DE102024201528A1

DE102024201528A1 - Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Aktuators, Vorrichtung zur Einstellung einer räumlichen Lage und/oder Deformation eines Elements, Computerprogrammprodukt, Mechaniksystem sowie Lithografiesystem

Info

Publication number: DE102024201528A1
Application number: DE102024201528.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Troeger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2024-02-20
Filing date: 2024-02-20
Publication date: 2025-03-06

Abstract

Die Erfindung betriff ein Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Aktuators (3), wobei der Aktuator (3) sowohl mit einem Steuersignal (5) zur Ausübung einer Kraft und/oder zur Erzielung einer Auslenkung, als auch mit einem von dem Steuersignal (5) entkoppelten Temperiersignal (6) zur gezielten Wärmeerzeugung beaufschlagt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Aktuators.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Einstellung einer räumlichen Lage und/oder Deformation eines Elements.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, aufweisend wenigstens ein optisches Element.
Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von Lorentz-Motoren bzw. Lorentz-Aktuatoren in elektromechanischen Komponenten von EUV-Lithografiesystemen bekannt.
Hierbei werden gemäß dem Stand der Technik Lorentz-Aktuatoren verwendet, um Kräfte zu erzeugen, welche zur Positionierung von optischen Elementen benötigt werden.
Aufgrund der physikalischen Prinzipien, welche der Krafterzeugung in Lorentz-Aktuatoren zugrunde liegen, wird ein elektrischer Strom benötigt.
Der elektrische Strom fließt durch elektrische Leiter, welche ihrerseits einen elektrischen Widerstand aufweisen.
Hierdurch kommt es bei den aus dem Stand der Technik bekannten elektromechanischen Vorrichtungen in EUV-Lithografiesystemen zu einer Leistungsdissipation an den Lorentz-Aktuatoren.
Die durch die Leistungsdissipation dissipierte Wärme ist hierbei ein parasitärer Effekt, welcher zu temperaturbedingten, unerwünschten Deformationen von optischen Elementen in einer räumlichen Nähe zu den Lorentz-Aktuatoren führen kann.
Die DE 10 2015 211 474 A1 offenbart eine Aktorvorrichtung für ein optisches Element für eine Lithografieanlage, die einen Lorentz-Aktor zum Bereitstellen einer dynamischen Kraft und einen Reluktanz-Aktor zum Bereitstellen einer quasi-statischen Kraft aufweist. Der offenbarte Hybridaktor weist einen geringen Leistungsverbrauch und eine schnelle Reaktionszeit auf.
Aus der DE 10 2015 217 119 A1 ist ein elektromagnetischer Antrieb mit einem Stator, einem Statorhalter und einem durch eine elektromagnetische Wechselwirkung mit dem Stator beweglichen Betätigungselement bekannt.
Aus der DE 10 2020 212 742 A1 geht ein adaptives optisches Element für die Mikrolithografie mit mindestens einem Manipulator zur Veränderung der Form an optischen Oberflächen des optischen Elements hervor.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten elektromechanischen Vorrichtungen in EUV-Lithografiesystemen ist, dass Deformationen von Elementen von Lithografiesystemen, insbesondere optischen Elementen, auftreten können, welche durch eine als Wärme dissipierte Leistung von Aktuatoren verursacht werden und welche nur schwer korrigierbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Aktuators zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise Einstellung einer räumlichen Lage und/oder einer Deformation eines Elements ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise Einstellung einer räumlichen Lage und/oder einer Deformation eines Elements ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Computerprogrammprodukt zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise Einstellung einer räumlichen Lage und/oder einer Deformation eines Elements ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt mit den in Anspruch 20 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde, ein Mechaniksystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise Einstellung einer räumlichen Lage und/oder einer Deformation eines Elements ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Mechaniksystem mit den in Anspruch 21 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere präzise Abbildungen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 22 genannten Merkmalen gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Aktuators wird der Aktuator sowohl mit einem Steuersignal zur Ausübung einer Kraft und/oder zur Erzielung einer Auslenkung, als auch mit einem von dem Steuersignal entkoppelten Temperiersignal zur gezielten Wärmeerzeugung beaufschlagt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Steuersignal und das Temperiersignal derart entkoppelt sind, dass die Ausübung einer Kraft und/oder die Erzielung einer Auslenkung unabhängig von der gezielten Wärmeerzeugung erfolgen kann und/oder umgekehrt.
Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass das Steuersignal und das Temperiersignal derart gewählt werden, dass die Ausübung einer Kraft und/oder die Erzielung einer Auslenkung in einem bestimmten Verhältnis zu der gezielten Wärmeerzeugung erfolgt oder umgekehrt.
Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Verhältnis frei vorbestimmt und/oder variiert werden, wodurch die Ausübung einer Kraft und/oder die Erzielung einer Auslenkung im Ergebnis unabhängig von der gezielten Wärmeerzeugung erfolgen kann und/oder umgekehrt. Hierbei sind die gesamte Wärmeerzeugung und die Kraftwirkung lediglich dadurch miteinander verbunden, dass die gesamte Wärmeerzeugung immer nur gleich oder größer eingestellt werden kann als diejenige Wärmeerzeugung, welche durch die Kraftwirkung bedingt ist.
Es kann vorgesehen sein, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine räumliche Lage und/oder eine Deformation eines Elements, insbesondere eines optischen Elements eines Lithografiesystems, eingestellt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann derart gestaltet sein, dass eine Deformation des Elements nicht vermieden, sondern deterministisch und/oder konstant gemacht wird. Hierdurch kann die Deformation korrigierbar und/oder nutzbar gemacht werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können sich im Zeitverlauf ändernde Deformationen von optischen Elementen, welche bei einer Verwendung von aus dem Stand der Technik bekannten elektromechanischen Vorrichtungen auftreten können, vermieden werden.
Bei einem Betrieb eines Aktuators werden üblicherweise in einem zeitlichen Verlauf verschiedene Grade der Krafterzeugung angefordert bzw. abgerufen. Ein gefordertes zeitliches Kraftprofil ist daher nicht konstant.
