901 and the demodulator 902 are synchronized with each other.
  • the digital demodulation can (see Fig. 12) or analog (see Fig. 5) are pre ⁇ taken.
  • Digital demodulation requires faster A / D converters, for example at a sampling rate of 10 to 100 MHz.
  • Fig. 13 shows simulation results for a modulated exposure to sine ⁇ form in the projection system 104 of FIG. 12.
  • the curve 701 shows the actual fine position of the mirror (normalized)
  • the curve 1001 shows the Mo dulationssignal (modulated exposure)
  • the Curve 1002 shows the modulated A signal
  • curve 1003 shows the modulated B signal.
  • the curve 705 again shows the measured fine position of the mirror in another scaling (normalized).
  • 13 illustrates that the modulated A and B signals of the curves 1002 and 1003 represent the typical sinusoidal or cosine shape according to the invention. coderposition as coarse form (envelope).
  • the A and B signals are multiplied by the modulation signal 1001.
  • increasing the modulation frequency for example from 200 kHz to 500 kHz, can improve the quality of the measured position signal.
  • Figure 14 shows. 14 simulation results for demodulation and position ⁇ intended for the projection system 104 of FIG. 12.
  • Figure 14 shows the Fig., The actual fine position of the mirror (normalized), the curve 1002 shows the modulated A signal and the Curve 1003 shows the modulated B signal.
  • a further embodiment of the sensor arrangement with position ⁇ sensor devices 140, and an evaluating device 303 is depicted.
  • the embodiment of FIG. 15 differs from the embodiment of FIG. 12 in the arrangement of the demodulator 902.
  • the demodulator 902 is arranged in the control device 303 and immediately upstream of the evaluation device 304.
  • Fig. 16 shows a schematic view of another embodiment of a projection system 104 with an associated control device 303.
  • FIG. 16 comprises a plurality N3 by in the vacuum housing 137 disposed position sensor devices 140, a respective position ⁇ sensor device 140 to one of a Plural N2 of actuatable mirrors M2- M6 of the lithography system 100 of the projection system 104 is assigned.
  • the respective position sensor device 140 of FIG. 16 corresponds to that of FIG. 4.
  • the evaluation device 304 is integrated in the embodiment of FIG. 16 in the control device 303.
  • the sensor arrangement of FIG. 16 has an information collection device 405 arranged in the vacuum housing 137.
  • the information collecting device 405 is connected to the evaluation device 304 arranged outside the vacuum housing 137 via a cable 406.
  • the Informationssamm ⁇ elvorraum 405 is adapted to transmit the N3 of the N3 Positionssensorvor ⁇ directions 140 provided electrical position signals via the cable 406 by means of time division multiplex or by frequency multiplexing analog.
  • the position signals are transmitted analogously by means of time division multiplexing or frequency multiplexing.
  • the position signals over frequency are quenzmultiplex analog broadcast for the In ⁇ play a sinusoidal light beam.
  • FIG. 17 an embodiment of a method for determining a jewei ⁇ time position of a number of mirrors M1-M6 of a lithography system 100 is shown.
  • the method of FIG. 17 comprises the following steps S1 to S3
  • step S1 a measuring unit 201 with a modulated light beam is exposed by a light source 203.
  • the modulated light beam is, for example, pulsed or has a sinusoidal envelope.
  • step S2 detects a same by the measuring unit 201 when exposed to the modulated light beam-provided optical position signal 204 to the off position ⁇ reproducing an electric signal by a detection unit.
  • an analog electrical position signal can be converted into a digital electrical position signal by an A / D converter 208.
  • step S3 the position of the mirror M1-M6 by the electric Po ⁇ sitionssignals is determined.
  • the steps S1 to S3 are performed by an integrated assembly 200 arranged in a vacuum housing 137, which integrates the light source 203 and the detection unit 204.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

Es wird eine Sensoranordnung zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln (M1 –M6) einer Lithographieanlage (100) bereitgestellt, mit einer Anzahl von Positionssensorvorrichtungen (140), wobei die jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) eine Lichtquelle (203) zur Belichtung einer Messeinheit (201) mit einem modulierten Lichtstrahl, die Messeinheit (201) zur Bereitstellung eines optischen Positionssignals einer Position eines Spiegels (M –M6) bei Belichtung durch den modulierten Lichtstrahl, und eine Detektionseinheit (204) mit einer Mehrzahl von Photodetektoren (205) zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitgestellten optischen Positionssignals umfasst, undeiner Auswertevorrichtung (304) zur Ermittlung der Position des Spiegels (M1 –M6) mittels des elektrischen Positionssignals. Durch die Verwendung der modulierten Belichtung kann die Verlustleistung reduziert werden, und es können die Rauscheigenschaften der Positionssignale verbessert werden. Die modulierte Belichtung erlaubt damiteine gute Signalqualität bei geringer mittlerer Verlustleistung. Ferner werden ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln einer Lithographieanlage, ein Projektionssystem einer Lithographieanlage und eine Lithographieanlage bereitgestellt.

Description

SENSORANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG EINER JEWEILIGEN POSITION EINER ANZAHL VON SPIEGELN EINER LITHOGRAPHIEANLAGE Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung und ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln einer Lithogra¬ phieanlage, ein Projektionssystem einer Lithographieanlage und eine Lithogra¬ phieanlage. Die Sensoranordnung umfasst zumindest eine Positionssensorvor¬ richtung zur Bereitstellung eines Positionssignals für einen Spiegel und eine Auswertevorrichtung zur Ermittlung der Position des Spiegels in Abhängigkeit von dem Positionssignal.
Der Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2015 209 077.9 wird durch Bezug¬ nahme vollumfänglich mit einbezogen.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikro strukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise angewendet. Der Mikrolithogra- phieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Be¬ leuchtungssystem und ein Projektions System aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Pro¬ jektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be¬ schichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfind¬ liche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstel¬ lung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV- Lithographieanlagen entwi¬ ckelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, ins¬ besondere 13,5 nm verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellen¬ länge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von— wie bisher— bre- chenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden. Aus gleichem Grund ist die Strahlformung und Strahlprojektion in einem Vakuum durchzuführen.
Die Spiegel können z. B. an einem Tragrahmen (Engl.: force frame) befestigt und wenigstens teilweise manipulierbar oder verkippbar ausgestaltet sein, um eine Bewegung eines jeweiligen Spiegels in bis zu sechs Freiheitsgraden und damit eine hochgenaue Positionierung der Spiegel zueinander, insbesondere im pm- Bereich, zu ermöglichen. Somit können etwa im Betrieb der Lithographieanlage auftretende Änderungen der optischen Eigenschaften, z. B. infolge von thermi- sehen Einflüssen, ausgeregelt werden.
Für das Verfahren der Spiegel, insbesondere in den sechs Freiheitsgraden, sind diesen Aktuatoren zugeordnet, welche über einen Regelkreis angesteuert wer¬ den. Als Teil des Regelkreises ist eine Vorrichtung zur Überwachung des Kipp- winkels eines jeweiligen Spiegels vorgesehen.
Das Dokument WO 03/052511 A2 zeigt eine Abbildungseinrichtung in einer Pro- jektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Die Abbildungseinrichtung hat wenigstens ein optisches Element und wenigstens einen einen Linearantrieb aufweisenden Manipulator zur Manipulation der Position des optischen
Elements. Dabei weist der Linearantrieb einen angetriebenen Teilbereich und einen nicht angetriebenen Teilbereich auf, welche relativ zueinander in Richtung einer Bewegungsachse beweglich sind, wobei die Teilbereiche über Funktions¬ elemente mit einer Wirkungsrichtung wenigstens annähernd senkrecht zur Be- wegungsachse und über Funktionselemente mit einer Wirkungsrichtung wenigs¬ tens annähernd parallel zur Bewegungsachse zumindest zeitweise miteinander verbunden sind.
Ferner ist bekannt, ein an einem Spiegel angebrachtes Referenzmuster mittels eines optischen Gebers (Engl.: optical encoder) zu erfassen. Ein solcher optischer Geber liefert um 90° zueinander phasenverschobene Spannungssignale, auch A- Signal und B- Signal genannt, aber diese phasenverschobenen Spannungssignale sind allerdings rauschanfällig. Auch liefert der optische Geber eine mehrdeutige relative Position (Feinposition) gegenüber einer Einschalt- Position oder Refe¬ renz-Position, nicht aber eine eindeutige absolute Position (Grobposition). Somit ist ein weiterer Positionssensor für die Einschalt- Position erforderlich.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, das Ermitteln einer Position zumindest eines Spiegels einer Lithographieanlage zu verbessern. Demgemäß wird eine Sensoranordnung zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln einer Lithographieanlage vorgeschlagen. Die Sensor¬ anordnung umfasst eine Anzahl von Positionssensorvorrichtungen, wobei die je¬ weilige Positionssensorvorrichtung eine Lichtquelle zur Belichtung einer Mess¬ einheit mit einem modulierten Lichtstrahl, eine Messeinheit zur Bereitstellung eines optischen Positionssignals einer Position eines Spiegels bei Belichtung durch den modulierten Lichtstrahl und eine Detektionseinheit mit einer Mehr¬ zahl von Photodetektoren zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitgestellten optischen Positionssignals umfasst, wobei die Messeinheit ein Referenzmuster zur Beeinflussung des Lichtstrahls und eine Spiegelanordnung zur Reflexion des beeinflussten Lichtstrahls aufweist. Außer¬ dem weist die Sensoranordnung eine Auswertevorrichtung zur Ermittlung der Position des Spiegels mittels des elektrischen Positionssignals auf.
Durch die Verwendung der modulierten Belichtung kann die Verlustleistung re- duziert werden, und es können Rauscheigenschaften des Positionssignals positiv beeinflusst werden. Die modulierte Belichtung erlaubt damit eine gute Signal¬ qualität bei geringer mittlerer Verlustleistung.
