專利名稱：微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)具有布置為多鏡陣列且能夠經(jīng)由至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器傾斜的鏡、和該鏡的驅(qū)動(dòng)電子裝置，以及還涉及驅(qū)動(dòng)所述鏡的方法。
背景技術(shù)：
集成電路和其他微結(jié)構(gòu)部件傳統(tǒng)上通過將ー些結(jié)構(gòu)層施加到合適的基底來制作，該合適的基底例如可以是硅晶片。為了構(gòu)造所述層的目的，基底首先涂覆光致抗蝕劑，該光致抗蝕劑對(duì)屬于特定波長(zhǎng)區(qū)域的光(例如，深紫外頻譜區(qū)域(DUV)中的光)敏感。接著，已經(jīng)以該種方式涂覆的晶片在微光刻投射曝光設(shè)備中曝光。在該エ藝中，布置在掩模上的結(jié)構(gòu)的圖案借助于投射物鏡被成像光致抗蝕劑上。因?yàn)樵谶@個(gè)エ藝中復(fù)制比例通常小于1，所以這種類型的投射物鏡也常稱作縮小物鏡。當(dāng)光致抗蝕劑已經(jīng)顯影之后，晶片經(jīng)歷刻蝕處理，刻蝕處理的結(jié)果是所述層依照掩模上的圖案被結(jié)構(gòu)化。接著從所述層的剩余部分移除留下的光致抗蝕劑。重復(fù)該過程直到所有層都已經(jīng)施加到晶片上。所使用的投射曝光設(shè)備的性能不僅由投射物鏡的成像特性也由使用投射光照明掩模的照明系統(tǒng)來確定。為此目的，照明系統(tǒng)包括光源(例如以脈沖模式工作的激光器)以及從光源產(chǎn)生的光產(chǎn)生在場(chǎng)點(diǎn)會(huì)聚到掩模上的光束的若干光學(xué)元件。為此，光束必須具有特定特征，該特征一般與投射物鏡相匹配。這些特性尤其包括光束的角分布，該光束中的每ー個(gè)會(huì)聚到掩模平面中的點(diǎn)。術(shù)語“角度分布”描述了光束的總強(qiáng)度是如何分布到不同方向，來自所述不同方向光束的各個(gè)光線打到掩模平面中的相關(guān)點(diǎn)。如果角度分布特別適于包含在掩模內(nèi)的圖案，所述圖案能夠以較高成像質(zhì)量成像到涂覆有光致抗蝕劑的晶片上。在微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)中，近來已經(jīng)開始考慮使用多鏡陣列(MMA，也稱作微鏡陣列或鏡矩陣)，該多鏡陣列包括大量的可単獨(dú)驅(qū)動(dòng)的微鏡以便在不同方向上偏轉(zhuǎn)照明系統(tǒng)的投射光的單個(gè)局部光束。例如，以這樣的方式，借助于多個(gè)微鏡，能夠?qū)⑼渡涔獾母鱾€(gè)局部光束引導(dǎo)到照明系統(tǒng)光瞳平面中的不同位置。由于照明系統(tǒng)的光瞳平面中的強(qiáng)度分布決定性地影響投射光的角度分布，通過獨(dú)立傾斜各個(gè)微鏡能夠更靈活地設(shè)置角度分布。具體地，在與照明了環(huán)形區(qū)域或光瞳平面中的幾個(gè)極的所謂非傳統(tǒng)照明設(shè)置的結(jié)合中，MMA的使用使得角度分布適于各個(gè)情形，尤其適于要投射的掩模，而不需要例如必須更換衍射光學(xué)元件。這樣的MMA常借助于從半導(dǎo)體技術(shù)已知的光刻エ藝生產(chǎn)為微機(jī)電系統(tǒng)。利用該技術(shù)的典型結(jié)構(gòu)尺寸在某些情況中總計(jì)達(dá)到數(shù)微米。這樣的系統(tǒng)的已知代表例如為具有多個(gè)微鏡的MMA，所述微鏡能夠在兩個(gè)端位置之間關(guān)于軸數(shù)字地傾斜。這樣的數(shù)字MMA用在數(shù)字投射機(jī)中用于復(fù)制圖像或膜。然而，對(duì)于微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，微鏡應(yīng)當(dāng)能夠取角度工作范圍內(nèi)的任何傾斜角(準(zhǔn)連續(xù)且具有高精度)。在該情形中，帶來微鏡傾斜的驅(qū)動(dòng)器可以已經(jīng)構(gòu)建為例如靜電式或電磁式驅(qū)動(dòng)器。因此，在已知靜電式驅(qū)動(dòng)器的情況中，微鏡的傾斜例如基于以下的事實(shí)，即固定的控制電極和安裝在微鏡背面的鏡電極根據(jù)施加的電壓可變化地被強(qiáng)烈吸引。借助于適合的懸掛(suspension)和若干驅(qū)動(dòng)器，微鏡可以因此傾斜任意傾斜角。因?yàn)樵趦A斜微鏡的過程中對(duì)于精度的高要求，驅(qū)動(dòng)器必須通過驅(qū)動(dòng)電子裝置極其精確地被驅(qū)動(dòng)。為此，觀察到，由于MMA中多個(gè)單個(gè)鏡(例如1000個(gè))通常借助于每個(gè)鏡若干驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)，這樣的驅(qū)動(dòng)電子裝置必須有效地設(shè)計(jì)。 具體地，例如，對(duì)于利用以極其小的間隔布置的驅(qū)動(dòng)器的靜電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)MMA的目的，必須利用高電壓產(chǎn)生大量的不同輸出電壓值。根據(jù)目前的技術(shù)，借助于晶體管和電阻器，在傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器電路(所謂A類電路)中產(chǎn)生期望的輸出電壓，該晶體管和電阻器通過電源電壓提供有高電壓。然而，由于該原理，在A類電路中，靜態(tài)漏電流通過晶體管和電阻器不變地流到地。結(jié)果，結(jié)合熱的發(fā)展產(chǎn)生可觀的功率損耗。由于功率損耗，電阻器因此必須為高電阻的，結(jié)果它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)并因而在驅(qū)動(dòng)電子裝置內(nèi)需要大的空間。在驅(qū)動(dòng)具有超過1000個(gè)鏡的較大MMA的情況中，由于驅(qū)動(dòng)器必須以相當(dāng)小的間隙盡可能靠近MMA布置，這尤其具有不利效應(yīng)。在US 6，940，629B1中描述了上面已經(jīng)概括出的解決問題的ー個(gè)可能性。借助于積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)進(jìn)行MMA鏡的驅(qū)動(dòng)，在該積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)中，輸出電流累積(integrated)在外部和/或內(nèi)部電容器上。在該情況中，輸出電流與通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器從數(shù)字值產(chǎn)生的基準(zhǔn)電流成比例。為此，由監(jiān)視單元產(chǎn)生數(shù)字值，在所述專利中未描述該監(jiān)視單元的任何細(xì)節(jié)。根據(jù)本公開，通過經(jīng)由高壓元件供給積分器的可調(diào)持續(xù)時(shí)間的基準(zhǔn)電流、和用于調(diào)整通過選擇電流的持續(xù)時(shí)間而建立的各個(gè)微鏡的期望電壓，從而實(shí)現(xiàn)微鏡的驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓的設(shè)置。在該情況中，通過數(shù)字控制信號(hào)建立基準(zhǔn)電流的持續(xù)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于說明ー種微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為多鏡陣列且能夠借助于至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器傾斜的鏡，以及包括該鏡的驅(qū)動(dòng)電子裝置，和也在于說明監(jiān)視和/或驅(qū)動(dòng)該鏡的方法，該方法允許盡可能精確地驅(qū)動(dòng)。就照明系統(tǒng)而言，根據(jù)本發(fā)明，通過該驅(qū)動(dòng)電子裝置實(shí)現(xiàn)本目的，該驅(qū)動(dòng)電子裝置包括具有第一分辨率的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器、具有高于第一分辨率的第二分辨率的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器、以及加法器，該加法器被配置以相加由兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的輸出量以產(chǎn)生總量，其中，該總量至少能夠間接施加于鏡的至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器。在正常情況中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出量將是電壓，從而粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器具有第一輸出電壓范圍而精數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有第二輸出電壓范圍。