控制装置的制作方法

本专利申请要求德国专利申请de102016216188.1的优先权，其内容通过引用并入本文。

本发明涉及控制装置，特别是具有多个传感器和/或致动器的组装件的控制装置。本发明还涉及包括这样的控制装置的组装件。此外，本发明涉及真空环境中控制多个部件的位移位置的方法。此外，本发明涉及投射曝光设备的照明光学单元和照明系统、投射曝光设备的投射光学单元、以及投射曝光设备。最后，本发明涉及制造微结构或纳米结构部件的方法，还涉及根据该方法制造的部件。

背景技术：

由于各种原因，定位euv投射曝光设备的部件是非常复杂的。这尤其与以下事实关联：定位对应部件的传感器和/或致动器布置在真空中。

例如，从de102014207866a1已知了控制多反射镜阵列的单独反射镜的定位的装置和方法。de102013220464a1公开了具有传输信号的指定闭包的真空容器。

技术实现要素：

本发明的一个目的是为了改进控制装置，特别是真空中布置的组装件的控制装置。

该目的是通过权利要求1的特征来实现。本发明的要点在于设计具有至少一个控制单元的控制装置，该控制单元设计为适合真空的、具有分裂和/或组合信号的分配器，并且具有将数字信号变换为模拟信号和/或将模拟信号变换为数字信号的变换器。将分配器和变换器组合在单个部件中。

根据本发明的控制装置使更快的数据连接和/或简化的连接特别地跨越真空边界成为可能。

控制单元还被称为分配器-变换器盒或简称为分配器盒(分派器单元)。

一方面，分派器单元具有一个或多个纯数字输入和/或输出。另一方面，它具有多个模拟输入和/或输出。模拟输出的数目特别地大于数字输入的数目。模拟输入的数目特别地大于数字输出的数目。

分派器单元还可以具有电源的输入。作为其替代，它可以具有自动电源。它可以特别地经由电池或可再充电的电池供应电压。

模拟输出的数目优选为至少四个、尤其为至少六个、尤其为至少八个、尤其为至少十个、尤其为至少十二个、尤其为至少二十个、尤其为至少三十个、尤其为至少五十个、尤其为至少一百个、尤其为至少两百个、尤其为至少三百个、尤其为至少五百个、尤其为至少一千个。它可以多到一百万个。原则上它甚至还可以更多。

模拟输入的数目优选为至少四个、尤其为至少六个、尤其为至少八个、尤其为至少十个、尤其为至少十二个、尤其为至少二十个、尤其为至少三十个、尤其为至少五十个、尤其为至少一百个、尤其为至少两百个、尤其为至少三百个、尤其为至少五百个、尤其为至少一千个。它可以多到一百万个。原则上它甚至还可以更多。

数字输入的数目尤其为至多十个、尤其为至多五个、尤其为至多三个、尤其为至多两个。它还可以是恰好一个。

数字输出的数目尤其为至多十个、尤其为至多五个、尤其为至多三个、尤其为至多两个。它还可以是恰好一个。

分派器单元使检测多个模拟传感器信号和/或以模拟信号致动多个致动器成为可能。它可以将模拟传感器信号变换为数字信号并且将它们组合，以形成更少数目的信号。相反地，它可以将数字致动信号变换和分裂为多个模拟致动信号。

控制信号因此使得可以由逻辑连接替换大量的物理连接，可以将该逻辑连接经由更少数目的物理连接(特别是单个光纤光缆或单个铜线对)传输。

分派器单元还可以用于数字信号的分配。特别地，通过分派器单元可以在多个数字线之中分配一个数字线，或者相反地可以将多个数字线组合到一个数字线中。特别地，可以在许多较慢的数字线之中分配一个快速数字线。