Der modulierte Lichtstrahl ist beispielsweise ein gepulster Lichtstrahl oder ein sinusförmiger Lichtstrahl. Der sinusförmige Lichtstrahl hat insbesondere eine sinusförmige Hüllkurve. Damit lässt sich die Amplitude der Lichtleistung für bestimmte Zeitpunkte erhöhen und für bestimmte andere Zeitpunkte vermin- dern. Hierzu im Detail Um die Anforderungen an Positioniergenauigkeit und Störkompensation zu erfüllen, ist bei einem Projektionssystem beispielsweise ein Regeltakt von etwa 5 kHz erforderlich. Folglich werden die Werte mit 5 kHz dem Regler zugeführt und abgetastet. Der A/D-Wandler kann mit einer höheren Ab- tastrate arbeiten, insbesondere falls noch digitale Vorfilter bei einer höheren Ab¬ tastrate eingesetzt sind. Ein stärkeres und damit rauschärmeres Signal lässt sich durch mehr Lichtleistung erreichen. Um aber die Lichtquelle oder das licht¬ erzeugende Bauelement, wie beispielsweise einen Halbleiter-Laser oder eine La¬ serdiode, nicht thermisch zu überlasten und/oder in der Treiberschaltung für die Lichtquelle die Verlustleistung im zeitlichen Mittel gering zu halten, ist eine mo¬ dulierte Belichtung, beispielsweise ein Pulsen oder Blitzen, vorteilhaft.
Die meisten auf Halbleiter basierenden lichterzeugenden Elemente lassen sich im Pulsbetrieb auch über Nennstrom betreiben, so dass sehr hohe Lichtintensitä- ten und damit sehr gute Signal-Rausch-Verhältnisse ermöglicht werden können. Das Betreiben oberhalb des Nennstroms kann in gewissen Grenzen sogar ohne oder mit akzeptabler Reduktion der erwarteten Lebensdauer durchgeführt wer¬ den. Da bei gepulster Belichtung auch das optische Positionssignal gepulst ist, wird die Abtastung des A/D-Wandlers vorzugsweise mit den Pulsen der Licht- quelle synchronisiert. Die Abtastfrequenz des A/D-Wandlers ist dabei gleich der Pulsfrequenz oder höher. Zusammenfassend ist der Vorteil der modulierten oder gepulsten Belichtung, dass mehr Impuls-Lichtleistung und damit ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis erreicht werden können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtquelle dazu eingerichtet, einen gepulsten Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit zu generieren.
Die gepulste Belichtung stellt signaltheoretisch eine Multiplikation mit einer Impulsfolge dar. Demzufolge wird auch hier bereits die relevante Messinformati- on nicht mehr (nur) im Basisband (bei geringen Frequenzen) durch die Verstär¬ ker und eine verbleibende Messstrecke transportiert. Eine Multiplikation mit der Impulsfolge im Zeitbereich (durch die gepulste Belichtung) entspricht im Fre- quenzbereich einer Faltung mit einer Impulsfolge, so dass Signalinhalte auch auf einer höheren Trägerfrequenz und Vielfachen davon transportiert werden. Die Grund-Trägerfrequenz ist hier die Pulsfrequenz, mit der die Lichtquelle gepulst wird.
Neben den hohen Lichtimpuls-Leistungen bzw. -Energien hat die gepulste Be¬ lichtung weiteres Potenzial zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses, insbesondere bei 1/f-Rauschen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Lichtquelle dazu eingerichtet, einen sinusförmigen Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit zu generieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichtquelle eine Lichterzeu¬ gungseinheit zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Modulatoreinheit zur Generierung eines modulierten Lichtstrahls aus dem von der Lichterzeugungs¬ einheit erzeugten Lichtstrahl auf.
Die Modulatoreinheit erzeugt den modulierten Lichtstrahl durch Aufprägen ei¬ ner definierten Charakteristik auf den von der Lichterzeugungseinheit erzeugten Lichtstrahl.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichtquelle eine Lichterzeu¬ gungseinheit zur Erzeugung eines Lichtstrahls und einen Impulsgenerator auf, welcher dazu eingerichtet ist, die Lichterzeugungseinheit mittels einer Impuls- folge derart anzusteuern, dass die Lichterzeugungseinheit den modulierten Lichtstrahl mit der definierten Charakteristik ausgibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Lichterzeugungseinheit einen Halbleiter-Laser auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Auswertevorrichtung eine Signalverarbeitungseinheit auf, welche zumindest einen A/D-Wandler zum Wan- dein eines von den Photodetektoren ausgegebenen analogen elektrischen Positi¬ onssignals in ein digitales elektrisches Positionssignal aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Syn- chronisations- Einrichtung zur Synchronisation der Signalverarbeitungseinheit und der Lichtquelle. Die Synchronisations- Einrichtung kann beispielsweise als Impulsgenerator oder als Modulationsquelle ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Impulsgenerator die Syn- chronisations- Einrichtung. Dabei ist der Impuls generator dazu eingerichtet, die Signalverarbeitungseinheit und die Lichtquelle mittels der Impulsfolge zu syn¬ chronisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der A/D-Wandler der Signal- Verarbeitungseinheit eine Abtasteinheit und eine Quantisierungseinheit, wobei die Synchronisations- Einrichtung dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle zur Gene¬ rierung des modulierten Lichtstrahls mit der Abtasteinheit zu synchronisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungseinheit den A/D-Wandler und eine dem A/D-Wandler nachgeschaltete Signalanalyseein¬ heit, wobei die Synchronisations- Einrichtung dazu eingerichtet ist, die Lichtquel¬ le zur Generierung des modulierten Lichtstrahls mit der Signalanalyseeinheit zu synchronisieren. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der A/D-Wandler zur Mehrfachabtas¬ tung des elektrischen Positionssignals eingerichtet. Bei der Mehrfachabtastung wird das elektrische Positionssignal mehrfach, d. h. zu einem Zeitpunkt und kurz danach (beispielsweise 1 Mikrosekunde danach) nochmals abgetastet. Die Mehr¬ fachabtastung ist insbesondere ein Verfahren gemäß Correlated-Double- Sampling. Das Verfahren gemäß Correlated-Double-Sampling ist insbesondere vorteilhaft bei 1/f-Rauschen. Beispielsweise wird das elektrische Positionssignal bei der Mehrfachabtastung zweimal abgetastet, einmal wenn das Positionssignal vorhanden ist und einmal kurz danach wenn kein Signal vorhanden ist, und da¬ mit nur noch Rauschen, z. B. während der Pause zwischen zwei Pulsen. Diese beiden Informationen können voneinander subtrahiert werden. Unter der An¬ nahme, dass das Rauschsignal sich zwischen den beiden Abtastzeitpunkten nicht geändert hat (z.B. bei 1/f Rauschen), wird dadurch das Rauschen entfernt bzw. minimiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Signalverarbeitungseinheit den A/D-Wandler und einen dem A/D-Wandler vorgeschalteten Demodulator. Dabei ist die Synchronisations- Einrichtung dazu eingerichtet, die Lichtquelle zur Generierung eines sinusförmigen Lichtstrahls mit dem Demodulator zu synchro¬ nisieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zumindest die Lichtquelle und die Signalverarbeitungseinheit in einer in einem Vakuum- Gehäuse angeordneten integrierten Baugruppe vorgesehen.
Unter einer integrierten Baugruppe ist eine Anordnung mit einer Anzahl von integrierten Schaltungen und/oder Bauteilen zu verstehen, die auf einer Träger- leiterplatte oder mehreren Trägerleiterplatten angeordnet sind. Die integrierte Baugruppe kann auch als integrierte Sensorelektronik bezeichnet werden.
Beispielsweise die Signalverarbeitungseinheit kann als integrierte Schaltung ausgebildet sein. Ein Beispiel für ein auf der Trägerleiterplatte angeordnetes Bauteil ist die Lichtquelle. Die Trägerleiterplatte umfasst beispielsweise eine Keramikplatine .
Durch die Integration in derselben integrierten Baugruppe kann Platz eingespart werden. Durch die Integration der Lichtquelle in der integrierten Baugruppe und damit in dem Vakuum- Gehäuse ist es nicht mehr notwendig, extern erzeugte Lichtstrahlen durch das Vakuum- Gehäuse durchzuführen. Hierdurch werden Kosten eingespart. Auch die Ansteuerung der Lichtquelle oder vorzugsweise auch die Treiberschaltung für die Lichtquelle ist innerhalb des Vakuum- Gehäuses angeordnet. Beispielsweise ist die Treiberschaltung für die Lichtquelle in der Signalverarbeitungseinheit integriert. Durch die innerhalb des Vakuum- Gehäuses bereitgestellte Generierung des digi¬ talen elektrischen Positionssignals durch den A/D-Wandler der Signalverarbei¬ tungseinheit ist es vorteilhafterweise möglich, eine digitale Datenleitung zur Führung der Signale nach außen, d.h. außerhalb des Vakuum- Gehäuses, zu ver¬ wenden. Vorteilhafterweise können die Daten auf der digitalen Datenleitung komprimiert und/oder durch Fehlercodes geschützt werden. Der A/D-Wandler umfasst insbesondere eine Abtasteinheit und eine Quantisierungseinheit, die auf der integrierten Baugruppe integriert sind.
Die Erzeugung der digitalen Positionssignale unmittelbar an der Messstelle und damit in dem Vakuum- Gehäuse bietet Vorteile bezüglich Signalintegrität und Handhabbarkeit des Systems. Ein Grund hierfür ist, dass die Positionssignale digital nach außen transportiert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lichtquelle und die Signalver- arbeitungseinheit in einer einzigen integrierten Baugruppe vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lichtquelle, die Signalverarbei¬ tungseinheit und die Photodetektoren der Detektionseinheit in der integrierten Baugruppe vorgesehen.
Dadurch, dass die Lichtquelle, die Signalverarbeitungseinheit und vorzugsweise zusätzlich die Photodetektoren in derselben integrierten Baugruppe vorgesehen sind, kann die Position wenigstens einen Spiegels sehr schnell ermittelt werden. Insbesondere die räumliche Zusammenfassung von Photodetektoren und Signal- Verarbeitungseinheit erlaubt eine sehr schnelle Signalverarbeitung. Die verkürz¬ ten Signalwege zwischen den Photodetektoren und der Signalverarbeitungsein¬ heit bedingen weiterhin die Vorteile einer Verbesserung des Signal-Rausch- Verhältnisses und einer Reduzierung der Störanfälligkeit. Insbesondere ist die integrierte Baugruppe mit einer gegen Ausgasung schützenden Schicht versehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Steuervorrichtung zum Steuern von Aktuatoren, welche zum Aktuieren von ak- tuierbaren Spiegeln der Spiegel der Lithographieanlage eingerichtet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Steuervorrichtung die Auswer¬ tevorrichtung auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Detektionseinheit ferner eine Optik auf, welche dazu eingerichtet ist, das von der Messeinheit bereitgestellte optische Positionssignal auf die Photodetektoren abzubilden. Die Optik umfasst insbesondere zumindest eine Linse.