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，當(dāng)然也可以設(shè)想電流作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出量。在兩級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思的情況中，第二輸出電壓范圍優(yōu)選小于第一輸出電壓范圍。結(jié)果，在用精數(shù)模轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)鏡的過程中，可以采取小的電壓變化但在借助粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器來覆蓋大的電壓范圍。此外，有利地的是，如果由精數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的電壓位于第二輸出電壓范圍的中間，那么能夠選擇通過粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的輸出電壓，從而獲得要施加于至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的期望的總電壓。結(jié)果，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠在向上和向下方向在最大范圍校正施加于驅(qū)動(dòng)器的總電壓。由于粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器僅允許其輸出電壓的較大步進(jìn)，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出可能僅近似位于輸出電壓范圍的中間。如果第二輸出電壓范圍關(guān)于OV對(duì)稱，這尤為能夠容易地發(fā)生，由于在該情況中，粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器僅必須輸出盡可能靠近期望總電壓的輸出電壓。就精確驅(qū)動(dòng)多鏡陣列的鏡而言，第二輸出電壓范圍位于近似-5V到近似+5V的最大電壓范圍內(nèi)則通常就足夠了。為了在驅(qū)動(dòng)電子裝置內(nèi)尋址數(shù)模轉(zhuǎn)換器，可以規(guī)定該兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠有施加于它們的共同的數(shù)字輸入信號(hào)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的實(shí)際轉(zhuǎn)換電子裝置的上游所連接的電路在該情形可以分開有關(guān)各個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號(hào)，例如，數(shù)字值的特定位域，并將它們提供給轉(zhuǎn)換電子裝置。然而，也能夠有利地，兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠具有施加于它們的不同數(shù)字輸入信號(hào)，由于在特定狀況下，這減少驅(qū)動(dòng)電子裝置的電路復(fù)雜度。由于在經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)的情況中，基本上僅數(shù)模轉(zhuǎn)換器的相對(duì)分辨率重要，因此能夠無需粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器的嚴(yán)格線性轉(zhuǎn)換器特性，有利地是粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器具有非線性轉(zhuǎn)換器特性，以便使得粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器的實(shí)施成本較低。在該情況中，粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器優(yōu)選具有如下轉(zhuǎn)換器特性，該轉(zhuǎn)換器特性與表示鏡的傾斜角和在至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器施加的總量之間的關(guān)系的函數(shù)的逆函數(shù)相對(duì)應(yīng)。結(jié)果，在使用靜電式驅(qū)動(dòng)器的情況中發(fā)生的鏡的傾斜角關(guān)于施加電壓的二次依賴關(guān)系能夠借助于轉(zhuǎn)換器特性來補(bǔ)償，并且驅(qū)動(dòng)電子裝置的其余部分不用考慮該依賴關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的另一有利配置，驅(qū)動(dòng)電子裝置包括開環(huán)控制単元，該開環(huán)控制單元配置為至少間接驅(qū)動(dòng)粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器。這使得鏡的傾斜角通過無控制環(huán)的控制系統(tǒng)粗略近似期望的傾斜角。在使用開環(huán)控制単元的情況中，有利的是照明系統(tǒng)包括用于測(cè)量鏡的實(shí)際傾斜的測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包括配置為探測(cè)一圖案的探測(cè)器，并包括用于在總體圖案內(nèi)搜索該探測(cè)圖案的圖案識(shí)別系統(tǒng)。在該情況中，通過圖案識(shí)別系統(tǒng)例如與開環(huán)控制単元接收相同的信號(hào)或接收來自控制單元的信號(hào)，可以將圖案識(shí)別系統(tǒng)的搜索限制到總體圖案的子區(qū)域中。結(jié)果，需要較少的計(jì)算能力用于搜索圖案的目的。有利地，還提供包括閉環(huán)控制単元的驅(qū)動(dòng)電子裝置，該閉環(huán)控制單元配置為至少間接地驅(qū)動(dòng)精數(shù)模轉(zhuǎn)換器。借助于以閉控制環(huán)工作且驅(qū)動(dòng)精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)控制単元，能夠準(zhǔn)確設(shè)置鏡的傾斜角。具體地，通過該手段能夠以高分辨率校正表示為傾斜角的變化的相對(duì)小的機(jī)械或電子干擾。此外，驅(qū)動(dòng)電子裝置可以包括坐標(biāo)變換単元，該坐標(biāo)變換單元配置為使g在用于粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器和/或精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信息經(jīng)歷坐標(biāo)變換。結(jié)果，能夠關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)和鏡的實(shí)際傾斜之間更復(fù)雜的關(guān)系。當(dāng)鏡的傾斜依賴于若干驅(qū)動(dòng)器(例如3個(gè)驅(qū)動(dòng)器)的組合驅(qū)動(dòng)時(shí)，這尤其是關(guān)注的。關(guān)于驅(qū)動(dòng)鏡的根據(jù)本發(fā)明的方法，利用下述步驟實(shí)現(xiàn)該目的。首先提供微光刻投射曝光的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括鏡，該鏡布置為多鏡陣列且能夠借助于至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來傾斜。接著，提供數(shù)字信息的第一項(xiàng)和數(shù)字信息的第二項(xiàng)。之后，該數(shù)字信息的第一項(xiàng)轉(zhuǎn)換成具有第一分辨率的第一模擬量。在這之后，該數(shù)字信息的第二項(xiàng)轉(zhuǎn)換成具有第二分辨率的第二模擬量，該第二分辨率大于該第一分辨率。最終，相加兩個(gè)模擬量以產(chǎn)生總量，總量至少間接施加于至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。依賴該方法，獲得如下可能性，鏡的驅(qū)動(dòng)器能夠用大范圍的值且利用高分辨率來驅(qū)動(dòng)，而不用特別使用高質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該高質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)施昂貴且具有大范圍的值和高分辨率兩者。有利地，在上面的方法中，數(shù)字信息的第一項(xiàng)能夠通過開環(huán)控制提供，而數(shù)字信息的第二項(xiàng)能夠通過閉環(huán)控制提供。由于開環(huán)控制已經(jīng)將模擬總量粗略地放在期望工作點(diǎn)附近，閉環(huán)控制可以被設(shè)計(jì)為具有高分辨率的精調(diào)。在該情況中，如果選擇調(diào)節(jié)范圍足夠小，則附加有利的是閉環(huán)控制為線性調(diào)整系統(tǒng)，因?yàn)榫€性調(diào)整系統(tǒng)能夠設(shè)計(jì)為尤為簡(jiǎn)單且穩(wěn)定。