Dynamische und hochgenaue Sensorpositionierung in großen Messvolumina mittels inversem Messkonzept

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Roland Füßl; Professor Dr.-Ing. Eberhard Manske
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279458870

Die technischen Herausforderungen kennen bei der Messung und Positionierung in großen Verfahrbereichen bei gleichzeitiger Nanometer- bis Subnanometerpräzision keine Grenzen. Die Halbleiterproduktion ist mit perspektivisch bis zu 700 mm großen Wafern und durch die stetig sinkenden Abmessungen der zu produzierenden Strukturen (z.Z. in den sub-10 nm-Bereich) neuen Herausforderungen ausgesetzt. Bereits für die 450 mm-EUV-Technologie sind ø 700 mm ultrapräzise Spiegeloptiken mit atomarer Präzision erforderlich. Das im ersten Projektzeitraum entwickelte inverse Messkonzept mit Abbe-Fehlerkompensation stellt dabei einen möglichen Ausweg aus der Problematik der immer größeren zu bewegenden Massen dar, während die Anforderungen an die Positioniergenauigkeit stetig steigen. Eine Schlüsselkomponente in jeder räumlichen interferometrischen Mess- bzw. Positionieraufgabe stellen die Messspiegel dar. Die Spiegelflächen bilden das Referenzsystem des gesamten Aufbaus und bestimmen damit entscheidend die erreichbare Messunsicherheit. Aus diesem Grund muss die tatsächliche Topographie der Spiegelflächen exakt bekannt sein, um deren Ebenheitsabweichungen rechnerisch korrigieren zu können. Obwohl sich die Präzisionsoptik-fertigung in den vergangenen Jahren enorm weiterentwickelt hat, sind für die immer größeren Spiegelflächen sowohl die erreichbaren Fertigungstoleranzen als auch die Messmöglichkeiten weiterhin beschränkt. Die die angestrebte Genauigkeitssteigerung des inversen Konzeptes erfordert daher zusätzliche Messtechnik in der eigentlichen Messmaschine. Dazu soll das inverse Messkonzept mit dem Ansatz zur direkten Vermessung der Spiegelflächen im eingebauten Zustand weiterentwickelt werden. Dadurch wird eine Möglichkeit zur regelmäßigen oder sogar permanenten Bestimmung der Spiegeltopographie und somit deren rechnerischer Korrektur geschaffen. Auf diese Weise kann dem Problem einer sich zeitlich unbekannt ändernden Topographie, gleich ob durch mechanische Spannungen, thermische Dehnungen oder Änderung des Kraftflusses innerhalb der Maschine, wirksam begegnet werden. Die Ebenheitsabweichungen der Spiegelflächen sollen durch zusätzliche Messsysteme während des Abfahrens der Spiegeloberflächen erfasst und direkt zur Korrektur der Längen- und Winkelmesswerte genutzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen