CN115461978A - 驱动装置、光学系统和光刻设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于驱动电容致动器(200)的驱动装置(100)，电容致动器(200)用于致动光学系统(300)的光学元件(310)，该驱动装置(100)包括：用于施加驱动电压(U DC)到致动器(200)的驱动单元(110)，用于设定从动的致动器(200)的特定位置，其中驱动单元(110)和致动器(200)经由第一节点(K1)耦联；由激励信号(s(t))控制并耦联到第一节点(K1)的源(120)，用于将时间相关的AC电流信号(I(t))馈送到第一节点(K1)中，使得由于驱动电压(UDC)和与AC电流信号(I(t))和致动器(200)的阻抗(Z)的乘积对应的AC电压的叠加而在致动器(200)处产生特定AC电压；滤波器单元(130)，连接到致动器(200)的输出且用于对致动器(200)的输出信号(A)进行滤波；以及确定单元(140)，耦联到滤波器单元(130)的输出端并配置为取决于经滤波的输出信号(r(t))确定致动器(200)的阻抗行为(IV)，并在其输出端输出用于驱动源(120)的激励信号(s(t))。
Description
技术领域
本发明涉及用于驱动光学系统的致动器的驱动装置、涉及包括这种驱动装置的光学系统并且涉及包括这种光学系统的光刻设备。
通过引文将优先权申请DE 10 2020 205 279.4的全部内容并入本文。
背景技术
具有可致动光学元件——例如微透镜元件阵列或微反射镜阵列——的微光刻设备是已知的。微光刻用于制造微结构化部件，诸如集成电路。使用具有照明系统和投射系统的光刻设备执行微光刻过程。在这种情况下，凭借投射系统将凭借照明系统照明的掩模(掩模母版)的像投射到涂覆有感光层(光刻胶)且布置在投射系统的像平面中的基板(例如硅晶片)上，以便将掩模结构转印至基板的感光涂层。可以凭借可致动光学元件改进掩模在基板上的成像。作为示例，可以补偿曝光期间导致放大和/或模糊成像的波前像差。
凭借光学元件进行的这种校正需要检测波前和信号处理，以便确定能够根据需要校正波前的光学元件的相应的位置。在最后的步骤中，需要放大相应的光学元件的驱动信号并将其输出到光学元件的致动器。
作为示例，PMN致动器(PMN；铌镁酸铅)可以用作致动器。PMN致动器可实现亚微米范围或亚纳米范围内的距离定位。在这种情况下，具有上下叠置的致动器元件的致动器经受由于施加DC电压而导致特定线性膨胀的力。通过DC电压(DC；直流电)设定的位置可能会在由DC电压驱动的致动器的基本产生的谐振点处受到外部机电串扰的不利影响。由于这种机电串扰，不再能够以稳定的方式设定精确定位。在这种情况下，施加DC电压越高，机械谐振越大。所述谐振点也可能在长期内改变，例如由于温度漂移或由于当粘合剂材料的机械连接改变时的粘合剂漂移的、或者由于迟滞或老化。在这种背景下，阻抗测量会很有帮助。
然而，常规的阻抗测量装置通常成本太高，而且不具备在线能力，也就是说，它们通常不能用于光刻设备中。此外，通常为过高阻抗值而设计的集成阻抗测量桥被证明不适用于光刻设备中的本应用，因为这里感兴趣的阻抗值范围包括多个数量级且感兴趣的范围只是整个范围的一小部分。
针对上述背景，本发明的目的是提供改进对光学系统的致动器的驱动。
根据第一方面，提出了一种用于驱动光学系统的电容致动器的驱动装置。驱动装置包括：
用于向致动器施加驱动电压的驱动单元，用于设定从动的致动器的特定位置，其中驱动单元和致动器经由第一节点耦联，
由激励信号控制并耦联到第一节点的源，用于将时间相关的AC电流信号馈送到第一节点，使得由于驱动电压和与AC电流信号和致动器的阻抗的乘积对应的AC电压的叠加而在致动器处产生特定的AC电压，
滤波器单元，连接到致动器的输出端并用于对致动器的输出信号进行滤波，以及
确定单元，耦联到滤波器单元的输出端，并配置为取决于经滤波的输出信号确定致动器的阻抗行为，并在其输出端输出用于驱动源的驱动信号。
致动器特别是PMN致动器(PMN；铌镁酸铅)或PZT致动器(PZT；锆钛酸铅)。致动器特别地配置为致动光学系统的光学元件。这种光学元件的示例包括透镜元件、反射镜和自适应反射镜。
本驱动装置能够以在线能力快速确定致动器的阻抗行为，特别是安装在光刻设备中的致动器的阻抗测量。