有利的是閉環(huán)控制可以在調(diào)整階段和保持階段不同地工作，使得例如過沖行為的不同的帶寬可以通過修改調(diào)整的參數(shù)來建立。在該方法的另一有利的變體中，首先，數(shù)字信息的第一項(xiàng)由所預(yù)先設(shè)置的傾斜鏡的額定傾斜角來提供。之后，數(shù)字信息的第一項(xiàng)通過開環(huán)控制提供為該額定傾斜角的函數(shù)。此外，在方法的這個(gè)變體中，將總量至少間接施加到至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器后，疊代驅(qū)動(dòng)如下步驟測(cè)量鏡的實(shí)際傾斜角；確定實(shí)際傾斜角和額定傾斜角之間的差；如果該差小于預(yù)先設(shè)置的閾值，則終止該疊代；確定數(shù)字信息的第二項(xiàng)，作為該差的函數(shù)；將數(shù)字信息的第二項(xiàng)轉(zhuǎn)換成第二模擬量；相加兩個(gè)模擬量來產(chǎn)生總量；將該總量施加到至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器。因而，在該方法中，借助于開環(huán)控制，獲得實(shí)際傾斜角對(duì)額定傾斜角的粗略近似。在這之后，實(shí)際傾斜角借助于數(shù)字信息的第二項(xiàng)的轉(zhuǎn)換以高分辨率疊代近似到額定傾斜角，直到實(shí)際和額定傾斜角之間的差落在閾值以下之時(shí)為止。因此，該方法使得能夠設(shè)置實(shí)際傾斜角而不需要不斷運(yùn)行控制環(huán)。實(shí)施期間，能夠針對(duì)單個(gè)步驟選擇其他次序。具體地，根據(jù)示范性實(shí)施例，能夠在不同時(shí)刻或在其他步驟之間附加地實(shí)現(xiàn)差和閾值之間的比較。此外，在該方法的不同階段中，閾值能夠變化。在該疊代方法的有利的進(jìn)ー步發(fā)展中，疊代重復(fù)的最大次數(shù)被限制。通過該方式，確保了例如如果驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障，則退出該方法的疊代循環(huán)。根據(jù)上面方法的另一有利的進(jìn)ー步發(fā)展，有關(guān)鏡的傾斜的信息能夠通過圖案識(shí)別系統(tǒng)提供，該圖案識(shí)別系統(tǒng)在總體圖案中捜索ー圖案。在該情況中，圖案識(shí)別系統(tǒng)限制為總體圖案的一子區(qū)域，作為數(shù)字信息的第一項(xiàng)的函數(shù)。由于將對(duì)圖案的捜索限制到較小的子區(qū)域的事實(shí)，圖案識(shí)別系統(tǒng)的計(jì)算工作減少，從而能夠更容易實(shí)現(xiàn)所述系統(tǒng)。根據(jù)另一方面，本發(fā)明的目的通過用于監(jiān)視多鏡陣列中的多個(gè)鏡的鏡位置的方法來實(shí)現(xiàn)，其中，首先確定取樣速率，以使通過測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的測(cè)量值提供有位于給定規(guī)范內(nèi)的變化。然而，取樣則以N倍取樣速率且相應(yīng)地以增加的變化實(shí)現(xiàn)，選擇該增加的變化以使不再發(fā)生任何鋸齒效應(yīng)。最后，以N倍取樣速率呈現(xiàn)的測(cè)量值通過進(jìn)行平均來濾選，從而，由此獲得的經(jīng)濾選值表現(xiàn)有給定規(guī)范內(nèi)的變化。這樣的方法的優(yōu)勢(shì)包括如下事實(shí)，由于測(cè)量值的增加的取樣速率，沒有鋸齒效應(yīng)信號(hào)進(jìn)入下游連接的系統(tǒng)，該下游連接的系統(tǒng)使測(cè)量值經(jīng)歷進(jìn)ー步處理，且該測(cè)量值仍然表現(xiàn)有在該規(guī)范內(nèi)的變化。由于調(diào)整系統(tǒng)中的鋸齒效應(yīng)信號(hào)可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不想要的振蕩，這在調(diào)整系統(tǒng)中尤為有利。該發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)可能不依賴于上面描述的雙部分的數(shù)模轉(zhuǎn)換，盡管為了有利的配置，g在與已經(jīng)描述的驅(qū)動(dòng)設(shè)備和方法的組合。在上面的過程中，有利地，根據(jù)尼奎斯特(Nyquist)定理確定N倍取樣速率。尼奎斯特定理闡述了模擬信號(hào)的最高發(fā)生頻率必須以確保不發(fā)生鋸齒效應(yīng)的頻率的至少兩倍的頻率采樣。本發(fā)明的另一方面涉及微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為多鏡陣列的多個(gè)鏡，包括用于測(cè)量和調(diào)整鏡的傾斜動(dòng)作的測(cè)量和調(diào)整系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，測(cè)量和調(diào)整系統(tǒng)配置為以隨機(jī)時(shí)間間隔測(cè)量?jī)A斜動(dòng)作。以隨機(jī)時(shí)間間隔測(cè)量測(cè)量值避免了數(shù)字化期間發(fā)生鋸齒效應(yīng)信號(hào)。在該上下文中，“隨機(jī)”意味著單個(gè)測(cè)量值之間的時(shí)間間隔ー定不關(guān)于模擬信號(hào)的發(fā)生頻率周期重復(fù)。該發(fā)明構(gòu)思也能夠不依賴于兩級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)。然而，具有兩級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換的組合產(chǎn)生本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的另一方面涉及用于微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為多鏡陣列且能夠借助于至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器傾斜的鏡，以及包括該鏡的驅(qū)動(dòng)電子裝置。針對(duì)產(chǎn)生施加于鏡的至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器的電壓的目的而言，驅(qū)動(dòng)電子裝置包括具有輸入的積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)和具有輸出的微分級(jí)，該微分級(jí)的輸出至少間接地連接到積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)的輸入。這使得可以驅(qū)動(dòng)積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)，相比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器級(jí)，該積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)表現(xiàn)出減小的空間需求和減小的功率損耗，經(jīng)由該微分級(jí)，信號(hào)能夠施加到傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器級(jí)。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)電子裝置的其他電路部分可以被保留。在特定用途集成電路中實(shí)施的積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)優(yōu)選需要小于驅(qū)動(dòng)鏡的面積的50%的面積需求。結(jié)果，由于驅(qū)動(dòng)器的過多的空間需求，能夠以每鏡至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)而沒有使信號(hào)傳播時(shí)間不同的負(fù)擔(dān)。由于其有效的工作模式，上述的全部方法或設(shè)備尤其適于監(jiān)視并驅(qū)動(dòng)至少1000個(gè)優(yōu)選4000個(gè)鏡的鏡位置。