Dadurch, dass eine als Wärme abgegebene Leistungsdissipation des Aktuators direkt proportional zu der von dem Aktuator erzeugten Kraft ist, ist die dissipierte Leistung während eines Betriebs des Aktuators nicht konstant. Vielmehr variiert die Wärmedissipation zeitlich mit der Krafterzeugung.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können unterschiedliche Deformationen, welche von einer Position eines, insbesondere einen starren Körper aufweisenden, Elements, insbesondere eines optischen Elements, abhängen, vermieden und/oder gezielt erreicht werden.
Aufgrund einer mechanischen Steifigkeit ist die Position des einen starren Körper aufweisenden Elements, insbesondere eines optischen Elements, proportional zu der erzeugten bzw. aufgewendeten Kraft.
Vorzugsweise kann durch das erfindungsgemäße Verfahren die vorbeschriebene Variabilität der Deformation vermieden werden. Die vorbeschriebene Variabilität der Deformation kann zu optischen Effekten führen kann, welche mit den aus dem Stand der Technik bekannten Methoden, z. B. durch eine entsprechende Vorformung der Oberfläche oder durch eine unabhängige Komponentenanalyse, im Vorfeld nicht korrigierbar sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Leistungsdissipation innerhalb des Aktuators von der Krafterzeugung entkoppelt.
Im Rahmen der Erfindung kann unter einem Aktuator auch eine Aktuatoreinheit verstanden werden, welche mehrere Einzelaktuatoren umfassen, die koordiniert zusammenwirken.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass der elektromagnetische Aktuator eine, zwei oder mehr stromdurchflossene Leiterspulen aufweist.
Im Rahmen der Erfindung ist unter der räumlichen Lage eine Schwerpunktslage sowie eine Ausrichtung des Elements im Raum zu verstehen.
Es kann bei einer Veränderung der Lage des, insbesondere optischen, Elements auch dessen Deformation beeinfluss werden und umgekehrt. Dies gilt insbesondere, wenn das Element einseitig eingespannt ist und auf einer nicht eingespannten Seite durch den Aktuator ausgelenkt wird. Die Deformation geht in diesem Falle auch mit einer Änderung der räumlichen Lage einher.
Es kann vorgesehen sein, dass eine geringe Wärmeleistung des Aktuators, welche beispielsweise bei einer geringen Krafterzeugung auftritt, durch eine erhöhte Wärmeleistung kompensiert wird, welche mittels des Temperiersignals erzielt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine gesamte Wärmeleistung des Aktuators konstant gehalten wird.
Dadurch, dass sowohl die Leistungsdissipation als auch die Krafterzeugung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entkoppelt sind und für jeden elektromagnetischen Aktuator, insbesondere jede Spule eines elektromagnetischen Aktuators, unabhängig eingestellt werden können, ist es möglich, eine Wärmeleistung des Aktuators konstant zu halten.
Indem eine gesamte Wärmeleistung des Aktuators für alle möglichen Positionen bzw. Kräfte, insbesondere von Elementen und Spiegeln, sowie für alle Nutzungsarten konstant gehalten wird, kann insbesondere auch eine Auswirkung auf optische Eigenschaften von optischen Elementen konstant gehalten werden.
Hierdurch wird eine Korrektur der bei dem Verfahren vorbekannten Beeinflussung bzw. Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften durch deren Vorhersagbarkeit ermöglicht.
Dies wiederum kann dazu verwendet werden, optische Fehler, insbesondere in einem optischen Element, vorzugsweise einem Spiegel, zu minimieren.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine größere gesamte Wärmeleistung des Aktuators erzielt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels des Temperiersignals eine optische Oberfläche eines, vorzugsweise mit dem Aktuator mechanisch gekoppelten, Elements gezielt erwärmt wird.
Wird im Rahmen des Verfahrens die gesamte Wärmeleistung des Aktuators variiert, d. h. nicht konstant gehalten, sondern gezielt eingestellt, so kann die optische Oberfläche eines optischen Elements gezielt erwärmt werden.
Durch die gezielte Erwärmung kann eine gezielte Deformation der optischen Oberfläche bewirkt werden.
Durch die derart bewirkte gezielte Deformation können Fehler in der optischen Oberfläche korrigiert werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass durch den Aktuator eine Lorentzkraft und/oder ein Reluktanzkraft zur Ausübung der Kraft und/oder zur Erzielung der Auslenkung verwendet wird.
Im Stand der Technik werden als elektromagnetische Aktuatoren im weiteren Sinne elektro-magneto-mechanische Energiewandler bezeichnet, welche elektromagnetische Feldwirkungen zur Krafterzeugung nutzen.
Hierbei sind insbesondere zwei Arten elektromagnetischer Kräfte bedeutsam:

Zum Ersten werden elektrodynamische Kräfte in elektromagnetischen Aktuatoren verwendet. Hierbei werden Kräfte auf bewegte Ladungen bzw. stromführende Leiter in einem Magnetfeld genutzt. Lorentz-Aktuatoren verwenden im Wesentlichen die vorbeschriebenen elektrodynamischen Kräfte.

Zum Zweiten können magnetische Reluktanzkräfte verwendet werden. Diese Kräfte treten an Trennflächen verschiedener magnetischer Permeabilitäten in einem Magnetfeld, beispielsweise an einer Eisen-Luft-Grenze, auf. Reluktanzaktuatoren verwenden im Wesentlichen die vorbeschriebenen magnetischen Reluktanzkräfte.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Temperiersignal als Modulation des Steuersignals ausgebildet wird.
Es ist von Vorteil, wenn, vorzugsweise sinussoide, Ströme auf das zur Positionierung dienende Steuersignal aufmoduliert werden. Fließen die, vorzugsweise sinussoiden, Modulationen durch die Spule, so kann die gewünschte gesamte Wärmeleistung erzielt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die gewünschte gesamte Wärmeleistung durch eine Veränderung der Amplitude des Temperiersignals eingestellt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Temperiersignal mit einer derartigen Frequenz erzeugt wird, dass ein mit dem Aktuator mechanisch gekoppeltes Element dem Temperiersignal nicht folgen kann.
Von Vorteil ist es, wenn mittels des Temperiersignals eine Wärmeleistung erzeugt wird, wobei die auf dem Temperiersignal basierenden Spulenströme in dem Aktuator in einem dynamisch insensiblen Frequenzbereich liegen.