基于所确定的致动器的阻抗行为，合适的补救措施或对策，特别是主动在线校准或在线阻尼，也可以凭借驱动信号和在第一节点处馈入的对应AC电流信号来实现。
根据一个实施例，源包括由激励信号控制的信号发生器，以及由受控的信号发生器的输出信号控制的电流或电压源，以用于输出时间相关的AC电流信号。
根据其他实施例，确定单元配置为确定信号发生器的输出端和滤波器单元的输出端之间的区段的传递函数，其中该区段包括受控的电流或电压源、第一节点、致动器和滤波器单元以确定确定的传递函数的逆函数，并使用计算的逆函数生成驱动信号。
逆函数也可以称为逆传递函数。作为逆传递函数的替代方案，也可以使用传递函数的一些其他变换，该变换特别地可以引起致动器的谐振点，以便能够最佳地确定它们。
根据其他实施例，传递函数是实施为与时间相关的激励电压的驱动信号和实施为复激励响应电压的经滤波的输出信号的频率相关的信号传递函数。
根据其他实施例，滤波器单元被实施为用于提供经高通滤波的输出信号的高通滤波器。
优选地，确定单元然后可以取决于经高通滤波的输出信号来确定致动器的阻抗行为。
根据其他实施例，提供连接在高通滤波器下游的峰对峰检测器和连接在峰对峰检测器下游的输出级，用于提供至少一个窄带部分输出信号，其中确定单元配置为基于经高通滤波的输出信号实行致动器的阻抗行为的宽带确定和/或基于至少一个窄带部分输出信号来实行致动器的阻抗行为的窄带确定。
特别是在致动器的阻抗行为的宽带确定中使用了反傅里叶变换。由于这个原因，确定单元对阻抗行为的宽带确定也可以称为IFT模式(IFT；逆傅里叶变换)。在阻抗行为的窄带确定中，可以非常准确地检查或扫描窄频带。为此，通过确定单元对阻抗行为的窄带确定也可以称为扫描模式。
根据其他实施例，确定单元配置为取决于致动器的确定的阻抗行为以生成驱动信号，使得在致动器处出现的特定AC电压的振幅在频率之上恒定。
具有在频率之上恒定的振幅的特定AC电压的优点在于，非常精确地定位待致动的光学元件是可能的。
根据其他实施例，驱动装置配置为通过开环控制，使用驱动信号将在致动器处出现的特定AC电压控制到在频率之上恒定的振幅。
根据其他实施例，驱动装置配置为通过闭环控制，使用驱动信号将在致动器处出现的特定AC电压控制到在频率之上恒定的振幅。
取决于应用，可以通过开环或闭环控制将特定的AC电压控制为在频率之上恒定的振幅。因此，可以采取合适的主动在线阻尼措施。
根据其他实施例，驱动单元包括DC电压源。此外，输入电阻耦接于DC电压源与第一节点之间。
根据其他实施例，源包括可控电压或电流源。此外，耦合电容连接在电压或电流源与第一节点之间。
根据其他实施例，驱动装置配置为驱动光学系统的多个、即N个电容致动器。在这种情况下，光学系统的光学元件被分配给每个致动器。作为示例，N＝100。
根据其他实施例，将相应的致动器分配给用于施加驱动电压到致动器以设定从动的致动器的特定位置的相应的驱动单元，并且分配给连接到致动器的输出端且用于对致动器的输出信号进行滤波的相应的滤波器单元。在这种情况下，确定单元耦联到相应的滤波器单元的输出端并且配置为取决于相应的经滤波的输出信号确定相应的致动器的阻抗行为并且在其输出端输出相应的致动器的驱动信号。
确定单元特别地可以例如通过可以由确定单元驱动的多个开关选择待测量的致动器。特别地，确定单元配置为驱动所述开关，驱动该驱动单元，计算激励信号并对滤波器单元的输出进行采样。例如，确定单元实施为SPU(信号处理单元)。
在这种情况下，激励信号优选地是凭借逆傅里叶变换计算出的激励信号(IFT刺激)。在这种情况下，IFT刺激优选地从预定义的激励频率分布计算出，其中适当选择的激励分布特别可以例如通过故意选择在谐振频率附近平坦的频率响应来增加阻抗测量的灵敏度。
根据其他实施例，相应的第一节点凭借相应的可控开关可连接到源。在这种情况下，确定单元配置为，出于确定多个致动器中的特定致动器的阻抗行为的目的而驱动分配给特定致动器的驱动单元和分配给特定致动器的开关。
相应的单元，例如确定单元，可以在硬件技术方面和/或在软件技术方面或者作为两者的组合来实现。在硬件技术方面的实施方式的情况下，相应的单元可以实施为装置或装置的部件，例如作为计算机或作为微处理器。在软件技术方面的实施方式的情况下，相应的单元或一部分单元可以实施为计算机程序产品、函数、例程、独立过程、程序代码的部分或可执行对象。
根据第二方面，提出包括多个可致动光学元件的光学系统。将多个可致动光学元件中的每一个分配给致动器并且将每个致动器分配给根据第一方面或第一方面的实施例之一的用于驱动致动器的驱动装置。