從參照附圖的示范性實(shí)施例的下面的描述中，本發(fā)明的進(jìn)ー步的特征和優(yōu)勢(shì)將變得明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)過具有微鏡陣列的微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)的簡(jiǎn)化子午截面圖；圖2是具有若干鏡的照明系統(tǒng)的多鏡陣列的簡(jiǎn)化立體圖；圖3是示出照明系統(tǒng)的各種部件是如何相互作用以便驅(qū)動(dòng)多鏡陣列的單個(gè)鏡的鏡位置的高度示意圖；圖4是具有鏡且與靜電式驅(qū)動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的鏡單元的簡(jiǎn)化立體圖，以及具有數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元和驅(qū)動(dòng)器的功率電子裝置的示意電路圖，靜電式驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由該功率電子裝置驅(qū)動(dòng)；圖5是根據(jù)本發(fā)明的借助于具有粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的雙部分?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器對(duì)單個(gè)鏡単元的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制和調(diào)整圖示；圖6是用下游連接的信號(hào)處理級(jí)監(jiān)視鏡位置的示意圖；圖7是另ー示范性實(shí)施例的示意圖，其中功率電子裝置的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供有數(shù)字信息的公共項(xiàng)；圖8是在功率電子裝置中使用的驅(qū)動(dòng)器的示意圖；圖9是驅(qū)動(dòng)器的工作模式的框圖；圖10是根據(jù)當(dāng)前技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器的電路圖和可行實(shí)施布局；圖11是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的電路圖和可行實(shí)施布局，該驅(qū)動(dòng)器使用微分級(jí)和積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)。
具體實(shí)施例方式照明系統(tǒng)圖1示出微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)10的極簡(jiǎn)化子午截面圖。照明系統(tǒng)10用于使用投射光照明掩模12，該掩模12載有要成像的光刻結(jié)構(gòu)。接著，投射物鏡(未示出)通常以縮小尺寸將被照明的結(jié)構(gòu)投射到涂覆有光致抗蝕劑的晶片上。就此而言決定性地影響微光刻投射曝光設(shè)備的成像特性的重要因素是投射光的角度分布。這理解為意味著入射到一掩模點(diǎn)的光的總強(qiáng)度的分布，該光以不同入射角打到該掩模點(diǎn)上。具體地，期望投射光的角度分布適于要照明的結(jié)構(gòu)的類型，以便獲得盡可能最佳的成像。為了該目的，照明系統(tǒng)10在其光束路徑中包括多個(gè)光學(xué)部件，在圖1中，該多個(gè)光學(xué)部件僅以簡(jiǎn)化方式再現(xiàn)或完全未再現(xiàn)。激光器14或另一光源產(chǎn)生的投射光首先由第一光學(xué)元件16延展并經(jīng)由平面鏡18引導(dǎo)到微鏡陣列20上。平面鏡18主要用于保持照明系統(tǒng)10的外部尺寸緊湊。進(jìn)ー步跟隨光學(xué)路徑，投射光打到所謂多鏡陣列22上，下面將參照?qǐng)D2更具體地闡述該多鏡陣列22。多鏡陣列22包括多個(gè)微鏡24，該多個(gè)微鏡24優(yōu)選能夠單獨(dú)傾斜。為此，位于上游的微鏡陣列20將投射光的單個(gè)局部光束引導(dǎo)到微鏡24上。單個(gè)微鏡24能夠傾斜，使得投射光的局部光束經(jīng)由第二光學(xué)元件28在可自由選擇的位置經(jīng)過光瞳平面30。靠近該光瞳平面30布置的蠅眼積分器32在光瞳平面30中產(chǎn)生多個(gè)二次光源，該多個(gè)二次光源經(jīng)由第三光學(xué)元件34均勻照明中間場(chǎng)平面36，在中間場(chǎng)平面36中布置有可調(diào)整光闌元件38。為此，第三光學(xué)元件34產(chǎn)生光瞳平面30中的角度與中間場(chǎng)平面36中的位置之間的對(duì)應(yīng)。中間場(chǎng)平面36通過物鏡40投射到掩模平面上，在掩模平面中布置有掩模12。因而，光瞳平面30中的強(qiáng)度分布不僅確定中間場(chǎng)平面36中的照明角分布而且也確定掩模平面中的照明角分布。作為多鏡陣列22的單個(gè)微鏡24的不同的傾斜動(dòng)作的結(jié)果，因而可以非常靈活地設(shè)置投射光的不同角度分布。給定微鏡24的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)，甚至能夠在曝光期間改變角度分布。多鏡陣列圖2示出多鏡陣列22的簡(jiǎn)化立體圖，其中單個(gè)微鏡24為平面并具有正方形的輪廓。
為了將入射的局部光束引導(dǎo)到光瞳平面30中的任意位置，該入射的局部光束通過在光束路徑中在前的微鏡陣列20的透鏡產(chǎn)生，安裝每個(gè)微鏡24以使其能夠關(guān)于兩個(gè)傾斜軸X和y傾斜。關(guān)于傾斜軸X、y的實(shí)際傾斜可經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器(未示出)控制，從而對(duì)于每個(gè)微鏡24應(yīng)當(dāng)一般分配給其自己獨(dú)有的一組驅(qū)動(dòng)器。微鏡24和其相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器因此能夠組合來構(gòu)成鏡單元42。多鏡陣列22中鏡單元42的數(shù)量越多，則能夠更精細(xì)地分辨光瞳平面30中的強(qiáng)度分布?？紤]具有幾千個(gè)微鏡24的多鏡陣列，該幾千個(gè)微鏡24能夠關(guān)于傾斜軸X、y傾斜。這樣的類型的多鏡陣列22，例如，能夠使用MEMS技術(shù)制造并采用多種驅(qū)動(dòng)方法。驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)方案圖3在示意圖中示出為了驅(qū)動(dòng)多鏡陣列22的目的，照明系統(tǒng)10的各個(gè)部件是如何相互作用。已經(jīng)使用MEMS技術(shù)制造的多鏡陣列22連接到功率電子裝置44，該功率電子裝置44產(chǎn)生關(guān)于驅(qū)動(dòng)單個(gè)鏡単元42的驅(qū)動(dòng)器的目的而所需要的模擬控制信號(hào)。為了使得電模擬信號(hào)中的擾動(dòng)較小，電模擬信號(hào)必須盡可能靠近鏡単元42的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生。此外，由于多個(gè)鏡單元42，在功率電子裝置44的設(shè)計(jì)中必須注意以確保單個(gè)電路部分的空間需求保持小。借助于數(shù)字控制和調(diào)整裝置46，功率電子裝置44施加有數(shù)字信息，該數(shù)字信息數(shù)字編碼要輸出的模擬信號(hào)的単獨(dú)值。取決于所實(shí)施的驅(qū)動(dòng)和調(diào)整算法的需求，數(shù)字控制和調(diào)整裝置46可以實(shí)現(xiàn)為FPGA或微處理器，諸如，例如具有適當(dāng)編程算法的DSP微處理器。為了獲得單個(gè)微鏡24的期望傾斜，數(shù)字控制和調(diào)整裝置46與照明系統(tǒng)10的操作器界面48交換數(shù)據(jù)。通常，商用PC驅(qū)動(dòng)操作器界面48的功能。除了照明系統(tǒng)10的其他參數(shù)外，在這樣的操作器界面48上，操作器能夠指定光瞳平面30的期望照明。從該光瞳平面30的期望照明開始，光瞳算法50接著選擇經(jīng)由多鏡陣列22的哪個(gè)微鏡24照明光瞳平面30的哪個(gè)點(diǎn)。如圖3所示，光瞳算法50可以在操作器界面48的PC中運(yùn)行為程序段，或者可以已經(jīng)共同集成在數(shù)字控制和調(diào)整單元46內(nèi)。借助于操作器界面48，能夠進(jìn)ー步詢問有關(guān)多鏡陣列22的狀態(tài)的信息。因此，數(shù)字控制和調(diào)整裝置46例如能夠?qū)⒂嘘P(guān)未起作用的鏡單元42的信息通信到操作器界面48。該信息接著例如能夠由光瞳算法50使用，以便當(dāng)分配單個(gè)微鏡24給要照明的光瞳平面30的點(diǎn)時(shí)考慮該未起作用的鏡單元42。另ー方面，能夠使得該信息進(jìn)入操作器，以便可以中斷微光刻投射曝光設(shè)備的工作并完成維修工作。光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)如果在驅(qū)動(dòng)多鏡陣列22的過程中，具有閉控制環(huán)的閉環(huán)控制參加到操作中，則數(shù)字控制和調(diào)整裝置46此外還與測(cè)量系統(tǒng)52交換數(shù)據(jù)，利用該測(cè)量系統(tǒng)52監(jiān)視單個(gè)微鏡24的鏡位置。為此，測(cè)量系統(tǒng)52提供有単獨(dú)光源54，該單獨(dú)光源54利用測(cè)量光照明微鏡24。為了避免単獨(dú)光源54經(jīng)過光瞳平面30并接著打到掩模12上，布置単獨(dú)光源54使得測(cè)量光的入射角不同于投射光的入射角。在單個(gè)微鏡24上反射后，測(cè)量光打到探測(cè)器56上。取決于所使用的測(cè)量系統(tǒng)52，単獨(dú)光源54例如可以包括VCSEL陣列(垂直腔面發(fā)射激光器)，利用該VCSEL陣列，能夠?qū)⒓す馐龑?dǎo)到每個(gè)單個(gè)微鏡24上。