CN103345128A - 微光刻投射曝光设备的照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微光刻投射曝光设备(10)的照明系统(12)，包括光瞳面和由优选地可单独控制、用于光瞳面可变地照明的射束偏转元件(28)组成的基本上平面状的布置。可以根据施加在射束偏转元件(28)上的控制信号，通过每个射束偏转元件(28)使得入射到它上的投射光束(32)产生偏转。测量照明装置(54、56、58、60；88；90；98)将与投射光束(32)无关的测量光束(36)被引导到射束偏转元件(28)上。检测装置检测在射束偏转元件(28)上偏转后的测量光束(38)。评估单元根据检测装置提供的测试信号确定投射光束(32)的偏转。

Description

微光刻投射曝光设备的照明系统

本申请为国家申请日为2008年2月6日、申请号为200880004238.4发明名称为“微光刻投射曝光设备的照明系统中多镜阵列的监测方法和设备”的在先申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种微光刻投射曝光设备的照明系统，其中，由射束偏转元件组成的平面状布置例如微镜阵列用于可变地照明光瞳面。

背景技术

在用于制造精细结构的半导体元件的微光刻投射曝光设备的照明系统中，越来越多使用射束偏转元件的平面状布置，借助它们可以非常灵活地操纵投射光，以便改善微光刻投射曝光设备的成像特性。这方面的一个例子是所谓Multi-Mirror-Array(多镜阵列)，其中将多个微镜，优选地按行和列排列成阵列。微镜可运动并尤其可绕两个互相垂直的轴线倾斜，从而使它们始于中性位置的表面法线可沿任意方向倾斜。

在照明系统中这可以利用于可变地改变照明的调整。对此的例子在WO2005/026843A2及EP1262836A1中提供。此外，多镜阵列还用作微光刻投射曝光设备的反射性掩模母版(WO2005/096098A2)。

对于此类部件重要的是，得知各镜元件准确的倾斜位置，为的是能调整决定性地影响相应的成像特性的精确的位置。

例如在US6421573B1中公开了一种装置，其中辅助光源被用于确定各扫描器镜的倾斜角，在这里借助扫描器镜使UV激光器的光线偏转，以便能刻写图案。

由US6965119已知一种调整多镜阵列相应镜元件的方法，其中，部分曝光射束，亦即投射光，从射束路径提取，以便能通过强度测量实施镜元件的调整。这种方法显然是有缺点的，由于有效光的提取造成强度损失，这对于尽可能短的曝光时间而言是不希望发生的。

因此，按现有技术为避免因强度损失带来的损害，例如可以在物镜尚未利用的时间内，进行多镜阵列镜元件取向的检查及调整。当然，在有些情况下延长了为了检查镜元件所需的停止工作时间，这是不希望的以及影响相应物镜的有效工作。

借助在使镜元件运动的致动器上的相应的传感器来确定多镜阵列镜元件的旋转角度或倾斜角非常麻烦，这是由于镜元件数量巨大，而且由于传感器需要安装空间，导致形式上为多镜阵列的射束偏转元件的排列所占的容积很大。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种装置及一种方法，借助它能以有效的方式确定多镜阵列镜元件的角向位置。尤其是应提供一种方法和设备，借助它们能检测和能测量照射许多平面状排列的射束偏转元件的投射光的偏转，并由此能监测和调整这些偏转。然而因为例如由于热负荷之类引起光学元件表面和尤其表面区形状或取向的改变，对于监测成像特性和修正可能的成像缺陷而言是人们所关心的，所以这种方法和设备可考虑许多其他的应用。

此目的通过有权利要求1所述特征的设备以及有权利要求56所述特征的方法达到。有利的设计是从属权利要求的技术主题。

本发明的基本构思在于，除照明系统投射光束偏转元件平面状布置的投射光外，测量照明装置的至少一个测量光束被引导到要检查的射束偏转元件上，从而可以由检测装置记录测量光束由射束偏转元件引起的偏转。如果假定测量光束由射束偏转元件的偏转以及入射在射束偏转元件上的投射光的偏转相互关联，那么最终可以借助此单独的测量装置，确定投射光的偏转或这种相对于规定的调整的改变。通过附加地设置产生相应测量光束的单独的测量装置，可以取消将有效光从投射光中提取，而且可以实施在利用微光刻投射曝光设备期间连续进行的、对于要检查的光学元件偏转改变所进行的检验和确定。为此，仅需要使一个或多个测量射束的入射方向不同于一个或多个投射光束的入射方向，从而不发生相互影响。

采用这种方法，尤其可以监测和检查光学元件要检查的镜面其表面法线的角度变化或相应的镜面的取向。

优选地，所述方法和设备可以被用于检查尤其上面已说明的多镜阵列(Multi-Mirror-Array MMA)的镜元件。

测量射束的入射方向，既可以在涉及光学元件要检查表面的入射角方面不同，也可以在入射方位角方面不同。入射方位角，在这里指的是相应射束的入射平面相对于一个规定的平面，例如一个沿北-南取向布置的入射平面的平均旋转角度。

若测量光束和投射光的入射方向在入射方位角方面没有区别，则它们必须至少在入射角方面不同，以避免彼此影响和允许通过检测系统记录从镜面反射的测量光束。

若测量光束的入射方向与一个或多个投射光束的入射方向，在入射方位角方面不同，则附加地还可以在要检查的光学元件的入射角方面存在区别。不过这并不必要。

优选的是，测量光束的入射方向与一个或多个投射光束的入射方向，在入射方位角方面有差别，此时绕要检查的光学元件表面法线的旋转角度可以在30°以上的范围内，优选地大于60°且尤其彼此的旋转角度为90°。当测量光的入射面和投射光的入射面之间为90°配置时，提供特别大的安装空间，用于设置测量照明装置和相应配置的检测装置。

为了保证要用测量光检查的光学元件的规定照明，以及同样地为了允许按规定记录测量光由于与光学元件的交互作用的变化，可以一方面在照明源与要检查的光学元件之间，和/或另一方面在要检查的光学元件与相应的检测装置之间，分别设置光学系统。

测量光可以有任何恰当的波长，以及既处于可见光区也处于不可见光区。通常，光是指任何电磁射线。

测量照明用的光学系统可以包括一个或多个准直器，尤其形式上为具有连接在上游的微透镜阵列的孔板，从而产生相应地准直的测量光束。

这些准直的测量光束由要检查的表面，以及相应的设在检测装置的位置传感器前的会聚透镜反射，尤其是微会聚透镜组成的透镜阵列，它们作为远场衍射图像或傅里叶变换，在相应的会聚透镜焦平面内成像。在那里的焦平面内可以设置相应的位置传感器，例如4象限检测器或位置敏感式二维传感器，它们确定抵达传感器的光锥与中性位置的偏差，中性位置与要检查的光学元件表面规定的取向相对应。