光学系统特别地包括微反射镜阵列和/或微透镜元件阵列，其具有可彼此独立地致动的多个光学元件。
在实施例中，可以限定多组致动器，其中将一组中的所有致动器分配给同一驱动装置。
根据第三方面，提出包括根据第二方面的光学系统的光刻设备。
例如，光刻设备包括照明系统和成像系统。照明系统特别地包括光源和束整形光学单元。成像系统特别地包括用于将掩模成像到基板上的成像光学单元。
该光学系统可以用于照明系统、束整形光学单元以及成像系统中。在优选的实施例中，光学系统被实施为微透镜元件阵列或微反射镜阵列并且例如用于成像系统中的波前校正。
光刻设备例如为EUV光刻设备或者DUV光刻设备，该EUV光刻设备的工作光在0.1nm至30nm的波长范围内，DUV光刻设备的工作光在30nm至250nm的波长范围内。
优选地，光刻设备附加地包括测量系统，该测量系统配置为检测波前并且配置为输出用于凭借光学系统校正波前的校正信号。校正信号特别地可以用作用于驱动装置的输入信号。
目前情况中的“一；一个”应不一定被理解为限制于恰好一个元件。当然，还可以提供多个元件，例如两个、三个或更多个。在此使用的其他任何数值不应理解为存在对恰好陈述数量的元件的限制。相反，除非有相反指示，否则向上和向下的数值偏差都是可能的。
本发明其他可能的实施方式还包括在上文或下文相对于示例性实施例描述的特征或实施例的没有明确提到的组合。在这种情况下，本领域技术人员还将增加各个方面，作为对本发明的相应的基本形式的改进或补充。
本发明的其他有利的配置和方面是从属权利要求的主题并且也是在下文中描述的本发明示例性实施例的主题。在下文中，参考附图基于优选的实施例更详细地解释本发明。
附图说明
图1示出了用于驱动光学系统的电容致动器的驱动装置的第一实施例的示意框图；
图2示出了根据图1的致动器的第一近似的等效电路图；
图3示出了用于图示根据图1的致动器的控制电压相关的机电谐振的图；
图4示出了用于驱动光学系统的驱动电容致动器的驱动装置的第二实施例的示意框图；
图5示出了用于图示根据图4的致动器的经滤波的输出信号的测量电压分布的图；
图6示出了用于图示用于生成根据图4的激励信号的确定的传递函数及其逆函数的图；
图7示出了用于图示根据图4的用于生成激励信号的合适相位分布的示例性实施例的图；
图8A示出了用于图示合适的激励信号和得到的响应信号的AC分量的示例性实施例的图；
图8B示出了用于图示合适的激励信号的另一示例性实施例的图；
图9A示出了用于图示根据图4的致动器对于预定义的驱动电压的待测量的理论阻抗行为的图；
图9B示出了用于图示根据图4的致动器对于预定义的驱动电压的实验测量的阻抗行为的第一图；
图9C示出了用于图示根据图4的致动器对于预定义的驱动电压的实验测量的阻抗行为的第二图；
图10示出了光学系统的实施例的示意框图；
图11A示出了EUV光刻设备的实施例的示意性视图；以及
图11B示出了DUV光刻设备的实施例的示意性视图。
具体实施方式
除非相反指示，相同的元件或者具有相同功能的元件在图中已经配备有相同的附图标记。也应注意的是在附图中的图示并不一定按照比例。
图1示出了用于对光学系统300的电容致动器200进行驱动的驱动装置100的第一实施例的示意框图。光学系统300的示例在图10、11A和11B中示出。
致动器200例如可以是PMN致动器(PMN；铌镁酸铅)或PZT致动器(PZT；锆钛酸铅)。致动器200适合于致动光学元件310，例如透镜元件、反射镜或自适应反射镜。
根据图1的驱动装置100的第一实施例也将在下面参考图2和图3和其他附图进行解释。在这种情况下，图2示出了根据图1的致动器200的等效电路图，特别是在谐振点的区域中，并且图3示出了用于图示根据图1的致动器200的机械谐振的图。
图1中的驱动装置100包括用于施加驱动电压UDC到致动器200的驱动单元110，用于设定从动的致动器200的特定位置。驱动单元110和致动器200经由第一节点K1耦联。在图1的示例中，驱动单元110为DC电压源，并且驱动电压UDC是DC电压。在这种情况下，输入电阻RIN连接在DC电压源110与第一节点K1之间。
根据图2中的等效电路图，致动器200可以被认为是包括RS、CS和LS的与DC电压无关的RLC串联电路，其中其他RLC串联电路包括RX、CX和LX且与电抗部件(reactive component)CS和LS并联连接。根据图2的等效电路图，LS和LX在图2中简化的致动器等效电路图中应该是无损耗的理想电感。