Beispielsweise hat das Projektionssystem der Lithographieanlage eine Anzahl Nl Spiegel mit einer Anzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (N2 < Nl) und N3 Positionssensorvorrichtungen. Dabei ist jeweils eine Anzahl N4 der Positions¬ sensorvorrichtungen einem der N2 aktuierbaren Spiegeln zugeordnet (N3 = N4 · N2). Insbesondere sind Nl, N2, N3 und N4 natürliche Zahlen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse angeordneten Positionssensorvor¬ richtungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehr- zahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und eine in dem Vakuum- Gehäuse angeordnete Datensammelvorrichtung, welche mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses angeordneten Auswertevorrichtung über eine Datenverbindung verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen bereitgestellten digitalen elektrischen Positionssignale zu einem digitalen Sammelsignal zu sammeln und das digitale Sammelsignal über die Datenverbindung an die Auswertevorrichtung zu über¬ tragen. Vorteilhafterweise stellt die Datensammelvorrichtung eine Möglichkeit bereit, die digitalen Positionssignale im Vakuum- Gehäuse zu sammeln und gebündelt nach außen zu transportieren. Hierdurch werden vorteilhafterweise die Kabel- kosten reduziert. Die Datensammelvorrichtung ist beispielsweise eine Elektro¬ nikeinheit, zum Beispiel eine integrierte Schaltung. Eine Realisierung mit der angesprochenen Datensammelvorrichtung hat auch den Vorteil, dass ein digita¬ les Datenkabel nach außen viel weniger steif ist als viele Kabel für viele Ana¬ logsignale.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Datensammelvorrichtung und die Auswertevorrichtung über eine einzige Datenverbindung verbunden. Die Verwendung einer einzigen Datenverbindung reduziert die Kosten für notwendi¬ ge Kabel und Kabeldurchführungen durch das Vakuum-Gehäuse.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Datenverbindung zwischen der Datensammelvorrichtung und der Auswertevorrichtung als eine unidirektionale Datenverbindung ausgebildet. Durch die Verwendung einer unidirektionalen Datenverbindung nach außen wird vorteilhafterweise ein Zugriff von außen auf die Datensammelvorrichtung verhindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenverbindung eine Vaku- um-Durchkontaktierungsvorrichtung zur vakuumtauglichen Durchkontaktie- rung durch das Vakuum- Gehäuse, eine zwischen der Datensammelvorrichtung und der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung gekoppelte erste Datenlei¬ tung und eine zwischen der Vakuum- Dur chkontaktierungs Vorrichtung und der Auswertevorrichtung gekoppelte zweite Datenleitung auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Datensammelvorrichtung mit einer jeden der N3 Positionssensorvorrichtungen mittels einer jeweiligen Leitung verbunden. Hierdurch werden einfach herstellbare Punkt-zu-Punkt-Datenverbindungen zu der Datensammelvorrichtung realisiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform koppelt ein Steckverbindungssockel die Datensammelvorrichtung und die erste Datenleitung elektrisch. Ein Steckver- bindungssockel (Connector Bracket) ist ein Adapter, mit dem die Datensammel¬ vorrichtung und die erste Datenleitung mechanisch und elektrisch gekoppelt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse angeordneten Positionssensorvor¬ richtungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehr¬ zahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und ein zumindest teilweise in dem Vakuum- Gehäuse angeordnetes Bussystem, wel¬ ches mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses angeordneten Auswertevorrich- tung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positions¬ sensorvorrichtungen bereitgestellten digitalen elektrischen Positionssignale an die Auswertevorrichtung zu übertragen.
Gegenüber Punkt-zu-Punkt- Verbindungen im Vakuum- Gehäuse ist ein vakuum- taugliches Bussystem besonders günstig hinsichtlich Kosten und Dynamik. Zu¬ sätzlich kann die Datensammelvorrichtung entfallen, und es wird damit einfa¬ cher, Busleitungen bereits noch weiter in dem Vakuum- Gehäuse zu vereinen, um noch mehr Kabelstrecken und damit Kosten zu sparen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform teilt sich eine Teilmenge der in dem Va¬ kuum-Gehäuse angeordneten Positionssensorvorrichtungen ein Bussystem. Die weiteren Sensoren können über ein weiteres Bussystem gekoppelt sein oder über Punkt- zu- Punkt- Verbindungen zu einer dann vorzusehenden Datensammelvor- richtung. Getrennte Bussysteme können insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Busbandbreite zu gering ist, um eine geforderte Regelbandbreite zu unterstützen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Sensoranordnung eine Vaku- um-Durchkontaktierungsvorrichtung zur vakuumtauglichen Durchkontaktie- rung des Bussystems durch das Vakuum- Gehäuse auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bussystem eine Mehrzahl von die Positionssensorvorrichtungen ankoppelnden Busleitungen auf, welche mit einem Steckverbindungssockel verbunden sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Datenverbindung eine zwi- sehen dem Steckverbindungssockel und der Vakuum-Durchkontaktierungs- vorrichtung gekoppelte erste Datenleitung und eine zwischen der Vakuum- Durchkontaktierungsvorrichtung und der Auswertevorrichtung gekoppelte zwei¬ te Datenleitung auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Referenzmuster zwischen der Lichtquelle und der Spiegelanordnung angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Referenzmuster einen Ma߬ stab, insbesondere einen holographischen Maßstab, auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse angeordneten Positionssensorvor¬ richtungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehr¬ zahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und eine in dem Vakuum- Gehäuse angeordnete Informationssammeleinrichtung, welche mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses angeordneten Auswertevorrich¬ tung über ein Kabel verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen bereitgestellten elektrischen Positionssig¬ nale über das Kabel mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen. Durch die Verwendung des gepulsten Lichtstrahls und eines Multiplex Verfah¬ rens, hier Zeitmultiplex oder Frequenzmultiplex, ist es möglich, Positionssignale von mehreren Positionssensorvorrichtungen analog über ein einziges Kabel zu transportieren. Hierdurch werden Kosten eingespart. Insbesondere ist eine ein¬ fache Vakuumelektronik in dem Vakuum- Gehäuse möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung eine Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuseangeordneten Positionssensorvorrich¬ tungen, wobei eine jeweilige Positionssensorvorrichtung einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln der Lithographieanlage zugeordnet ist, und eine in dem Vakuum- Gehäuse angeordnete Informationssammeleinrichtung, welche mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses angeordneten Auswertevorrich¬ tung über ein Kabel verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen bereitgestellten elektrischen Positionssig¬ nale über das Kabel mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
Durch die Verwendung des sinusförmigen Lichtstrahls und eines Multiplexver- fahrens, hier Frequenzmultiplex, ist es möglich, Positionssignale von mehreren Positionssensorvorrichtungen analog über ein einziges Kabel zu transportieren. Hierdurch werden Kosten eingespart. Insbesondere ist eine einfache Vakuum- elektronik in dem Vakuum- Gehäuse möglich.
Ferner wird ein Projektionssystem einer Lithographieanlage vorgeschlagen, wel¬ che eine Mehrzahl Nl von Spiegeln, welche eine Anzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln umfasst, mit N2 < Nl, und eine wie oben beschriebene Sensoranord- nung umfasst. Die Sensoranordnung umfasst eine Mehrzahl N3 von Positions¬ sensorvorrichtungen, wobei jeweils eine Anzahl N4 der Positionssensorvorrich¬ tungen einem der N2 aktuierbaren Spiegeln zugeordnet sind, mit N3 = N4 · N2. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Projektionssystem eine Mehrzahl von Aktuatoren zum Aktuieren der aktuierbaren Spiegel und eine Steuervorrich¬ tung zum Steuern der Aktuatoren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Steuervorrichtung die Auswer¬ tevorrichtung auf. Insbesondere integriert die Steuervorrichtung die Auswerte¬ vorrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu einge¬ richtet, für einen jeden der N2 aktuierbaren Spiegel eine jeweilige Position in Abhängigkeit des jeweiligen digitalen elektrischen Positionssignals zu bestim¬ men. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu einge¬ richtet, die Aktuatoren in Abhängigkeit der von der Auswertevorrichtung be¬ stimmten Positionen der aktuierbaren Spiegel anzusteuern.
Dabei benutzt die Steuervorrichtung insbesondere eine modellgestützte Rege- lung, um die Qualität der Messwerte bezüglich Rauschen zu verbessern. Bei¬ spielsweise innerhalb eines Kaiman- Filters kann ein Modell der Regelstrecke, welche beispielsweise die Spiegel des Projektionssystems und deren Aktuatorik abbilden, laufen, und somit durch die Modellstützung die für den Regler verfüg¬ baren Messwerte verbessern.
Die Steuervorrichtung kann anstelle eines klassischen Kaiman- Filters auch spe¬ zielle nichtlineare Varianten des Kaiman- Filters verwenden. Beispiele hierfür sind ein lineares Kalman-Filter mit stückweise linearen Modellen, ein Extended- Kalman-Filter oder ein Kalman-Filter mit Error-Backpropagation. Insbesondere bei nichtlinearem Verhalten und außergewöhnlichen Wahrscheinlichkeitsdich¬ ten, zum Beispiel bei einer multimodalen Verteilung der Roh-Messsignale der Spiegel des Projektionssystems, kann bei ausreichender Rechenleistung und Speicherleistung auch der Einsatz eines Particle- Filters vorteilhaft sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Projektionssystem eine Energieversorgungsvorrichtung zum Versorgen der in dem Vakuum- Gehäuse angeordneten Sensoranordnung mit elektrischer Energie.
Des Weiteren wird eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welche ein wie oben näher beschriebenes Projektionssystem umfasst.
Außerdem wird ein Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer An¬ zahl von Spiegeln einer Lithographieanlage vorgeschlagen. Dieses weist folgende Schritte a) bis c) auf:
a) Belichten einer Messeinheit mit einem modulierten Lichtstrahl durch eine Lichtquelle,
b) Detektieren eines von der Messeinheit bei Belichtung derselben durch den modulierten Lichtstrahl bereitgestellten optischen Positionssignals durch eine Detektionseinheit zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals, wobei die Messeinheit ein Referenzmuster zur Beeinflussung des Lichtstrahls und eine Spiegelanordnung zur Reflexion des beeinflussten Lichtstrahls aufweist, und c) Ermitteln der Position des Spiegels mittels des elektrischen Positionssignals.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte a) und b) und vorzugsweise zusätzlich der Schritt c) durch eine in einem Vakuum- Gehäuse angeordnete inte- grierte Baugruppe, welche die Lichtquelle und die Detektionseinheit integriert, durchgeführt.
Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung der Schritte a) bis c) des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst. Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in ei¬ nem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer ent- sprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerpro¬ gramm-Mittel erfolgen.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht expli¬ zit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausfüh- rungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegen- stand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungs¬ beispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzug¬ ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV- Lithographieanlage;
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Sensoran¬ ordnung mit einer Positionssensorvorrichtung zum Ermitteln einer Position zu¬ mindest eines Spiegels der Lithographieanlage;
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Projektions¬ systems mit zugeordneter Steuervorrichtung! Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung! Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung!
Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung!
Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung!
Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung!
Fig. 9 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung! Fig. 10 zeigt Simulationsergebnisse für eine gepulste Belichtung bei dem Projek¬ tionssystem der Fig. 9!
Fig. 11 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung!
Fig. 12 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung!
Fig. 13 zeigt Simulationsergebnisse für eine modulierte Belichtung mit Sinus- form bei dem Projektions System der Fig. 12! Fig. 14 zeigt Simulationsergebnisse für Demodulation und Positionsbestimmung bei dem Projektionssystem der Fig. 12;
Fig. 15 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung!
Fig. 16 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems mit zugeordneter Steuervorrichtung! und Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Ermitteln einer Positi¬ on zumindest eines Spiegels der Lithographieanlage.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Be¬ zugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer EUV- Lithographieanlage 100A, wel¬ che ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für„extremes Ultraviolett" (Engl.: extreme ultra¬ violett, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projekti¬ onssystem 104 sind jeweils in einem Vakuum- Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum- Gehäuse mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Evakuierungsvor- richtung evakuiert wird. Die Vakuum- Gehäuse sind von einem nicht näher dar¬ gestellten Maschinenraum umgeben. In diesem Maschinenraum können auch elektrische Steuerungen und dergleichen vorgesehen sein.
Die EUV- Lithographieanlage 100A weist eine EUV- Lichtquelle 106A auf. Als EUV- Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV- Bereich (extrem ultravioletten Bereich), also z.B. im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 30 nm aussenden. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt und die ge¬ wünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EU V- Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind.
Das in Fig. 1 dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahl- formungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf die Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als re- flektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spie¬ gels 136 auf die Photomaske gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 122 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 104 weist sechs Spiegel Ml - M6 zur Abbildung der Pho¬ tomaske 120 auf den Wafer 122 auf. Dabei können einzelne Spiegel Ml - M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zur optischen Achse 124 des Projektions¬ systems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel der EUV- Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl be¬ schränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel Ml - M6 i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Das Projektionssystem 104 weist ferner eine Anzahl von Positionssensorvorrich¬ tungen 140 zur Ermittlung einer Position eines der Spiegel Ml - M6 auf. Unter der bespielhaften Annahme, dass das Projektionssystem 104 sechs Spiegel Ml - M6 (Nl = 6) aufweist, von denen fünf Spiegel aktuierbar sind (N2 = 5) und jeder der aktuierbaren Spiegel entsprechend sechs Freiheisgraden sechs Positi- onssensorvorrichtungen 140 (N4 = 6) zuzuordnen sind, ergibt sich eine Anzahl N3 der Positionssensorvorrichtungen 140 in dem Projektionssystem 104 von 30 (N3 = N4 · N2 = 6 · 5 = 30). Ohne Einschränkung der Allgemeinheit und aus Gründen der vereinfachten Darstellung zeigt Fig. 1 eine Positionssensorvorrichtung 140.
Die Positionssensorvorrichtung 140 ist mit einer Auswertevorrichtung 304 (siehe Fig. 2 und 3) gekoppelt. Die Auswertevorrichtung 304 ist eingerichtet, die Positi- on eines aktuierbaren Spiegels der Spiegel Ml - M6 mittels des Ausgangssignals der Positionssensorvorrichtung 140 zu ermitteln. Die Auswertevorrichtung 304 kann - wie die Positionssensorvorrichtung 140 - in dem Vakuum- Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 angeordnet sein (siehe Fig. 2). In diesem Fall ist die Auswertevorrichtung 304 beispielsweise in der Signalverarbeitungseinheit 207 integriert. Alternativ kann die Auswertevorrichtung 304 auch extern zu dem Va¬ kuum-Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Beispielsweise kann dann die Auswertevorrichtung 304 in einer dem Projektionssystem 104 zu¬ geordneten Steuervorrichtung 303 integriert sein (siehe zum Beispiel Fig. 3). Details zu der Positionssensorvorrichtung 140 sind mit Bezug zu den Fig. 2 bis 15 näher beschrieben.
Hierzu zeigt die Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Sensoranordnung mit einer Positionssensorvorrichtung 140 zum Ermitteln einer Position eines Spiegels der Lithographieanlage, zum Beispiel des Spiegels M4 des Projektionssystems 104 der Lithographieanlage 100.
Die Sensoranordnung der Fig. 2 umfasst eine Anzahl von Positionssensorvorrich¬ tungen 140. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit zeigt die Fig. 2 eine Positi- onssensorvorrichtung 140 zum Ermitteln einer Position eines Spiegels der Litho¬ graphieanlage, zum Beispiel des Spiegels M4 des Projektionssystems 104 der Li¬ thographieanlage 100. Beispielsweise in Fig. 7 sind mehrere Positionssensorvor- richtungen 140 zur Ermittlung der jeweiligen Position einer Mehrzahl von Spie¬ geln M2 - M6 dargestellt.
Die Positionssensorvorrichtung 140 der Fig. 2 umfasst eine Messeinheit 201, eine Lichtquelle 203, eine Detektionseinheit 204 und eine Signalverarbeitungseinheit 207.
Die Messeinheit 201 ist dazu eingerichtet, ein optisches Positionssignal der Posi¬ tion des Spiegels M4 bei Belichtung durch einen modulierten Lichtstrahl bereit- zustellen. Der modulierte Lichtstrahl ist beispielsweise ein gepulster Lichtstrahl oder ein sinusförmiger Lichtstrahl. Die Lichtquelle 203 ist dazu eingerichtet, die Messeinheit 201 mit dem modulierten Lichtstrahl zu belichten. Die Detektions¬ einheit 204 umfasst eine Mehrzahl von Photodetektoren 205 zur Ausgabe eines analogen elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitgestellten opti- sehen Positionssignals. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit zeigt die Fig. 2 drei Photodetektoren 205. Die Signalverarbeitungseinheit 207 umfasst zumin¬ dest einen A/D-Wandler 208 zum Wandeln des analogen elektrischen Positions¬ signals in ein digitales elektrisches Positionssignal. Die Sensoranordnung umfasst ferner eine Auswertevorrichtung 304 zur Ermitt¬ lung der Position des Spiegels M4 mittels des digitalen elektrischen Positionssig¬ nals. In der Ausführungsform der Fig. 2 ist die Auswertevorrichtung 304 in der Signalverarbeitungseinheit 207 integriert. Ferner sind in der Ausführungsform der Fig. 2 die Lichtquelle 203, die Photode¬ tektoren 205 der Detektionseinheit 204 und die Signalverarbeitungseinheit 207 auf einer Trägerleiterplatte 202 angeordnet und sind Teil einer integrierte Bau¬ gruppe 200. Die integrierte Baugruppe 200 kann zumindest teilweise mit einer gegen Ausgasung schützenden Schicht versehen sein. Die Lichtquelle 203 um- fasst beispielsweise einen Halbleiter-Laser. Die Trägerleiterplatte 202 ist bei¬ spielsweise aus Keramik gefertigt. Auf der Trägerleiterplatte 202 können ferner Abblock-kondensatoren (nicht gezeigt) angeordnet sein. Die Abblockkondensato¬ ren sind insbesondere mit einer gegen Ausgasung schützenden Schicht versehen.
Des Weiteren zeigt die Fig. 2, dass die Detektionseinheit 204 eine Optik 206 auf- weist, welche dazu eingerichtet ist, das von der Messeinheit 201 bereitgestellte optische Positionssignal auf die Photodetektoren 205 abzubilden. Die Optik 206 umfasst beispielsweise zumindest eine Linse.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Projektions- Systems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Aus Gründen der Veran¬ schaulichung zeigt die Fig. 3 nicht alle Spiegel Ml - M6 der Fig. 1, sondern bei¬ spielhaft nur einen einzigen Spiegel M4. Diesem Spiegel M4 sind insbesondere sechs Positionssensorvorrichtungen 140 zugeordnet, wobei die Fig. 3 wiederum aus Gründen der Veranschaulichung nur eine Positionssensorvorrichtung 140 zeigt. Die Positionssensorvorrichtung 140 der Fig. 3 entspricht der Positions¬ sensorvorrichtung 140 der Fig. 2. Die Auswertevorrichtung 304 der Fig. 3 ist al¬ lerdings nicht in dem Vakuum- Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 ange¬ ordnet, sondern ist in der Steuervorrichtung 303 des Projektionssystems 104 in¬ tegriert. Die Signalverarbeitungseinheit 207 überträgt das digitale Positionssig- nal DP über Datenleitungen 307, einen Steckverbindungssockel 301 und eine Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 an die Auswertevorrichtung 304.
Ferner zeigt die Fig. 3 eine in der Steuervorrichtung 303 vorgesehene elektrische Spannungsversorgung 305, welche die Positionssensorvorrichtung 140 über eine elektrische Spannungsversorgungsleitung 306 mit elektrischer Energie versorgt.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Ein wesentli¬ cher Unterschied der Ausführungsform der Fig. 4 gegenüber der Ausführungs- form der Fig. 3 liegt darin, dass in der Fig. 4 die Lichtquelle 203 extern zu dem Vakuum- Gehäuse 137 des Projektionssystems 104 angeordnet ist. Im Gegensatz dazu zeigt die Ausführungsform der Fig. 4 eine Sensorelektronik 309, welche die Lichtquelle 203, die Energieversorgungsvorrichtung 305 und einen Verstärker 308 aufweist. Die Energieversorgungsvorrichtung oder elektrische Spannungs¬ versorgung 305 der Fig. 4 versorgt die Positionssensorvorrichtung 140 über eine elektrische Spanungsversorgungsleitung 306 mit elektrischer Energie. Die Lichtquelle 203 der Fig. 4 liefert den modulierten Lichtstrahl 203 in das Vaku¬ um-Gehäuse 137 über eine Anzahl von Lichtfasern 310, welche durch die Vaku- um-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 und den Steckverbindungssockel 301 an die Positionssensorvorrichtung 140 geführt sind. Ferner ist in dem Vakuum¬ gehäuse 137 eine Optik 211 angeordnet, welche den modulierten Lichtstrahl auskoppelt und die Messeinheit 201 mit dem ausgekoppelten, modulierten Licht¬ strahl belichtet. Aus Gründen der Veranschaulichung und ohne Einschränkung der Allgemeinheit zeigt die Fig. 4 eine Lichtfaser 310.