为获得更多的安装空间，可以在要检查的光学元件与检测装置之间设置附加的光学部件，它允许检测装置远离要检查的光学元件设置。此外可以采用一种光学部件，它可以在要检查的光学元件表面区清晰成像的同时，实施检测装置可变地配置。为此，将相应地成像的光学部件设计为，使光学元件要检查的表面区，在满足交线条件(亦称“向甫鲁条件(Scheimpflug condition)”)的情况下，在为位置传感器配设的光学透镜上成像。

同时，相应的光学部件必须保证，测量光束在检测装置的检测会聚透镜上的入射方向，与光学元件相关表面区的取向，或与多镜阵列镜元件的倾斜角相对应。这例如可以通过具有两个会聚透镜的中继光学部件保证。

按本发明的设备和方法，确定光学元件镜面按角度的取向，可以在光学元件或其中设置光学元件的照明系统的使用期间连续进行。由此对于主动控制或调整可操纵的射束偏转元件，例如多镜阵列的微镜，可以使用确定的值。

附图说明

在下面借助附图对两种实施例的详细说明中，可以清楚看出本发明其他优点和特征。在这里附图以纯粹示意的方式表示：

图1非常简化地表示微光刻投射曝光设备的透视图；

图2表示要检查的形式上为多镜阵列的光学元件侧视图；

图3表示图1中要检查的光学元件俯视图和测量装置图；

图4表示按本发明的测量装置透视图；

图5表示按本发明的测量装置第一实施例侧视图；

图6表示按本发明的测量装置第二实施例侧视图；

图7表示封装在壳体内的多镜阵列侧视图；

图8表示一种实施例透视图，其中借助照相机记录多镜阵列各个镜元件的倾斜；

图9表示一种图案，它适合在图8所示实施例中使用；

图10表示有多镜阵列的照明系统侧视图；

图11表示校准装置概况，其中一方面表示校准板，另一方面表示在镜元件运动期间的强度分布，以及在镜元件角与系统角之间由此确定的关系；

图12表示控制回路方框图，它可以被用于监测和控制射束偏转元件；

图13表示图12所示调节算法的详细方框图；以及

图14表示测量装置结构简图，它使用一种频率倍增法。

具体实施方式

1.投射曝光设备的结构

图1非常示意地表示投射曝光设备10的透视图，它适用于光刻制造微结构化构件。投射曝光设备10包含照明系统12，它在设置在所谓掩模平面内的掩模14上，照明狭窄的在图示实施例中矩形的照明区16。照明系统12包含光源，借助它可产生投射光。常用的光源例如是采用激光介质KrF、ArF或F2的准分子激光器，借助它们可分别产生波长248nm、193nm或157nm的投射光。在掩模14上处于照明区16内部的结构18，借助投射物镜20在感光层22上成像。感光层22，在这里它例如可以涉及光刻胶，施加在晶片24上或另一种适用的衬底上，以及处于投射物镜20的也称为晶片平面的像平面内。因为投射物镜20通常有成像比例|β|<1，所以处于照明区16内部的结构18缩小成像为16′。

这种投射曝光设备10的性能，不仅取决于投射物镜20，而且还取决于给掩模14照明的照明系统12。除了照射在掩模14上的光束强度外，它的照明角分布也影响质量，以这种质量将包含在掩模14内的结构18在感光层22上成像。根据要成像的结构18的方向和尺寸，采用不同的照明角分布是有利的。因为借助投射曝光设备10应给不同的掩模14成像，所以理想的照明系统是，用它可以方便地调整不同的照明角分布。为此，对于决定性地确定照明角分布的照明系统12的光瞳面而言，需要能借助可驱动的光学元件尽可能可变地照明。

2.按本发明的测量原理

图2在示意侧视图中表示这种光学元件的一个例子，光学元件的监测和控制可以使用按本发明的设备或按本发明的方法。图1的光学元件涉及所谓多镜阵列(Multi-Mirror-Array)26，它包括多个小的镜元件28，它们设置为可以运动，确切地说尤其可以倾斜，从而使例如几乎彼此成行和列地并列的镜元件28的镜面30可以有不同的取向。入射的投射光32由此可以通过在镜面30上反射，分为许多反射的投射光束34，它们的传播方向可以通过镜面30在规定的界限之内倾斜而自由选择。在本文中倾斜是指绕轴线的旋转运动，该轴线可以基本上通过镜元件28中心、在其边缘或甚至在镜元件28之外延伸，从而相对于入射的投射光32改变镜面30的取向。后面提到的两种可选择的方案还往往称为旋转。根据镜元件28机械悬挂和致动器的实施形式，也可以使用平移和旋转运动的组合，在下文中为了简化将这种组合同样称为“倾斜运动”，目的是达到改变镜元件28的取向，并因而也改变反射的投射光束34的传播方向。

此外，在多个系统中，入射的投射光32在照射到镜面30前，还通过使用微透镜阵列分成一个个光束，且聚焦在镜元件28上。

在微光刻投射曝光设备10的照明系统12中，这种多镜阵列26可以被用于可变地照明光瞳面，也简称光瞳照明。为此，入射的投射光32在足够数量的镜元件28上偏转，使得在光瞳面上产生期望的光分布。在这里，镜数量不仅对光强度的空间波动，而且对反射的投射光束34(叠加它们组成光瞳照明)的最小直径，均有重要影响。光学设计的计算表明，为了在光瞳面内获得在其特性方面可以与传统的衍射光学元件的特性相比的强度分布，至少需要4000个镜。因为镜元件28倾斜角的非常小的改变就已经对光瞳照明，并因而对在掩模14上的照明角分布有巨大作用，所以本发明提出，借助测量技术确定镜面30准确的角向位置。

根据本发明，如图3所示，除了入射的投射光32外，亦即除了由照明系统12照明掩模14的有效光(也称为物镜射束)外，还设置附加的测量照明装置，它将测量光36，例如形式上为至少一个测量光束，被引导到多镜阵列26的镜元件28。按此实施例，测量照明为此可以产生一个或多个测量光束或测量射束，它们对于一些或所有镜元件28或扫描亦即彼此相继，或同时引导到镜元件28上。因为测量光束的入射方向是已知的，所以可以通过测量反射的测量光束的出射方向，得出反射的镜面30的取向。在这里利用了测量光36的偏转与投射光32的偏转相关联。因此反射的测量光38包含有关倾斜状态并因而有关镜元件28取向的信息。在图3所示的测量装置中，在一个平面内的测量光36被引导到镜元件28上，这一平面相对于入射的投射光32的入射平面绕反射镜面30的表面法线转90°。

由此也可以在照明系统12工作期间实现镜元件28取向的连续测量。因此不会为了确定镜元件28的取向而造成投射曝光设备10的停用时间。因为为了确定镜元件28的取向并不使用任何入射的投射光32部分，所以不会形成光损失，否则会降低投射曝光设备10的生产量。

图4用透视图表示按本发明的测量原理详情。由图4可以看出，入射的投射光32以规定的入射角α沿入射方向40照射镜元件28的镜面30。在这里入射的投射光32的入射方向40与镜面30的表面法线42横跨入射平面(xz平面)44，按反射法则，反射的投射光束34的出射方向46也处于此平面内。

按图3所示，在yz平面48内，此平面在方位上相对于投射光32的入射平面40绕表面法线42旋转一个数量级为90°的旋转角度θ，入射的测量光36沿入射方向50被引导到镜面28上，它在镜面28上反射后，作为反射的测量光38沿出射方向52朝检测装置的方向发射。因此在本方案中，测量光36的入射方向50与投射光32的入射方向40，至少在方位角的入射方向方面，亦即在入射平面内不同。附加地或按另一种选择，测量光36也可以按一个不同于投射光32的入射角照射镜面30。

这一点针对测量光36的入射方向50′举例说明，它处于投射光32在其中照射镜元件28的同一个入射平面44内，然而相对于表面法线42形成入射角α′，α′与投射光32入射方向40的入射角α不同。因此，反射的测量光38也以不同于投射光32的角度，沿出射方向52′从镜元件28发射。这种包括入射的测量线36入射方向50′和反射的测量光38射出方向52′的布局，也构成了一种按本发明的方案。

3.测量装置实施例

图5表示测量装置的一种实施例，其中，测量照明装置的光源54将光引导到孔板56上。通过孔板56产生多个点光源58。在下游，准直器会聚透镜60分别构成准直器，并由相关的点光源58产生的光，产生准直的测量光束62，准直器会聚透镜60可以为微透镜阵列，或者可以微透镜阵列得方式组合。由不同准直器会聚透镜60产生测量光束62，优选地互相平行传播。

可替换地，单个测量光束62也可以用两个电流计扫描器或一种由一个多边形扫描器与一个电流计扫描器的组合，在多镜阵列26上扫描。光源，例如VCSEL(见下文)还可以是脉冲的，使光源仅在命中镜元件28时发光。由此在镜之间的区域不影响信号，所述信号时间分辨地由检测装置记录。

准直的测量光束62照射多镜阵列26要检查的镜面28，以及在那里根据镜面28的取向沿不同的方向偏转。反射的测量光束64照射微透镜阵列，它包含多个检测器会聚透镜66，在它们的后焦平面内设置检测装置的位置传感器68。通过这种配置，反射的测量光束64照射检测器会聚透镜66的角度，与位置传感器68上反射的测量射束64聚焦的焦点位置为傅里叶关系。

因为按照上面已说明的反射法则，反射的测量光束64的角度取决于多镜阵列26各相关镜元件28的取向，因此可以通过记录位置传感器68上的焦点位置，确定镜元件28的取向。可例如使用4象限检测器或位置敏感性二维传感器作为位置传感器68。以此方式，例如可以确定镜元件28相对于预定的表面取向倾斜的从±2至±3°的角度范围。

若镜元件28的镜面30有弯曲度，则测量光束62可被引导到同一个镜元件28的不同点上。这可以同时或也可以相继，甚至用同一个测量光束62采用一种扫描法实现。然后，由测量光束62对于镜面30不同点的不同偏转，可以确定曲率。另一种确定曲率的可能性在于，从已知入射测量光36的发散度出发，例如通过确定一个来自弯曲镜面30的测量光束62在位置传感器68上的焦点直径，确定其发散度并因而镜面30的曲率。

通过在位置传感器68上信号的积分及时间比较，在假定光源有恒定强度的情况下，可以进一步测量镜面30反射系数的可能的改变，以及推断镜层的退化。

为了使包括位置传感器68的检测装置和连接在上游包括检测器会聚透镜66的微透镜阵列能离多镜阵列26一定距离布置，按另一种图6所示的实施例，设附加的中继光学部件70。图中用两个会聚透镜72和74纯粹示意表示的中继光学部件70，将多镜阵列26成像在检测器会聚透镜66的布置上。通过中继光学部件70，允许离光学元件一个/多个要检查的表面，在本例中为镜面30，距离较大，而不限制要检查的角度范围。因此所述中继光学部件70使倾斜可检测的角度范围与位置传感器68离多镜阵列26的距离脱耦。以此方式测量装置可以设置在照明系统12的射束路径之外，在那里可提供足够的安装空间。

在图6所示的实施例中，位置传感器68和包括检测器会聚透镜66的微透镜阵列设置在平面76和78中，它们相对于多镜阵列26布置在其中的平面80满足交线条件。若中继光学部件70的主平面，与检测器会聚透镜66的平面76和多镜阵列26的镜元件28在其中延伸的平面80相交在一条轴线内，则满足交线条件。在遵守此条件的情况下，尽管平面76和80彼此倾斜地配置，使得对于它们也能清晰地在彼此上成像。因此这种布局使要检查的光学元件表面大的区域或多个镜元件28，同样清晰地成像在微透镜阵列的检测器会聚透镜66上，以及可以实现检测装置相应的角向布置。按这种布置，相对于光学轴线倾斜设置的、镜元件28在其中延伸的平面80，可以在微透镜阵列的检测器会聚透镜66上清晰地成像。

与图5所示实施例类似，在位置传感器68上形成的焦点位置随入射角改变，相关的测量光束64以所述入射角照射检测器会聚透镜66。然而由于通过中继光学部件70成像，所以此入射角又与相关的镜面倾斜角成比例，意欲测量该镜面的取向。由此在这里，还可以通过在位置传感器68中的焦点与相应于镜面30预定取向的中性位置的偏离，推出所涉及镜面30的倾斜角。

本发明可以在投射曝光设备工作期间，确定多镜阵列26镜元件28的取向。当测得的取向偏离设定取向时，所涉及的镜元件28可以重调，直至达到期望的设定取向。这是主动控制或调整镜元件28的先决条件，后面对此还要详细说明。

4.多镜阵列的封装

图7非常简化地表示一个多镜阵列26，为了防止外部影响，例如压力或温度波动，将其封装在照明系统12内部的壳体82内。壳体82有透明的窗口84，入射的投射光32和测量光36可通过它照射多镜阵列26的各个镜元件28。在各个射束根据镜元件28的取向偏转后，它们沿反方向穿过壳体82的透明的窗口84。

为了避免不希望的反射和与之相关联的强度损失，透明窗口84带一个或多个抗反射层86，它们通常与透射光的波长和产生的角度相匹配。因此在本例中抗反射层86设计为，使以入射角α入射的投射光32，可以在强度损失尽可能少的情况下通过透明的窗口84。