Hierzu ist es von Vorteil, wenn ein Frequenzbereich definiert wird, in welchem die Kräfte des Aktuators bzw. der Aktuatoreinheit die Positionierung eines mit dem Aktuator gekoppelten Elements nicht beeinflussen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels des Temperiersignals ein Wirbelstrom in einem wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen Gehäuse des Aktuators erzeugt wird.
Von Vorteil ist es, wenn das Gehäuse des Aktuators, insbesondere ein Gehäuse einer Spule des Aktuators, eine elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Ferner ist es von Vorteil, wenn in dem Aktuator, insbesondere in einer Spule bzw. Leiterspule des Aktuators, derartige Ströme geführt werden, dass sich Wirbelströme in dem Gehäuse ausbilden. Als Folge bildet sich in dem Gehäuse Wärme aus und das Gehäuse dient als induktives Heizelement.
Es kann vorgesehen sein, dass das für die Induktion der Wirbelströme verwendete Temperiersignal eine Frequenz aufweist, welcher ein mit dem Aktuator mechanisch gekoppeltes Element bzw. ein mit dem Aktuator mechanisch gekoppelter Körper nicht folgen kann.
Von Vorteil ist es, wenn die Wärmeleistung des Gehäuses derart kontrolliert wird, dass sich eine konstante gesamte Leistungsdissipation bzw. ein gesamter Wärmeübertrag als Summe der Wärmeleistungen des Gehäuses und der Spule ergibt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Temperiersignal mit einer Frequenz von 1 kHz bis 100 kHz, vorzugsweise 5 kHz bis 20 kHz ausgebildet wird und/oder von 10 kHz bis 300 kHz, vorzugsweise 25 kHz bis 100 kHz ausgebildet wird.
Die vorbeschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind besonders vorteilhaft ausführbar, wenn die Frequenz des Temperiersignals derart gewählt wird, dass ein mit dem Aktuator mechanisch gekoppeltes Element dem Temperiersignal nicht folgen kann.
Hierzu ist es von Vorteil, wenn eine Transferfunktion zwischen Kraft und Position für das mit dem Aktuator mechanisch gekoppelte Element bzw. den Körper, insbesondere ein Element eines EUV-Lithografiesystems, eine hohe Unterdrückung für hohe Frequenzen aufweist.
Für diejenige vorbeschriebene Ausführungsform des Verfahrens, bei dem das Temperiersignal als Modulation des Steuersignals ausgebildet ist, ist ein Frequenzbereich aufwärts von 5 kHz bis zu 20 kHz von Vorteil.
Die obere Grenze hängt jedoch unter Umständen von einer Verfügbarkeit von Leistungselektronik ab.
Für diejenige vorbeschriebene Ausführungsform des Verfahrens, welche auf der Induktion von Wirbelströmen beruht, ist es von Vorteil, wenn die eingesetzten Ströme Frequenzen von 25 kHz bis 100 kHz aufweisen.
Derartige Frequenzen ermöglichen für typische Elemente von EUV-Lithografiesystemen im Zusammenwirken mit einem Filterverhalten eines optischen Systems des EUV-Lithografiesystems eine Wärmeerzeugung ohne Beeinträchtigung einer Arbeitsqualität des EUV-Lithografiesystems, da hochfrequente Kräfte nicht zu relevanten Spiegelbewegungen führen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass durch das Temperiersignal und das Steuersignal wenigstens zwei zusammenwirkende Spulen des Aktuators jeweils mit einer derartigen Stromstärke beaufschlagt werden, dass sich eine vorgebbare gesamte Kraft des Aktuators ergibt.
Hierzu kann eine Hauptspule des Aktuators zwei Spulen aufweisen, welche hintereinander, nebeneinander und/oder miteinander verflochten ausgebildet sind.
Von Vorteil ist es, wenn beide Spulen derart individuell mit Strom beaufschlagt werden, dass bei der Nutzung beider Spulen diese getrennt angesteuert werden, wobei sich die Kraftwirkungen hierbei überlagern.
Es kann vorgesehen sein, dass die individuellen Ströme eine unterschiedliche Richtung aufweisen und/oder zu entgegengesetzt gerichteten Kräften führen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich durch die Beaufschlagung der Spulen mit den jeweiligen individuellen Strömen eine verschwindende Nettokraft bzw. resultierende Kraft des Aktuators ergibt.
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch von einer Doppelspulenauslegung des Aktuators gesprochen werden.
Zur Veränderung einer Größe der Kraft kann vorgesehen sein, dass die den jeweiligen Spulen zugeführten Ströme zur konstanten Wärmeleistung führen, jedoch mit den jeweils gewünschten und verlangten Nettokräften.
In der vorbeschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Steuersignal gegeben durch die jeweiligen zu der gewünschten Nettokraft bzw. resultierenden Kraft führenden Stromstärken in den Spulen. Das Temperiersignal hingegen ist durch die zu der jeweils gewünschten Gesamtwärmeleistung führenden Ströme in den beiden Spulen gegeben. Somit findet sich sowohl das Steuersignal als auch das Temperiersignal anteilsweise in den jeweiligen in den Spulen fließenden Strömen wieder. Allerdings können vor einer Konversion in die in den Spulen fließenden Ströme das Steuersignal und das Temperiersignal unabhängig voneinander gewählt werden. Eine jeweilig anzustrebende Stärke der in den Spulen fließenden Strömen ergibt sich dann beispielsweise durch eine mathematische Berechnung auf Grundlage des Steuersignals und des Temperiersignals, welche unabhängig voneinander vorgewählt werden bzw. wurden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Einstellung einer räumlichen Lage und/oder Deformation eines Elements mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Einstellung einer räumlichen Lage und/oder Deformation eines Elements, insbesondere eines optischen Elements eines Lithografiesystems. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst wenigstens einen elektromagnetischen Aktuator und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Aktuators. Hierbei ist erfindungsgemäß die Steuereinrichtung zur Beaufschlagung des Aktuators mit einem elektrischen Steuersignal und einem von dem Steuersignal entkoppelten elektrischen Temperiersignal eingerichtet.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann das Problem eines ungleichmäßigen Wärmeeintrags in ein Element, insbesondere in einen EUV-Spiegel, durch einen zur Positionierung des Spiegels verwendeten Aktuators vermieden werden.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch einen variablen zusätzlichen Wärmeeintrag der Gesamtwärmeeintrag durch den Aktuator vorhersagbar und konstant gestaltet werden.
