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DE102023202493A1 - CONTROL DEVICE, OPTICAL SYSTEM, LITHOGRAPHY DEVICE AND METHOD - Google Patents

CONTROL DEVICE, OPTICAL SYSTEM, LITHOGRAPHY DEVICE AND METHOD Download PDF

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DE102023202493A1
DE102023202493A1 DE102023202493.4A DE102023202493A DE102023202493A1 DE 102023202493 A1 DE102023202493 A1 DE 102023202493A1 DE 102023202493 A DE102023202493 A DE 102023202493A DE 102023202493 A1 DE102023202493 A1 DE 102023202493A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
control
signal
control unit
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023202493.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Cornelius Richt
Oliver Herbst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
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
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Priority to PCT/EP2024/057273 priority patent/WO2024194297A1/en
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Abstract

Eine Ansteuervorrichtung (100) zum Ansteuern eines Aktuators (200) zum Aktuieren eines optischen Elementes (310) eines optischen Systems (300), mit
einer Ansteuereinheit (110), welche dazu eingerichtet ist, eine Ansteuerspannung (A) zur Ansteuerung des Aktuators (200) in Abhängigkeit eines bereitgestellten Ansteuersignals (S) bereitzustellen, und
einer Steuereinheit (120), welche dazu eingerichtet ist, das Ansteuersignal (S) in Abhängigkeit eines Soll-Positionssignals (P) zur Einstellung einer Position des optischen Elementes (310) und eines von einer ermittelten Impedanz (Z) des Aktuators (200) abhängigen Korrektursignals (K) bereitzustellen.

Figure DE102023202493A1_0000
A control device (100) for controlling an actuator (200) for actuating an optical element (310) of an optical system (300), with
a control unit (110) which is designed to provide a control voltage (A) for controlling the actuator (200) in dependence on a provided control signal (S), and
a control unit (120) which is configured to provide the control signal (S) as a function of a desired position signal (P) for setting a position of the optical element (310) and a correction signal (K) which is dependent on a determined impedance (Z) of the actuator (200).
Figure DE102023202493A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines Aktuators eines optischen Systems, ein optisches System mit einer solchen Ansteuervorrichtung und eine Lithographieanlage mit einem solchen optischen System. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems.The present invention relates to a control device for controlling an actuator of an optical system, an optical system with such a control device and a lithography system with such an optical system. The present invention also relates to a method for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system.

Es sind Mikrolithographieanlagen bekannt, die aktuierbare optische Elemente, wie beispielsweise Mikrolinsenarrays oder Mikrospiegelarrays aufweisen. Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist.Microlithography systems are known that have actuatable optical elements, such as microlens arrays or micromirror arrays. Microlithography is used to produce microstructured components, such as integrated circuits. The microlithography process is carried out using a lithography system that has an illumination system and a projection system.

Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Da die meisten Materialien Licht dieser Wellenlänge absorbieren, müssen bei solchen EUV-Lithographieanlagen reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.Driven by the pursuit of ever smaller structures in the manufacture of integrated circuits, EUV lithography systems are currently being developed that use light with a wavelength in the range of 0.1 nm to 30 nm, in particular 13.5 nm. Since most materials absorb light of this wavelength, such EUV lithography systems must use reflective optics, i.e. mirrors, instead of - as previously - refractive optics, i.e. lenses.

Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Mit aktuierbaren optischen Elementen lässt sich die Abbildung der Maske auf dem Substrat verbessern. Beispielsweise lassen sich Wellenfrontfehler bei der Belichtung, die zu vergrößerten und/oder unscharfen Abbildungen führen, ausgleichen.The image of a mask (reticle) illuminated by the illumination system is projected by the projection system onto a substrate coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection system, for example a silicon wafer, in order to transfer the mask structure onto the light-sensitive coating of the substrate. The image of the mask on the substrate can be improved using actuatable optical elements. For example, wavefront errors during exposure that lead to enlarged and/or blurred images can be compensated for.

Für eine solche Korrektur mittels des optischen Elements bedarf es einer Erfassung der Wellenfront und einer Signalverarbeitung zum Ermitteln einer jeweiligen Position eines optischen Elements, durch welche sich die Wellenfront wie gewünscht korrigieren lässt. Im letzten Schritt wird das Ansteuersignal für ein jeweiliges optisches Element verstärkt und an den Aktuator des optischen Elements ausgegeben werden.For such a correction using the optical element, the wavefront must be detected and signal processing must be carried out to determine the respective position of an optical element, through which the wavefront can be corrected as desired. In the last step, the control signal for a respective optical element is amplified and output to the actuator of the optical element.

Als Aktuator kann beispielsweise ein PMN-Aktuator (PMN; Blei-Magnesium-Niobate) eingesetzt werden. Ein PMN-Aktuator ermöglicht eine Streckenpositionierung im Sub-Mikrometer-Bereich oder Sub-Nanometer-Bereich. Dabei erfährt der Aktuator, dessen Aktuator-Elemente aufeinandergestapelt sind, durch Anlegen einer Gleichspannung eine Kraft, welche eine bestimmte Längenausdehnung verursacht. Die durch die Gleichspannung oder DC-Spannung (DC; Direct Current) eingestellte Position kann durch ein externes elektromechanisches Übersprechen an den sich prinzipbedingt ergebenden Resonanzstellen des mit der Gleichspannung angesteuerten Aktuators negativ beeinflusst werden. In Folge dieses elektromechanischen Übersprechens ist eine präzise Positionierung nicht mehr stabil einstellbar. Dabei sind die mechanischen Resonanzen umso stärker, je höher die angelegte Gleichspannung ist. Diese Resonanzstellen können sich auch langfristig, zum Beispiel durch Temperaturdrift oder durch Klebedrift, wenn sich die mechanische Anbindung des Klebematerials ändert, oder durch Hysterese oder Alterung ändern.A PMN actuator (PMN; lead magnesium niobate), for example, can be used as an actuator. A PMN actuator enables line positioning in the sub-micrometer or sub-nanometer range. When a direct current is applied, the actuator, whose actuator elements are stacked on top of one another, experiences a force that causes a certain linear expansion. The position set by the direct current or DC voltage (DC; direct current) can be negatively influenced by external electromechanical crosstalk at the resonance points of the actuator controlled by the direct current. As a result of this electromechanical crosstalk, precise positioning can no longer be set in a stable manner. The higher the applied direct voltage, the stronger the mechanical resonances. These resonance points can also change over the long term, for example due to temperature drift or adhesive drift if the mechanical bonding of the adhesive material changes, or due to hysteresis or aging.

Außerdem ist bekannt, die Aktuatoren einer Lithographieanlage mittels eines jeweiligen Ansteuersignals anzusteuern, welches einen niederfrequenten Ansteueranteil zur Ansteuerung des Aktuators und einen höherfrequenteren Messsignalanteil zur Vermessung des Aktuators aufweist. Ein solches Ansteuersignal wird herkömmlicherweise mittels einer Endstufe verstärkt und als Ansteuerspannung an den Aktuator angelegt.It is also known to control the actuators of a lithography system using a respective control signal, which has a low-frequency control component for controlling the actuator and a higher-frequency measurement signal component for measuring the actuator. Such a control signal is conventionally amplified by means of an output stage and applied to the actuator as a control voltage.

Wenn aber beispielsweise ein PMN-Aktuator lediglich durch eine Spannungssteuerung angesteuert wird, dann kann dies zur Folge haben, dass aufgrund verschiedener Effekte, zum Beispiel durch Hysterese, eine Abweichung von der gewünschten Soll-Position des optischen Elementes zu der tatsächlich gestellten Position des optischen Elementes entsteht. Eine solche Abweichung zwischen Soll-Position und Ist-Position des optischen Elementes ist nachteilig für die Belichtung und damit für die gesamte Lithographieanlage.However, if, for example, a PMN actuator is only controlled by a voltage control, this can result in a deviation from the desired target position of the optical element to the actual position of the optical element due to various effects, for example due to hysteresis. Such a deviation between the target position and the actual position of the optical element is detrimental to the exposure and thus to the entire lithography system.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Ansteuerung eines Aktuators eines optischen Systems zu verbessern.Against this background, one object of the present invention is to improve the control of an actuator of an optical system.

Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems vorgeschlagen. Die Ansteuervorrichtung umfasst:

  • eine Ansteuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Ansteuerspannung zur Ansteuerung des Aktuators in Abhängigkeit eines bereitgestellten Ansteuersignals bereitzustellen, und
  • eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Ansteuersignal in Abhängigkeit eines Soll-Positionssignals zur Einstellung einer Position des optischen Elementes und eines von einer ermittelten Impedanz des Aktuators abhängigen Korrektursignals bereitzustellen.
According to a first aspect, a control device for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system is proposed. The control device comprises:
  • a control unit which is configured to provide a control voltage for controlling the actuator in dependence on a provided control signal, and
  • a control unit which is configured to provide the control signal as a function of a desired position signal for setting a position of the optical element and a correction signal which is dependent on a determined impedance of the actuator.

Dadurch, dass das Ansteuersignal für die Ansteuereinheit des Aktuators in Abhängigkeit des von der ermittelten Impedanz des Aktuators abhängigen Korrektursignals generiert wird, kann vorteilhafterweise ein lineares Übertragungsverhalten, insbesondere ohne Hystereseeffekte, erreicht werden. Hierbei wird ausgenutzt, dass ein verändertes Übertragungsverhalten von Ansteuerspannung zur Deformation des Aktuators entsprechend in der Impedanz des Aktuators sichtbar ist. Vorliegend geht eine Änderung der Impedanz des Aktuators in das Korrektursignal und folglich in das Ansteuersignal für die Ansteuereinheit ein.Because the control signal for the actuator control unit is generated as a function of the correction signal that is dependent on the determined impedance of the actuator, a linear transmission behavior can advantageously be achieved, in particular without hysteresis effects. This takes advantage of the fact that a changed transmission behavior of control voltage for deformation of the actuator is visible in the impedance of the actuator. In this case, a change in the impedance of the actuator is included in the correction signal and consequently in the control signal for the control unit.

Der Aktuator ist insbesondere ein kapazitiver Aktuator, beispielsweise ein PMN-Aktuator (PMN; Blei-Magnesium-Niobate) oder ein PZT-Aktuator (PZT; Blei-Zirkonat-Titanate) oder ein LiNbO3-Aktuator (Lithiumniobat). Der Aktuator ist insbesondere dazu eingerichtet, ein optisches Element des optischen Systems zu aktuieren. Beispiele für ein solches optisches Element umfassen Linsen, Spiegel und adaptive Spiegel.The actuator is in particular a capacitive actuator, for example a PMN actuator (PMN; lead magnesium niobate) or a PZT actuator (PZT; lead zirconate titanate) or a LiNbO3 actuator (lithium niobate). The actuator is in particular designed to actuate an optical element of the optical system. Examples of such an optical element include lenses, mirrors and adaptive mirrors.

Das optische System ist bevorzugt eine Projektionsoptik der Lithographieanlage oder Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Beleuchtungssystem sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.The optical system is preferably a projection optics of the lithography system or projection exposure system. However, the optical system can also be an illumination system. The projection exposure system can be an EUV lithography system. EUV stands for "Extreme Ultraviolet" and refers to a wavelength of the working light between 0.1 nm and 30 nm. The projection exposure system can also be a DUV lithography system. DUV stands for "Deep Ultraviolet" and refers to a wavelength of the working light between 30 nm and 250 nm.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Ansteuervorrichtung eine mit dem Aktuator gekoppelte Ermittlungs-Einrichtung zum Ermitteln der über die Zeit veränderlichen Impedanz des Aktuators auf. Vorliegend ist es vorteilhafterweise nicht notwendig, die Ladungsänderung des Aktuators direkt zu messen, da die Impedanz des Aktuators ermittelt wird, aus welcher auf die Ladung rückgeschlossen werden kann.According to one embodiment, the control device has a determination device coupled to the actuator for determining the impedance of the actuator, which changes over time. In this case, it is advantageously not necessary to measure the change in charge of the actuator directly, since the impedance of the actuator is determined, from which the charge can be deduced.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die Steuereinheit, die Ansteuereinheit, der Aktuator und die Ermittlungs-Einrichtung einen Regelkreis. Der Regelkreis bildet vorzugsweise einen Ladungsverstärker zur Ladungsregelung aus.According to a further embodiment, the control unit, the drive unit, the actuator and the detection device form a control loop. The control loop preferably forms a charge amplifier for charge control.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ermittlungs-Einrichtung dazu eingerichtet, das Korrektursignal derart bereitzustellen, dass dieses proportional, insbesondere direkt proportional, zu der ermittelten Impedanz des Aktuators ist.According to a further embodiment, the determination device is configured to provide the correction signal such that it is proportional, in particular directly proportional, to the determined impedance of the actuator.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ansteuervorrichtung ferner auf:

  • eine zwischen dem Aktuator und der Ermittlungs-Einrichtung gekoppelte Spannungsmesseinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Messspannung bereitzustellen, welche indikativ für eine zeitabhängige Spannung des Aktuators ist, und
  • eine zwischen dem Aktuator und der Ermittlungs-Einrichtung gekoppelte Strommesseinheit, welche dazu eingerichtet ist, einen Messstrom bereitzustellen, welcher indikativ für einen zeitabhängigen Strom des Aktuators ist.
According to a further embodiment, the control device further comprises:
  • a voltage measuring unit coupled between the actuator and the detection device, which is designed to provide a measuring voltage which is indicative of a time-dependent voltage of the actuator, and
  • a current measuring unit coupled between the actuator and the detection device, which is configured to provide a measuring current which is indicative of a time-dependent current of the actuator.

Durch die Bereitstellung der Messspannung und des Messstroms des Aktuators ermöglicht die vorliegende Ansteuervorrichtung eine schnelle und inline-fähige Impedanzermittlung des in der Lithographieanlage verbauten Aktuators.By providing the measuring voltage and the measuring current of the actuator, the present control device enables a fast and inline-capable impedance determination of the actuator installed in the lithography system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ermittlungs-Einrichtung mit der Spannungsmesseinheit und der Strommesseinheit gekoppelt. Die Ermittlungs-Einrichtung ist dabei dazu eingerichtet, die Impedanz des Aktuators in Abhängigkeit der bereitgestellten Messspannung und des bereitgestellten Messstroms zu ermitteln.According to a further embodiment, the determination device is coupled to the voltage measuring unit and the current measuring unit. The determination device is designed to determine the impedance of the actuator as a function of the provided measuring voltage and the provided measuring current.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ansteuervorrichtung ferner eine mit der Ermittlungs-Einrichtung gekoppelte zweite Steuereinheit auf. Die zweite Steuereinheit ist dazu eingerichtet, das Korrektursignal basierend auf der von der Ermittlungs-Einrichtung ermittelten Impedanz be-reitzustellen. In Ausführungsformen können die Steuereinheit und die zweite Steuereinheit in einer einzigen Steuereinheit oder Steuervorrichtung, wie beispielsweise einem Mikrocontroller, implementiert sein.According to a further embodiment, the control device further comprises a second control unit coupled to the determination device. The second control unit is designed to provide the correction signal based on the impedance determined by the determination device. In embodiments, the control unit and the second control unit can be implemented in a single control unit or control device, such as a microcontroller.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ansteuervorrichtung ferner auf:

  • einen Signalgenerator zum Bereitstellen eines zum Messen der Impedanz des Aktuators geeigneten Anregungssignals, und
  • eine Summationsstelle, welche dazu eingerichtet ist, das von der Steuereinheit bereitgestellte Ansteuersignal und das von dem Signalgenerator bereitgestellte Anregungssignal zu addieren,
  • wobei die Ansteuereinheit eine Verstärkerschaltung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das Ansteuersignal und das Anregungssignal von der Summationsstelle zu empfangen, zu verstärken und abhängig davon ausgangsseitig die Ansteuerspannung an den Aktuator bereitzustellen.
According to a further embodiment, the control device further comprises:
  • a signal generator for providing an excitation signal suitable for measuring the impedance of the actuator, and
  • a summation point which is designed to add the control signal provided by the control unit and the excitation signal provided by the signal generator,
  • wherein the control unit comprises an amplifier circuit which is adapted to receive the control signal and the excitation signal from to receive the summation point, to amplify it and, depending on this, to provide the control voltage to the actuator on the output side.