根据本发明的一个方面，第一控制单元以数据传输方式连接到至少一个第二控制单元。

在这种情况下，第二控制单元不必设计为适合真空的。特别地，它可以布置在非真空的环境中。

控制装置特别地包括在真空中布置的第一控制单元和在真空区域外部布置的第二控制单元，所述第二控制单元以数据传输方式连接到所述第一控制单元。

已经发现的是，这使得非常简单化并且改进的控制装置成为可能。

根据本发明的其他方面，第二控制单元设计为数字组装件。特别地，它是纯数字设计。这导致了控制中(特别是闭环控制中)的优点。

根据本发明的其他方面，控制装置包括至少一个第一控制单元的数据传输式连接的高速数据连接件。特别地，经由高速数据连接件，将第一控制单元以数据传输方式连接到第二控制单元。

通过高速数据连接，第二控制单元以数据传输方式连接到至少一个第一控制单元。高速数据连接件使数据传输速率为至少10mbit/s，特别地至少20mbit/s、特别地至少30mbit/s，特别地至少50mbit/s、特别地至少100mbit/s、特别地至少1gbit/s、特别地至少10gbit/s。它使得特别是数据传输具有短等待时间和/或短延迟成为可能。等待时间和/或延迟可以特别是短于1ms、特别是短于0.1ms、特别是短于0.01ms、特别是短于0.001ms。

特别地，光纤连接件或特别是由铜构成的电子芯对可以用作高速数据连接件。

根据本发明的其他方面，高速数据连接件包括真空衬套。

特别地，控制装置重叠真空边界。它包括真空部件和非真空部件。

根据本发明的其他方面，数据连接件排他地包括数字信号连接件。

根据本发明的其他方面，数据连接件包括至少一个双工数据连接件和/或全双工数据连接件。双工数据连接件使得从非真空区域到真空区域中和从真空区域到非真空区域中的信号传输成为可能。换言之，它使得两个方向上的数据传输成为可能。这使得所谓的闭环控制(还被称为封闭的控制环路或者简称为控制回路或闭环控制电路)成为可能。在这种情况下，实际控制器可以布置在非真空中。

术语全双工数据连接件表示了使得两个方向上的同时传输成为可能的数据连接件。

根据本发明的其他方面，控制装置包括重叠真空边界的至少一个闭环控制电路。特别地，这应该被认为是，闭环控制电路部分地布置在真空中并且部分地布置在真空外部。在这种情况下，穿过真空边界纯数字地引导信号。

数字连接件不易受到真空衬套的各种电性质的干扰。

本发明的其他目的是改进包括真空中布置的至少一个可移位的部件的组装件。该目的通过包括根据上文描述的控制装置的组装件来实现。从如上所述的优点，其优点是显而易见的。

组装件特别是光学组装件，也就是说包括可移位的光学部件(例如特别是微反射镜的反射镜)的组装件。它特别地可以是微光刻投射曝光设备(特别是euv投射曝光设备)的组装件。它例如可以是多反射镜阵列，特别是所谓的mems-mma(微机电系统-多反射镜阵列)。它特别可以是照明光学单元的分面反射镜。它还可以是多反射镜光学单元，特别是投射曝光设备的投射光学单元的多反射镜光学单元。

此外，本发明的其他目的是改进真空环境中控制多个部件的位移位置的方法。该目的通过提供根据上文描述的组装件来实现。本发明的要点在于经由真空边界引导数字信号。

从组装件的优点，包括根据上文描述的组装件的投射曝光设备的照明光学单元的优点、包括根据上文描述的组装件的投射曝光设备的照明系统的优点、包括根据上文描述的组装件的投射曝光设备的投射光学单元的优点、以及包括根据上文描述的组装件的投射曝光设备的优点显而易见。