为了使入射的大多有不同波长和如上所述在有些情况下以不同角度β照射多镜阵列26的测量光36，尽可能不引起可以穿过透明的窗口84的有害的反射，在入射的测量光36的射束路径内插入偏振器88。在这里将入射的测量光36的偏振方向选择为，使测量光36关于在透明的窗口84上的测量光36入射平面而言基本上p偏振。

此外将测量照明装置设置为，使入射的测量光36的入射角β至少大体等于布鲁斯特角（Brewster angle）。也就是说，若光以布鲁斯特角照射两个光学介质的界面，则反射光仅含有入射光的s偏振分量。在这种情况下入射光的p偏振分量完全折射到另一个光学介质中。因为在本例中入射的测量光36完全p偏振并因而不含任何可能反射的s偏振分量，所以在以布鲁斯特角入射时反射光的强度为零，并因而没有测量光36在透明的窗口84上反射。在近似以布鲁斯特角入射时，亦即围绕布鲁斯特角5°范围内，由于p偏振分量的部分反射，反射的强度大约小于入射的强度的5％。因此尽管抗反射层86只对于入射的投射光32，而并不对于入射的测量光36被优化，入射的测量光36仍然几乎可以无损失地穿过透明的窗口84。然而有利的是，入射的测量光36的波长大于抗反射层86的厚度，这对于入射的投射光32是优选的，因为在这种情况下抗反射层86对入射的测量光36不起任何作用。

在多镜阵列26的镜元件28上反射后，虽然射束射出的角度不再等于布鲁斯特角，但是由于镜元件28的小倾斜角±2-3°接近布鲁斯特角，从而即使在这种射出的射束的情况下，也能观察到减小了不希望的反射。

此外，结合图7说明的封装的多镜阵列26还可以设计有气密壳体，使多镜阵列26的镜元件28被处于壳体82内的惰性气体围绕。作为替换，壳体82也可以设有气体连接(图7未显示)，以便更换惰性气体。在这种情况下可以连续地，也就是说，即使在多镜阵列26用测量光36和/或投射光32照明期间，也可以实施气体更换。按另一种可选择的方案，惰性气体的气体更换也可以在多镜阵列26没有用测量光36和/或投射光32照明时进行。

作为惰性气体适用所有气体或气体混合物，只要它们防止在多镜阵列26镜元件28的镜面30上的反应或以下述方式推迟反应，即，在镜元件28意欲的使用期限内，对其反射特性没有或至少没有显著影响，也就是说，它们的反射特性(例如它们的反射系数)在所述使用期限内的改变不超过约10％。当镜面30或在那里使用的镀层可能反应的情况下，尤其还应考虑多镜阵列26工作时光的波长和光的强度。所使用的惰性气体还可能与光的波长和光的强度有关。

因为镜面30通常有增大反射的镀层，以及取决于该镀层或该多种镀层的材料，在空气中例如通过与空气中的氧反应可能使这种镀层恶化，所以通过多镜阵列26借助壳体82封装和包含在壳体内的适用的惰性气体，防止镀层恶化。此外，因为基于封装多镜阵列26并且使用惰性气体，抑制了镀层材料与空气可能的反应，所以在镜面30镀层时可以采用许多种材料。作为镀层材料或作为镜元件28的材料，例如可以采用铝、非晶态或晶态硅、铬、铱、钼、钯、钌、钽、钨、铑、铼、锗，镀层同样也可以由这些材料的混合物制成。作为惰性气体可例如使用氦、氩或其他惰性气体、氮或这些气体的混合物。此外，所用的气体也可以被用于多镜阵列26的温度控制，以便例如在用测量光36和/或投射光32照射时冷却多镜阵列26。围绕多镜阵列26的壳体82上透明的窗口84，根据测量光36和/或投射光32所使用的波长和所使用的强度，可以包括非晶态或晶态的石英或包括例如氟化钙，或由这些材料组成。

作为上述在围绕多镜阵列26的壳体82内使用惰性气体的替换，壳体也可以抽成真空，或者气体或气体混合物在其压力或其成分方面可以改变。通过壳体82抽成真空或通过改变气体压力或气体成分，同样可以防止在多镜阵列26的镜元件28的镜面30上有害的反应，或可以下述方式推迟，即，镜元件28在其按意欲的使用期限内，对其反射特性没有显著的影响。

5.通过图案识别确定取向

图8表示确定多镜阵列26的镜元件28取向的另一种可能性。在这里一个图案，例如一个照明的图案在多镜阵列26上反射并在照相机91中成像。此照明的图案可例如通过照明上面带所述图案的半反射性屏幕90，或通过通过透明片(类似于幻灯片)产生。

图9举例表示一种为了达到按本发明的目的适用的图案。该图案在亮和暗之间交替的棋盘形，其频率沿两个屏幕轴x_屏幕和y_屏幕连续增大，所以屏幕90没有任何两个区有一致的图案。若观察相应于一镜元件28的局部照相机照片，则根据于镜元件28的倾斜，可以在此细节中看到图案的不同区。于是借助例如在照相机图像的细节与屏幕90已知图案之间实施自动关联的评估装置，便可以记录出镜元件28准确的倾斜。因为照相机可以设置为，使它记录多个镜元件28并使每个镜元件28单独显示屏幕图案的一个区域，所以采用本装置可以同时确定多个镜元件28的倾斜。

取代如图9所示有序的图案，也可以选择随机图案，只要它有尽可能窄的自相关函数。

另一种可能性在于，沿两个屏幕轴线x_屏幕和y_屏幕采用不同的颜色分布，并因而可以实现在屏幕上不同位置的色编码。因此理论上一个对颜色敏感的照相机91或其他对颜色敏感的传感器，只有一个像素就足以通过上述方法确定镜元件28的倾斜角。因为市场上可买到的彩色数字照相机中已经直接存在颜色矢量或RGB矢量，所以所述的评估非常简单和计算工作量很小。

6.校准-第一实施例

图10简化表示一种可以按第一实施例校准测量装置的配置。校准包括在反射的投射光34实际的射束偏转与通过测量装置记录的信号之间的比较，此投射光34意欲以期望的强度分布给照明系统12的光瞳面照明。但是在这里阐述的校准也可以在下列情况下被使用，亦即描述镜元件28取向的信号并非由上述测量装置提供，而是由其他传感器或测量装置提供。在本文中可例如考虑，例如在多镜阵列26上设置在一定程度上从“内部”记录倾斜角的机电式、压电式、感应式、电容式或光学传感器。

在图10非常简单地表示的照明系统12的光瞳成形部分92中，由投射光源（例如准分子激光器）产生的投射光32照射多镜阵列26，以及在其上面反射后经过光瞳光学部件94，被引导到照明系统12的光瞳面96上。因为适用于达到这种目的的多镜阵列26的组装密度通常不超过90％-95％，并因而在各镜元件28之间没有片段或没有不期望的反射性片段，所以在本实施例中，入射的投射光32借助微透镜阵列以较小的投射光束聚焦在镜元件28上，如现有技术中例如由WO2005/026843A2己知的那样。