Bei dem Element kann es sich - außer einem optischen Element - auch um ein beliebiges Element des Lithografiesystems handeln, dessen Deformation vermieden werden soll, beispielsweise um eine Messreferenz.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Aktuator durch die Steuereinrichtung derart steuerbar ist, dass der Aktuator eine konstante gesamte Wärmeleistung aufweist.
Durch eine konstante Wärmeleistung werden konstante Deformationen bewirkt, welche vorausschauend korrigiert werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Aktuator durch die Steuereinrichtung derart steuerbar ist, dass mittels des Temperiersignals eine optische Oberfläche des, vorzugsweise mit dem Aktuator mechanisch gekoppelten, Elements gezielt erwärmbar ist.
Eine Variation der Leistungsdissipation bzw. der gesamten Wärmeleistung ist von Vorteil, um gezielt Deformationen einer optischen Oberfläche des Elements hervorzurufen. Diese Deformationen können zur Korrektur bestimmter Fehler der optischen Oberfläche verwendet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zwei, drei oder mehr Aktuatoren aufweist.
Im Fall von drei vorhandenen Aktuatoren ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Heizelement mit drei Freiheitsgraden.
Dieses Heizelement mit drei Freiheitsgraden kann verwendet werden, um Fehler bzw. die Ausrichtung in bestimmten Spiegeln des EUV-Lithografiesystems zu korrigieren.
Hierdurch kann auf einfache Weise ein thermischer Aktuator implementiert werden, vorteilhafterweise ohne zusätzliches Volumen bzw. zusätzlichen Bauraum zu benötigen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zu einem Betrieb in einer offenen Steuerkette bzw. zu einem Open-Loop-Betrieb eingerichtet ist.
Eine gesamte physikalische Leistung des Aktuators setzt sich in einem Betrieb zusammen aus einer mechanischen Leistung und einer Wärmeleistung. Wird eine Kraft erzeugt und gehalten, ohne dass hierbei ein Weg, beispielsweise durch einen Stößel des Aktuators, zurückgelegt wird, so dissipiert die zur Krafterzeugung aufgenommen Leistung ebenfalls als Wärmeleistung.
In einer statischen Situation dissipiert demnach eine Gesamtleistung des Aktuators als Wärmeleistung. Die gesamte Leistung des elektromagnetischen Aktuators ergibt sich als Produkt aus der an den Aktuator angelegten Spannung mit der dem Aktuator zugeführten Stromstärke. Somit kann die Vorrichtung in einer vorteilhaft einfachen offenen Steuerkette betrieben werden, da die Gesamtleistung jederzeit über die angelegte Spannung bzw. die zugeführte Stromstärke messbar und/oder steuerbar ist.
Die Gesamtleistung des elektromechanischen Aktuators ist hierbei typischerweise proportional zu einem Quadrat einer Spulenstromstärke, während die Kraft lediglich proportional zu der Spulenstromstärke ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zu einem Betrieb in einer geschlossenen Steuerkette eingerichtet ist.
Insbesondere in einem Fall von variierenden Zieltemperaturen in dem Element ist eine geschlossene Steuerung bzw. Closed-Loop-Steuerung von Vorteil.
Es kann wenigstens ein Temperatursensor als Teil der Vorrichtung vorgesehen sein.
Insbesondere kann der wenigstens eine Temperatursensor dazu eingerichtet sein, der Steuereinrichtung Informationen über eine an dem Element und/oder bestimmten Bereichen des Elements vorherrschenden Temperatur zu übermitteln.
Hierdurch kann die gesamte Wärmeleistung derart beeinflusst werden, dass an relevanten Bereichen des Elements die gewünschte Temperatur eingestellt bzw. gehalten werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Aktuator ein Lorentz-Aktuator und/oder ein Reluktanz-Aktuator ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Aktuator zur Ausübung einer maximalen Kraft von wenigstens 1 N bis 100 N, vorzugsweise wenigstens 10 N bis 15 N, eingerichtet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die angestrebte gesamte Wärmeleistung größer ist als eine maximale Wärmedissipation, welche bei einer Krafterzeugung durch den Aktuator entsteht.
Bei einer vorgegebenen Aktuatorauslegung bzw. einer vorgegebenen Aktuatorart kann eine Leistungsdissipation, welche durch die gewünschte Krafterzeugung bedingt ist, nicht weiter minimiert werden. Daher ist es von Vorteil, wenn die gesamte Wärmeleistung, welche unabhängig von der Krafterzeugung sein soll, Werte aufweist, welche größer sind als diejenigen, die unvermeidlich bei der gewünschten Krafterzeugung zu erwarten sind.
Im Falle einer angestrebten konstanten gesamten Wärmeleistung ist es von Vorteil, wenn die gesamte Wärmeleistung auf das erwartete Maximum der unvermeidlichen bzw. parasitären Wärmeleistung des Aktuators eingestellt ist.
In diesem Fall kann anstelle der maximalen für den Aktuator erwarteten parasitären Wärmeleistung die zusätzliche Wärmeleistung durch das Temperiersignal auf den Wert Null reduziert werden.
Für den Fall, dass die Vorrichtung als thermischer Aktuator verwendet wird, vorzugsweise um Deformationsprofile an dem Element einzustellen, ist es von Vorteil, wenn die gesamte Wärmeleistung höher eingestellt ist als die zu erwartende maximale parasitäre Wärmeleistung des wenigstens einen Aktuators bzw. der mehreren Aktuatoren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass ein wenigstens teilweise elektrisch leitfähiges Gehäuse für den Aktuator vorgesehen ist und/oder durch die Steuereinrichtung ein Wirbelstrom in dem Gehäuse ausbildbar ist.
Durch das Vorsehen eines wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen Gehäuses können, insbesondere durch das Temperiersignal, thermische Effekte auch an einem Gehäuse des Aktuators erzielt werden.