特别地，可以涉及euv投射曝光设备，也就是说辐射源可以设计为euv辐射源。

投射曝光设备可以包括含有根据如上描述的至少一个组装件的照明光学单元和/或含有根据如上描述的至少一个组装件的投射光学单元。

通过提供对应的投射曝光设备来改进制造微结构或纳米结构的部件的方法和对应制造的部件(特别是微芯片)的方法。其优点为从如上所述的优点。

附图说明

从参考附图的指定示例性实施例的描述之中，本发明的其他优点和细节将变得显而易见。附图中：

图1以子午截面示出了包括照明系统和投射光学单元的微光刻投射曝光设备的示意图，

图2示意性示出了包括多个传感器和多个致动器的组装件的控制装置的图。

具体实施方式

首先，参考附图，下面描述投射曝光设备1的基本结构。

图1以子午截面示意性示出了微光刻投射曝光设备1。除了辐射源3以外，投射曝光设备1的照明系统2具有用于物面6中的物场5的曝光的照明光学单元4。例如，物场5可以以x/y纵横比为13/1的矩形方式或弧形方式成形。在这种情况下，曝光物场5中布置的反射掩模母版(图1中未示出)，所述掩模母版承载将要由投射曝光设备1投射的结构，以制造微结构或纳米结构半导体部件。投射光学单元7用于将物场5成像到像面9中的像场8中。将掩模母版上的结构成像到晶片的感光层上，该晶片未在附图中示出并且布置在像面9中像场8的区域内。

在操作投射曝光设备1期间，沿y方向同步地扫描由掩模母版保持件(未示出)保持的掩模母版以及由晶片保持件(未示出)保持的晶片。取决于投射光学单元7的成像比例，还可以相对于晶片沿相反方向扫描掩模母版。

借助于投射曝光设备1，将至少一部分掩模母版成像到晶片上感光层的区域上，以用于光刻制造微结构或纳米结构部件，特别是光刻制造例如微芯片的半导体部件。取决于投射曝光设备1的实施例是扫描仪还是步进机，在扫描仪操作中连续地在y方向上以时间同步方式或者在步进机操作中逐步地移动掩模母版和晶片。

辐射源3是euv辐射源，其具有在5nm到30nm之间的范围中的发射的所用的辐射。该辐射源可以是等离子体源，例如gdpp(气体放电产生等离子体)源或lpp(激光产生等离子体)源。其他euv辐射源，例如基于同步加速器或自由电子激光器(freeelectronlaser，fel)的辐射源，也是可能的。

由集光器11聚焦来自于辐射源3的euv辐射10。例如从ep1225481a已知对应的集光器。在集光器11的下游，euv辐射10在入射在具有大量场分面13a的场分面反射镜13上之前传播穿过中间焦平面12。场分面反射镜13布置在相对于物面6光学共轭的照明光学单元4的平面中。

euv辐射10在下文中也称为所用的辐射、照明光或称为成像光。

在场分面反射镜13的下游，euv辐射10被具有大量光瞳分面14a的光瞳分面反射镜14反射。光瞳分面反射镜14位于照明光学单元7的入射光瞳平面中或者关于其的光学共轭平面中。由大量的单独反射镜构造场分面反射镜13和光瞳分面反射镜14，这将在下面进行更详细地描述。在这种情况下，场分面反射镜13细分成单独反射镜可以使得，由它们自身照明整个物场5的场分面13a中的每一个通过单独反射镜中的恰好一个来表示。替代地，可以使用多个这样的单独反射镜来构造至少一些或所有的场分面13a。这同样对应地适用于光瞳分面反射镜14的光瞳分面14a的配置，该光瞳分面14a被分别分配到场分面13a并且可以各由单一单独反射镜或由多个这样的单独反射镜形成。