此外，通过单独的射束路径，准直的测量光束62以较大的入射角α′被引导到多镜阵列26上。在本实施例中，测量照明装置包括多个半导体激光器的布置，激光器从其平的半导体面发光。借助这种所谓VCSEL(VerticalCavity Surface Emitting Laser:垂直腔面发射激光器)阵列98，可以针对多镜阵列26的每一个镜元件28，用一个准直的测量光束62照明。为了说明单个可控性，图10用虚线表示两个暂时切断的测量光束62′的射束路径。在多镜阵列26上反射后，测量光束62照射位置传感器68，作为经检测器会聚透镜66的反射的测量光束64，位置传感器68设置在检测器会聚透镜66的焦平面上。由于检测器会聚透镜66，反射的测量光束64的角度改变促使反射的测量光束64在位置传感器68上聚焦的焦点移动。

为了校准测量装置，所述布置还有投射光检测器100，它设在光瞳面内一个精确预定的位置上，但紧邻那个可用的光瞳孔，尤其在小于光瞳孔直径的1/5的距离。若现在校准各镜元件28倾斜角的测量，则只将相应的镜元件28倾斜，直至从它反射的投射光束34照射光瞳面内的投射光检测器100。若同时将测量光束62被引导到要校准的镜元件28上，则此时在位置传感器68上确定的焦点位置，可以作为校准值储存在评估装置内。

为了记录例如可通过光瞳光学部件94或通过弯曲的镜面30形成的非线性，有利的是围绕光瞳孔布置多个，尤其四个投射光检测器100。这些投射光检测器100也可以设计为4象限检测器。

若每个镜元件28的倾斜角均按上述方式校准，则测量装置可用于在照明系统12工作期间检测镜元件28的倾斜并因而检测光瞳面的照明，为的是镜元件28必要时能再调整。通常这种再调整是有利的，因为例如由于气流或声波引起的镜元件28振动可能导致在100Hz至1000Hz范围内的高频干扰，可导致光瞳面照明不可允许的误差。

此外，借助描述的校准方法还可以记录不适当的照明，这是由于多镜阵列26的镜元件28与微透镜阵列之间缓慢的漂移造成的，微透镜阵列将投射光32聚焦在镜元件28上。这些最初不被测量装置记录，因为其经历了其它漂移。因为各个镜元件28也甚至可以在照明系统12工作期间对准投射光检测器100，而这不会显著影响光瞳面的照明，所以校准可以在工作期间按规定的时间间隙逐渐为每个镜元件28重复进行。由此记录并校正缓慢的漂移。取决于可能从照明系统12正常的射束路径提取的投射光的份额有多大，可以改变时间间隙，或可以以此方式同时校准个别、一些或全部镜元件28。

7.校准-第二实施例

图11在纵览图中示出上面已详细描述的测量装置另一种校准方法。按本实施例的校准方法也可以独立于测量装置使用。因此也可以考虑使用，当含有有关镜元件28取向信息的信号，并非由上述测量装置，而是由其他传感器或测量装置提供时。

尤其是，本实施例的校准方法可以被有利地使用，从而直接校准驱动镜元件28的调节参数，如果选择多镜阵列26的一种所谓的前馈(Feed-Forward)运行方式，其中为了反馈不一定要设置单独的传感器或测量装置。由后面的说明中可以清楚看出，这基于以下事实：为了再校准可能的缓慢作用过程，如漂移、充电等，尤其可以用低成本快速重复已介绍的校准方法，以及甚至可以在曝光机10的曝光过程中针对各个镜元件28实施。

按本实施例，在光瞳面规定的位置产生一些透射减少50％的区域102。为此，可例如在光瞳面内或附近设透明的校准板104。这些减少透射的区域102，分别有由反射的投射光束34在光瞳面内产生的光斑的尺寸。它们在这里构成一种校准标尺，它或相对于照明系统12的光轴固定，或可更换地设在一个准确规定的位置上并按角度精确取向。采用恰当的方法，透射减少的区域104也可以设在已经存在的元件上或内，例如光瞳光学部件94上。

为了校准镜元件28，在场平面(field plane)内，例如投射物镜20的物镜面或像平面内，安置强度传感器。强度传感器记录强度分布106，而各个镜元件28通过赋予它的反射的投射光束34，沿预定路径，例如沿坐标轴，照射光瞳面的不同位置(见图11右上方曲线图)。图11中针对一个镜元件28的运动，举例表示了这种强度分布106，在运动时光斑沿X轴线以光瞳平面为中心移动，亦即到光轴之外。若来自镜元件28的反射的投射光束34照射透射减少的区域104，则它作为强度的下降被强度传感器记录。

以此方式借助恰当地布置透射减少的区域102及相应的评估装置，后者记录强度分布106的最小值以及根据对区域104的了解配置在光瞳面内部的规定的位置，可以校准同时测量多个镜元件取向的测量装置的测量信号。由此将测量装置确定的镜元件28的倾斜角，与投射光32照明角的绝对角度位置联系起来，如图10右下方的曲线图所示。

按一项有利的进一步发展，取代普通的强度传感器，在场平面内采用角度解析的强度传感器。由此，不仅可以确定光是否确实照射场平面内的点，而且还可以确定是来自哪些方向的光照射了这一点。因为在该场平面内不同的方向与光瞳面内的位置相关联，所以借助这种角度解析的强度传感器，甚至可以同时校准多个镜元件28。因此各自照射的透射减少的区域102应处于彼此离得尽可能远的位置，使强度传感器仍能足够准确地解析在场平面内相关联的方向。

为了防止投射曝光设备10在光瞳面上投射操作过程中，透射减少的区域102内出现局部强度下降，总是将否则将提供的两倍这么多反射的投射光束34引导到要照明的区域102上。因为这些区域102的透射如上所述是50％的量，所以两倍投射光束34可产生期望的强度。以此方式，尽管校准板104固定使用，但仍能在光瞳面内造成均匀的强度分布。

在上面介绍的实施例中发生了透射减少约50％，因此这种透射减少区102在投射操作时用双倍的镜数，或用双倍反射的投射光束34照明。透射减少区102也可以减少为1/n，其中n是大于或等于2的整数。在这种情况下，在各自透射减少区102投射操作时，用n个反射的投射光束34照明。

在各反射的投射光束34有大约相同强度时，这些实施例是推荐的。然而若各反射的投射光束34的强度彼此有明显的差异，则n也可以是一个不同于整数的数。在这种情况下，当投射操作时，透射减少区102用多个反射的投射光束34照明，使得对于赋予透射减少区102的角度，在场平面内达到期望的强度。