下文说明，阻抗测量的动态范围和测量速度可以特别地凭借图1(和图4)中的测量架构和对应的选择的激励信号s(t)(例如见图8A)来增加。
将首先以解耦的方式考虑驱动电压UDC对谐振点(参见图3)的影响，从致动器200的待测量的阻抗行为IV(参见图9)开始。作为引入根据图2的串联电阻Rs的、首先以虚设方式考虑的纯电阻影响和相关联的谐振表现的结果，凭借同样虚设的电压相关串联阻尼电阻RX可以根据图1设计测量架构，其可以例如根据图9用于实行致动器200的合适阻抗测量。
图1中的驱动装置100还具有由激励信号s(t)控制并耦联到第一节点K1的源120，用于将时间相关的AC电流信号I(t)馈送到第一节点K1，使得由于驱动电压UDC以及与AC电流信号I(t)和致动器200的阻抗Z的乘积对应的AC电压的叠加而在致动器200处产生特定AC电压。
图1中的源120包括由激励信号s(t)控制的信号发生器121，以及由受控的信号发生器121的输出信号AS控制的电流或电压源122，用于输出时间相关的AC电流信号I(t)。用于耦联到第一节点K1的耦合电容CIN连接在电流或电压源122与第一节点K1之间。
图1中的驱动装置100还具有滤波器单元130，该滤波器单元130连接到致动器200的输出端且用于对致动器200的输出信号A进行滤波。
确定单元140耦联到滤波器单元130的输出端并且配置为取决于经滤波的输出信号r(t)确定致动器200的阻抗行为IV并且在其输出端处输出用于驱动源120的激励信号s(t)。
特别地，确定单元140配置为确定信号发生器121的输出端和滤波器单元130的输出端之间的区段的传递函数H(见图6)，其中该区段包括受控的电流或电压源122，耦合电容CIN、第一节点K1、致动器200和滤波器单元130。此外，确定单元140配置为确定所确定的传递函数H的逆函数I(参见图6)。在这种情况下，确定单元140优选地配置为使用计算的逆函数I来生成激励信号s(t)。
图4示出了用于对光学系统300的电容致动器200、205进行驱动的驱动装置100的第二实施例的示意框图。
图4中的驱动装置100适用于驱动光学系统300的多个、即N个电容致动器200、205，其中将光学系统的光学元件310分配给多个、即N个致动器200、205中的每一个。
在图4中，附图标记200表示当前待测量的致动器i，其中附图标记205表示当前就其阻抗行为没有被测量的其他的(N-1)个致动器。分别凭借开关S选择待测量的致动器200。为待测量的致动器200提供驱动单元110、滤波器单元130、峰对峰检测器150和输出级160。
类似于表示一组(N-1)个致动器的附图标记205，附图标记115表示用于该组(N-1)个致动器205的一组驱动单元。对应地，附图标记135表示用于所述(N-1)个致动器的一组滤波器单元，附图标记155表示用于所述(N-1)个致动器205的一组峰对峰检测器，并且附图标记165表示用于该组(N-1)致动器的一组输出级。
因此，将相应的致动器200、205分配给用于施加驱动电压UDC到致动器200、205的相应的驱动单元110、115，以用于设定从动的致动器200、205的特定位置，以及分配给连接到致动器200、205的输出端并用于对致动器200、205的输出信号进行滤波的相应的滤波器单元130、135。
图4中的确定单元140耦联到相应滤波器单元130、135的输出端。
如上所解释，在图4中开关S的开关位置的情况下，当前正在测量具有附图标记200的致动器i的阻抗行为IV。
在图4的示例中，滤波器单元130被实施为高通滤波器，用于提供经高通滤波的输出信号r1(t)。峰对峰检测器150和连接在峰对峰检测器150下游的、用于提供至少一个窄带部分输出信号r2(t)的输出级160连接在高通滤波器130的下游。在这种情况下，确定单元140配置为基于经高通滤波的输出信号r1(t)实行致动器200的阻抗行为IV的宽带确定和/或基于至少一个窄带部分输出信号r2(t)实行致动器200的阻抗行为IV的窄带确定。在这种情况下，确定单元140对高通滤波器130的输出进行采样以便获得信号r1(t)以及对输出级160的输出进行采样以获得信号r2(t)。此外，确定单元140控制开关S，其中分配给N-1个致动器205的开关S出于说明的原因未在图4中描绘，并且确定单元140计算源120的相应的激励信号s(t)。