euv辐射10以小于或等于25°的入射角(关于反射镜表面的法线所测得的)入射在两个分面反射镜13、14上。euv辐射10因此在法线入射操作的范围中照射在两个分面反射镜13、14上。以掠入射照射也是可能的。光瞳分面反射镜14布置在照明光学单元4的平面中，该照明光学单元4的平面构成投射光学单元7的光瞳平面、或者是相对于投射光学单元7的光瞳平面光学共轭。借助于光瞳分面反射镜14，以及以具有按euv辐射10的束路径的顺序所指定的反射镜16、17和18的传输光学单元15的形式的成像光学组装件，以彼此叠加的方式将场分面反射镜13的场分面成像到物场5中。传输光学单元15中的最后的反射镜18是掠入射的反射镜(“掠入射反射镜”)。传输光学单元15与光瞳分面反射镜14一起还被称为从场分面反射镜13朝向物场5传输euv辐射10的连续光学单元。经由多个照明通道从辐射源3朝向物场5引导照明光10。这些照明通道中的每一个分配有场分面反射镜13的场分面13a和光瞳分面反射镜14的光瞳分面14a，所述光瞳分面设置在场分面的下游。场分面反射镜13的和光瞳分面反射镜14的单独反射镜可以是可由致动器系统倾斜的，使得可以实现将光瞳分面14a分配到场分面13a的变化以及对应的照明通道的变化的配置。这导致了不同的照明设定，其照明光10的在物场5之上的照明角的分布不同。

场分面反射镜13实施为多反射镜或微反射镜阵列(mma)的形式。在以下的文本中，多反射镜或微反射镜阵列(mma)还被仅仅称为反射镜阵列或多反射镜阵列。场分面反射镜13实施为微机电系统(mems)。它具有阵列中的行和列中以矩阵状方式布置的大量单独反射镜。在以下的文本中，单独反射镜还被称为反射镜元件。反射镜元件设计成可由如将在下面所述的致动器系统倾斜的。总体上，场分面反射镜13具有近似100000个反射镜元件。根据反射镜元件的尺寸，场分面反射镜13还可以具有例如大约1000、5000、7000或者几十万个，特别地多于200000个、特别地多于300000个、特别地多于500000个反射镜元件。

场分面反射镜13还可以具有宏观的场分面13a。场分面13a的数目特别是在10到1000个的范围中、特别是在50到500个的范围中、特别是在100到300个的范围中。

光谱滤波器可以布置在场分面反射镜13的上游，并且将所用的辐射10与辐射源3中不可用于投射曝光的发射的其他波长分量分离。光谱滤波器未被示出。

场分面反射镜13由具有840w的功率和6.5kw/m²的功率密度的所用的辐射10照射。所用的辐射10还可以具有不同的功率和/或功率密度。

关于其他细节参考wo2010/049076a2，特别是关于单独反射镜的布置及其通过致动器的枢转性，以及铰链主体和热传导部分的实施例。

反射镜元件各具有反射表面。反射镜元件的反射表面特别地提供有，在所用的辐射10的波长处优化其反射率的(多层)涂层。特别地，多层涂层使反射具有euv范围中(特别地在5nm到30nm的范围中)的波长的所用的辐射10成为可能。

照明光学单元4(特别地场分面反射镜13和光瞳分面反射镜14)布置在真空室19中，这仅仅在图1中示意性示出。真空室19中的操作压力为几pa(h2的分压)。所有其他分压显著低于10^-5pa。

投射光学单元7还布置在真空室20中，这仅仅在图1中示意性示出。真空室20中的操作压力为几pa(h2的分压)。所有其他分压显著低于10^-5pa。

投射光学单元7的真空室20可以是与照明光学单元4的真空室19一样的室。还可以涉及两个分离的真空室19、20。

在操作投射曝光设备1期间，照明光学单元4的部件因此位于真空环境中。在操作投射曝光设备1期间，投射光学单元7的部件位于真空环境中。

在使用投射曝光设备1期间，提供了掩模母版和承载对照明光10感光的涂层的晶片。随后，借助于投射曝光设备1将至少一部分掩模母版投射到晶片上。当将掩模母版投射到晶片上时，掩模母版保持件和/或晶片保持件可以在平行于物面6或平行于像面9的方向上移位。可以优选地以彼此同步的方式执行掩模母版的和晶片的位移。最终，已经用照明光10曝光的晶片上的感光层被显影。以该方式制造微结构或纳米结构的部件，特别是半导体芯片。