Wie in den vorstehenden Ausführungsformen ist die Messeinheit 210 der Fig. 4 dazu eingerichtet, ein optisches Positionssignal der Position des Spiegels M4 bei Belichtung durch den von der Lichtquelle 203 erzeugten modulierten Lichtstrahl bereitzustellen. Die Photodetektoren 205 der Detektionseinheit 204 geben ein analoges elektrisches Positionssignal AP durch Detektion des von der Messein¬ heit 201 bereitgestellten optischen Positionssignals aus und sind dazu eingerich- tet, das analoge elektrische Positionssignal AP über die Datenleitung 307, den Steckverbindungs sockel 301 und die Vakuum- Durchkontaktierungs Vorrichtung 302 an die Sensorelektronik 309 zu übertragen. Der Verstärker 308 der Sensor¬ elektronik 309 ist dazu eingerichtet, das empfangene analoge elektrische Positi¬ onssignal AP zu verstärken und ein verstärktes analoges Positionssignal VP an die nachgeschaltete Steuervorrichtung 303 auszugeben.
Das verstärkte analoge elektrische Positionssignal VP wird dem A/D-Wandler 208 der Steuervorrichtung 303 bereitgestellt. Der A/D-Wandler 208 umfasst eine Abtasteinheit 209 zum Abtasten des verstärkten analogen elektrischen Positi- onssignals VP und eine nachgeschaltete Quantisierungseinheit 210 zur Quanti¬ sierung des abgetasteten Signals AS. In Abhängigkeit des abgetasteten und quantisierten Signals DP bestimmt die nachgeschaltete Auswertevorrichtung 304 die Position des Spiegels M4.
Die Steuervorrichtung 303 weist ferner einen Impulsgenerator 602 auf, welcher dazu eingerichtet ist, ein Synchronisationssignal 603 auszugeben. Der Impulsge¬ nerator 602 synchronisiert die Abtasteinheit 209 des A/D-Wandlers 208 mit der Lichtquelle 203 mittels des Synchronisationssignals 603.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausfüh¬ rungsform der Sensoranordnung der Fig. 5 basiert auf der Ausführungsform der Fig. 4.
Die Steuervorrichtung 303 der Fig. 5 umfasst einen Demodulator 902, welcher dem A/D-Wandler 208 vorgeschaltet ist, und eine Modulationsquelle 903. Die Modulationsquelle 903 gibt ein sinusförmiges Modulationssignal 603 aus. Die Modulationsquelle 903 ist dazu eingerichtet, die Lichtquelle 203 mit dem sinus¬ förmigen Modulationssignal derart anzusteuern, dass die Lichtquelle 203 einen sinusförmigen Lichtstrahl an die Positionssensorvorrichtung 140 abgibt. Ferner ist die Modulationsquelle 903 dazu eingerichtet, den Demodulator 902 der Steu¬ ervorrichtung 303 mittels des sinusförmigen Modulationssignals 603 mit der Lichtquelle 203 zu synchronisieren. Folglich sind die Lichtquelle 203 und der Demodulator 902 mittels des sinusförmigen Modulationssignals aufeinander syn¬ chronisiert.
Der Demodulator 902 empfängt das verstärkte analoge Positionssignal VP von dem Verstärker 308 der Sensorelektronik 309, demoduliert dieses und gibt ein demoduliertes analoges Positionssignal DA an die Abtasteinheit 209 des A/D- Wandlers 208 aus.
In Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303 abgebildet. Die Ausführungsform der Sensoranordnung nach Fig. 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 5 in der Ausbildung der Steuervorrichtung 303. In der Ausführungsform der Fig. 6 empfängt der A/D-Wandler 208 der Steuervor¬ richtung 303 das verstärkte analoge Positionssignal VP von der Sensorelektronik 309 und wandelt dieses in ein digitales Positionssignal DP. Das digitale Positi¬ onssignal DP wird beispielsweise einem FPGA 311 zugeführt, welcher einen De¬ modulator 902, die Auswertevorrichtung 304 und eine Treibereinheit 312 zum Treiben der Aktuatoren der Spiegel Ml - M6 umfasst. Wie der strichlierte Pfeil zwischen der Modulationsquelle 903 und dem Demodulator 902 in der Fig. 6 zeigt, kann der Demodulator 902 optional mittels des sinusförmigen Modulati¬ onssignals 602 synchronisiert werden. Dies ist nicht notwendig, wenn die Träger¬ frequenz des sinusförmigen Modulationssignals 902 dem Demodulator 902 a pri¬ ori bekannt ist. Das demodulierte digitale Positionssignal wird der Auswertevor¬ richtung 304 zugeführt, welche in Abhängigkeit dessen die Position des Spiegels M4 bestimmt. Das Ausgangssignal der Auswertevorrichtung 304 wird der Trei¬ bereinheit 312 zugeführt, welche in Abhängigkeit des empfangenen Signals der Auswertevorrichtung 304 die Aktuatoren für die Spiegel ansteuern kann.
Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Sensoran¬ ordnung der Fig. 7 umfasst eine Vielzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse 137 angeordneten Positionssensorvorrichtungen 140, wobei eine jeweilige Positions¬ sensorvorrichtung 140 einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln M2— M6 der Lithographieanlage 100 des Projektionssystems 104 zugeordnet ist. Die jeweilige Positionssensorvorrichtung 140 der Fig. 7 entspricht der der Fig. 2. In dem Beispiel der Fig. 7 sind fünf Spiegel M2 - M6 aktuierbar (N2 = 5). Ferner sind jedem der fünf aktuierbaren Spiegel M2 - M5 entsprechend sechs Freiheits¬ graden sechs Positionssensorvorrichtungen 140 zugeordnet (N3 = 6 · N2 = 30). Aus Gründen der Veranschaulichung ist jeweils nur eine einem aktuierbaren Spiegel M2 - M6 zugeordnete Positionssensorvorrichtung 140 in der Fig. 7 abge¬ bildet. Die Auswertevorrichtung 304 ist in der Ausführungsform der Fig. 7 - wie in der Ausführungsform der Fig. 3— in der Steuervorrichtung 303 integriert. Ferner weist die Sensoranordnung der Fig. 7 eine in dem Vakuum- Gehäuse 137 angeordnete Datensammelvorrichtung 404 auf. Die Datensammelvorrichtung 404 ist mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses 137 angeordneten Auswerte- Vorrichtung 304 über eine Datenverbindung verbunden. Die Datensammelvor¬ richtung 404 ist dazu eingerichtet, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtun¬ gen 140 bereitgestellten digitalen Positionssignale DP zu einem digitalen Sam¬ melsignal DS zu sammeln und das digitale Sammelsignal DS über die Datenver¬ bindung an die Auswertevorrichtung 304 zu übertragen.
Vorzugsweise und wie in Fig. 7 dargestellt, sind die Datensammelvorrichtung 404 und die Auswertevorrichtung 304 über eine einzige Datenverbindung ver¬ bunden. Die Datenverbindung kann als unidirektionale Datenverbindung ausge¬ bildet sein. Die Datenverbindung umfasst eine Vakuum-Durchkontaktierungs- Vorrichtung 302 zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung durch das Vakuum- Gehäuse 137, einen zwischen der Datensammelvorrichtung 404 und der Vaku- um-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 gekoppelte erste Datenleitung 401 und eine zwischen der Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 und der Aus¬ wertevorrichtung 304 gekoppelte zweite Datenleitung 402.
Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausfüh¬ rungsform der Fig. 8 unterscheidet sich von der der Fig. 7 dahingehend, dass die Sensoranordnung der Fig. 8 anstelle einer Datensammelvorrichtung 404 ein Bussystem 501 aufweist. Das Bussystem 501 ist mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses 137 angeordneten Auswertevorrichtung 304 verbunden. Das Bussys¬ tem 501 ist dazu eingerichtet, die N3 von den N3 Positionssensorvorrichtungen 140 bereitgestellten digitalen elektrischen Positionssignale DP an die Auswerte¬ vorrichtung 304 zu übertragen. Die Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung 302 der Fig. 8 ist zur vakuumtauglichen Durchkontaktierung des Bussystems 501 durch das Vakuum-Gehäuse 137 eingerichtet. Das Bussystem 501 der Fig. 8 umfasst eine Mehrzahl von die Positionssensorvorrichtung 140 ankoppelnden Busleitungen 502, welche mit dem Steckverbindungssockel 301 gekoppelt sind.
Fig. 9 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausfüh¬ rungsform der Sensoranordnung der Fig. 9 basiert auf der Ausführungsform der Fig. 3. Ferner umfasst die Lichtquelle 203 der Fig. 9 eine Lichterzeugungseinheit 601 zur Erzeugung eines Lichtstrahls und einen Impulsgenerator 602. Der Im¬ pulsgenerator 602 ist dazu eingerichtet, die Lichterzeugungseinheit 601 mittels einer Impulsfolge derart anzusteuern, dass die Lichterzeugungseinheit 601 die Messeinheit 201 mit einem modulierten Lichtstrahl, beispielsweise mit einem gepulsten Lichtstrahl, belichtet. Ferner gibt der Impulsgenerator 602 ein Syn¬ chronisationssignal 603, welches beispielsweise der generierten Impulsfolge ent¬ spricht oder daraus abgeleitet ist, an die Signalverarbeitungseinheit 207 aus. Die Signalverarbeitungseinheit 207 synchronisiert den A/D-Wandler 208 mittels des Synchronisationssignals 603.
Das optische Positionssignal kann zwei zueinander phasenverschobene Signalan¬ teile haben. Demnach liefert die Detektionseinheit 204 um 90° zu-einander pha- senverschobene Spannungssignale als analoges elektrisches Positionssignal. Die¬ se phasenverschobenen Niederspannungssignale können auch als A- Signal und B- Signal bezeichnet werden.