Die Verstärkerschaltung umfasst insbesondere einen Differenzverstärker. Nach der Verstärkung des Summationssignals aus Ansteuersignal und Anregungssignal liegt der aus dem Ansteuersignal resultierende Signalanteil der Ansteuerspannung vorzugsweise in einem ersten Frequenzbereich und der aus dem Anregungssignal resultierende Signalanteil liegt in einem zweiten Frequenzbereich. Der erste Frequenzbereich und der zweite Frequenzbereich sind vorzugsweise disjunkte Frequenzbereiche. Dabei dient der Signalanteil der Ansteuerspannung im ersten Frequenzbereich der Ansteuerung des Aktuators, das heißt insbesondere der Einstellung seiner Auslenkung. Der Signalanteil der Ansteuerspannung im zweiten Frequenzbereich dient insbesondere der Vermessung des Aktuators, insbesondere zur Messung der Impedanz des Aktuators.The amplifier circuit comprises in particular a differential amplifier. After amplification of the summation signal from the control signal and the excitation signal, the signal component of the control voltage resulting from the control signal is preferably in a first frequency range and the signal component resulting from the excitation signal is in a second frequency range. The first frequency range and the second frequency range are preferably disjoint frequency ranges. The signal component of the control voltage in the first frequency range is used to control the actuator, i.e. in particular to adjust its deflection. The signal component of the control voltage in the second frequency range is used in particular to measure the actuator, in particular to measure the impedance of the actuator.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die Steuereinheit, die Summationsstelle, die Ansteuereinheit, der Aktuator, die Parallelschaltung der Spannungsmesseinheit und der Strommesseinheit, die Ermittlungs-Einrichtung und die zweite Steuereinheit einen Regelkreis.According to a further embodiment, the control unit, the summation point, the control unit, the actuator, the parallel connection of the voltage measuring unit and the current measuring unit, the detection device and the second control unit form a control loop.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet der Regelkreis einen Ladungsverstärker, insbesondere zur Ladungsregelung, aus.According to a further embodiment, the control circuit forms a charge amplifier, in particular for charge control.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ermittlungs-Einrichtung dazu eingerichtet, die Kapazität des Aktuators als Teil der Impedanz des Aktuators zu ermitteln. Hierbei ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das Ansteuersignal in Abhängigkeit des Soll-Positionssignals zur Einstellung der Position des optischen Elementes und eines von der ermittelten Kapazität des Aktuators abhängigen Korrektursignals bereitzustellen.According to a further embodiment, the determination device is designed to determine the capacitance of the actuator as part of the impedance of the actuator. In this case, the control unit is designed to provide the control signal as a function of the target position signal for setting the position of the optical element and a correction signal dependent on the determined capacitance of the actuator.

Weitere Beispiele zum Ermitteln der Impedanz eines Aktuators sind in den Patentanmeldungen DE 10 2022 203255.1 und DE 10 2022 203 257.8 beschrieben, deren jeweiliger Inhalt durch Bezugnahme vollumfänglich mit einbezogen wird.Further examples for determining the impedance of an actuator can be found in the patent applications EN 10 2022 203255.1 and EN 10 2022 203 257.8 , the respective contents of which are fully incorporated by reference.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein optisches System mit einer Anzahl an aktuierbaren optischen Elementen vorgeschlagen, wobei jedem der aktuierbaren optischen Elemente der Anzahl ein Aktuator zugeordnet ist, wobei jedem Aktuator eine Ansteuervorrichtung zum Ansteuern des Aktuators gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts zugeordnet ist.According to a second aspect, an optical system with a number of actuatable optical elements is proposed, wherein each of the actuatable optical elements of the number is assigned an actuator, wherein each actuator is assigned a control device for controlling the actuator according to the first aspect or according to one of the embodiments of the first aspect.

Das optische System umfasst insbesondere ein Mikrospiegelarray und/oder ein Mikrolinsenarray mit einer Vielzahl an unabhängig voneinander aktuierbaren optischen Elementen.The optical system comprises in particular a micromirror array and/or a microlens array with a plurality of independently actuatable optical elements.

In Ausführungsformen lassen sich Gruppen von Aktuatoren definieren, wobei allen Aktuatoren einer Gruppe die gleiche Ansteuervorrichtung zugeordnet sind.In embodiments, groups of actuators can be defined, with all actuators in a group being assigned the same control device.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System als eine Beleuchtungsoptik oder als eine Projektionsoptik einer Lithographieanlage ausgebildet.According to one embodiment, the optical system is designed as an illumination optics or as a projection optics of a lithography system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ein Vakuumgehäuse auf, in welchem die aktuierbaren optischen Elemente, die zugeordneten Aktuatoren und die Ansteuervorrichtung angeordnet sind.According to a further embodiment, the optical system has a vacuum housing in which the actuatable optical elements, the associated actuators and the control device are arranged.

Gemäß einem dritten Aspekt wird eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welche ein optisches System gemäß dem zweiten Aspekt oder gemäß einer der Ausführungsformen des zweiten Aspekts aufweist.According to a third aspect, a lithography system is proposed which has an optical system according to the second aspect or according to one of the embodiments of the second aspect.

Die Lithographieanlage ist beispielsweise eine EUV-Lithographieanlage, deren Arbeitslicht in einem Wellenlängenbereich von 0,1 nm bis 30 nm liegt, oder eine DUV-Lithographieanlage, deren Arbeitslicht in einem Wellenlängenbereich von 30 nm bis 250 nm liegt.The lithography system is, for example, an EUV lithography system whose working light is in a wavelength range from 0.1 nm to 30 nm, or a DUV lithography system whose working light is in a wavelength range from 30 nm to 250 nm.

Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems unter Verwendung einer Ansteuereinheit, welche den Aktuator mittels einer Ansteuerspannung ansteuert, vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • Generieren eines Ansteuersignals in Abhängigkeit eines Soll-Positionssignals zur Einstellung einer Position des optischen Elementes und eines von einer ermittelten Impedanz des Aktuators abhängigen Korrektursignals, und
  • Bereitstellen der Ansteuerspannung durch die Ansteuereinheit in Abhängigkeit des generierten Ansteuersignals.
According to a fourth aspect, a method for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system using a control unit which controls the actuator by means of a control voltage is proposed. The method comprises the steps:
  • Generating a control signal depending on a target position signal for setting a position of the optical element and a correction signal depending on a determined impedance of the actuator, and
  • Provision of the control voltage by the control unit depending on the generated control signal.

Die für die vorgeschlagene Ansteuervorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.The embodiments and features described for the proposed control device apply accordingly to the proposed method.

„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In this case, "one" is not necessarily to be understood as being limited to just one element. Rather, several elements, such as two, three or more, can also be provided. Any other counting word used here should not be understood as meaning that there is a limitation to the exact number of elements mentioned. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible, unless otherwise stated.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with respect to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

  • 1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für eine EUV-Projektionslithographie;
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines optischen Systems;
  • 3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems;
  • 4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems;
  • 5 zeigt ein Diagramm zur Illustrierung einer herkömmlichen Spannungssteuerung eines Aktuators;
  • 6 zeigt ein Diagramm zur Illustrierung einer Ladungsregelung eines Aktuators;
  • 7 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems;
  • 8 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer vierten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems; und
  • 9 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Ansteuern eines Aktuators zum Aktuieren eines optischen Elementes eines optischen Systems.
Further advantageous embodiments and aspects of the invention are the subject of the dependent claims and the embodiments of the invention described below. The invention is explained in more detail below using preferred embodiments with reference to the attached figures.
  • 1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography;
  • 2 shows a schematic representation of an embodiment of an optical system;
  • 3 shows a schematic block diagram of a first embodiment of a control device for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system;
  • 4 shows a schematic block diagram of a second embodiment of a control device for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system;
  • 5 shows a diagram illustrating a conventional voltage control of an actuator;
  • 6 shows a diagram illustrating a charge control of an actuator;
  • 7 shows a schematic block diagram of a third embodiment of a control device for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system;
  • 8 shows a schematic block diagram of a fourth embodiment of a control device for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system; and
  • 9 shows a schematic flow diagram of an embodiment of a method for controlling an actuator for actuating an optical element of an optical system.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.In the figures, identical or functionally equivalent elements have been given the same reference symbols unless otherwise stated. It should also be noted that the representations in the figures are not necessarily to scale.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht. 1 shows an embodiment of a projection exposure system 1 (lithography system), in particular an EUV lithography system. An embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a light or radiation source 3, an illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. In an alternative embodiment, the light source 3 can also be provided as a separate module from the rest of the illumination system 2. In this case, the illumination system 2 does not include the light source 3.

Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.A reticle 7 arranged in the object field 5 is exposed. The reticle 7 is held by a reticle holder 8. The reticle holder 8 can be displaced via a reticle displacement drive 9, in particular in a scanning direction.

In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In the 1 For explanation, a Cartesian coordinate system with an x-direction x, a y-direction y and a z-direction z is drawn. The x-direction x runs perpendicularly into the drawing plane. The y-direction y runs horizontally and the z-direction z runs vertically. The scanning direction runs in the 1 along the y-direction y. The z-direction z runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 comprises a projection optics 10. The projection optics 10 serves to image the object field 5 into an image field 11 in an image plane 12. The image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, an angle other than 0° between the object plane 6 and the image plane 12 is also possible.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the area of the image field 11 in the image plane 12. The wafer 13 is held by a wafer holder 14. The wafer holder 14 can be displaced via a wafer displacement drive 15, in particular along the y-direction y. The displacement of the reticle 7 via the reticle displacement drive drive 9 and on the other hand the wafer 13 via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with each other.

Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The light source 3 is an EUV radiation source. The light source 3 emits in particular EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or illumination light. The useful radiation 16 has in particular a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The light source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (Laser Produced Plasma, plasma generated with the aid of a laser) or a DPP source (Gas Discharged Produced Plasma, plasma generated by means of gas discharge). It can also be a synchrotron-based radiation source. The light source 3 can be a free-electron laser (FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16 that emanates from the light source 3 is bundled by a collector 17. The collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 17 can be exposed to the illumination radiation 16 in grazing incidence (GI), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (NI), i.e. with angles of incidence less than 45°. The collector 17 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation and on the other hand to suppress stray light.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate focus in an intermediate focal plane 18. The intermediate focal plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the light source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 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 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The illumination optics 4 comprise a deflection mirror 19 and a first facet mirror 20 arranged downstream of this in the beam path. The deflection mirror 19 can be a flat deflection mirror or alternatively a mirror with a beam-influencing effect beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 19 can be designed as a spectral filter which separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from false light of a different wavelength. If the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 which is optically conjugated to the object plane 6 as a field plane, it is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 20 comprises a plurality of individual first facets 21, which can also be referred to as field facets. Of these first facets 21, only one is shown in the 1 only a few examples are shown.

Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 21 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or partially circular edge contour. The first facets 21 can be designed as flat facets or alternatively as convex or concave curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.As for example from the EN 10 2008 009 600 A1 As is known, the first facets 21 themselves can also be composed of a plurality of individual mirrors, in particular a plurality of micromirrors. The first facet mirror 20 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system). For details, please refer to the EN 10 2008 009 600 A1 referred to.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.Between the collector 17 and the deflection mirror 19, the illumination radiation 16 runs horizontally, i.e. along the y-direction y.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 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 .In the beam path of the illumination optics 4, a second facet mirror 22 is arranged downstream of the first facet mirror 20. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 4. In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from the US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the US$6,573,978 .

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 23 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.The second facets 23 can also be macroscopic facets, which can be round, rectangular or hexagonal, for example, or alternatively facets composed of micromirrors. In this regard, reference is also made to the EN 10 2008 009 600 A1 referred to.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 23 can have planar or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus form a double-faceted system. This basic principle is also known as a fly's eye integrator.

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.It may be advantageous not to arrange the second facet mirror 22 exactly in a plane that is optically conjugated to a pupil plane of the projection optics 10. In particular, the second facet mirror 22 can be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as is the case, for example, in the EN 10 2017 220 586 A1 described.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.With the help of the second facet mirror 22, the individual first facets 21 are imaged in the object field 5. The second facet mirror 22 is the last bundle-forming or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 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 (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4 (not shown), a transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5, which contributes in particular to the imaging of the first facets 21 in the object field 5. The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 4. The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for vertical incidence (NI mirrors, normal incidence mirrors) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GI mirrors, grazing incidence mirrors).

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.The lighting optics 4 have in the version shown in the 1 As shown, after the collector 17 there are exactly three mirrors, namely the deflection mirror 19, the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the illumination optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets 21 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and a transmission optics into the object plane 6 is usually only an approximate imaging.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection optics 10 comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1.

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 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.In the 1 In the example shown, the projection optics 10 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The projection optics 10 is a double-obscured optics. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 has a numerical aperture on the image side that is greater than 0.5 and can also be greater than 0.6 and can be, for example, 0.7 or 0.75.

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 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without a rotational symmetry axis. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one rotational symmetry axis of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the illumination optics 4, can have highly reflective coatings for the illumination radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The projection optics 10 have a large object-image offset in the y-direction y between a y-coordinate of a center of the object field 5 and a y-coordinate of the center of the image field 11. This object-image offset in the y-direction y can be approximately as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe Bx, By in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe Bx, By der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab B bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different image scales Bx, By in the x and y directions x, y. The two image scales Bx, By of the projection optics 10 are preferably (βx, βy) = (+/- 0.25, /+- 0.125). A positive image scale β means an image without image inversion. A negative sign for the image scale B means an image with image inversion.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 10 thus leads to a reduction in the ratio 4:1 in the x-direction x, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 10 leads to a reduction of 8:1 in the y-direction y, i.e. in the scanning direction.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other image scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions x, y, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 . The number of intermediate image planes in the x and y directions x, y in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or can be different depending on the design of the projection optics 10. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions x, y are known from US 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.Each of the second facets 23 is assigned to exactly one of the first facets 21 to form a respective illumination channel for illuminating the object field 5. This can result in particular in illumination according to the Köhler principle. The far field is broken down into a plurality of object fields 5 using the first facets 21. The first facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the second facets 23 assigned to them.

Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The first facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an associated second facet 23, superimposed on one another, to illuminate the object field 5. The illumination of the object field 5 is in particular as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. The field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.

Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.By arranging the second facets 23, the illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be defined geometrically. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the second facets 23 that guide light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be set. This intensity distribution is also referred to as illumination setting or illumination pupil filling.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by a redistribution of the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.In the following, further aspects and details of the illumination of the object field 5 and in particular of the entrance pupil of the projection optics 10 are described.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 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.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot usually be illuminated precisely with the second facet mirror 22. When the projection optics 10 images the center of the second facet mirror 22 telecentrically onto the wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, a surface can be found in which the pairwise determined distance of the aperture rays is minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugated to it in spatial space. In particular, this surface shows a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 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 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.It is possible that the projection optics 10 have different positions of the entrance pupil for the tangential and the sagittal beam path. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7. With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.In the 1 In the arrangement of the components of the illumination optics 4 shown, the second facet mirror 22 is arranged in a surface conjugated to the entrance pupil of the projection optics 10. The first facet mirror 20 is arranged tilted to the object plane 6. The first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 19. The first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 22.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines optischen Systems 300 für eine Lithographieanlage oder Projektionsbelichtungsanlage 1, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist. Außerdem kann das optische System 300 der 2 beispielweise auch in einer DUV-Lithographieanlage eingesetzt werden. 2 shows a schematic representation of an embodiment of an optical system 300 for a lithography system or projection exposure system 1, as described for example in 1 In addition, the optical system 300 of the 2 for example, it can also be used in a DUV lithography system.