經(jīng)反射的激光束接著例如打到探測(cè)器56上，該探測(cè)器構(gòu)建為四象限探測(cè)器并因而是位置敏感的。根據(jù)激光束在位置敏感探測(cè)器56上的位置，則能夠通過評(píng)價(jià)系統(tǒng)57確定各個(gè)微鏡24的真實(shí)的實(shí)際傾斜，該評(píng)價(jià)系統(tǒng)57包含在測(cè)量系統(tǒng)52中或者以算法的形式包含在數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備46中。借助圖案識(shí)別的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)在另ー類型的測(cè)量系統(tǒng)52中，単獨(dú)光源54產(chǎn)生總體圖案，利用該總體圖案照明多鏡陣列22的整個(gè)表面。用作探測(cè)器56(諸如，例如照相機(jī))的適當(dāng)布置的記錄光學(xué)部件則記錄在單個(gè)微鏡24上可見的圖案。借助于圖案識(shí)別系統(tǒng)，接著通過在總體圖案內(nèi)所確定的已記錄圖案的位置確定單個(gè)微鏡24的傾斜，該圖案識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為測(cè)量系統(tǒng)52中或在數(shù)字控制和調(diào)整裝置46中的評(píng)價(jià)系統(tǒng)57。有關(guān)所示的測(cè)量系統(tǒng)52的進(jìn)ー步詳情能夠從WO 2008/095695中推測(cè)出并且在該程度上通過引用成為本申請(qǐng)的主題。鏡單元為了傾斜鏡單元42的微鏡24的目的，在本示范性實(shí)施例中，基于在不同電勢(shì)的兩個(gè)相對(duì)電極之間的靜電吸引形成驅(qū)動(dòng)器。圖4在極簡(jiǎn)化立體圖中示出具有靜電式驅(qū)動(dòng)器的使用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的這樣的鏡単元42的主要部件。安裝鏡單元42的矩形平面微鏡24以使其能夠經(jīng)由剛性接頭(未示出)關(guān)于兩個(gè)傾斜軸X和y傾斜。微鏡24和剛性接頭兩者通過光刻結(jié)構(gòu)化制作在Si晶片中。在其指向上的鏡表面58上，微鏡24載有反射涂覆層，該反射涂覆層保證投射光的近似全反射。在微鏡24的指向下的背面上布置有導(dǎo)電鏡電極60，例如作為金屬氣相沉積的結(jié)果。借助陶瓷隔離體，成圓盤扇形形式的三個(gè)控制電極E1J2和E3以距鏡電極60的特定間距布置且遠(yuǎn)離鏡電極60。為了傾斜微鏡24的目的，現(xiàn)在在鏡電極60和三個(gè)控制電極E1, E2和E3之間施加各種電壓，因而靜電力作用在鏡電極60和單個(gè)控制電極Ep E2和E3之間。由該靜電力，結(jié)合剛性接頭的回復(fù)扭矩，產(chǎn)生微鏡24的特定傾斜。為此，鏡電極60之間和控制電極Ep E2和E3之間所施加的電壓越大，這些相互吸引越強(qiáng)烈，且鏡表面58在各個(gè)控制電極E1. E2或E3的方向上傾斜得越厲害。因而，能夠通過所施加電壓的幅度來調(diào)節(jié)微鏡24的傾斜。在所表示的示范性實(shí)施例中，為此目的所需的電壓位于OV與200V之間、優(yōu)選位于OV與100V之間的范圍內(nèi)，并應(yīng)當(dāng)能夠以0. 05V的步長(zhǎng)、優(yōu)選更小的步長(zhǎng)精確調(diào)節(jié)，以便微鏡24的傾斜角可以足夠的精度
可調(diào)整。由于靜電カ與所施加的電壓的符號(hào)無關(guān)，在其他示范性實(shí)施例中也可以使用負(fù)電壓。此外，獨(dú)立于可控電壓外，偏置電壓可以已經(jīng)施加到電極上，該偏置電壓相應(yīng)改變可控電壓的必要范圍。在圖4的下區(qū)中，示出針對(duì)該目的所需的功率電子裝置44的一些電路部件。由三個(gè)相同構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生在三個(gè)控制電極E1, E2和E3與鏡電極60之間施加的高電壓，這里，驅(qū)動(dòng)器62的輸出連接到鏡電極60并且在每個(gè)情況中連接到控制電極E1.E2和E3中的ー個(gè)。
通過要放大的輸入信號(hào)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器62繼而接收數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64的模擬輸出信號(hào)，下面將參照?qǐng)D5和圖6更具體地說明該數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64。三個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64鏈接到公共數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線66并由公共數(shù)據(jù)總線66接收要輸出的模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)為數(shù)字信息的形式。針對(duì)驅(qū)動(dòng)若干鏡單元42的目的，數(shù)據(jù)總線66可以在功率電子裝置44內(nèi)延展。由于所有鏡單元的驅(qū)動(dòng)器62和數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64的電子電路在功率電子裝置44中基本相同地重復(fù)，除了外圍尋址電路以外，這些能夠以緊湊方式在特定用途集成電路(ASIC)中實(shí)現(xiàn)。具體地，具有相關(guān)聯(lián)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器62可以緊湊方式
構(gòu)建為一單兀。利用雙部分?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換構(gòu)思的控制和調(diào)整圖5示出控制和調(diào)整方案，該控制和調(diào)整方案概述多鏡陣列22的單個(gè)微鏡24的傾斜的開環(huán)控制和閉環(huán)控制。如已提及，數(shù)字控制和調(diào)整裝置46中的電路的大量部分實(shí)現(xiàn)為數(shù)字電路或程序，以便在驅(qū)動(dòng)微鏡24的過程中獲得盡可能高的靈活性。結(jié)果，取決于需要，可易于集成其他算法或無需特定開環(huán)控制部件或閉環(huán)控制部件。所示的控制和調(diào)整方案因此僅示出示范性變體，其可以通過省略或添加部件來改變。如從圖5的控制和調(diào)整方案中明顯的是，包含在驅(qū)動(dòng)電子裝置44中的、用于將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64表現(xiàn)了粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68、精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70以及電壓加法器72。由于在圖4所示的鏡單元42的示范性實(shí)施例中，使用三個(gè)控制電極E1、E2和E3，同樣地，在圖5的控制和調(diào)整方案中呈現(xiàn)了三個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64和三個(gè)驅(qū)動(dòng)器62，其通過部分隱藏的虛線功能塊示出。然而，為了簡(jiǎn)潔，下面的評(píng)論限制于控制電極E1J2或E3中的ー個(gè)的驅(qū)動(dòng)的代表。兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的不同之處在干，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70具有比粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68高的分辨率，其中術(shù)語“分辨率”不指代輸出值范圍的子部的步長(zhǎng)的數(shù)量(如在傳統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的情況中)，而是直接涉及兩個(gè)輸出值之間的最小可能步長(zhǎng)。所輸出的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的模擬信號(hào)的最小可能步長(zhǎng)因而比粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的小。較高的分辨率常常與較小最大電壓范圍相關(guān)，最大電壓范圍諸如例如從近似-5V到近似+5V。此外，當(dāng)實(shí)現(xiàn)精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70時(shí)，注意確保精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70具有盡可能線性的轉(zhuǎn)換器特性。另ー方面，粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的特征為較低的分辨率和大的最大電壓范圍。