例如，确定单元140被实施为SPU(信号处理单元)。综上所述，确定单元140控制开关S和驱动电压UDC，计算源120的激励信号s(t)并对高通滤波器130和输出级160的输出进行采样。
总的来说，在图4中的驱动装置100的情况下，用于快速在线测量单个致动器200、205的阻抗行为IV，实现以下措施：
1.使用包括驱动电压UDC和AC电压I(t)*Z的施加的DC+AC电压进行专用在线阻抗测量。在此涵盖了从Hz到100kHz数量级的应用测量频率。
2.宽带、低噪声可控电流或电压源122用作源120的部分。
3.在致动器阻抗处产生的电流或电压分布的测量信号(振幅响应和相位响应)在输出端130和160处耦合出。
4.跨致动器200的电压降的测量可以以窄带方式通过信号r2(t)(也称为扫描模式，例如凭借正弦激励信号)或以宽带方式凭借信号r1(t)(也称为IFT模式，例如凭借逆傅里叶变换)实行。
参考图2中的等效电路图，串联电阻RS(在零电压状态下。＝RS,0)的、首先以虚设方式考虑的纯电阻影响的阻抗变化的解耦和相关联的谐振表现是凭借同样虚设的控制电压相关的串联阻尼电阻RX来实现，其中如上所述，致动器200被视为与DC电压无关的RLC串联电路(RS、CS和LS)(参见图2)，并且包括RX、CX和LX的其他RLC串联电路与电抗部件CS和LS并联连接。
因此，RX的变化模拟DC电压影响到第一近似值；如果电阻RX(随着UDC变高而)减少，谐振被放大；相反，如果电阻RX(随着UDC变低而)减少，得到的谐振的表现较低。在这方面，图5示出了用于图示根据图2的致动器200的经滤波的输出信号r2(t)的测量电压分布的图。
可以等效地制定以下：致动器200的驱动电压UDC的增加(其因此导致实际RS的轻微变化)使得RX略有下降，其进而导致致动器200中的谐振的表现强烈。在这方面，图5示出了扫描模式下测量电压分布的峰值：对于没有谐振的致动器阻抗在稳定状态下的振幅测量值(串联电阻RS的变化)、在以选择的测量频率被测量的谐振的情况下(串联阻尼电阻RX的变化)。
对于耦合电容CIN和输入电阻RIN的合适设计，以下可以适用：
CIN>>CS且RIN>>RS
该方面的一个示例：对于如图4所示的多个、即N个致动器，CIN≥10*CS和RIN≥N*RS，以便确保激励信号(正弦或由IFT计算)的充分耦合。
可以凭借输出信号r1(t)的快速傅里叶计算(FFT；快速傅里叶变换)获得致动器谐振的快速宽带图像。最大测量频率可以是MHz数量级，优选地近似100kHz或更小。在这种情况下，激励信号s(t)是正弦信号或者优选地是凭借逆傅里叶变换计算出的激励信号。IFT刺激优选地根据预定义的激励频率分布来计算。在这种情况下，凭借适当选择的分布，阻抗测量的灵敏度特别地可以通过故意选择在谐振频率附近平坦的频率响应(参见图3)来增加。输出r2(t)的平面分布可以例如通过具有相对于致动器阻抗的反激励频率分布的激励信号s(t)来实现。
如上所述，图4中的确定单元140能够在线且快速地、尤其是实时地确定致动器200的阻抗行为IV。在此基础上，可以针对由于驱动电压UDC产生的致动器谐振中的机电干扰(见图3)来实现主动阻尼措施。
在这种情况下，确定单元140尤其配置为取决于致动器200的确定的阻抗行为IV来生成激励信号s(t)，使得在致动器200处产生的AC电压的振幅为在频率之上恒定。在这方面，图9A示出了用于图示根据图4的致动器200对于预定义的驱动电压UDC的待测量的理论阻抗行为的图。.详细地，在图9A中，曲线901表示致动器200的阻抗，曲线902表示致动器的实际电阻，而曲线903表示电容(相对于参考电容)。
因此，为了对感兴趣的频率范围内的所有致动器谐振进行更快的测量，可以使用根据图4的阻抗测量架构。在这种情况下，特别地，用于感兴趣的每个致动器，这里例如致动器200的宽带激励信号s(t)凭借从激励频率分布进行的逆傅里叶变换来计算，并被转移到足够快的数字模拟转换器，其例如容纳在信号发生器121中。
凭借输出信号r1(t)的快速傅里叶变换，对于使用施加驱动电压UDC的每个致动器都在感兴趣的频率范围内，所有谐振点都是实时确定的：
确定信号发生器121的输出端和高通滤波器130的输出端之间的区段的初始传递函数H，特别是利用0V的驱动电压UDC或RS＝RS,0.