Das optische System 300 der 2 hat eine Mehrzahl an aktuierbaren optischen Elementen 310. Das optische System 300 ist hier als ein Mikrospiegelarray ausgebildet, wobei die optischen Elemente 310 Mikrospiegel sind. Jeder Mikrospiegel 310 ist mittels eines zugeordneten Aktuators 200 aktuierbar. Beispielsweise kann ein jeweiliger Mikrospiegel 310 mittels des zugeordneten Aktuators 200 um zwei Achsen verkippt werden und/oder in einer, zwei oder drei Raumachsen verschoben werden. Aus Gründen der Übersicht sind die Bezugszeichen nur der obersten Reihe dieser Elemente eingezeichnet.The optical system 300 of the 2 has a plurality of actuatable optical elements 310. The optical system 300 is designed here as a micromirror array, wherein the optical elements 310 are micromirrors. Each micromirror 310 can be actuated by means of an associated actuator 200. For example, a respective micromirror 310 can be tilted about two axes and/or moved in one, two or three spatial axes by means of the associated actuator 200. For reasons of clarity, the reference symbols are only shown for the top row of these elements.

Die Ansteuervorrichtung 100 steuert den jeweiligen Aktuator 200 beispielsweise mit einer Ansteuerspannung A an. Damit wird eine Position des jeweiligen Mikrospiegels 310 eingestellt. Die Ansteuervorrichtung 100 ist insbesondere unter Bezugnahme auf die 3 bis 8 beschrieben.The control device 100 controls the respective actuator 200, for example, with a control voltage A. This sets a position of the respective micromirror 310. The Control device 100 is particularly described with reference to the 3 to 8 described.

Hierzu zeigt die 3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung 100 zum Ansteuern eines Aktuators 200 zum Aktuieren eines optischen Elementes 310 eines optischen Systems 300.The 3 shows a schematic block diagram of a first embodiment of a control device 100 for controlling an actuator 200 for actuating an optical element 310 of an optical system 300.

Die Ansteuervorrichtung 100 der 3 weist eine Ansteuereinheit 110, welche mit dem Aktuator 200 gekoppelt ist, sowie eine mit der Ansteuereinheit 110 gekoppelte Steuereinheit 120 auf. Die Ansteuereinheit 110 umfasst insbesondere eine Verstärkerschaltung, vorzugsweise einen Differenzverstärker. Die Steuereinheit 120 generiert ein Ansteuersignal S in Abhängigkeit eines Soll-Positionssignals P zur Einstellung der Position des optischen Elementes 310 und eines von einer ermittelten Impedanz Z des Aktuators 200 abhängigen Korrektursignals K und stellt das generierte Ansteuersignal S der Ansteuereinheit 110 bereit. Dabei gibt das Soll-Positionssignal P die Soll-Position des optischen Elements 310, beispielsweise eines Spiegels, an. Das Korrektursignal K ist abhängig von der ermittelten aktuellen Impedanz Z des Aktuators 200. Dabei ist das Korrektursignal K insbesondere direkt proportional zur ermittelten aktuellen Impedanz Z des Aktuators 200.The control device 100 of the 3 has a control unit 110 which is coupled to the actuator 200, and a control unit 120 coupled to the control unit 110. The control unit 110 comprises in particular an amplifier circuit, preferably a differential amplifier. The control unit 120 generates a control signal S as a function of a target position signal P for setting the position of the optical element 310 and a correction signal K dependent on a determined impedance Z of the actuator 200 and provides the generated control signal S to the control unit 110. The target position signal P indicates the target position of the optical element 310, for example a mirror. The correction signal K depends on the determined current impedance Z of the actuator 200. The correction signal K is in particular directly proportional to the determined current impedance Z of the actuator 200.

Die Ansteuereinheit 110 generiert in Abhängigkeit des bereitgestellten Ansteuersignals S die Ansteuerspannung A zur Ansteuerung des Aktuators 200. Folglich steuert die Ansteuerung 110 den Aktuator 200 mittels der Ansteuerspannung A an. Der mit der Ansteuerspannung A angesteuerte Aktuator 200 ist mit dem optischen Element 310 (nicht gezeigt in 3) gekoppelt und steuert das optische Element 310 mittels eines Einstellsignals E an. Das Einstellsignal E ist zum Einstellen der Position des optischen Elements 310 geeignet.The control unit 110 generates the control voltage A for controlling the actuator 200 depending on the control signal S provided. Consequently, the control unit 110 controls the actuator 200 by means of the control voltage A. The actuator 200 controlled by the control voltage A is connected to the optical element 310 (not shown in 3 ) and controls the optical element 310 by means of an adjustment signal E. The adjustment signal E is suitable for adjusting the position of the optical element 310.

4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung 100 zum Ansteuern eines Aktors 200 zum Aktuieren eines optischen Elements 310 eines optischen Systems 300. Die zweite Ausführungsform nach 4 basiert auf der ersten Ausführungsform nach 3 und umfasst alle Merkmale der ersten Ausführungsform nach 3. Darüber hinaus hat die Ansteuervorrichtung 100 der 4 eine mit dem Aktuator 200 gekoppelte Ermittlungs-Einrichtung 130. Die Ermittlungs-Einrichtung 130 ist dazu eingerichtet, die über die Zeit veränderliche Impedanz Z des Aktuators 200 zu ermitteln, insbesondere auf Basis einer Messpannung U und eines Messstroms I des Aktautors 200. Wie die 4 illustriert, bilden die Steuereinheit 120, die Ansteuereinheit 110, der Aktuator 200 und die Ermittlungs-Einrichtung 130 einen Regelkreis R. Diese eine Regelung bildenden Einrichtungen bilden vorteilhafterweise einen Ladungsverstärker. 4 shows a schematic block diagram of a second embodiment of a control device 100 for controlling an actuator 200 for actuating an optical element 310 of an optical system 300. The second embodiment according to 4 is based on the first embodiment according to 3 and includes all features of the first embodiment according to 3 . In addition, the control device 100 of the 4 a determination device 130 coupled to the actuator 200. The determination device 130 is designed to determine the impedance Z of the actuator 200, which changes over time, in particular on the basis of a measuring voltage U and a measuring current I of the actuator 200. As the 4 illustrated, the control unit 120, the drive unit 110, the actuator 200 and the detection device 130 form a control loop R. These devices forming a control advantageously form a charge amplifier.

Dadurch, dass das Ansteuersignal S für die Ansteuereinheit 110 des Aktuators 200 in Abhängigkeit des von der ermittelten Impedanz Z des Aktuators 200 abhängigen Korrektursignals K abhängt, kann vorteilhafterweise ein lineares Übertragungsverhalten der Ansteuervorrichtung 100, insbesondere ohne Hystereseeffekte, erreicht werden.Because the control signal S for the control unit 110 of the actuator 200 depends on the correction signal K, which depends on the determined impedance Z of the actuator 200, a linear transmission behavior of the control device 100 can advantageously be achieved, in particular without hysteresis effects.

Die beiden unterschiedlichen Übertragungsverhalten, nämlich das herkömmliche, auf Spannungssteuerung basierende Übertragungsverhalten mit Hysterese und das vorliegend vorgeschlagene, auf Ladungsregelung basierende lineare Übertragungsverhalten werden durch einen Vergleich der 5 und 6 deutlich. Hierbei zeigt die 5 ein Diagramm zur Illustrierung einer herkömmlichen Spannungssteuerung des Aktuators und die 6 zeigt ein Diagramm zur Illustrierung einer Ladungsregelung des Aktuators 200. Wie der Vergleich der 5 und 6 deutlich zeigt, liegt bei der Spannungssteuerung nach 5 eine Hysterese vor, wohingegen bei der Ladungsregelung nach 6 ein lineares Übertragungsverhalten vorteilhafterweise bewerkstelligt werden kann.The two different transfer behaviors, namely the conventional transfer behavior based on voltage control with hysteresis and the linear transfer behavior based on charge control proposed here, are compared by comparing the 5 and 6 clearly. Here, the 5 a diagram illustrating a conventional voltage control of the actuator and the 6 shows a diagram illustrating a charge control of the actuator 200. As the comparison of the 5 and 6 clearly shows that the voltage control is based on 5 a hysteresis, whereas in the charge control according to 6 a linear transmission behavior can advantageously be achieved.