作为替换，校准板104在正常的投射操作期间，也可以从射束路径移开。

8.调整-第一实施例

至此所介绍的设备和方法，适用于确定多镜阵列26的各个镜元件28的倾斜角。一旦能够得到有关倾斜角的信息，则必须借助调节系统保证，尽可能准确遵守倾斜角规定的设定值。优选地，射束偏转元件的全部中性设置的平均值可以调整为有至少1/6000的精度。此外，相对于此中性设置的相对设置可调整为有至少1/500的精度。

调整持续时间t_设置(镜元件28必须在此时间内取向)通过这些时间确定，亦即为了微光刻投射曝光设备10的合理工作，应当在这些时间之内改变光瞳照明。典型地，所述时间处于10ms-50ms范围内。这直接影响调节系统的带宽，亦即旨在测量并调整镜元件28的倾斜角的频率。

对于可以排除个别镜元件28被相邻镜元件28或外部影响激振的多镜阵列26而言，在有些情况下可以取消主动阻尼，只要多镜阵列26的机械特性对于所谓的前馈控制足够稳定。

但尽管如此重复校准个别镜元件28往往是恰当的，因为在镜面30的法线矢量nv与施加的控制信号sv之间的关系，可由于不同的影响随时间改变。这种关系可用公式nv=K(t)*sv表达。其中量K(t)在一般的情况下是一个张量，因为控制信号sv也可能例如通过静电彼此影响。如果张量K本身的时间依赖性取决于外部参数p，例如温度，则这些影响可以通过单独的测量装置(例如温度传感器)测量。张量不仅是时间t的函数，而且也是参数p的函数(亦即K=K(t，p))。张量K(t，p)可利用来确定控制信号sv，无须实施重新校准。

然而因为通常决不可能完全抑制一些不确知的影响，所以尽管如此仍然需要重复校准。例如对于合理的前馈控制，在调整持续时间为10ms时，为了校准测量单个镜元件28的倾斜角，校准速率为1kHz(亦即调整时间的十分之一)可能是必要的。

在不再能排除由于内或外干扰引起振动的多镜阵列26中，而提供一种闭式控制回路。在镜元件28倾斜振荡典型的固有频率为1-2kHz时，对于每个镜元件28的各个相应的坐标，得到测量和调整速率为1-2kHz，优选地10-20kHz。在具有至少4000个镜元件28的多镜阵列26中，这导致每个坐标，例如倾斜角或平移，测量速率超过4MHz。

为此，可使用控制回路，根据接受的测量装置的传感器信号，该控制回路直接作用于控制镜元件28倾斜角的调节参数s，使得尽可能准确地遵守倾斜角设定值。为此目的，通常使用所谓PID(比例积分微分)调节器，它接收调节差e，亦即反射角设定值与实际值之间的偏差，作为输入信号。然后，根据PID调节器比例部件(P)、积分部件(I)和微分部件(D)的调整，相应地确定调节参数s，它又重新影响反射角的实际值。这种闭式控制回路按所谓的调节频率f工作。

然而，这里在多镜阵列26的镜元件28的调整方面存在下列问题。首先传感器信号的微分往往难以进行，因为测量装置的传感器值非常易受不确定性影响。因此微分在为微分部件(D)核定的调整环节内通过不连续过滤，可导致强烈的噪声放大，使得到的调节信号无法使用。另一方面，调节差e只能用提供镜元件28倾斜角测量值的采样频率计算。由于镜元件28巨大的数量，例如几千或甚至数万个镜元件28，极大限制了单个镜元件28的最大采样频率。由此控制回路也只能以一个与所述小的采样频率相应的调节频率f工作，从而可导致较大地偏离设定值。

图12表示控制回路的调节方案，它使用基于模型的状态评估器，并因而没有上面提及的那些缺点。基于模型的状态评估器，以模型为基础，以及借助受到可能的不确定性(例如由于测量方法)影响的传感器信号，估计镜元件28当前的倾斜角。为此，基于模型的状态评估器借助内部模型，根据(受不确定性影响的)传感器信号，计算出估计的状态矢量，亦即例如估计的倾斜角x和估计的倾斜角x点的时间导数。状态矢量也可以包括多个倾斜角和/或镜元件28的其他位置参数以及其动态特征，例如它们的时间导数。

然后比较此估算的状态矢量与系统的设定状态，亦即倾斜角实际的设定值及其时间导数。尽管在这里也由反射角设定值通过微分确定倾斜角的时间导数，但所述的微分没有什么困难，因为倾斜角的设定值不受不确定性影响。除了调节差e外，还根据所述的比较得到调节差的时间导数de，它们共同构成调节差矢量(e，de)。

现在将该调节差矢量(e，de)传输给一种调节算法，它计算控制参数s并传输给镜元件28的控制器。图13中详细表示了此调节算法的调节方案。由图13可以看出，调节算法有三个比例元件，借助它们可以确定不同调节部件的影响。第一个比例元件KP相应于PID调节器的比例部件(P)，其中调节差e仅乘以一个常数。第二个比例元件KI将为调节差e积分的积分器的输出信号乘以一个常数，并因而相应于PID调节器的积分部件(I)。第三个比例元件KD相应于PID调节器的微分部件(D)，其中，如上面说明的那样，将要传输给调节算法的调节差e的时间导数de与一个常数相乘。全部三个调节器部件相加后作为调节参数s输出。

这种控制回路基于以模型为基础的状态评估器，也可以使用数字形式的带有较强不确定性的测量信号，如采用普通的PID调节器的情况。

作为产生以模型为基础的状态评估器的出发点，推荐使用由文献已知的状态评估器，它们尤其适用于在估计时考虑测量信号的随机不确定性，这些状态评估器能相应地适应具体应用情况的要求。这方面的例子是卡尔曼滤波器（Kalman filter）、扩展的卡尔曼滤波器(EKF)、无线索式(unscented)卡尔曼滤波器(UKF)或微粒过滤器。

因为这些以模型为基础的状态评估器，也可以以高于测量信号的采样频率的速率输出估计的状态矢量(x，x点)，所以尽管镜元件28数量巨大和与此相关联地每个镜元件28低的采样频率，调节仍能以高的调节频率f进行。由此镜元件28倾斜角可以达到足够的精度。

在卡尔曼滤波器中，在以当前倾斜角的泰勒展开为基础的运动学模型方案与动力学模型方案之间加以区分，该动力学模型方案更加精确地模拟特别在不提供测量值的时期内系统的特性。

此外，所有的调节元件可多重或共有地存在，用于调节多个镜元件28。因此所有的调节参数，例如调节参数s，可以作为矢量，其分量的数量与镜元件28的数量相同。

对此的一种恰当的应用是，控制回路还借助软件或FPGA芯片执行，因为尤其以模型为基础的状态评估器可以由此被灵活设计。

9.调整-第二实施例

具有多镜阵列26用于照明光瞳面的照明系统12，一个重要的方面是在调整各个镜元件28时可以具有的速度和精度。记录镜元件28倾斜的检测装置的关键数据，在这里通过对照明系统12光瞳成形部分92和照明系统12的设计所提出的光学和机械方面的总体要求决定。