然后计算初始传递函数H的逆传递函数或逆函数I(参见图6)。
然后可以从逆传递函数I的逆傅里叶变换和合适的相位分布Φ(f)计算激励信号s(t)。在这方面，图7示出了用于计算IFT激励信号s(t)的合适相位分布Φ(f)的示例性实施例。
在这方面，图8A示出了用于图示合适的激励信号s(t)以及得到的响应信号r(t)的AC分量I(t)*Z(jΩ)的示例性实施例的图。
此外，图8B图示了用于图示合适的激励信号s(t)的其他示例性实施例的图。图8B通过与图8A的比较示出了不同的激励信号s(t)。图8B中的激励信号s(t)基于与图8A的激励信号s(t)相比不同的相位函数。图8A和8B的比较示出了图8B中的能量比图8A中的能量随时间分布得更多。图8B中的激励信号s(t)也可以看作是一种伪噪声信号，也可以在光刻设备的操作期间被永久使用。
备选地，也可以使用传递函数H的一些其他变换来代替相对于传递函数H的逆传递函数I，所述一些其他变换可以特别引起致动器200的谐振点。在这种情况下，相位分布Φ(f)可以具有任何期望的分布。还可以针对各组致动器200、205或其子组使用不同不同频率范围，用于激励和检测。为此可以使用频分复用操作。
在这方面，图9B和图9C示出了用于图示根据图4的致动器200的实验测量的阻抗行为的图。如图9A所示，下降曲线901代表待测量的理论致动器阻抗，其中下降延伸超过三个数量级(在该示例性实施例中从10kΩ下降到10Ω)。如从图9A的放大图的方框中可以看出，对于驱动电压，可以看到致动器200的三个非常小的谐振点。
在此上下文中，根据图4的致动器200的阻抗行为是在针对预定义的驱动电压的实验中测量的。
致动器200的测量的阻抗行为展示出图9B和图9C中的三个谐振点RS1、RS2和RS3。第一谐振点RS1和第三谐振点RS3针对同一个驱动电压产生，该驱动电压也可以称为致动器DC电压，例如为75伏。f/fREF＝3.1处的第二谐振点RS2针对以下出现：三种不同的驱动电压或致动器DC电压为例如50伏、75伏和100伏。图9B中示出了放大图的方框示出了三个不同的峰值P1(对于100伏的驱动电压)、P2(对于75伏的驱动电压)和P3(对于50伏的驱动电压)能够在谐振点RS2处被区分。图9C中示出放大图的方框也示出了相同的内容，并且这强调了在第一谐振点RS1处，一个峰值是由单个致动器DC电压引起的，而在第二谐振点RS2三个峰值P1、P2和P3是由三个致动器DC电压引起。
总的来说，根据图9B和根据图9C的实验示出了如何正确映射长度例如恰好小于50毫秒的IFT激励的阻抗测量值。
激励信号s(t)的计算算法示例如下：
UStim(t):＝s(t)应该是高通滤波器130的输出电压——也是源120的输入电压；
UStim(jω)应为高通滤波器130的输出的复激励响应电压；
UStim(jω)应为关于高通滤波器130的输出信号的频率相关的信号传递函数UStim(jω)；
ZAct应为致动器阻抗；
Zo应为固定的、选择的参考电阻(例如10Ω或50Ω)；
α应为恒定的传递因子；并且
UStim,o应为SPU 140设定的电压振幅。
s(t):＝UStim(t)应为激励信号。因此在示例性实施例中以下等式适用：
UStim(jω)＝UStim,o.Ho1(jω)(2)接着：
如图9A所示，这导致除了要特别强调的致动器200的谐振点之外的频率响应的几乎平坦的分布。
图10示出了包括多个可致动光学元件310的光学系统300的实施例的示意框图。光学系统300在此被实施为微反射镜阵列，其中光学元件310是微反射镜。每个微反射镜310凭借分配的致动器200是可致动的。作为示例，相应的微反射镜310可以凭借分配的致动器200绕两个轴线倾斜和/或在一个、两个或三个空间轴线上移位。为清楚起见，仅描绘了这些元件的最高一行的附图标记。
光学系统300包括校正单元320，校正单元420配置为为每个微反射镜310生成输入信号E。作为示例，光学系统300被配置用于校正光刻设备600A、600B中的光波前(参见图6A、6B)，其中校正单元320例如取决于波前的测量形状和波前的目标形状来确定每个微反射镜310的目标位置并输出对应的输入信号E。
相应的输入信号E被馈送到分配给相应的致动器200的驱动装置100。驱动装置100例如通过经滤波、经放大调制信号fPWM来驱动相应的致动器200。驱动装置100已经特别是参照图1至9进行了描述。因此设定了相应的微反射镜310的位置。