Bei den vorliegenden Ausführungsformen der Ansteuervorrichtung 100 wird vorteilhafterweise ausgenutzt, dass ein verändertes Übertragungsverhalten von Ansteuerspannung A zur Deformation des Aktuators 200 entsprechend in der Impedanz Z des Aktuators 200 sichtbar ist. Vorliegend geht eine Änderung der Impedanz Z des Aktuators 200 in das Korrektursignal K und damit in das Ansteuersignal S für die Ansteuereinheit 110 ein. Dabei ist die Ermittlungs-Einrichtung 130 vorzugsweise dazu eingerichtet, das Korrektursignal K derart bereitzustellen, dass dieses proportional, vorzugsweise direkt proportional, zu der ermittelten Impedanz Z des Aktuators 200 ist.In the present embodiments of the control device 100, it is advantageously exploited that a changed transmission behavior of control voltage A for deformation of the actuator 200 is visible in the impedance Z of the actuator 200. In the present case, a change in the impedance Z of the actuator 200 is included in the correction signal K and thus in the control signal S for the control unit 110. The determination device 130 is preferably set up to provide the correction signal K in such a way that it is proportional, preferably directly proportional, to the determined impedance Z of the actuator 200.

In Ausführungsformen ist die Ermittlungs-Einrichtung 130 dazu eingerichtet, die Kapazität C des Aktuators 200 als Teil der Impedanz Z des Aktuators 200 zu ermitteln. Dann kann die Steuereinheit 120 dazu eingerichtet sein, das Ansteuersignal S in Abhängigkeit des Soll-Positionssignals P zur Einstellung der Position des optischen Elementes 310 und eines von der ermittelten Kapazität des Aktuators 200 abhängigen Korrektursignals K bereitzustellen.In embodiments, the determination device 130 is configured to determine the capacitance C of the actuator 200 as part of the impedance Z of the actuator 200. The control unit 120 can then be configured to provide the control signal S as a function of the target position signal P for adjusting the position of the optical element 310 and a correction signal K that is dependent on the determined capacitance of the actuator 200.

Ferner zeigt die 7 ein schematisches Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung 100 zum Ansteuern eines Aktuators 200 zum Aktuieren eines optischen Elementes 310 eines optischen Systems 300. Die dritte Ausführungsform nach 7 basiert auf der zweiten Ausführungsform nach 4 und umfasst alle ihre Merkmale. Außerdem hat die dritte Ausführungsform der Ansteuervorrichtung 100 nach 7 eine zweite Steuereinheit 140, eine Spannungsmesseinheit 150 sowie eine Strommesseinheit 160. In Ausführungsformen können die Steuereinheit 120 und die zweite Steuereinheit 140 in einer einzigen Steuereinheit oder Steuervorrichtung, wie beispielsweise einem Mikrocontroller, implementiert sein.Furthermore, the 7 a schematic block diagram of a third embodiment of a control device 100 for controlling an actuator 200 for actuating an optical element 310 of an optical system 300. The third embodiment according to 7 is based on the second embodiment according to 4 and includes all their Features. In addition, the third embodiment of the control device 100 according to 7 a second control unit 140, a voltage measuring unit 150 and a current measuring unit 160. In embodiments, the control unit 120 and the second control unit 140 may be implemented in a single control unit or control device, such as a microcontroller.

Die Spannungsmesseinheit 150 ist zwischen dem Aktuator 200 und der Ermittlungs-Einrichtung 130 geschaltet. Dabei ist die Spannungsmesseinheit 150 dazu eingerichtet, eine Messspannung U bereitzustellen, welche indikativ für eine zeitabhängige Spannung u des Aktuators 200 ist. Insbesondere ist die Messspannung U direkt proportional zur zeitabhängigen Spannung u des Aktuators 200. In Ausführungsformen entspricht die Messspannung U der aktuellen Spannung u des Aktuators 200.The voltage measuring unit 150 is connected between the actuator 200 and the detection device 130. The voltage measuring unit 150 is designed to provide a measuring voltage U which is indicative of a time-dependent voltage u of the actuator 200. In particular, the measuring voltage U is directly proportional to the time-dependent voltage u of the actuator 200. In embodiments, the measuring voltage U corresponds to the current voltage u of the actuator 200.

Die Strommesseinheit 160 ist zwischen dem Aktuator 200 und der Ermittlungs-Einrichtung 130 geschaltet. Die Strommesseinheit 160 ist dazu eingerichtet, einen Messstrom I bereitzustellen, welcher indikativ für einen zeitabhängigen Strom i des Aktuators 200 ist. Insbesondere ist der Messstrom I direkt proportional zu dem zeitabhängigen Strom i des Aktuators 200. In Ausführungsformen entspricht der Messstrom I dem aktuellen Strom i des Aktuators 200.The current measuring unit 160 is connected between the actuator 200 and the detection device 130. The current measuring unit 160 is configured to provide a measuring current I which is indicative of a time-dependent current i of the actuator 200. In particular, the measuring current I is directly proportional to the time-dependent current i of the actuator 200. In embodiments, the measuring current I corresponds to the current current i of the actuator 200.

Die Ermittlungs-Einrichtung 130 ist, wie oben ausgeführt, mit der Spannungsmesseinheit 150 und der Strommesseinheit 160 gekoppelt. Dabei ist die Ermittlungs-Einrichtung 130 vorzugsweise dazu eingerichtet, die Impedanz Z des Aktuators 200 in Abhängigkeit der bereitgestellten Messspannung U und des bereitgestellten Messstroms I zu ermitteln. Die der Ermittlungs-Einrichtung 130 nachgeschaltete zweite Steuereinheit 140 ist dabei dazu eingerichtet, das Korrektursignal K basierend auf der von der Ermittlungs-Einrichtung 130 ermittelten Impedanz Z bereitzustellen. Die zweite Steuereinheit 140 stellt das Korrektursignal K der Steuereinheit 120 bereit.As stated above, the determination device 130 is coupled to the voltage measuring unit 150 and the current measuring unit 160. The determination device 130 is preferably designed to determine the impedance Z of the actuator 200 as a function of the provided measurement voltage U and the provided measurement current I. The second control unit 140 connected downstream of the determination device 130 is designed to provide the correction signal K based on the impedance Z determined by the determination device 130. The second control unit 140 provides the correction signal K to the control unit 120.

Wie die 7 zeigt, bilden die Steuereinheit 120, die Ansteuereinheit 110, der Aktuator 200, die Parallelschaltung der Spannungsmesseinheit 150 und der Strommesseinheit 160, die Ermittlungs-Einrichtung 130 und die zweite Steuereinheit 140 einen Regelkreis R. Der Regelkreis R bildet, wie oben ausgeführt, vorzugsweise einen Ladungsverstärker zur Ladungsregelung aus.As the 7 shows, the control unit 120, the control unit 110, the actuator 200, the parallel connection of the voltage measuring unit 150 and the current measuring unit 160, the detection device 130 and the second control unit 140 form a control loop R. The control loop R, as explained above, preferably forms a charge amplifier for charge control.

8 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer vierten Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung 100 zum Ansteuern eines Aktuators 200 zum Aktuieren eines optischen Elementes 310 eines optischen Systems 300. Die vierte Ausführungsform nach 8 basiert auf der dritten Ausführungsform nach 7 und umfasst alle ihre Merkmale. 8 shows a schematic block diagram of a fourth embodiment of a control device 100 for controlling an actuator 200 for actuating an optical element 310 of an optical system 300. The fourth embodiment according to 8 is based on the third embodiment according to 7 and includes all its features.

Gemäß der vierten Ausführungsform nach 8 umfasst die Ansteuervorrichtung 100 einen Signalgenerator 170. Der Signalgenerator 170 ist dazu eingerichtet, ein zum Messen der Impedanz Z des Aktuators 200 geeignetes Anregungssignal Y bereitzustellen.According to the fourth embodiment of 8 the control device 100 comprises a signal generator 170. The signal generator 170 is configured to provide an excitation signal Y suitable for measuring the impedance Z of the actuator 200.