投射曝光设备1及其组成的上面描述应该认为是作为示例的。替代的实施例是可能的。对于投射曝光设备1、特别是多反射镜阵列的其他细节，应该特别参考de102011006100a1和wo2013/120926a1。

下面描述了控制多反射镜阵列的反射镜元件的控制装置31的细节，特别是场分面13a。原则上，控制装置31还可以是控制投射光学单元7的部件(特别是反射镜)的定位的控制装置。总体上，控制装置31是具有多个传感器32i和/或致动器33i的组装件的控制装置。传感器32i的数目n特别是至少10个、特别是至少20个、特别是至少30个、特别是至少50个、特别是至少100个、特别是至少200个、特别是至少300个、特别地至少500个、特别是至少1000个。它可以是多达1000000个。原则上，它甚至还可以更多。致动器33i的数目m特别是至少10个、特别是至少20个、特别是至少30个、特别是至少50个、特别是至少100个、特别是至少200个、特别是至少300个、特别是至少500个、特别是至少1000个。它可以是多达1000000个。原则上，它甚至还可以更多。

从将要通过控制装置31控制的组装件30，图2中仅仅示出具有传感器32i和致动器33i的局部。组装件可以是照明光学单元4的组成部分，特别是场分面反射镜13或光瞳分面反射镜14。在这种情况下，传感器32i和致动器33i以信号传输方式连接到形成场分面13a或光瞳分面14a的反射镜元件。

组装件30还可以是投射光学单元7的一个或多个组成部分，特别是其反射镜。

控制装置31包括第一控制单元34和第二控制单元35。第一控制单元34布置在真空中，特别地在真空室19和/或20中。第二控制单元35布置在非真空中，特别地在真空室19、20外部。

第一控制单元34特别地设计为适合真空的。它可以布置在以真空密封方式封闭的容器处。关于这样的容器的细节，应该参考de102013220464a1，其作为本申请的一部分在此全部并入本申请。

还可以设计排他地具有适合真空的部件的第一控制单元34。

将第二控制单元35以数据传输方式连接到第一控制单元34。数据连接件37用于控制单元34、35的数据或信号传输式连接。特别地，数据连接是高速数据连接。数据连接37使至少每秒50兆比特、特别地每秒100兆比特的数据传输率成为可能。数据连接件37使数据传输具有至多1毫秒、特别地至多0.1毫秒的时延成为可能。数据连接件37可以设计为基于电缆方式或者通过光波导来实现。这还被称为线传导的数据连接件37。基于电缆替代例具有以下优点：产生信号的光源不需要存在于真空室19中。

数据连接件37特别排他地包括数字信号连接件。

数据连接件37可以特别地包括一个或多个bnc插头连接件。bnc连接件的使用导致相当大的成本优势。特别地，它包括线对。它因此特别地使在两个方向上数据传输(即从第一控制单元34到第二控制单元35以及从第二控制单元35到第一控制单元34)成为可能。因此，它还称为双工数据连接件。特别地，它使闭环控制成为可能。特别地，控制装置31包括闭环控制电路。在这种情况下，实际控制器可以设计为第二控制单元35的部件并且布置在真空室19外部、即在非真空中。数据连接件37还可以通过光纤，特别地通过由玻璃制成的光纤来实现。这还称为由玻璃制成的光纤传导的数据传输。总体上可以由玻璃制成的光纤桥接较长传输距离。特别地，可以在实质上没有任何损耗的情况下桥接较长传输距离。关于数据传输率和时延，应该参考上述描述。

数据连接件37可以附加地用于供应给传感器32i和/或致动器33i电源。

数据连接件37使通过真空边界38的信号传输成为功能。真空衬套36被提供用于通过真空边界38的引导。真空衬套36形成数据连接件37的组成部分。关于真空衬套36的细节，应该参考de102013220464a1。