图11A示出了EUV光刻设备600A的示意性视图，该EUV光刻设备600A包括束整形和照明系统602以及投射系统604。在这种情况下，EUV表示“极紫外”，并且表示在0.1和30nm之间的工作光的波长。束整形和照明系统602和投射系统604相应的配备在真空外壳(未示出)中，其中每个真空外壳借助于抽气设备(未示出)来抽气。真空外壳由机械室(未示出)包围，其中提供用于机械地移动或设定光学元件的驱动装置。而且，电控制器等等也可以提供在该机械室中。
EUV光刻设备600A包括EUV光源606A。例如可以提供等离子体源(或同步加速器)作为EUV光源606A，该等离子体源发射的辐射608A在EUV范围(极紫外范围)中，就是说，例如在5nm至20nm的波长范围中。在束整形和照明系统602中，聚焦EUV辐射608A，并且从EUV辐射608A中将期望的操作波长过滤出。由EUV光源606A生成的EUV辐射608A具有穿过空气相对低的透过率，因此在束成形和照明系统602中和在投射系统中的束引导空间被抽真空。
图11A中图示了束成形和照明系统602具有五个反射镜610、612、614、616、618。在通过束整形和照明系统602后，EUV辐射608A被引导到光掩模(掩模母版)620上。光掩模620同样实施为反射光学元件并且可以布置在系统602、604的外面。此外，凭借反射镜622可以将EUV辐射608A指引到光掩模620上。光掩模620具有凭借投射系统604以缩小的方式成像到晶片624等上的结构。
投射系统604(还被称为投射镜头)具有五个反射镜M1至M5，用于将光掩模620成像到晶片624上。在这种情况下，投射系统604的单独反射镜M1至M5可以关于投射系统604的光轴626对称地布置。应当注意的是，EUV光刻设备600A的反射镜M1至M6的数目不限于表示的数目。还可以提供更多或更少数目的反射镜M1至M5。另外，为了束整形，反射镜M1至M5通常在其前侧弯曲。
此外，投射系统604包括具有多个可致动光学元件310的光学系统300，例如参考图10描述的微反射镜阵列。光学系统300特别地被配置用于校正动态成像像差。包括光学系统300的投射系统604可以被称为自适应光学单元。从而可以提高光刻设备600A的分辨率。作为示例，取决于投射光的波前的经测量值，校正单元320生成输入信号E，其可以包括特别是用于相应的微反射镜310的单独信号。输入信号E由用于相应光学元件310的驱动装置100转换为经放大、经滤波的调制信号fPWM，并且输出到用于致动光学元件310的相应的致动器200。相应的致动器200对应地致动分配的微反射镜310。
图11B示出了DUV光刻设备600B的示意性视图，该光刻设备包括束整形和照明系统602以及投射系统604。在这种情况下，DUV表示“深紫外”，并且表示在30nm与250nm之间的工作光的波长。如参考图11A已经描述的，束整形和照明系统602以及投射系统604可以布置在真空外壳中和/或由具有对应驱动装置的机械室围绕。
DUV光刻设备600B具有DUV光源606B。作为示例，可以提供发射在193nm的DUV范围内的辐射608B的ArF准分子激光器作为DUV光源606B。
在图11B中图示的束整形和照明系统602将DUV辐射608B引导到光掩模620上。光掩模620实施为透射光学元件且可以布置在系统602、604的外部。光掩模620具有凭借投射系统604以缩小的方式成像到晶片624等上的结构。
投射系统604具有多个透镜元件628和/或反射镜630，用于将光掩模620成像到晶片624上。在这种情况下，投射系统604的单独的透镜元件628和/或反射镜630可以关于投射系统604的光学轴线626对称地布置。应该注意到，DUV光刻设备600B的透镜元件628和反射镜630的数目不限于所表示的数目。还可以提供更多或更少数目的透镜元件628和/或反射镜630。另外，为了束整形，反射镜630通常在其前侧弯曲。
此外，投射系统604包括具有多个可致动光学元件310的光学系统300，例如微透镜元件阵列，其可以特别根据参考图10描述的微反射镜阵列来构造，其中使用微透镜元件而不是微反射镜。光学系统300特别地被配置用于校正动态成像像差。包括光学系统300的投射系统604可以被称为自适应光学单元。从而可以提高光刻设备600B的分辨率。为了改进成像性能，在目前情况下从外部预定义输入信号E。输入信号E特别地包括用于光学系统300的每个微透镜元件310的单独信号。驱动装置100将包含在用于相应的微透镜元件310的输入信号E中的信号转换为经放大、经滤波的调制信号fPWM，并将后者输出到相应的致动器200。相应的致动器200对应地致动分配的微透镜元件310。