Des Weiteren hat die Ansteuervorrichtung 100 nach 8 eine Summationsstelle 181, an welcher das von der Steuereinheit 120 bereitgestellte Ansteuersignal S und das von dem Signalgenerator 170 bereitgestellte Anregungssignal Y addiert werden. Nach der Verstärkung des Summationssignals S + Y aus dem Ansteuersignal S und dem Anregungssignal Y durch die Ansteuereinheit 110 liegt der aus dem Ansteuersignal S resultierende Signalanteil in der Ansteuerspannung A vorzugsweise in einem ersten Frequenzbereich und der aus dem Anregungssignal Y resultierende Signalanteil in einem zweiten Frequenzbereich. Der erste Frequenzbereich und der zweite Frequenzbereich sind vorzugsweise disjunkte Frequenzbereiche. Dabei dient der Teil der Ansteuerspannung A im ersten Frequenzbereich der Ansteuerung des Aktuators 200, das heißt insbesondere der Einstellung seiner Auslenkung. Der Teil der Ansteuerspannung im zweiten Frequenzbereich dient insbesondere der Vermessung des Aktuators 200, insbesondere zur Messung der Impedanz Z des Aktuators 200.Furthermore, the control device 100 has 8 a summation point 181, at which the control signal S provided by the control unit 120 and the excitation signal Y provided by the signal generator 170 are added. After the summation signal S + Y from the control signal S and the excitation signal Y has been amplified by the control unit 110, the signal component in the control voltage A resulting from the control signal S is preferably in a first frequency range and the signal component resulting from the excitation signal Y is in a second frequency range. The first frequency range and the second frequency range are preferably disjoint frequency ranges. The part of the control voltage A in the first frequency range is used to control the actuator 200, that is to say in particular to adjust its deflection. The part of the control voltage in the second frequency range is used in particular to measure the actuator 200, in particular to measure the impedance Z of the actuator 200.

Ferner zeigt die 8, dass die Steuereinheit 120 eine Wandlereinheit 190 sowie eine weitere Summationsstelle 182 aufweisen kann. Die Wandlereinheit 190 ist dazu eingerichtet, eine Soll-Position SOLL für den Aktuator 200 zu empfangen und abhängig davon das Soll-Positionssignal P, beispielsweise als digitales Signal, der Summationsstelle 182 zuzuführen. An der Summationsstelle 182 werden dann das Soll-Positionssignal P und das Korrektursignal K zur Ausbildung des Ansteuersignals S addiert.Furthermore, the 8 that the control unit 120 can have a converter unit 190 and a further summation point 182. The converter unit 190 is set up to receive a target position TARGET for the actuator 200 and, depending on this, to supply the target position signal P, for example as a digital signal, to the summation point 182. The target position signal P and the correction signal K are then added at the summation point 182 to form the control signal S.

Wie die 8 illustriert, bilden die Steuereinheit 120, die Summationsstelle 181, die Ansteuereinheit 110, der Aktuator 200, die Parallelschaltung der Spannungsmesseinheit 150 und der Strommesseinheit 160, die Ermittlungs-Einrichtung 130 und die zweite Steuereinheit 140 einen Regelkreis R aus, welcher vorzugsweise einen Ladungsverstärker zur Ladungsregelung bildet.As the 8 illustrated, the control unit 120, the summation point 181, the control unit 110, the actuator 200, the parallel connection of the voltage measuring unit 150 and the current measuring unit 160, the detection device 130 and the second control unit 140 form a control circuit R, which preferably forms a charge amplifier for charge control.

Des Weiteren zeigt die 9 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern eines Aktuators 200 zum Aktuieren eines optischen Elementes 310 eines optischen Systems 300 unter Verwendung einer Ansteuereinheit 110, welche den Aktuator 200 mittels einer Ansteuerspannung A ansteuert. Das Verfahren nach 9 umfasst die Schritte S1 und S2:

  • In Schritt S1 wird ein Ansteuersignal S in Abhängigkeit eines Soll-Positionssignals P zur Einstellung einer Position des optischen Elementes 310 und eines von einer ermittelten Impedanz Z des Aktuators 200 abhängigen Korrektursignals K generiert.
  • In Schritt S2 wird die Ansteuerspannung A durch die Ansteuereinheit 110 in Abhängigkeit des generierten Ansteuersignals S bereitgestellt. Mittels der Ansteuerspannung A wird dann, wie in den 3 bis 8 gezeigt, der Aktuator 200 angesteuert.
Furthermore, the 9 a schematic flow diagram of a method for controlling an actuator 200 for actuating an optical element 310 of an optical system 300 using a control unit 110 which controls the actuator 200 by means of a control voltage voltage A. The procedure according to 9 includes steps S1 and S2:
  • In step S1, a control signal S is generated as a function of a desired position signal P for setting a position of the optical element 310 and a correction signal K dependent on a determined impedance Z of the actuator 200.
  • In step S2, the control voltage A is provided by the control unit 110 as a function of the generated control signal S. The control voltage A is then used, as in the 3 to 8 shown, the actuator 200 is controlled.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

11
ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
22
BeleuchtungssystemLighting system
33
LichtquelleLight source
44
BeleuchtungsoptikLighting optics
55
ObjektfeldObject field
66
ObjektebeneObject level
77
RetikelReticle
88
RetikelhalterReticle holder
99
RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
1010
ProjektionsoptikProjection optics
1111
BildfeldImage field
1212
BildebeneImage plane
1313
WaferWafer
1414
WaferhalterWafer holder
1515
WaferverlagerungsantriebWafer relocation drive
1616
BeleuchtungsstrahlungIllumination radiation
1717
Kollektorcollector
1818
ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
1919
UmlenkspiegelDeflecting mirror
2020
erster Facettenspiegelfirst faceted mirror
2121
erste Facettefirst facet
2222
zweiter Facettenspiegelsecond facet mirror
2323
zweite Facettesecond facet
100100
AnsteuervorrichtungControl device
110110
AnsteuereinheitControl unit
120120
SteuereinheitControl unit
130130
Ermittlungs-EinrichtungInvestigation facility
140140
zweite Steuereinheitsecond control unit
150150
SpannungsmesseinheitVoltage measuring unit
160160
StrommesseinheitCurrent measuring unit
170170
SignalgeneratorSignal generator
181181
SummationsstelleSummation point
182182
SummationsstelleSummation point
190190
Wandler-EinheitConverter unit
200200
AktuatorActuator
300300
optisches Systemoptical system
310310
optisches Element optical element
AA
AnsteuerspannungControl voltage
ΔIΔI
StromänderungCurrent change
ΔVΔV
SpannungsänderungVoltage change
EE
Einstellsignal zum Einstellen der Position des optischen ElementesAdjustment signal for adjusting the position of the optical element
II
MessstromMeasuring current
ii
zeitabhängiger Strom des Aktuatorstime-dependent current of the actuator
KK
KorrektursignalCorrection signal
M1M1
SpiegelMirror
M2M2
SpiegelMirror
M3M3
SpiegelMirror
M4M4
SpiegelMirror
M5M5
SpiegelMirror
M6M6
SpiegelMirror
PP
Soll-PositionssignalTarget position signal
QQ
Ladungcharge
RR
RegelkreisControl loop
SS
AnsteuersignalControl signal
S1S1
VerfahrensschrittProcess step
S2S2
VerfahrensschrittProcess step
SOLLSHOULD
Soll-PositionTarget position
UU
MessspannungMeasuring voltage
uu
zeitabhängige Spannung des Aktuatorstime-dependent voltage of the actuator
YY
AnregungssignalExcitation signal
ZZ
ImpedanzImpedance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (15)