Hierzu zeigt Fig. 10 Simulationsergebnisse bei gepulster Belichtung für das Pro- jektions System 104 der Fig. 9. Dabei zeigt die Kurve 701 die tatsächliche Feinpo¬ sition (Ist- Position) x des Spiegels (normiert). Die Kurve 702 zeigt die Lichtpulse, die Kurve 703 zeigt das A-Signal, wohingegen die Kurve 704 das B-Signal zeigt. Des Weiteren zeigt die Kurve 705 die gemessene Feinposition des Spiegels (nor¬ miert).
Damit ist aus Fig. 10 zu erkennen, dass die gemäß (A, B)T = (cos(x), sin(x))T posi¬ tionsabhängigen A- und B- Signale 703, 704 ebenfalls gepulst sind. Zum Beispiel durch eine pulssynchrone Abtastung mit darauf folgender Arcustangens- Berechnung kann das zu messende Positionssignal aber zurückgewonnen werden (vgl. Kurve 705). Um einzelne Pulse in den A- und B-Signalen 703, 704 auflösen zu können, wer¬ den vorzugsweise entsprechende Verstärker mit hoher Bandbreite eingesetzt. Durch geeignete Maßnahmen in der nachgelagerten Auswertevorrichtung 304 (Auswerteelektronik) können aber auch durch Bandbegrenzung verformte Pulse korrekt ausgewertet werden. Zum Beispiel können Pulsintegrale in den A- und B- Signalen 703, 704 ausgewertet werden, statt direkt die Auswertung der Mo¬ mentan- Amplituden durchzuführen. Die Integration der Signale kann analog erfolgen oder bei Verwendung schneller A/D-Wandler digital. Die digitale Varian¬ te ist signaltechnisch vorteilhafter. Fig. 11 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausfüh¬ rungsform der Sensoranordnung der Fig. 11 basiert auf der Ausführungsform der Fig. 9. Ferner umfasst die Signalverarbeitungseinheit 207 der Fig. 11 eine Sig¬ nalanalyseeinheit 801. Die Signalanalyseeinheit 801 ist dem A/D-Wandler 208 in der Signalverarbeitungseinheit 207 nachgeschaltet. In der Ausführungsform der Fig. 11 wird nicht der A/D-Wandler 208 mit dem Synchronisationssignal 603 synchronisiert, sondern die nachgeschaltete Signalanalyseeinheit 801.
Wie oben ausgeführt, kann die Lichtquelle 203 dazu eingerichtet werden, einen modulierten Lichtstrahl, beispielsweise einen sinusförmigen Lichtstrahl, zu er¬ zeugen. Dies hat den Vorteil, dass die Positionsinformation zur Trägerfrequenz hingeschoben wird und somit auch in einem Frequenzband um die Trägerfre¬ quenz statt im niederfrequenten Basisband durch die Verstärker- und Kabelstre¬ cke gehen kann.
Beispiele hierfür sind in den Fig. 12 und 15 gezeigt. Letzterer oben genannter Vorteil gilt im Besonderen für die Anordnung der Fig. 15, in welcher die Demodu- lation in der Steuervorrichtung 303 und damit extern im Vakuum- Gehäuse 137 durchgeführt wird.
Fig. 12 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Ausfüh¬ rungsform der Sensoranordnung der Fig. 12 basiert auf der Ausführungsform der Fig. 3. Die Lichtquelle 203 der Fig. 12 umfasst eine Lichterzeugungseinheit 601 zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Modulatoreinheit 901 zur Generie¬ rung eines modulierten Lichtstrahls aus dem von der Lichterzeugungseinheit 601 erzeugten Lichtstrahl. Ferner umfasst die Signalverarbeitungseinheit 207 der Fig. 12 den A/D-Wandler 208 und einen dem A/D-Wandler 208 vorgeschalte¬ ten Demodulator 902. Weiter ist eine Modulationsquelle 903 vorgesehen, welche die Modulatoreinheit 901 mittels eines Synchronisationssignals 603 ansteuert. Des Weiteren steuert die Modulationsquelle 903 die Demodulationseinheit 902 mit demselben Synchronisationssignal 603 an. Folglich sind die Modulatoreinheit 901 und der Demodulator 902 miteinander synchronisiert.
Die Demodulation kann digital (siehe Fig. 12) oder analog (siehe Fig. 5) vorge¬ nommen werden. Die digitale Demodulation erfordert schnellere A/D-Wandler, zum Beispiel mit einer Abtastrate von 10 bis 100 MHz.
Fig. 13 zeigt Simulationsergebnisse für eine modulierte Belichtung mit Sinus¬ form bei dem Projektionssystem 104 der Fig. 12. Dabei zeigt die Kurve 701 die tatsächliche Feinposition des Spiegels (normiert), die Kurve 1001 zeigt das Mo- dulationssignal (modulierte Belichtung), die Kurve 1002 zeigt das modulierte A- Signal und die Kurve 1003 zeigt das modulierte B-Signal. Die Kurve 705 zeigt wiederum die gemessene Feinposition des Spiegels in einer anderen Skalierung (normiert). Die Fig. 13 illustriert dabei, dass die modulierten A- und B- Signale der Kurven 1002 und 1003 die typische Sinusform bzw. Cosinusform entsprechend der En- coderposition als Grobform (Hüllkurve) aufweisen. Zusätzlich sind die A- und B- Signale mit dem Modulationssignal 1001 multipliziert.
Bei 1/f-Rauschen kann durch eine Erhöhung der Modulationsfrequenz, zum Bei- spiel von 200 kHz auf 500 kHz, die Qualität des gemessenen Positionssignals verbessert werden.
Ferner zeigt die Fig. 14 Simulationsergebnisse für Demodulation und Positions¬ bestimmung für das Projektionssystem 104 der Fig. 12. Dabei zeigt Kurve 701 der Fig. 14 die tatsächliche Feinposition des Spiegels (normiert), die Kurve 1002 zeigt das modulierte A-Signal und die Kurve 1003 zeigt das modulierte B-Signal.
In Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform der Sensoranordnung mit Positions¬ sensorvorrichtungen 140 und einer Auswertevorrichtung 303 abgebildet. Die Ausführungsform der Fig. 15 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 12 in der Anordnung des Demodulators 902. In der Ausführungsform der Fig. 15 ist der Demodulator 902 in der Steuervorrichtung 303 angeordnet und der Auswertevorrichtung 304 unmittelbar vorgeschaltet. Fig. 16 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Projektionssystems 104 mit zugeordneter Steuervorrichtung 303. Die Sensoran¬ ordnung der Fig. 16 umfasst eine Vielzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse 137 angeordneten Positionssensorvorrichtungen 140, wobei eine jeweilige Positions¬ sensorvorrichtung 140 einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln M2— M6 der Lithographieanlage 100 des Projektionssystems 104 zugeordnet ist. Die jeweilige Positionssensorvorrichtung 140 der Fig. 16 entspricht der der Fig. 4. In dem Beispiel der Fig. 16 sind fünf Spiegel M2 - M6 aktuierbar (N2 = 5). Ferner sind jedem der fünf aktuierbaren Spiegel M2— M5 entsprechend sechs Freiheits¬ graden sechs Positionssensorvorrichtungen 140 zugeordnet (N3 = 6 · N2 = 30). Aus Gründen der Veranschaulichung ist jeweils nur eine einem aktuierbaren Spiegel M2 - M6 zugeordnete Positionssensorvorrichtung 140 in der Fig. 16 ab- gebildet. Die Auswertevorrichtung 304 ist in der Ausführungsform der Fig. 16 in der Steuervorrichtung 303 integriert.
Ferner weist die Sensoranordnung der Fig. 16 eine in dem Vakuum-Gehäuse 137 angeordnete Informationssammelvorrichtung 405 auf. Die Informationssammel- vorrichtung 405 ist mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses 137 angeordneten Auswertevorrichtung 304 über ein Kabel 406 verbunden. Die Informationssamm¬ elvorrichtung 405 ist dazu eingerichtet, die N3 von den N3 Positionssensorvor¬ richtungen 140 bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel 406 mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
Für das Beispiel eines gepulsten Lichtstrahls werden die Positionssignale mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog übertragen. Für das Bei¬ spiel eines sinusförmigen Lichtstrahls werden die Positionssignale über Fre- quenzmultiplex analog übertragen.
In Fig. 17 ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Ermittlung einer jewei¬ ligen Position einer Anzahl von Spiegeln M1-M6 einer Lithographieanlage 100 dargestellt.
Das Verfahren der Fig. 17 umfasst die folgenden Schritte Sl bis S3^
Im Schritt Sl wird eine Messeinheit 201 mit einem modulierten Lichtstrahl durch eine Lichtquelle 203 belichtet. Der modulierte Lichtstrahl ist beispielswei- se gepulst oder hat eine sinusförmige Hüllkurve.
Im Schritt S2 wird ein von der Messeinheit 201 bei Belichtung derselben mit dem modulierten Lichtstrahl bereitgestelltes optisches Positionssignals 204 zur Aus¬ gabe eines elektrischen Positionssignals durch eine Detektionseinheit detektiert. Dabei kann ein analoges elektrisches Positionssignal in ein digitales elektrisches Positionssignal durch einen A/D-Wandler 208 gewandelt werden. Im Schritt S3 wird die Position des Spiegels M1-M6 mittels des elektrischen Po¬ sitionssignals ermittelt.