此外，如從下面的解釋說明中將清晰的，在粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的情況中，轉(zhuǎn)換器特性的線性要求不像精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的情況中那樣嚴(yán)格。在限制的情況中，轉(zhuǎn)換器特性應(yīng)當(dāng)僅滿足嚴(yán)格單調(diào)函數(shù)。兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的輸出連接到電壓加法器72的輸入，該電壓加法器72在數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64的輸出繼而輸出經(jīng)相加的總電壓。從那里，經(jīng)相加的總電壓被傳遞到下面的驅(qū)動(dòng)器62。下面，將解釋粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的示范性組合。如已提及，對(duì)于微鏡24通常需要OV與200V之間的電壓。因此，在10位的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68 (該10位的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68能夠表示21° = 1024個(gè)不同輸出值)的情況中，在驅(qū)動(dòng)器62放大信號(hào)之后，產(chǎn)生大約0. 2V的最小可能電壓步長(zhǎng)。為了精確驅(qū)動(dòng)微鏡24，模擬信號(hào)的這個(gè)分辨率太低。因此，借助于電壓加法器72，6位精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的第二電壓值加性地疊加到該粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68輸出的電壓值上。在隨后驅(qū)動(dòng)器63放大信號(hào)之后,精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的值的范圍位于OV與1.3V之間。因此，利用26 = 64個(gè)不同輸出值，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70具有大約0. 02V的分辨率(電壓步長(zhǎng))。借助于電壓加法器72，通過兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的兩個(gè)輸出值的相加產(chǎn)生經(jīng)相加的總電壓，在利用該兩級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思放大信號(hào)后獲得0. 02V的相對(duì)分辨率。為此，“相對(duì)分辨率”意味著總體數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64僅在由精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70預(yù)設(shè)的小輸出電壓范圍內(nèi)具有0. 02V電壓步長(zhǎng)的分辨率。這就是說，盡管總電壓能夠通過0. 02V改變，但這并非通過粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68相對(duì)于絕對(duì)總電壓范圍的非線性關(guān)系準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榇謹(jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的電壓步長(zhǎng)不總是相應(yīng)于正好0. 2V。相反，理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器應(yīng)當(dāng)在總電壓范圍上具有固定的分辨柵格，該固定的分辨柵格應(yīng)當(dāng)使能例如63. 22V的精密輸出。但尤其在改變最高有效位的過程中，例如通過“開關(guān)電容器”技術(shù)工作的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，通常變化地表現(xiàn)出大的電壓步長(zhǎng)。因此，在10位的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的情況中，作為規(guī)則，從01. 1111. 1110到01. 1111. 1111的轉(zhuǎn)化發(fā)生的電壓步長(zhǎng)不同于從01. 1111. 1111到10. 0000. 0000的變化時(shí)的步長(zhǎng)，因?yàn)樵诤笳咔闆r中，很多電容器必須充電。然而，如果數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64如這里與調(diào)整系統(tǒng)一起使用，用于調(diào)節(jié)微鏡24的目的，則重要的不是數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64的絕對(duì)分辨率，因?yàn)樵撜{(diào)整連續(xù)地校正所輸出的總電壓。在數(shù)模轉(zhuǎn)換器的值的范圍的上面選擇的情況中，具有本身64個(gè)不同輸出值的6位精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70疊加10位粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的近6個(gè)分辨率級(jí)。因此，借助于6位精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70，相應(yīng)的調(diào)整具有如下結(jié)果，粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的電壓的非線性關(guān)系以及暫時(shí)偏移不以干擾方式出現(xiàn)。如圖5的控制和調(diào)整方案進(jìn)ー步示出，在使用已經(jīng)描述的兩級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思的情況中，閉環(huán)控制能夠以尤為有利的方式與開環(huán)控制相組合。適于兩級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思，為此使用了雙部分系統(tǒng)，其中控制粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68而沒有控制環(huán)，但利用控制環(huán)調(diào)整精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70。圖5中所示的控制和調(diào)整方案的上分支示出與開環(huán)控制相關(guān)的部分。開環(huán)控制的主要構(gòu)成部分是控制単元74，控制單元74可以是數(shù)字控制和調(diào)整裝置46的部分并可以包含逆系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型。以簡(jiǎn)化方式陳述，控制単元74經(jīng)由受控系統(tǒng)的逆模型參與微鏡24的反應(yīng)，以改變驅(qū)動(dòng)量并接著輸出驅(qū)動(dòng)量的適當(dāng)優(yōu)化次序，作為編碼形式的數(shù)字信息。這里將驅(qū)動(dòng)量理解為施加到控制電極的電壓。由該控制単元74輸出的數(shù)字信息經(jīng)由坐標(biāo)變換単元76傳送到各數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68。坐標(biāo)變換単元76的任務(wù)是保持微鏡24的驅(qū)動(dòng)方式相關(guān)于上游連接的控制單元74明顯，微鏡24的驅(qū)動(dòng)方式例如為，微鏡24是通過兩個(gè)、三個(gè)還是四個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)以及微鏡24的傾斜角取決于驅(qū)動(dòng)量的程度。