Werden zusätzlich Wirbelströme in dem Gehäuse ausgebildet, so dient das Gehäuse als induktives Heizelement.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zum induktiven Heizen unter Nutzung von Wirbelströmen und/oder von Ummagnetisierungsverlusten eingerichtet ist.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Vorrichtung, vorzugweise das Gehäuse, ferromagnetische Materialien aufweist. Mittels eines aus ferromagnetischen Materialien ausgebildeten Gehäuses lassen sich die Ummagnetisierungsverluste besonders vorteilhaft als Anteil an der Wärmeentwicklung zum induktiven Heizen nutzen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse zur Ausbildung geeigneter Wirbelströme und einer geeigneten Heizleistung ausgelegt ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse ganz oder teilweise aus Eisen und/oder Nickel und/oder Kupfer und/oder Messing und/oder Edelstahl ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine Form aufweist, welche zur Ausbildung von Wirbelströmen von besonderem Vorteil ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse lediglich in Teilbereichen elektrisch leitfähig ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse zylinderförmig ausgebildet ist, während lediglich ein Bereich der Zylindermantelfläche elektrisch leitfähig, insbesondere ganz oder teilweise aus den vorgenannten Materialien, ausgebildet ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das gesamte Gehäuse elektrisch leitfähig ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Temperiersignal eine Modulation des Steuersignals ist.
Durch eine Ausbildung des Temperiersignals als Modulation des Steuersignals kann auf einfache Weise und ohne die Notwendigkeit weiterer Änderungen an dem jeweiligen Aktuator, insbesondere ohne das Anbringen weiterer elektrischer Leiter, der Aktuator mit dem Temperiersignal beaufschlagt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Temperiersignal eine Oberwelle des Steuersignals ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Temperiersignal eine Frequenz aufweist, durch welche das Element nicht mechanisch anregbar ist.
Es ist von Vorteil, wenn für beide der vorbeschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung, namentlich den Fall eines leitfähigen Gehäuses sowie den Fall eines aufmodulierten Temperiersignals, die Frequenz in Abhängigkeit von einem realen dynamischen Verhalten des aus dem Aktuator und dem mechanisch mit dem Aktuator gekoppelten Element, insbesondere einem optischen Element, ausgelegt bzw. gewählt wird.
Die vorbeschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung hängen demnach von einer Transferfunktion zwischen Kraft und Position des mit dem Aktuator gekoppelten Elements, insbesondere des optischen Elements, ab.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Aktuator wenigstens zwei zusammenwirkende Spulen aufweist.
Von Vorteil ist es, wenn zwei, drei oder mehr zusammenwirkende Spulen für den Aktuator vorgesehen sind.
Hierdurch erhöht sich eine Flexibilität der Einsatzbarkeit des Aktuators.
Es kann vorgesehen sein, dass eine, mehrere oder alle Leiterbahnen wenigstens einer Spule derart angeordnet sind, dass die Spule keine Kraft in einem Magnetfeld der Spule erzeugt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Stromrichtung parallel zu einer Feldrichtung des Magnetfelds ausgerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kraft der betreffenden Spule in eine Richtung ausgerichtet ist, welche für die zu erzielende Kraftwirkung irrelevant ist.
Hierdurch kann die Spule in der Art einer einfachen „Heizspindel“ ohne wirksame Kraftentwicklung verwendet werden. Hierdurch kann auf eine Anpassung des Steuersignals verzichtet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Spulen mittels der Steuereinrichtung durch das Temperiersignal und das Steuersignal jeweils mit einer derartigen Stromstärke beaufschlagbar sind, dass sich eine vorgebbare gesamte Kraft des Aktuators ergibt.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Kalibrierkurve und/oder wenigstens eine Kennlinie für die Wärmeleistung und/oder die Krafterzeugung des aus den wenigstens zwei zusammenwirkenden Spulen ausgebildeten Aktuators erfasst wird.
Auf Grundlage der Kalibrierkurven kann die zu wählende Beaufschlagung mit Strom der jeweiligen Spulen bestimmt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Aktuator drei oder mehr Spulen aufweist. Hierdurch wird eine Anzahl möglicher Variationen zur Erzielung einer bestimmten Kraft bei einer bestimmten Wärmeleistung erhöht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Spulen hintereinander angeordnet sind, und/oder parallel zueinander angeordnet sind, und/oder miteinander verflochten ausgebildet sind.
Die vorbeschriebenen Konfigurationen ermöglichen eine besonders einfache und platzsparende Ausbildung des wenigstens einen Aktuators.
Es kann vorgesehen sein, dass die Spulen bei einer Anordnung hintereinander eine geringere Länge aufweisen und/oder bei einer Anordnung nebeneinander einen geringeren Durchmesser aufweisen.
Hierdurch kann der benötigte Bauraum in dem Aktuator auch für eine größere Anzahl von Spulen konstant gehalten werden.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich eine gesamte Wärmeleistung als Summe der Ströme durch die Spulen ergibt, während sich eine Krafterzeugung als Differenz der Ströme bzw. der Strombeaufschlagung der jeweiligen Spulen ergibt.
Hierdurch können für jede Kombination aus geforderter Kraft und geforderter Wärmeleistung und den vorbeschriebenen Bestimmungsgleichungen die beiden Unbekannten der jeweiligen Stromsteuerung ermittelt werden.
An dieser Stelle wird eine Vorrichtung in allgemeinerer Form offenbart, bei der zwei gegenläufige Aktuatoren vorgesehen sind bzw. Verwendung finden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Differenz der Leistung der beiden Aktuatoren eine resultierende Kraft bzw. Nettokraft und somit eine Position bestimmt bzw. steuert. Eine Summe der Leistungen der Aktuatoren bestimmt bzw. steuert dann einen Wärmeeintrag. Die offenbarte Vorrichtung ist hierbei nicht auf die Verwendung elektromagnetischer Aktuatoren beschränkt. Vielmehr können vielerlei Aktuatortypen, wie beispielsweise Piezoaktuatoren, vorgesehen sein. Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschilderten Merkmale und Vorteile sind entsprechend anzuwenden.
Es kann vorgesehen sein, dass zwei Gruppen von Aktuatoren zur Veränderung der Lage des Elements vorhanden sind, wobei jede der Gruppen drei einzelne Aktuatoren umfasst. Hierdurch können sechs Freiheitsgrade für eine Lage und eine Ausrichtung des Elements verändert bzw. gesteuert werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt mit den in Anspruch 20 genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln ist dazu eingerichtet, das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, insbesondere wenn das Programm auf einer Steuereinrichtung der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Mechaniksystem mit den in Anspruch 21 genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Mechaniksystem umfasst wenigstens einen Aktuator und wenigstens ein Element, wobei eine räumliche Lage und/oder Deformation des Elements mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder unter Verwendung des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts einstellbar ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Element ein optisches Element eines Lithografiesystems, insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Element mit dem wenigstens einen Aktuator mechanisch gekoppelt ist.
Das erfindungsgemäße Mechaniksystem kann in vorteilhafter Weise dazu eingerichtet sein, in allen Betriebszuständen eines EUV-Lithografiesystems und in allen Betriebszuständen von EUV-Optiken einsetzbar zu sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Mechaniksystem dazu eingerichtet sein, während Belichtungsphasen in einem EUV-Lithografiesystem einsetzbar zu sein.
Es kann in vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Aktuator durch die Steuereinrichtung derart steuerbar ist, dass mittels des Temperiersignals eine optische Oberfläche des Elements gezielt erwärmbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem mit den in den Ansprüchen 22 genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, umfasst wenigstens ein Element, insbesondere ein optisches Element. Es ist vorgesehen, dass eine räumliche Lage und/oder Deformation des wenigstens einen Elements, insbesondere des wenigstens einen optischen Elements, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder unter Verwendung des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts einstellbar ist.
Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um einen Spiegel und/oder eine Linse handeln.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems kann vorgesehen sein, dass das Lithografiesystem eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem hat den Vorteil, dass ein durch Temperaturschwankungen bedingtes Driftverhalten und/oder Deformationsverhalten der in dem Lithografiesystem verbauten Elemente, insbesondere der optischen Elemente, reduziert wird. Hierdurch werden präzisere Abbildungen und damit eine verbesserte Produktion von Halbleiterelementen ermöglicht.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass für eine Verwendung in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage Anpassungen an den Spulen sowie der zur Steuerung der Spulen verwendeten Leistungselektronik vorgenommen werden, da eine EUV-Strahlung und auch das in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage vorherrschende Vakuum besondere Anforderung stellen.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt, das erfindungsgemäße Mechaniksystem oder das erfindungsgemäße Lithografiesystem, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt;
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
4 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
5 eine schematische Darstellung eines möglichen Verlaufes einer Transferfunktion zwischen einem Aktuator und einem Element;
6 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
7 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
8 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
9 eine blockdiagrammartige Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 für die Mikrolithografie als Beispiel für ein Lithografiesystem beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden.
Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 105.
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 115, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle („Laser Produced Plasma“, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle („Gas Discharged Produced Plasma“, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 119. Bei dem Umlenkspiegel 118 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 120 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 119 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 116 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 118, den Feldfacettenspiegel 119 und den Pupillenfacettenspiegel 121.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, sodass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.
Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 109 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 115. Bei der Projektionsoptik 109 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 109 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.
Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 103 ist der Pupillenfacettenspiegel 121 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Feldfacettenspiegel 119 ist verkippt zur Objektebene 105 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 118 definiert ist.
Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.
In 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 dargestellt. Die DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 weist ein Beleuchtungssystem 201, eine Retikelstage 202 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 203, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 204 bestimmt werden, einen Waferhalter 205 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 204 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 206, mit mehreren optischen Elementen, insbesondere Linsen 207, die über Fassungen 208 in einem Objektivgehäuse 209 der Projektionsoptik 206 gehalten sind, auf.
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, sodass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung eignet sich für beliebige Lithografiesysteme bzw. Mikrolithografiesysteme, insbesondere jedoch für Projektionsbelichtungsanlagen, mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung eignet sich auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine geringere bildseitige numerische Apertur als jene, die im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist, sowie keinen obskurierten Spiegel M5 und/oder M6 aufweisen. Insbesondere eignet sich die Erfindung auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine bildseitige numerische Apertur von 0,25 bis 0,5, vorzugsweise 0,3 bis 0,4, besonders bevorzug 0,33, aufweisen. Die Erfindung sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen.
Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Einstellung einer räumlichen Lage und/oder Deformation eines Elements 2. Bei dem Element 2 kann es sich insbesondere um eines der optischen Elemente 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207 handeln.
Die Vorrichtung 1 umfasst wenigstens einen elektromagnetischen Aktuator 3 und eine Steuereinrichtung 4 zur Steuerung des wenigstens einen Aktuators 3. Hierbei ist die Steuereinrichtung 4 zur Beaufschlagung des Aktuators 3 mit einem Steuersignal 5 (siehe 4) und einem von dem Steuersignal 5 entkoppelten elektrischen Temperiersignal 6 (siehe 4) eingerichtet.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist der Aktuator 3 vorzugsweise durch die Steuereinrichtung 4 derart steuerbar, dass der Aktuator 3 eine konstante gesamte Wärmeleistung aufweist.
Ferner ist in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 der Aktuator 3 durch die Steuereinrichtung 4 derart steuerbar, dass mittels des Temperiersignals 6 eine optische Oberfläche 7 des vorzugsweise mit dem Aktuator 3 mechanisch gekoppelten Elements 2 gezielt erwärmbar ist.
Außerdem ist in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 der Aktuator 3 vorzugsweise ein Lorentz-Aktuator.
In einer alternativen oder kombinierten Ausführungsform kann auch wenigstens einer der Aktuatoren 3 als Reluktanz-Aktuator ausgebildet sein.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Aktuatoren 3 vorgesehen. Die Aktuatoren 3 weisen jeweils ein Gehäuse 8, eine Spule 9 sowie jeweils einen Stößel 10 auf und sind mit dem Element 2 mechanisch gekoppelt.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein dissipative Wärmeeintrag, welcher von dem Aktuatoren 3 ausgeht und das Element 2 erwärmt, durch Pfade bzw. Pfeile 11 versinnbildlicht.
3 dient ferner zur Offenbarung eines Mechaniksystems 15, welches den wenigstens einen Aktuator 3 sowie das wenigstens eine Element 2 umfasst. Die räumliche Lage und/oder Deformation des Elements 2 kann bei dem Mechaniksystem 15 mittels eines an späterer Stelle beschriebenen Verfahrens oder der vorbeschriebenen Vorrichtung 1 oder unter Verwendung eines an späterer Stelle beschriebenen Computerprogrammprodukts eingestellt werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein wenigstens teilweise elektrisch leitfähiges Gehäuse 8 für den Aktuator 3 vorgesehen.
Vorzugsweise ist ferner durch die Steuereinrichtung 4 (siehe 3) ein Wirbelstrom in dem Gehäuse 8 ausbildbar.