Beispielsweise werden die Schritte Sl bis S3 durch eine in einem Vakuum- Gehäuse 137 angeordnete integrierte Baugruppe 200, welche die Lichtquelle 203 und die Detektionseinheit 204 integriert, durchgeführt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrie¬ ben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Lithographieanlage
100A EUV-Lithographieanlage
102 Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
104 Proj ektions System
106A EUV-Lichtquelle
108A EUV- Strahlung
110 Spiegel
112 Spiegel
114 Spiegel
116 Spiegel
118 Spiegel
120 Photomaske
122 Wafer
124 optische Achse des Projektionssystems
136 Spiegel
M1-M6 Spiegel
137 Vakuum- Gehäuse
140 Positionssensorvorrichtung
200 integrierte Baugruppe
201 Messeinheit
202 Tr ä gerleiterplatte
203 Lichtquelle
204 Detektionseinheit
205 Photodetektor
206 Optik
207 Signalverarbeitungseinheit
208 A/D-Wandler
209 Abtasteinheit
210 Quantisierungseinheit
211 Optik 301 Steckverbindungssockel
302 Vakuum- Dur chkontaktierungs Vorrichtung
303 Steuervorrichtung
304 Auswertevorrichtung
305 Energieversorgungsvorrichtung
306 Spannungsversorgungsleitung
307 Datenleitung
308 Verstärker
309 Sensorelektronik
310 Lichtfaser
311 FPGA
312 Treibereinheit
401 erste Datenleitung
402 zweite Datenleitung
403 Leitung
404 Datensammelvorrichtung
405 Informationssammelvorrichtung
406 Kabel
501 Bussystem
502 Busleitung
601 Lichterzeugungseinheit
602 Impulsgenerator
603 Synchronisationssignal
701 Ist- Feinposition des Spiegels, normiert
702 Impulssignal
703 A- Signal der Detektionseinheit, gepulst
704 B- Signal der Detektionseinheit, gepulst
705 gemessene Feinposition des Spiegels, normiert 801 Signalanalyseeinheit
901 Modulatoreinheit
902 Demodulationseinheit
903 Modulationsquelle 1001 Modulationssignal
1002 A- Signal der Detektionseinheit, moduliert
1003 B- Signal der Detektionseinheit, moduliert
AP analoges Positionssignal
AS abgetastetes Signal
DA demoduliertes analoges Positionssignal
DP digitales Positionssignal
S1-S3 Verfahrensschritte
t Zeit
VP verstärktes analoges Positionssignal

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Sensoranordnung zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spiegeln (Ml - M6) einer Lithographieanlage (100), mit:
einer Anzahl von Positionssensorvorrichtungen (140), wobei die jeweilige Positionssensorvorrichtung (140) eine Lichtquelle (203) zur Belichtung einer Messeinheit (201) mit einem modulierten Lichtstrahl, die Messeinheit (201) zur Bereitstellung eines optischen Positionssignals einer Position eines Spie¬ gels (Ml - M6) bei Belichtung durch den modulierten Lichtstrahl, und eine Detektionseinheit (204) mit einer Mehrzahl von Photodetektoren (205) zur Ausgabe eines elektrischen Positionssignals durch Detektion des bereitge¬ stellten optischen Positionssignals umfasst, wobei die Messeinheit (201) ein Referenzmuster zur Beeinflussung des Lichtstrahls und eine Spiegelanord¬ nung zur Reflexion des beeinflussten Lichtstrahls aufweist, und
einer Auswertevorrichtung (304) zur Ermittlung der Position des Spiegels (Ml - M6) mittels des elektrischen Positionssignals.
2. Sensoranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (203) dazu einge¬ richtet ist, einen gepulsten Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit (201) zu generieren.
3. Sensoranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (203) dazu einge¬ richtet ist, einen sinusförmigen Lichtstrahl zur Belichtung der Messeinheit (201) zu generieren.
4. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtquelle (203) eine Lichterzeugungseinheit (601) zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Modulatoreinheit (901) zur Generierung des modulierten Licht¬ strahls aus dem von der Lichterzeugungseinheit (601) erzeugten Lichtstrahl aufweist.
5. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtquelle (203) eine Lichterzeugungseinheit (601) zur Erzeugung eines Lichtstrahls und einen Impulsgenerator (602) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, die Lichterzeugungseinheit (601) mittels einer Impulsfolge derart anzusteuern, dass die Lichterzeugungseinheit (601) den modulierten Lichtstrahl ausgibt.
6. Sensoranordnung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Lichterzeugungsein¬ heit einen Halbleiter-Laser aufweist.
7. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Auswerte¬ vorrichtung (304) eine Signalverarbeitungseinheit (207) umfasst, welche zu¬ mindest einen A/D-Wandler (208) zum Wandeln eines von den Photodetekto¬ ren (205) ausgegebenen analogen elektrischen Positionssignals in ein digita¬ les elektrisches Positionssignal (DP) aufweist.
8. Sensoranordnung gemäß Anspruch 7, mit:
einer Synchronisations- Einrichtung (602, 903) zur Synchronisation der Signalverarbeitungseinheit (207) und der Lichtquelle (203).
9. Sensoranordnung gemäß Anspruch 4 und 8, wobei der Impulsgenerator (602) die Synchronisations- Einrichtung umfasst, wobei der Impulsgenerator (602) dazu eingerichtet ist, die Signalverarbeitungseinheit (207) und die Lichtquel¬ le (203) mittels der Impulsfolge zu synchronisieren.
10. Sensoranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der A/D-Wandler (208) der Signalverarbeitungseinheit (207) eine Abtasteinheit (209) und eine Quanti¬ sierungseinheit (210) umfasst, wobei die Synchronisations- Einrichtung (602) dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle (203) zur Generierung des modulierten Lichtstrahls mit der Abtasteinheit (209) zu synchronisieren.
11. Sensoranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Signalverarbeitungs¬ einheit (207) den A/D-Wandler (208) und eine dem A/D-Wandler (208) nach- geschaltete Signalanalyseeinheit (801) umfasst, wobei die Synchronisations- Einrichtung (602) dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle (203) zur Generierung des modulierten Lichtstrahls mit der Signalanalyseeinheit (801) zu synchro¬ nisieren.
12. Sensoranordnung gemäß Anspruch 11, wobei der A/D-Wandler (208) zur
Mehrfachabtastung des elektrischen Positionssignals eingerichtet ist.
13. Sensoranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Signalverarbeitungs- einheit (207) den A/D-Wandler (208) und einen dem A/D-Wandler (208) vor¬ geschalteten Demodulator (902) umfasst, wobei die Synchronisations- Einrichtung (903) dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle (203) zur Generierung eines sinusförmigen Lichtstrahls mit dem Demodulator (902) zu synchroni¬ sieren.
14. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei zumindest die Lichtquelle (203) und die Signalverarbeitungseinheit (207) in einer in einem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten integrierten Baugruppe (200) vorgese¬ hen sind.
15. Sensoranordnung gemäß Anspruch 14, wobei die Lichtquelle (203) und die Signalverarbeitungseinheit (207) in einer einzigen integrierten Baugruppe (200) vorgesehen sind. 16. Sensoranordnung gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei die Lichtquelle (203), die Signalverarbeitungseinheit (207) und die Photodetektoren (205) der De- tektionseinheit (204) in der integrierten Baugruppe (200) vorgesehen sind.
17. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, mit:
einer Steuervorrichtung (303) zum Steuern von Aktuatoren, welche zum
Aktuieren von aktuierbaren Spiegeln der Spiegel (Ml— M6) der Lithogra¬ phieanlage (100) eingerichtet sind.
18. Sensoranordnung gemäß Anspruch 17, wobei die Steuervorrichtung (303) die Auswertevorrichtung (304) aufweist. 19. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Detekti- onseinheit (204) ferner eine Optik (206) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das von der Messeinheit (201) bereitgestellte optische Positionssignal auf die Photosensoren (205) abzubilden. 20. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, mit:
einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Posi¬ tionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrich¬ tung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2— M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und
einer in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Datensammelemrich¬ tung (404), welche mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses (137) angeord¬ neten Auswertevorrichtung (304) über eine Datenverbindung verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrich¬ tungen (140) bereitgestellten elektrischen Positionssignale zu einem digitalen Sammelsignal (DS) zu sammeln und das digitale Sammelsignal (DS) über die
Datenverbindung an die Auswertevorrichtung (304) zu übertragen.
21. Sensoranordnung gemäß Anspruch 20, wobei die Datensammelemrichtung (404) und die Auswertevorrichtung (304) über eine einzige Datenverbindung verbunden sind.
22. Sensoranordnung gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei die Datenverbindung zwischen der Datensammeleinrichtung (404) und der Auswertevorrichtung (304) als eine unidirektionale Datenverbindung ausgebildet ist.
23. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Daten¬ verbindung eine Vakuum-Durchkontaktierungsvorrichtung (302) zur vaku- umtauglichen Durchkontaktierung durch das Vakuum- Gehäuse (137), eine zwischen der Datensammelvorrichtung (404) und der Vakuum- Durchkontaktierungsvorrichtung (302) gekoppelte erste Datenleitung (401) und eine zwischen der Vakuum- Dur chkontaktierungs Vorrichtung (302) und der Auswertevorrichtung (304) gekoppelte zweite Datenleitung (402) auf¬ weist.
24. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, mit:
einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Posi- tionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrich¬ tung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2— M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und
einem in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Bussystem (501), wel¬ ches mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses (137) angeordneten Auswer- tevorrichtung (304) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die N3 von den
N3 Positionssensorvorrichtungen (140) bereitgestellten elektrischen Positi¬ onssignale an die Auswertevorrichtung (304) zu übertragen.
25. Sensoranordnung gemäß Anspruch 24, mit:
einer Vakuum- Dur chkontaktierungs Vorrichtung (302) zur vakuumtaugli¬ chen Durchkontaktierung des Bussystems (501) durch das Vakuum- Gehäuse (137).
26. Sensoranordnung gemäß Anspruch 25, wobei das Bussystem (501) eine
Mehrzahl von die Positionssensorvorrichtungen (140) ankoppelnden Buslei¬ tungen (502) ausweist, welche mit einem Steckverbindungssockel (301) ver¬ bunden sind.
27. Sensoranordnung gemäß Anspruch 26, wobei die Datenverbindung eine zwi- sehen dem Steckverbindungssockel (301) und der Vakuum-
Durchkontaktierungsvorrichtung (302) gekoppelte erste Datenleitung (401) und eine zwischen der Vakuum- Dur chkontaktierungs Vorrichtung (302) und der Auswertevorrichtung (304) gekoppelte zweite Datenleitung (402) auf¬ weist.
28. Sensoranordnung gemäß Anspruch 2, mit:
einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Posi¬ tionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrich¬ tung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2— M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und
einer in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Informationssammel- einrichtung (405), welche mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses (137) an¬ geordneten Auswertevorrichtung (304) über ein Kabel (406) verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrich¬ tungen (140) bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel (406) mittels Zeitmultiplex oder mittels Frequenzmultiplex analog zu über- tragen.