但是坐標(biāo)變換単元76的功能也可以部分地由粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68實(shí)現(xiàn)，或給定適當(dāng)簡(jiǎn)單關(guān)系，完全由粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68實(shí)現(xiàn)。因此，在靜電式驅(qū)動(dòng)器的情況中，微鏡24的傾斜角對(duì)施加到驅(qū)動(dòng)器的電壓有大體的二次依賴關(guān)系，該依賴關(guān)系可以已經(jīng)集成到粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的轉(zhuǎn)換器特性中，從而可以無需坐標(biāo)變換単元76。此外，如圖5中通過點(diǎn)劃線所表示的，控制單元74連接到測(cè)量系統(tǒng)52的評(píng)價(jià)系統(tǒng)57。結(jié)果，評(píng)價(jià)系統(tǒng)57能夠從控制単元接收信息，以便以此方式，例如在使用圖案識(shí)別系統(tǒng)的情況中，將對(duì)在總體圖案中搜索圖案的捜索限制到較小的區(qū)域中。通過由控制和調(diào)整方案的下分支示出的經(jīng)由控制環(huán)的閉環(huán)控制包括調(diào)整器78、選擇性的坐標(biāo)變換単元80、精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70以及測(cè)量系統(tǒng)52，該測(cè)量系統(tǒng)52確定微鏡24的實(shí)際傾斜角。調(diào)整器78在其輸入接收所謂控制偏移，該控制偏移導(dǎo)致期望的額定傾斜角和負(fù)再生的實(shí)際傾斜角之間的差。此外，調(diào)整器78經(jīng)由參數(shù)線82接收有關(guān)調(diào)整器78的調(diào)整參數(shù)的改變的信息。具體地，參數(shù)線82能夠驅(qū)動(dòng)為提供到開環(huán)控制和閉環(huán)控制的額定傾斜角或者其變化的函數(shù)。因此，閉環(huán)控制能夠例如適配調(diào)節(jié)階段或保持階段期間的不同需求。調(diào)整器78的輸出信號(hào)經(jīng)由坐標(biāo)變換単元80施加到數(shù)模轉(zhuǎn)換器単元64的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70。每個(gè)精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70產(chǎn)生輸出電壓，該輸出電壓在電壓加法器72中相加到來自開環(huán)控制的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的輸出電壓。產(chǎn)生的相加總電壓接著施加到微鏡24的驅(qū)動(dòng)器。由于在正常情況中，閉環(huán)控制僅必須平衡掉作用在鏡單元42上的小干擾z，且其因此能夠減小到總電壓的值的小范圍，所以可能實(shí)現(xiàn)作為線性調(diào)整的閉環(huán)控制。出于同樣的原因，在特定條件下，能夠省略坐標(biāo)變換単元80和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70中的適配的轉(zhuǎn)換器特性。由于粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的輸出值范圍的如上所述的疊加，所以通過兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的輸出電壓的不同組合能夠產(chǎn)生特定總電壓。為了在開環(huán)控制部分中仍實(shí)現(xiàn)粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的所要求的輸出電壓和數(shù)字輸入信息之間的清楚對(duì)應(yīng)，通過控制単元74以及通過隨后的坐標(biāo)變換単元76選擇粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的電壓，使得電壓變得盡可能靠近所要求的輸出電壓減精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的值的范圍的一半。這之后，借助于閉控制環(huán)選擇精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的輸出電壓，使得電壓加法器72的輸出的相加的總電壓變得盡可能靠近所要求的輸出電壓，該所要求的輸出電壓施加在微鏡24的控制電極E1. E2和E3中的ー個(gè)。結(jié)果，借助于精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70，關(guān)于所要求的輸出電壓成對(duì)稱的調(diào)整范圍對(duì)于閉環(huán)控制可行。在改變額定傾斜角后，控制單元74在合適的情況下根據(jù)集成系統(tǒng)的適當(dāng)動(dòng)態(tài)模型來調(diào)節(jié)粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的輸出電壓。之后，如果額定傾斜角的更新變化待定，粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的電壓僅再次變化。否則閉環(huán)控制完全經(jīng)由精數(shù)模轉(zhuǎn)換器68和相關(guān)聯(lián)的控制環(huán)來實(shí)現(xiàn)。具有終止準(zhǔn)則的疊代控制環(huán)如果作用在受控系統(tǒng)(即，鏡單元42和功率電子裝置44兩者)上的干擾z足夠小，則可以對(duì)于控制環(huán)的工作提供具有終止準(zhǔn)則的疊代方法。
在該情況中，如上，首先通過控制單元74實(shí)現(xiàn)粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器68的輸出電壓。然而，控制環(huán)接著沒有依照無盡得控制環(huán)工作，而是在第一步驟中，通過精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70，在微鏡24的控制電極E1J2或E3施加的總電壓借助于調(diào)整器78調(diào)整。之后，借助于測(cè)量系統(tǒng)52，確定實(shí)際傾斜角并將其與額定傾斜角相比較。如果在該過程中建立的控制偏移落在預(yù)設(shè)值以下，則控制環(huán)終止且保持兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的兩個(gè)輸出電壓。如果控制偏移大于預(yù)設(shè)值，則執(zhí)行精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的輸出電壓的改變的另一步驟。這被重復(fù)直到控制偏移落在預(yù)設(shè)值以下或已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)的最大疊代數(shù)。由于終止準(zhǔn)則，相比無盡重復(fù)的控制環(huán)的情況，在數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備46中需要較少的計(jì)算能力。解放出的計(jì)算能力能夠用于另外的控制電極El、E2或E3和微鏡24，從而數(shù)字控制和調(diào)整裝置46的總成本能夠被減少。通過測(cè)量系統(tǒng)的無鋸齒效應(yīng)的測(cè)量值記錄實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制需要微鏡24的實(shí)際傾斜角的同時(shí)快速、魯棒及精密測(cè)量。在許多取樣測(cè)量系統(tǒng)中，取樣速率和發(fā)生測(cè)量的不確定性之間存在關(guān)系，為此，變化在這里用作量度，從而在較高取樣速率，測(cè)量?jī)H利用増加的變化才是可行的。因而，每鏡的較長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間導(dǎo)致了測(cè)量值的較低變化，即，測(cè)量值的測(cè)量的較低不確定性。因此，在測(cè)量系統(tǒng)中，常常設(shè)立測(cè)量值的變化的上限，開始于測(cè)量值的所要求的精度，接著確定測(cè)量系統(tǒng)的最大取樣速率。另ー方面，尼奎斯特定理陳述，為了記錄具有特定頻率的信號(hào)的目的，必須以至少兩倍快的取樣速率進(jìn)行取樣，由于否則的話，產(chǎn)生所謂鋸齒效應(yīng)，且信號(hào)被記錄為具有較低偽頻率的拍頻(beat)。由于作為具有PT2響應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)的鏡系統(tǒng)在很多情況中是限帶的，即，所發(fā)生的鏡的干擾或振蕩有最大頻率，最小取樣速率根據(jù)尼奎斯特定理通過鏡系統(tǒng)的帶寬來確定。因而，無鋸齒效應(yīng)取樣(即，高取樣頻率)和低變化(低的測(cè)量不確定性)的需要彼止此相沖突。如從圖6明顯的是，為了規(guī)避已經(jīng)描述的問題的目的，信號(hào)處理級(jí)83連接在測(cè)量系統(tǒng)52的下游，該信號(hào)處理級(jí)83例如能夠?qū)崿F(xiàn)為算法的形式，也作為數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備46的部分。信號(hào)處理級(jí)83在其輸入接收來自測(cè)量系統(tǒng)52的原始取樣值a i，并在其輸出，輸出經(jīng)濾選取樣值3 i，該經(jīng)濾選取樣值3 i接著用在數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備46的閉環(huán)控制中，用于反饋的目的。信號(hào)處理級(jí)83可以包括多種濾選器方法，用于從受不確定性影響的取樣值a t計(jì)算經(jīng)濾選取樣值Pi。因此，能夠采用例如所謂FIR濾選器(有限脈沖響應(yīng)濾選器)。FIR濾選器是離散的、通常在數(shù)字上實(shí)現(xiàn)的濾選器，其提供有有限長(zhǎng)度的脈沖響應(yīng)。但是其他濾選器，諸如例如ニ項(xiàng)式、高斯或IIR濾選器以及其他低通濾選器也能夠用在信號(hào)處理級(jí)83中。在應(yīng)用FIR濾選器的情況中，經(jīng)濾選取樣值ら是以往取樣值Qi和當(dāng)前取樣值a i的線性組合。