Ferner ist in 4 eine Situation dargestellt, bei der das Temperiersignal 6 eine, vorzugsweise sinusoide, Modulation des Steuersignals 5 ist. In 4 ist das Steuersignal 5 als Trägersignal in gestrichelter Linie dargestellt. Ein gesamtes, dem Aktuator 3 zugeführtes, Eingangssignal 56 ergibt sich als Addition des Temperiersignals 6 mit dem Steuersignal 5.
Die hochfrequente Überlagerung des Eingangssignals 56 erzeugt in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel Wärme, hat jedoch keine Auswirkung auf eine Position des Elements 2, insbesondere auf eine Spiegelposition und/oder eine Linsenposition.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines möglichen Verlaufs einer Transferfunktion zwischen einer an dem Aktuator 3 erzeugten Kraft und einer Position des Elements 2.
Auf einer vertikalen y-Achse 12 ist ein Verhältnis von Position zu Kraft aufgetragen.
Auf einer horizontalen x-Achse 13 ist eine Frequenz einer durch den Aktuator 3 bedingten Anregung aufgetragen.
Die Transferfunktion wird durch eine Kurve 14 beschrieben.
Es ist ersichtlich, dass die Transferfunktion eine starke Unterdrückung hoher Frequenzen zeigt.
Aus der in 5 dargestellten Transferfunktion wird ersichtlich, dass es von Vorteil ist, wenn das Temperiersignal 5 vorzugsweise eine Frequenz aufweist, durch welche das Element 2 nicht mechanisch, beispielsweise zur Schwingung, anregbar ist.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1.
In dem in 6 sowie auch im Zusammenhang mit den 7 und 8 an späterer Stelle erläuterten Ausführungsbeispiel weist der Aktuator 3 wenigstens zwei zusammenwirkende Spulen 9 auf.
Ferner sind in den in den 6, 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen die Spulen 9 mittels der Steuereinrichtung 4 (nicht dargestellt) durch das Temperiersignal 6 und das Steuersignal 5 jeweils mit einer derartigen Stromstärke beaufschlagbar, dass sich eine vorgebbare gesamte Kraft des Aktuators 3 ergibt.
In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Spulen 9 hintereinander angeordnet.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1.
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Spulen 9 parallel zueinander angeordnet.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1.
Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Spulen 9 miteinander um einen gemeinsamen Kern verflochten ausgebildet.
9 zeigt eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb des elektromagnetischen Aktuators 3.
In einem Steuerblock 20 wird der Aktuator 3 mit dem Steuersignal 5 zur Ausübung einer Kraft oder zur Erzielung einer Auslenkung beaufschlagt.
In einem Temperierblock 21 wird der Aktuator 3 mit dem von dem Steuersignal 5 entkoppelten Temperiersignal 6 zur gezielten Wärmeerzeugung beaufschlagt.
Der Steuerblock 20 und der Temperierblock 21 werden vorzugsweise zur gleichen Zeit ausgeführt.
In einem Konstantblock 22 wird eine gesamte Wärmeleistung des Aktuators 3 vorzugsweise konstant gehalten. In einem Erwärmungsblock 23 wird mittels des Temperiersignals 6 vorzugsweise die optische Oberfläche 7 des vorzugsweise mit dem Aktuator 3 mechanisch gekoppelten Elements 2 gezielt erwärmt.
Der Konstantblock 22 und der Erwärmungsblock 23 werden vorzugsweise zeitlich versetzt durchgeführt.
Im Rahmen des Steuerblocks 20 wird durch den Aktuator 3 vorzugsweise eine Lorentz-Kraft und/oder eine Reluktanzkraft zur Ausübung der Kraft und/oder zur Erzielung der Auslenkung verwendet.
Im Rahmen des Steuerblocks 20 und/oder des Temperierblocks 21 wird das Temperiersignal 6 vorzugsweise als Modulation des Steuersignals 5 ausgebildet.
Ferner wird im Rahmen des Temperierblocks 21 das Temperiersignal 6 vorzugsweise mit einer derartigen Frequenz erzeugt, dass das mit dem Aktuator 3 mechanisch gekoppelte Elemente 2 der durch das Temperiersignal 6 bedingten Kraft des Aktuators 3 nicht folgen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen des Temperierblocks 21 vorgesehen sein, dass mittels des Temperiersignals 6 ein Wirbelstrom in dem wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen Gehäuse 8 des Aktuators 3 erzeugt wird.
Im Rahmen des Temperierblocks 21 wird das Temperiersignal 6 ferner vorzugsweise mit einer Frequenz von 1 kHz bis 100 kHz, vorzugsweise 5 kHz bis 20 kHz ausgebildet und/oder von 10 kHz bis 300 kHz, vorzugsweise 25 kHz bis 100 kHz ausgebildet.
Ferner kann im Rahmen des Steuerblocks 20 und/oder des Temperierblocks 21 vorgesehen sein, dass durch das Temperiersignal 6 und das Steuersignal 5 wenigstens zwei zusammenwirkende Spulen 9 des Aktuators 3 jeweils mit einer derartigen Stromstärke beaufschlagt werden, dass sich eine vorgebbare gesamte Kraft des Aktuators 3 ergibt.
Vorzugsweise wird das Verfahren in der in 9 dargestellten chronologischen Abfolge umgesetzt.
Ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln ist vorzugsweise dazu vorgesehen, um das in 9 geschilderte Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf der Steuereinrichtung 4 der Vorrichtung 1, vorzugsweise in einer der Ausführungsformen, welche im Zusammenhang mit den 3 bis 8 geschildert sind, ausgeführt wird.