Ansteuervorrichtung (100) zum Ansteuern eines Aktuators (200) zum Aktuieren eines optischen Elementes (310) eines optischen Systems (300), mit einer Ansteuereinheit (110), welche dazu eingerichtet ist, eine Ansteuerspannung (A) zur Ansteuerung des Aktuators (200) in Abhängigkeit eines bereitgestellten Ansteuersignals (S) bereitzustellen, und einer Steuereinheit (120), welche dazu eingerichtet ist, das Ansteuersignal (S) in Abhängigkeit eines Soll-Positionssignals (P) zur Einstellung einer Position des optischen Elementes (310) und eines von einer ermittelten Impedanz (Z) des Aktuators (200) abhängigen Korrektursignals (K) bereitzustellen.Control device (100) for controlling an actuator (200) for actuating an optical element (310) of an optical system (300), with a control unit (110) which is designed to provide a control voltage (A) for controlling the actuator (200) depending on a provided control signal (S), and a control unit (120) which is designed to provide the control signal (S) depending on a target position signal (P) for setting a position of the optical element (310) and a correction signal (K) dependent on a determined impedance (Z) of the actuator (200). Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ansteuervorrichtung (100) eine mit dem Aktuator (200) gekoppelte Ermittlungs-Einrichtung (130) zum Ermitteln der über die Zeit veränderlichen Impedanz (Z) des Aktuators (200) aufweist.Control device according to Claim 1 , wherein the control device (100) has a determination device (130) coupled to the actuator (200) for determining the impedance (Z) of the actuator (200) which varies over time. Ansteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (120), die Ansteuereinheit (110), der Aktuator (200) und die Ermittlungs-Einrichtung (130) einen Regelkreis (R) bilden.Control device according to Claim 2 , wherein the control unit (120), the drive unit (110), the actuator (200) and the detection device (130) form a control loop (R). Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ermittlungs-Einrichtung (130) dazu eingerichtet ist, das Korrektursignal (K) derart bereitzustellen, dass dieses proportional, insbesondere direkt proportional, zu der ermittelten Impedanz (Z) des Aktuators (200) ist.Control device according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the determination device (130) is configured to provide the correction signal (K) such that it is proportional, in particular directly proportional, to the determined impedance (Z) of the actuator (200). Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine zwischen dem Aktuator (200) und der Ermittlungs-Einrichtung (130) gekoppelte Spannungsmesseinheit (150), welche dazu eingerichtet ist, eine Messspannung (U) bereitzustellen, welche indikativ für eine zeitabhängige Spannung (u) des Aktuators (200) ist, und eine zwischen dem Aktuator (200) und der Ermittlungs-Einrichtung (130) gekoppelte Strommesseinheit (160), welche dazu eingerichtet ist, einen Messstrom (I) bereitzustellen, welcher indikativ für einen zeitabhängigen Strom (i) des Aktuators (200) ist.Control device according to one of the Claims 1 until 4 , further comprising: a voltage measuring unit (150) coupled between the actuator (200) and the determination device (130), which is configured to provide a measuring voltage (U) which is indicative of a time-dependent voltage (u) of the actuator (200), and a current measuring unit (160) coupled between the actuator (200) and the determination device (130), which is configured to provide a measuring current (I) which is indicative of a time-dependent current (i) of the actuator (200). Ansteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Ermittlungs-Einrichtung (130) mit der Spannungsmesseinheit (150) und der Strommesseinheit (160) gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, die Impedanz (Z) des Aktuators (200) in Abhängigkeit der bereitgestellten Messspannung (U) und des bereitgestellten Messstroms (I) zu ermitteln.Control device according to Claim 5 , wherein the determination device (130) is coupled to the voltage measuring unit (150) and the current measuring unit (160) and is configured to determine the impedance (Z) of the actuator (200) as a function of the provided measuring voltage (U) and the provided measuring current (I). Ansteuervorrichtung nach Anspruch 6, ferner aufweisend: eine mit der Ermittlungs-Einrichtung (130) gekoppelte zweite Steuereinheit (140), welche dazu eingerichtet ist, das Korrektursignal (K) basierend auf der von der Ermittlungs-Einrichtung (130) ermittelten Impedanz (Z) bereitzustellen.Control device according to Claim 6 , further comprising: a second control unit (140) coupled to the determination device (130) and configured to provide the correction signal (K) based on the impedance (Z) determined by the determination device (130). Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: einen Signalgenerator (170) zum Bereitstellen eines zum Messen der Impedanz (Z) des Aktuators (200) geeigneten Anregungssignals (Y), und eine Summationsstelle (181), welche dazu eingerichtet ist, das von der Steuereinheit (120) bereitgestellte Ansteuersignal (S) und das von dem Signalgenerator (170) bereitgestellte Anregungssignal (Y) zu addieren, wobei die Ansteuereinheit (110) eine Verstärkerschaltung, insbesondere einen Differenzverstärker, aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das Ansteuersignal (S) und das Anregungssignal (Y) von der Summationsstelle (181) zu empfangen, zu verstärken und abhängig davon ausgangsseitig die Ansteuerspannung (A) an den Aktuator (200) bereitzustellen.Control device according to one of the Claims 1 until 7 , further comprising: a signal generator (170) for providing an excitation signal (Y) suitable for measuring the impedance (Z) of the actuator (200), and a summation point (181) which is configured to add the control signal (S) provided by the control unit (120) and the excitation signal (Y) provided by the signal generator (170), wherein the control unit (110) has an amplifier circuit, in particular a differential amplifier, which is configured to receive the control signal (S) and the excitation signal (Y) from the summation point (181), to amplify them and, depending thereon, to provide the control voltage (A) to the actuator (200) on the output side. Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (20), die Summationsstelle (181), die Ansteuereinheit (110), der Aktuator (200), die Parallelschaltung der Spannungsmesseinheit (150) und der Strommesseinheit (160), die Ermittlungs-Einrichtung (130) und die zweite Steuereinheit (140) einen Regelkreis (R) bilden.Control device according to Claim 8 , wherein the control unit (20), the summation point (181), the control unit (110), the actuator (200), the parallel connection of the voltage measuring unit (150) and the current measuring unit (160), the determination device (130) and the second control unit (140) form a control loop (R). Ansteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Regelkreis (R) einen Ladungsverstärker ausbildet.Control device according to Claim 9 , wherein the control circuit (R) forms a charge amplifier. Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Ermittlungs-Einrichtung (130) dazu eingerichtet ist, die Kapazität des Aktuators (200) als Teil der Impedanz (Z) des Aktuators (200) zu ermitteln, wobei die Steuereinheit (120) dazu eingerichtet ist, das Ansteuersignal (S) in Abhängigkeit des Soll-Positionssignals (P) zur Einstellung der Position des optischen Elementes (310) und eines von der ermittelten Kapazität des Aktuators (200) abhängigen Korrektursignals (K) bereitzustellen.Control device according to one of the Claims 1 until 10 , wherein the determination device (130) is configured to determine the capacitance of the actuator (200) as part of the impedance (Z) of the actuator (200), wherein the control unit (120) is configured to provide the control signal (S) as a function of the desired position signal (P) for adjusting the position of the optical element (310) and a correction signal (K) dependent on the determined capacitance of the actuator (200). Optisches System (300) mit einer Anzahl an aktuierbaren optischen Elementen (310), wobei jedem der aktuierbaren optischen Elemente (310) der Anzahl ein Aktuator (200) zugeordnet ist, wobei jedem Aktuator (200) eine Ansteuervorrichtung (100) zum Ansteuern des Aktuators (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zugeordnet ist.Optical system (300) with a number of actuatable optical elements (310), wherein each of the actuatable optical elements (310) of the number is assigned an actuator (200), wherein each actuator (200) has a control device (100) for controlling the actuator (200) according to one of the Claims 1 until 11 is assigned to. Optisches System nach Anspruch 12, wobei das optische System (300) als eine Beleuchtungsoptik (4) oder als eine Projektionsoptik (10) einer Lithographieanlage (1) ausgebildet ist.Optical system according to Claim 12 , wherein the optical system (300) is designed as an illumination optics (4) or as a projection optics (10) of a lithography system (1). Lithographieanlage (1) mit einem optischen System (300) nach Anspruch 12 oder 13.Lithography system (1) with an optical system (300) according to Claim 12 or 13 . Verfahren zum Ansteuern eines Aktuators (200) zum Aktuieren eines optischen Elementes (310) eines optischen Systems (300) unter Verwendung einer Ansteuereinheit (110), welche den Aktuator (200) mittels einer Ansteuerspannung (A) ansteuert, mit: Generieren (S1) eines Ansteuersignals (S) in Abhängigkeit eines Soll-Positionssignals (P) zur Einstellung einer Position des optischen Elementes (310) und eines von einer ermittelten Impedanz (Z) des Aktuators (200) abhängigen Korrektursignals (K), und Bereitstellen (S2) der Ansteuerspannung (A) durch die Ansteuereinheit (110) in Abhängigkeit des generierten Ansteuersignals (S).Method for controlling an actuator (200) for actuating an optical element (310) of an optical system (300) using a control unit (110) which controls the actuator (200) by means of a control voltage (A), comprising: Generating (S1) a control signal (S) as a function of a target position signal (P) for setting a position of the optical element (310) and a correction signal (K) dependent on a determined impedance (Z) of the actuator (200), and Providing (S2) the control voltage (A) by the control unit (110) as a function of the generated control signal (S).
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