JV-1A=X ctaf,t = [C0 …cu_x Jart * * a 賴 f⑴
現(xiàn)在假設(shè)取樣值a i具有變化Q2aIai的不確定性不相關(guān)，則經(jīng)濾選取樣值3 t的變化O %滿足
權(quán)利要求
1.微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為多鏡陣列(22)且能夠借助于至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器(60、民、も、も)傾斜的鏡(24)，并且包括所述鏡(24)的驅(qū)動(dòng)電子裝置(44、46),其特征在于,產(chǎn)生施加到所述鏡(24)的至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器(G(KEpEpE3)的電信號(hào)的所述驅(qū)動(dòng)電子裝置(44、46)包括積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)(84)和微分級(jí)(86)，所述積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)包括輸入，微分級(jí)(86)包括輸出，所述微分級(jí)(86)的輸出至少間接地連接到所述積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)(84)的輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，在特定應(yīng)用的集成電路中實(shí)施所述積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)(84)需要小于所述受驅(qū)動(dòng)的鏡(24)的面積的50%的面積需求。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器(60、E1. E2、E3)包含電容器(98)，并且所述積分級(jí)(84)包含當(dāng)前鏡電路(96)，該當(dāng)前鏡電路具有連接至所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器^(KEpEpE3)的輸出，使得所述積分級(jí)能夠在所述電容器(98)上執(zhí)行信號(hào)積分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述積分級(jí)(84)包含兩個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換器(92、94)，每ー個(gè)所述兩個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換器(92、94)都具有輸出，其中所述兩個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換器(92、94)的輸出連接至所述當(dāng)前鏡電路(96)的輸入。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)字地實(shí)現(xiàn)所述微分級(jí)(86)，并且提供具有數(shù)字輸入和模擬輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68、70)，其中所述數(shù)字輸入連接至所述微分級(jí)(86)的輸出，而所述模擬輸出連接至所述積分級(jí)(84)的輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述微分級(jí)(86)作為數(shù)字算法實(shí)現(xiàn)在所述驅(qū)動(dòng)電子裝置中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68、70)包含 a)第一分辨率的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器(68)； b)具有第二分辨率的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器(70)，所述第二分辨率高于所述第一分辨率；以及 c)加法器(72),該加法器配置為將由兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68、70)輸出的輸出量相加，以產(chǎn)生總量，其中所述總量能夠施加于所述積分級(jí)(84)的所述輸入。
8.驅(qū)動(dòng)微鏡陣列的微鏡的設(shè)備，該設(shè)備具有微分級(jí)和積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)，所述微分級(jí)配置為微分進(jìn)來的信號(hào)，所述積分驅(qū)動(dòng)器級(jí)具有輸入和輸出，所述微分級(jí)的輸出連接到所述驅(qū)動(dòng)器級(jí)的輸入，而所述驅(qū)動(dòng)器級(jí)的輸出連接到所述微鏡陣列的至少ー個(gè)輸入。
9.驅(qū)動(dòng)微鏡陣列的微鏡的方法，其具有如下步驟 a)微分進(jìn)來的信號(hào)； b)隨后積分經(jīng)微分的信號(hào)； c)提供經(jīng)積分的信號(hào)到所述微鏡陣列的輸入。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，對(duì)于數(shù)/模轉(zhuǎn)換的目的，兩級(jí)構(gòu)思實(shí)現(xiàn)如下應(yīng)用，在該應(yīng)用中具有大范圍值的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的電壓與具有小范圍值的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的電壓加性疊合。
11.監(jiān)視多鏡陣列(22)中的多個(gè)鏡(24)的鏡位置的方法，其包括如下步驟 a)確定取樣速率，以該取樣速率通過測(cè)量系統(tǒng)(52)測(cè)量測(cè)量值，從而所述測(cè)量值呈現(xiàn)有位于給定規(guī)范內(nèi)的變化； b)以N倍取樣速率和相應(yīng)增加的變化來取樣，其中所述N倍取樣速率被選擇以不再發(fā)生鋸齒效應(yīng)； c)通過平均來濾選以N倍取樣速率呈現(xiàn)的測(cè)量值，使得因而所獲得的濾選值呈現(xiàn)有所述給定規(guī)范內(nèi)的變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟b)，根據(jù)尼奎斯特定理確定所述N倍取樣速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，在步驟c)，使用有限脈沖響應(yīng)濾選器(FIR濾選器)以濾選所述測(cè)量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用矩形帶通濾選器以濾選所述測(cè)量值。
15.微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為多鏡陣列(22)的多個(gè)鏡(24)，所述系統(tǒng)包括測(cè)量和調(diào)整所述鏡的傾斜動(dòng)作的測(cè)量和調(diào)整系統(tǒng)，其中所述測(cè)量和調(diào)整系統(tǒng)配置為在隨機(jī)時(shí)間間隔測(cè)量所述傾斜動(dòng)作。
全文摘要
微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)表現(xiàn)了布置為多鏡陣列且能夠經(jīng)由至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器傾斜的鏡。此外，照明系統(tǒng)表現(xiàn)了用于該鏡的驅(qū)動(dòng)電子裝置，該驅(qū)動(dòng)電子裝置表現(xiàn)了具有第一分辨率的粗?jǐn)?shù)模轉(zhuǎn)換器(68)、具有第二分辨率的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器(70)，以及加法器(72)，第二分辨率高于第一分辨率，通過兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68、70)輸出的輸出量能夠利用該加法器(72)相加以產(chǎn)生總量。該總量至少能夠間接施加于該鏡的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。
文檔編號(hào)G03F7/20GK103034075SQ20121058642
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者簡(jiǎn).霍恩, 克里斯琴.肯普特, 沃爾夫?qū)?法洛特-伯格哈特 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司