Das in den 1 und 2 erläuterte Lithografiesystem, insbesondere die Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, weist im Allgemeinen wenigstens ein Element 2, insbesondere ein optisches Element 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207 auf. Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Lithografiesystem ist eine räumliche Lage und/oder Deformation des wenigstens einen Elements 2, insbesondere des wenigstens einen optischen Elements 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207, mittels des im Zusammenhang mit der 9 erläuterten Verfahrens und/oder mittels der im Zusammenhang mit den 3 bis 8 erläuterten Vorrichtung 1 und/oder unter Verwendung des vorbeschriebenen Computerprogrammprodukts einstellbar. Alternativ oder zusätzlich ist das im Zusammenhang mit 3 erläuterte Mechaniksystem 15 als Teil des Lithografiesystems vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Element
3: elektromagnetischer Aktuator
4: Steuereinrichtung
5: Steuersignal
6: Temperiersignal
56: Eingangssignal
7: optische Oberfläche
8: Gehäuse
9: Spule
10: Stößel
11: Pfeil
12: y-Achse
13: x-Achse
14: Kurve
15: Mechaniksystem
20: Steuerblock
21: Temperierblock
22: Konstantblock
23: Erwärmungsblock
100: EUV-Projektionsbelichtungsanlage
101: Beleuchtungssystem
102: Strahlungsquelle
103: Beleuchtungsoptik
104: Objektfeld
105: Objektebene
106: Retikel
107: Retikelhalter
108: Retikelverlagerungsantrieb
109: Projektionsoptik
110: Bildfeld
111: Bildebene
112: Wafer
113: Waferhalter
114: Waferverlagerungsantrieb
115: EUV- / Nutz- / Beleuchtungsstrahlung
116: Kollektor
117: Zwischenfokusebene
118: Umlenkspiegel
119: erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegel
120: erste Facetten / Feldfacetten
121: zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegel
122: zweite Facetten / Pupillenfacetten
200: DUV-Projektionsbelichtungsanlage
201: Beleuchtungssystem
202: Retikelstage
203: Retikel
204: Wafer
205: Waferhalter
206: Projektionsoptik
207: Linse
208: Fassung
209: Objektivgehäuse
210: Projektionsstrahl
Mi: Spiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10 2015 211 474 A1 [0011]
DE 10 2015 217 119 A1 [0012]
DE 10 2020 212 742 A1 [0013]
DE 10 2008 009 600 A1 [0178, 0182]
US 2006/0132747 A1 [0180]
EP 1 614 008 B1 [0180]
US 6,573,978 [0180]
US 2018/0074303 A1 [0195]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines elektromagnetischen Aktuators (3), wobei der Aktuator (3) sowohl mit einem Steuersignal (5) zur Ausübung einer Kraft und/oder zur Erzielung einer Auslenkung, als auch mit einem von dem Steuersignal (5) entkoppelten Temperiersignal (6) zur gezielten Wärmeerzeugung beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine gesamte Wärmeleistung des Aktuators (3) konstant gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Temperiersignals (6) eine optische Oberfläche (7) eines, vorzugsweise mit dem Aktuator (3) mechanisch gekoppelten, Elements (2) gezielt erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Aktuator (3) eine Lorentzkraft und/oder ein Reluktanzkraft zur Ausübung der Kraft und/oder zur Erzielung der Auslenkung verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersignal (6) als Modulation des Steuersignals (5) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersignal (6) mit einer derartigen Frequenz erzeugt wird, dass ein mit dem Aktuator (3) mechanisch gekoppeltes Element (2) dem Temperiersignal (6) nicht folgen kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Temperiersignals (6) ein Wirbelstrom in einem wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen Gehäuse (8) des Aktuators (3) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersignal (6) mit einer Frequenz von 1 kHz bis 100 kHz, vorzugsweise 5 kHz bis 20 kHz ausgebildet wird und/oder von 10 kHz bis 300 kHz, vorzugsweise 25 kHz bis 100 kHz ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Temperiersignal (6) und das Steuersignal (5) wenigstens zwei zusammenwirkende Spulen (9) des Aktuators (3) jeweils mit einer derartigen Stromstärke beaufschlagt werden, dass sich eine vorgebbare gesamte Kraft des Aktuators (3) ergibt.
Vorrichtung (1) zur Einstellung einer räumlichen Lage und/oder Deformation eines Elements (2), insbesondere eines optischen Elements (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) eines Lithografiesystems, aufweisend - wenigstens einen elektromagnetischen Aktuator (3), und - eine Steuereinrichtung (4) zur Steuerung des wenigstens einen Aktuators (3); dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) zur Beaufschlagung des Aktuators (3) mit einem elektrischen Steuersignal (5) und einem von dem Steuersignal (5) entkoppelten elektrischen Temperiersignal (6) eingerichtet ist
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (3) durch die Steuereinrichtung (4) derart steuerbar ist, dass der Aktuator (3) eine konstante gesamte Wärmeleistung aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (3) durch die Steuereinrichtung (4) derart steuerbar ist, dass mittels des Temperiersignals (6) eine optische Oberfläche (7) des, vorzugsweise mit dem Aktuator (3) mechanisch gekoppelten, Elements (2) gezielt erwärmbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (3) ein Lorentz-Aktuator und/oder ein Reluktanz-Aktuator ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens teilweise elektrisch leitfähiges Gehäuse (8) für den Aktuator (3) vorgesehen ist und/oder durch die Steuereinrichtung (4) ein Wirbelstrom in dem Gehäuse (8) ausbildbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersignal (5) eine Modulation des Steuersignals (5) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersignal (5) eine Frequenz aufweist, durch welche das Element (2) nicht mechanisch anregbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (3) wenigstens zwei zusammenwirkende Spulen (9) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (9) mittels der Steuereinrichtung (4) durch das Temperiersignal (6) und das Steuersignal (5) jeweils mit einer derartigen Stromstärke beaufschlagbar sind, dass sich eine vorgebbare gesamte Kraft des Aktuators (3) ergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (9) - hintereinander angeordnet sind, und/oder - parallel zueinander angeordnet sind, und/oder - miteinander verflochten ausgebildet sind.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinrichtung (4) einer Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19 ausgeführt wird.
Mechaniksystem (15) mit wenigstens einem Aktuator (3) und wenigstens einem Element (2), wobei eine räumliche Lage und/oder Deformation des Elements (2) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 19 und/oder unter Verwendung eines Computerprogrammprodukts nach Anspruch 20 einstellbar ist.
Lithografiesystem, insbesondere Projektionsbelichtungsanlage (100,200) für die Mikrolithografie, aufweisend wenigstens ein Element (2), insbesondere ein optisches Element (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207), dadurch gekennzeichnet, dass eine räumliche Lage und/oder Deformation des wenigstens einen Elements (2), insbesondere des wenigstens einen optischen Elements (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207), mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder mittels einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 19 und/oder unter Verwendung eines Computerprogrammprodukts nach Anspruch 20 einstellbar ist und/oder ein Mechaniksystem (15) nach Anspruch 21 vorgesehen ist.