按一种实施例，多镜阵列26总共有64×64=4096个镜元件28，它们各沿两条轴线单独控制以及必须单独测量其倾斜角。采用迄今现有技术中已知的方案，如此大量的镜元件28不可能以所要求的精度和根据对当代投射曝光设备10的要求决定的短的时间内调整。这是因为，每个镜元件28应能沿两条轴线围绕给定的中性位置采取至少±2°，如可能±3°的倾斜角，控制系统必须掌控这一角度范围，具有约11微弧度的系统性精度以及约140微弧度的统计学不确定性。

因此有必要测量镜位置，并借助控制回路实施修正。在这里，为了测量全套4096个镜元件28，可供使用的时间约1ms，也就是说，必须能在约250ns内以所要求的精度地确定每个镜元件28的倾斜角。此外，镜元件的倾斜角还应各借助测量光束62测量(见图10的实施例)，其中，反射的测量光束64在镜面30上反射后的传播方向提供了关于倾斜角的信息。因此，目的在于足够迅速地确定所反射的测量光束64的倾斜角。

为此，如上面已说明的那样，通过使用傅里叶光学部件，例如检测器会聚透镜66，将角度转换为位置并在位置传感器68上记录此位置。但由于结构空间受限，很难能使用4096个平行的如图5的实施例中表示的那种检测装置。也就是说，在不投入巨大的费用的情况下，就像在图10所示实施例中那样，可以分别仅使用一个位置传感器68和傅里叶光学部件。付出高昂的代价，大约可以安装四个检测装置，但目前几乎不可能安装4096个检测装置。因此要达到的目的是，只用一个位置传感器68和一个傅里叶光学部件，便能满足对测量及控制装置提出的要求。

为此，图14显示一种装置的示意结构，借助它可以实施一种倍增法，这种方法可以仅用一个位置传感器68，平行和独立地测量多个镜元件28。

如在图10的实施例中已提及的那样，作为测量照明的光源可使用激光器二极管的排列，即所谓VCSEL阵列98。这种具有64×64个阵点的正方形或六边形网格的VCSEL阵列98，已经可以在市场上买到。借助矩阵驱动，其中分别在行或列中的阳极和阴极互相连接，可以同时独立地控制达64个例如在一行内的激光器二极管。激光器二极管的光，通过固定安装在VCSEL阵列98上的微透镜阵列的准直器会聚透镜60，聚焦在多镜阵列26上。

作为位置传感器68，可考虑已商品化的不同方案。具有约4MHz带宽以及其噪声仍还允许所要求的测量精度的位置传感器68，在市场上已经可以买到，它也简称PSD(例如SiTek的2L4型)。但因为每个镜元件28的测量时间只允许约250ns，所以这种位置传感器68鉴于测量速度已限制了其工作能力。已经在寻找位置传感器68的替代方案，其可实现要求的空间分辨率和允许更短的测量时间。因此本发明涉及各种类型的检测器，其中SiTek的2L4PSDs的数据可被作为出发点。

根据PSD、放大器电路和模-数转换器的已发表的数据，可以推断出理论上可达到的统计学位置误差。因为它略小于要求，因此理论上可以通过时分倍增来分析镜元件28。VCSEL阵列98的激光器二极管在这里相继地接通，所以仅被一个镜元件28反射的测量光束64分别照射位置传感器68。然而，由于激光器二极管和位置传感器68有限的带宽，测量所需的时间被缩短到小于100ns。这种方法在下文中称为“顺序”法，因为光源严格地相继接通以及一次仅一个被分别照明。

为了对抗限制性因素，例如位置传感器68的信号上升时间、DC偏离及其漂移、以及放大器的1/f噪声，激光器二极管并不相继地连接和断开，而是例如以四或八个激光器二极管成组同时工作。当然，一个组的各个激光器二极管的强度用不同频率正弦形地调制。由于相位敏感地检测位置传感器68的电极电流，亦即它的输出信号，在位置传感器68不同位置反射的不同测量光束64的部分，按其调制的频率分开。简单地说，按本发明的方法类似于用多个并行工作的锁定放大器的测量方法。

由此减少位置传感器68的信号上升时间严格地限制测量装置工作能力的作用。因此可以在所述带宽范围内并除此之外在振幅减小的情况下实现多个镜元件28倾斜角的测量。此外，消除了所有DC效应，亦即偏离、漂移和1/f噪声的影响。例如通过放大器的AC耦合，可以取消对于位置传感器68的PSD偏压所需的差动放大器，从而消除其噪声。此外，“死时间”(此时系统稳定化和不可能测量)的影响也显著减小。

作为AC耦合的副效果，还提高了位置传感器68的数字化传感器信号的质量，因为与使用的测量方法无关的最新一代的数-模转换器实现了仅在AC耦合时才达到最高分辨率。

与已知的锁定原理不同，系统不是用一种频率而是用多种频率同时调制。就此特点而言，本系统有些类似于傅里叶干涉仪。

特别选择频率和数据记录时间，使得可以利用严格的周期性边界条件。因此也可以由非常短的数据流实现无误差的傅里叶分析，以及没有必要如在锁定放大器中那样使用平化或倍增式“窗口”。

尽管与所说明的方法容易看出的优点相比还存在一些缺点，然而这些缺点可易于克服：

位置传感器68能处理的最大光强度受到限制。因此在多个光源同时照明时，应当减小每个光源的亮度，从而降低信号幅度与噪声比。然而这种幅度损失通过更长的可用测量时间补偿，因此限制最大光强度自身不会带来附加的测量误差。

基于频率的选择(见下文)，需要大于4MHz的带宽。同时调制的光源越多，所需带宽越大。由于位置传感器68有限的带宽，在频率较高时信号幅度较小，并因而统计学误差较大。

为了卓有成效地实施技术，关键是正确选择测量频率。为了避免在傅里叶分析中的窗口问题，选择频率，从而在测量间隙分别测量每个频率的整数周期。因此对于所有频率，测量间隙的边界是周期性的边界条件。因此不需要窗口，以及测量信号准确地正交，从而防止在傅里叶分析时的信道串扰。

VCSEL阵列98及其电子设备表明，在驱动信号与发光度之间是非线性关系。因此除测量频率外，光场还含有其谐波。如果一个激光器二极管的这种谐波与另一个激光器二极管(亦即另一个镜元件28)的测量频率重合，则赋予此另一个激光器二极管的测量结果被损害。因此应当没有一个测量频率是另一个测量频率的多倍。为了确保这一点，频率作为素数分布在带宽内。