29. Sensoranordnung gemäß Anspruch 3, mit:
einer Mehrzahl N3 von in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Posi¬ tionssensorvorrichtungen (140), wobei eine jeweilige Positionssensorvorrich- tung (140) einem einer Mehrzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (M2 - M6) der Lithographieanlage (100) zugeordnet ist, und
einer in dem Vakuum- Gehäuse (137) angeordneten Informationssamme- leinrichtung (405), welche mit der außerhalb des Vakuum- Gehäuses (137) angeordneten Auswertevorrichtung (304) über ein Kabel (406) verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die N3 von den N3 Positionssensorvorrich¬ tungen (140) bereitgestellten elektrischen Positionssignale über das Kabel (406) mittels Frequenzmultiplex analog zu übertragen.
30. Projektionssystem (104) einer Lithographieanlage (100), mit:
einer Mehrzahl Nl von Spiegeln (Ml - M6), welche eine Anzahl N2 von aktuierbaren Spiegeln (Ml - M6) umfasst, mit N2 < Nl, und einer Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 29, welche eine Mehrzahl N3 von Positionssensorvorrichtungen (140) aufweist, wobei jeweils eine Anzahl N4 der Positionssensorvorrichtungen (140) einem der N2 aktu- ierbaren Spiegeln (Ml - M6) zugeordnet sind, mit N3 = Ν4· N2.
31. Projektionssystem gemäß Anspruch 30, mit:
einer Mehrzahl von Aktuatoren zum Aktuieren der aktuierbaren Spiegel (Ml - M6), und
einer Steuervorrichtung (303) zum Steuern der Aktuatoren.
32. Projektionssystem gemäß Anspruch 31, wobei die Steuervorrichtung (303) die Auswertevorrichtung (304) aufweist.
33. Projektionssystem gemäß Anspruch 31 oder 32, wobei die Auswertevorrich- tung (304) dazu eingerichtet ist, für einen jeden der N2 aktuierbaren Spiegel
(Ml - M6) eine jeweilige Position in Abhängigkeit des jeweiligen elektrischen Positionssignals zu bestimmen.
Projektionssystem nach Anspruch 33, wobei die Steuervorrichtung (303) dazu eingerichtet ist, die Aktuatoren in Abhängigkeit der von der Auswertevor¬ richtung (304) bestimmten Positionen der aktuierbaren Spiegel (Ml - M6) anzusteuern.
Projektionssystem gemäß einem der Ansprüche 30 bis 34, mit:
einer Energieversorgungsvorrichtung (305) zum Versorgen der in dem Va¬ kuum-Gehäuse (137) angeordneten Sensoranordnung mit elektrischer Ener¬ gie.
36. Lithographieanlage (100), aufweisend ein Projektionssystem (104) gemäß ei- nem der Ansprüche 30 bis 35.
37. Verfahren zur Ermittlung einer jeweiligen Position einer Anzahl von Spie¬ geln (Ml - M6) einer Lithographieanlage (100), mit:
Belichten (Sl) einer Messeinheit (201) mit einem modulierten Lichtstrahl durch eine Lichtquelle (203),
Detektieren (S2) eines von der Messeinheit (201) bei Belichtung derselben durch den modulierten Lichtstrahl bereitgestellten optischen Positionssignals durch eine Detektionseinheit (204) zur Ausgabe eines elektrischen Positions¬ signals, wobei die Messeinheit (201) ein Referenzmuster zur Beeinflussung des Lichtstrahls und eine Spiegelanordnung zur Reflexion des beeinflussten Lichtstrahls aufweist, und
Ermitteln (S3) der Position des Spiegels (Ml - M6) mittels des elektrischen Positionssignals.
PCT/EP2016/060978 2015-05-18 2016-05-17 Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage WO2016184836A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017559863A JP6751411B2 (ja) 2015-05-18 2016-05-17 リソグラフィシステムにおける多数のミラーのそれぞれの位置を決定するセンサ構成体及び方法
US15/807,813 US10437155B2 (en) 2015-05-18 2017-11-09 Sensor assembly and method for determining respective positions of a number of mirrors of a lithography system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015209077.9 2015-05-18
DE102015209077.9A DE102015209077A1 (de) 2015-05-18 2015-05-18 Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/807,813 Continuation US10437155B2 (en) 2015-05-18 2017-11-09 Sensor assembly and method for determining respective positions of a number of mirrors of a lithography system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016184836A1 true WO2016184836A1 (de) 2016-11-24

Family

ID=55971016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/060978 WO2016184836A1 (de) 2015-05-18 2016-05-17 Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10437155B2 (de)
JP (1) JP6751411B2 (de)
DE (1) DE102015209077A1 (de)
WO (1) WO2016184836A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015209078A1 (de) * 2015-05-18 2016-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage
DE102015209077A1 (de) 2015-05-18 2016-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage
JP7028652B2 (ja) 2018-01-16 2022-03-02 株式会社ミツトヨ 測定装置
DE102018202096A1 (de) 2018-02-12 2019-08-14 Carl Zeiss Smt Gmbh Bildsensor für eine positionssensorvorrichtung, positionssensorvorrichtung mit einem bildsensor, lithographieanlage mit einer positionssensorvorrichtung und verfahren zum betreiben eines bildsensors
DE102021207980A1 (de) 2021-07-23 2023-01-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren und vorrichtung zur synchronisation von multiplex-messungen mit optischen sensoren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003052511A2 (de) 2001-12-19 2003-06-26 Carl Zeiss Smt Ag Abbildungseinrichtung in einer projektionsbelichtungsanlage
EP1345082A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-17 ASML Netherlands BV Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
EP2511765A2 (de) * 2007-02-06 2012-10-17 Carl Zeiss SMT GmbH Regelvorrichtung zur Regelung einer flächigen Anordnung individuell ansteuerbarer Strahlablenkungselemente in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102012216286A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit optimiertem Messsystem

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6365316A (ja) * 1986-09-05 1988-03-23 Mitsutoyo Corp 光学式変位検出装置
JPH0450720A (ja) * 1990-06-20 1992-02-19 Futaba Corp 光学式測長装置
JP2004266264A (ja) 2003-02-13 2004-09-24 Canon Inc 光学系、露光装置、デバイス製造方法
JP2005175177A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Nikon Corp 光学装置及び露光装置
DE102010053993A1 (de) * 2010-12-09 2012-06-14 Baumer Innotec Ag Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach dem Prinzip der Phasenmessung mit zusätzlicher Trägermodulation
DE102011082156A1 (de) * 2010-12-16 2012-06-21 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optische Positionsmesseinrichtung
DE102011005885A1 (de) 2011-03-22 2012-09-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Lithographievorrichtung
DE102011005882A1 (de) 2011-03-22 2012-09-27 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts in einem Abgas und Verfahren zur Kennzeichnung und zum Betrieb einer Breitband-Lambdasonde
WO2013027805A1 (ja) * 2011-08-23 2013-02-28 株式会社ニコン エンコーダ装置、及び装置
DE102013214008A1 (de) * 2013-07-17 2015-01-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Optikanordnung
DE102015209077A1 (de) 2015-05-18 2016-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003052511A2 (de) 2001-12-19 2003-06-26 Carl Zeiss Smt Ag Abbildungseinrichtung in einer projektionsbelichtungsanlage
EP1345082A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-17 ASML Netherlands BV Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung
EP2511765A2 (de) * 2007-02-06 2012-10-17 Carl Zeiss SMT GmbH Regelvorrichtung zur Regelung einer flächigen Anordnung individuell ansteuerbarer Strahlablenkungselemente in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102012216286A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit optimiertem Messsystem

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GONZO L ET AL: "A Fast CMOS Optical Position Sensor With High Subpixel Resolution", IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 53, no. 1, 1 February 2004 (2004-02-01), pages 116 - 123, XP011105486, ISSN: 0018-9456, DOI: 10.1109/TIM.2003.822013 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20180067400A1 (en) 2018-03-08
JP6751411B2 (ja) 2020-09-02
DE102015209077A1 (de) 2016-11-24
US10437155B2 (en) 2019-10-08
JP2018518705A (ja) 2018-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016184836A1 (de) Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage
EP2511765B1 (de) Regelvorrichtung zur Regelung einer flächigen Anordnung individuell ansteuerbarer Strahlablenkungselemente in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
CN106200277B (zh) 处理装置
DE102011006468B4 (de) Vermessung eines abbildenden optischen Systems durch Überlagerung von Mustern
JP5274293B2 (ja) マスク検査装置、それを用いた露光方法及びマスク検査方法
CN101114135A (zh) 一种用于光刻设备的对准系统
DE10392578T5 (de) System und Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungsplatinen unter Verwendung von nichtgleichmässig modifizierten Bildern
DE102016216188A1 (de) Steuereinrichtung
CN105466889B (zh) 一种空间频域成像中复杂组织体表面光照度的采集方法
Rajendran et al. Towards a stand-alone high-throughput EUV actinic photomask inspection tool: RESCAN
WO2015162092A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur regelung der positionierung einer vielzahl von verstellbaren spiegel-elementen einer vielspiegel-anordnung
EP3298459B1 (de) Positionssensorvorrichtung und verfahren zum ermitteln einer position zumindest eines spiegels einer lithographieanlage
WO2016184670A1 (de) Sensoranordnung und verfahren zur ermittlung einer jeweiligen position einer anzahl von spiegeln einer lithographieanlage
DE102015209173B4 (de) Verfahren zum herstellen eines objektivs für eine lithographieanlage
DE102019204165A1 (de) Optische anordnung und lithographieanlage
DE102005062081A1 (de) Projektionsobjektiv mit dezentraler Steuerung
DE102015212658A1 (de) Lithographieanlage und verfahren zum betreiben einer lithographieanlage
CN101813893A (zh) 一种采用曝光方式标定曝光能量需求分布的方法
Slodowski et al. Multi-shaped beam proof of lithography
CN102540780A (zh) 用于光刻设备的对准信号处理系统及对准信号处理方法
DE102018202096A1 (de) Bildsensor für eine positionssensorvorrichtung, positionssensorvorrichtung mit einem bildsensor, lithographieanlage mit einer positionssensorvorrichtung und verfahren zum betreiben eines bildsensors
Bravin et al. A new TV beam observation system for CERN
DE102013211269A1 (de) Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung eines in einem Objektfeld anordenbaren, strukturierten Objektes sowie Metrologiesystem für die Untersuchung eines strukturierten Objektes
WO2017097601A1 (de) Beleuchtungssystem einer mikrolithographischen projektionsanlage und verfahren zum betreiben eines solchen systems
WO2022179906A1 (de) Optisches system, montagevorrichtung und verfahren zur positionsmessung eines messobjekts

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16722903

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016722903

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017559863

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16722903

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1