为了控制反射镜元件的位移位置，特别地经由真空边界38通过数据连接件37引导数字信号。特别地，经由真空边界38排他地引导数字信号。

第一控制单元34用作分裂和/或组合信号的分配器。它还可以称为分配器组装件或分配器盒(分派器盒)。第一控制单元34附加地用作将数字信号变换为模拟信号和/或将模拟信号变换为数字信号的变换器。特别地，它具有到数据连接件37的接口39。接口39包括至少一个数字输入40和至少一个数字输出41。

接口39可以仅是数字设计。它可以包括多个数字输入40和/或数字输出41。

第一控制单元34附加地具有模拟接口42。模拟接口42包括特别是用于来自传感器32i的信号的一个或多个模拟输入。

第一控制单元34具有模拟接口43，模拟接口43具有到致动器33i的信号的一个或多个模拟输出。可以组合接口42、43以形成单个、组合的接口。

第二控制单元35设计为数字组装件。特别地，它仅是数字设计。

第一控制单元34的数字输出41的数目少于模拟接口42的模拟输入的数目。特别地，它少于传感器32i的数目n。模拟接口42的模拟输入的数目(特别是传感器32i的数目n)与第一控制单元34的数字输出41的数目的比率特别是至少10∶1、特别是至少20∶1、特别是至少30∶1、特别是至少50∶1、特别是至少100∶1。

第一控制单元34的数字输入40的数目少于模拟接口43的模拟输出的数目。特别地，它少于致动器33i的数目m。模拟接口43的模拟输出的数目(特别地致动器33i的数目m)与第一控制单元34的数字输出40的数目的比率特别是至少10∶1、特别是至少20∶1、特别是至少30∶1、特别是至少50∶1、特别是至少100∶1。

借助于第一控制单元34，因此可以大量减少真空中物理连接的数目。这导致成本的大量降低。此外，这降低了故障连接的风险。

第一控制单元34使得可以用逻辑连接(数据包)替换大量物理连接。借助于少量的物理连接、特别地借助于单一物理连接可以实现逻辑连接。

上文展示的示例性实施例涉及投射曝光设备1的组成。控制装置31的电子架构还有利地用于其它应用，例如掩模检查和修复系统、激光或电子束光刻系统。

下面以概括要点的方式再次描述本发明的(特别地控制装置31的)单独方面：控制装置31包括真空中布置的第一控制单元34。经由设计为高速数据连接的数据连接37，将第一控制单元34以数据传输方式连接到上级控制单元35。第二控制单元35布置在真空外部，即在非真空中。数据连接件37跨越真空边界38。它特别地在两个方向上跨越真空边界38。

控制装置31形成部分在真空中并且部分在非真空中布置的闭环控制电路。闭环控制电路重叠真空和非真空。数字信息，特别是仅数字信息，通过真空边界38。

数据连接件37设计为双工数据连接件。

数据连接件37使高数据传输率成为可能。数据传输率特别是至少每秒50兆比特、特别是每秒100兆比特。

数据连接件37使特别短的数据传输的时延成为可能。数据传输的时延特别是至多1毫秒、特别是至多0.1毫秒。

在第一控制单元34中，将来自多个传感器32i的信号组合以形成输出信号。经由数字输出41将输出信号传输到第二控制单元35。

在第一控制单元34中，从第二控制单元35经由数字输入40传输到第一控制单元34的数字控制信号被分裂成致动器33i的大量控制信号。

传感器和/或致动器信号的多路复用发生在第一控制单元34中。传感器通道和/或致动器通道可以是由适当的数据传输协议(特别是分组取向的数据传输协议)来区分的。

来自传感器32i的信号由第一控制单元34变换成数字信号。传感器信号的数字化因此发生在真空中。

致动器33i的数字控制信号由第一控制单元34变换成模拟致动器信号。数字致动器信号到模拟致动器信号的变换因此发生在真空中。

为了减少信号传输所需的电缆，分别地提供信号捆绑(多路复用)和解绑(多路分解)。可以通过第一控制单元34，即在真空中，进行多路复用和多路分解。特别地，第一控制单元34包括多路复用和/或多路分解装置。