在此具体例子中适用的是，每个镜的测量周期达到250ns。当四个光源同时活动时，需要四个频率，以便同时分析四个镜元件28。因此这种测量持续时间为1μs(忽略数量级为200ns的过渡时间)。因此周期性边界条件适用于那些是1MHz多倍的频率。因此，1MHz前四个素数的多倍是，频率2MHz、3MHz、5MHz和7MHz。在同时测量八个时，间隙为2ps长以及测量频率为1、1.5、2.5、3.5、5.5、6.5、8.5和9.5MHz。频率数量的最佳选择，取决于位置传感器68的带宽。通过模拟得出，对于Silek2L4和要求的关键数据的最佳值处于四个与八个频率之间，准确的值也可以通过实验确定。因为素数的密度随值的增大而减小，所以随着测量频率数增加带宽也增大，由此降低位置传感器68可使用的信号幅度，这再次影响精度。

由于可以在位置传感器68上检测到最大值的有限的总强度，也必须选择光源的发光度，使得不超过位置传感器68的饱和极限。为此，合理的是应将光源控制为使最大总强度尽可能小，由此可将每个光源的平均功率调整得尽可能高。因为频率通过素数分布确定，以及每个光源有相同的幅度，所以最大总发光度可通过调整相对相位最小化。非线性数值最小化的结果是，仅通过恰当选择相位，便能达到显著减小最大强度。最大值用单个最大强度的多倍表达，例如在4个光源时为2.93，在6个光源时为4.33，在8个光源时为5.57。

与前述顺序采样镜元件(不调制)相比，所介绍的方法突出的优点是，位置传感器68的速度并不意味着对于测量精度根本性的限制。原则上可以任意迅速地测量，尽管由于降低了信号幅度使测量精度受损。不过由此可以设想(以及在计算装置中通过相应地设计评估软件易于实现)，依据指令在不同速度与精度之间转换。因此例如当测量误差较大时，对于镜的主动阻尼可以将所有镜调整为0.2ms的采样时间，以及在全精度时对于实际的调整过程重新返回为1ms。当纯粹顺序测量时，用SiTek2L4不再能达到测量频率0.2ms。因此本方法在给定的条件下(亦即当用SiTek的2L4应达到采样时间为0.2ms，以便主动阻尼)不仅是一种有利的方案，而甚至有可能是唯一可行的方案。

为了执行所述的测量方法需要下列部件：

·包括多个光源的测量照明装置，它设有恰当数量的主控放大器，从而使4、6、8等成一组的光源可以同时工作。

·信号发生器，它可以产生频率和相位相关的正弦信号，其中信号的数量与同时控制的光源数量相同。为此，按DDS原理(Direct Digital Synthesis:直接数字式合成器)的发生器是非常适用的。

·四个模-数转换器，它们将位置传感器68预放大的信号数字化。因为这种技术以同步检测为基础，所以转换器的时钟源可以由与信号发生器的时钟相同的基准导出。

·计算装置，它可以评估模-数转换器的传感器信号。对于此类任务合理的是，在这里使用可编程的逻辑单元，例如FPGA(Field-Programmable GateArray:现场可编程门阵列)。因此计算装置(FPGA)有下列主任务：

○收集四个ND转换器的测量数据。

○数字地产生频率与光源频率相同的正弦和余弦信号。

○用A/D转换器数据倍增正弦和余弦信号。这使得每个使用的频率得到8个乘积。

○经过在测量间隙累加这些乘积。这些和数给出未标准化的0°和90°分量，由它们通过二次加法可以确定各自输入信号的幅度。

由这些幅度，通过简单的加法、减法和除法，确定各自镜的2D角度位置。这些运算可有比较多的时间，因为这种运算每个镜只须实施两次。

通过利用在现代化的FPGAs中可提供的计算装置，可以在单个的FPGA中用适度的费用完成此项任务。

由图14可见FPGA包括主功能在内的电子装置方块图。

在计算单元108中只画有计算量大的运算。“MAC单元”是乘法-加法单元，它以8*n倍的形式提供，其中n是光源的数量，它们同时用不同的频率调制。除计算单元108(它作为FPGA的“Firmware”执行以及不直接在硬件内表现出来)外，本系统与惯用的“顺序”测量方法非常类似，由此可以低成本制成。在此简图中，已经主要在FPGA(D/A转换器在右下方)中集成了DDS装置的功能，尽管这也可以用市场上的DDS构件执行。

10.结束语

上面结合光瞳面的照明提及的测量和设备，毫无疑问也可以有利地被用于主动式掩模，其中同样设微镜排列作为可控元件。

同样，多镜阵列可以用其他反射或透射元件替代，只要它们能使入射光在元件的不同分区内通过施加控制信号沿不同方向偏转。这些不同的可供选择的结构，可例如包括光电或声光元件，在它们中通过使得适用的材料受到电场或超声波的影响，可以改变折射率。折射率的这种改变可被用于达到期望的光偏转。

尽管借助所附实施例详细说明了本发明，但对于本领域技术人员明显的是，可以就省略一些已说明的特征和/或将介绍的特征组合而言，替代或改进是可能的，且并不脱离所附权利要求书请求保护的范围。

Claims (5)

1.一种系统，包括：

a)由可单独控制的射束偏转元件组成的布置，所述布置构造成为光瞳面可变地照明，其中，每个射束偏转元件根据施加到射束偏转元件上的控制信号偏转入射投射光束，

b)构造成产生测量信号的测量装置，

c)基于模型的状态估算器，对于每个射束偏转元件，所述状态估算器构造成利用测量信号计算估计的状态矢量，该状态矢量体现由射束偏转元件引起的投射光束的偏转及其时间导数，

d)调节器，对于每个射束偏转元件，所述节器构造成接收从所述基于模型的状态估算器估算的状态矢量和由射束偏转元件引起的投射光束的偏转及其时间导数的目标值，

其中，所述调节器进一步构造成通过使用所述估算的状态矢量以及目标值计算施加在射束偏转元件上的控制信号，

其中，所述系统为微光刻投射曝光设备的照明系统。

2.按照权利要求1所述的系统，其中，所述基于模型的状态估算器构造成按一定的时钟频率输出估算的状态矢量，该时钟频率高于产生测量信号的时钟频率。

3.按照权利要求1所述的系统，其中，所述基于模型的状态估算器是卡尔曼滤波器。

4.按照权利要求1所述的系统，其中，所述调节器包括：

a）第一比例元件，构造成为馈送至所述调节器的调节差乘以一个常数，

b）第二比例元件，构造成为所述调节差积分的积分器的输出信号乘以一个常数，

c）第三比例元件，构造成为所示调节差的时间导数乘以一个常数。

5.按照权利要求4所述的系统，其中，所述调节器构造成通过将所述第一比例元件的输出、第二比例元件的输出及第三比例元件的输出相加来计算所述控制信号。

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