最后一个透镜元件628与晶片624之间的气隙可以替换为具有折射率>1的液态介质632。液态介质632可以是例如高纯水。这样的构造还被称为浸没式光刻，并且具有增大的光刻分辨率。介质632还可以被称为浸没液体。
虽然基于示例性实施例描述了本发明，但是仍可以通过多种多样的方式来修改本发明。
附图标记列表
100 驱动装置
110 驱动单元
115 一组驱动单元
120 源
121 信号发生器
122 受控的电流或电压源
130 滤波器单元
135 一组滤波器单元
140 确定单元
150 峰对峰检测器
155 峰对峰检测器的组
160 输出级
165 一组输出级
200 致动器
205 一组N-1个致动器
300 光学系统
310 光学元件
320 校正单元
600A EUV光刻设备
600B DUV光刻设备
602 束整形和照明系统
604 投射系统
606A EUV光源
606B DUV光源
608A EUV辐射
608B DUV辐射
610 反射镜
612 反射镜
614 反射镜
616 反射镜
618 反射镜
620 光掩模
622 反射镜
624 晶片
626 光轴
628 透镜元件
630 反射镜
632 介质
901 曲线
902 曲线
903 曲线
A 输出信号
aPWM 经放大信号
AS 受控的信号发生器的输出信号
CIN 耦合电容
CS 电容
CX 电容
E 输入信号
f 频率
fPWM 经滤波的信号
fREF 参考频率
H 传递函数
I 传递函数的逆函数
I(t) AC电流信号
IV 阻抗行为
K1 第一节点
K2 第二节点
K3 第三节点
LS 电感
LX 电感
M1 反射镜
M2 反射镜
M3 反射镜
M4 反射镜
M5 反射镜
P1 峰
P2 峰
P3 峰
r(t) 经滤波的输出信号
r1(t) 经高通滤波的输出信号
r2(t) 窄带输出信号
RIN 输入电阻
RS 电阻
RS,0 零电压状态下的电阻
RS1 谐振点
RS2 谐振点
RS3 谐振点
RX 电阻
S 开关
s(t) 驱动信号
UDC 驱动电压
UDC,1 驱动电压
UDC,2 驱动电压
UDC,3 驱动电压
Z 致动器的阻抗
Claims (15)
1.一种用于驱动电容致动器(200)的驱动装置(100)，所述电容致动器(200)用于致动光学系统(300)的光学元件(310)，所述驱动装置(100)包括：
用于施加驱动电压(U DC)到所述致动器(200)的驱动单元(110)，用于设定从动的所述致动器(200)的特定位置，其中所述驱动单元(110)和所述致动器(200)经由第一节点(K1)耦联，
由激励信号(s(t))控制并耦联到所述第一节点(K1)的源(120)，用于将时间相关的AC电流信号(I(t))馈送到第一节点(K1)中，使得由于所述驱动电压(UDC)以及与所述AC电流信号(I(t))和所述致动器(200)的阻抗(Z)的乘积对应的AC电压的叠加而在所述致动器(200)处产生特定AC电压，
滤波器单元(130)，连接到所述致动器(200)的输出端且用于对所述致动器(200)的输出信号(A)进行滤波，以及
确定单元(140)，耦联到所述滤波器单元(130)的输出端，并配置为取决于经滤波的输出信号(r(t))确定所述致动器(200)的阻抗行为(IV)，并在其输出端输出用于驱动所述源(120)的所述激励信号(s(t))。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，
其中，所述源(120)包括由所述激励信号(s(t))控制的信号发生器(121)，以及由受控的信号发生器(121)的输出信号(AS)控制的电流或电压源(122)以用于输出所述时间相关的AC电流信号(I(t))。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，
其中，所述确定单元(140)配置为
确定所述信号发生器(121)的输出端与所述滤波器单元(130)的输出端之间的区段的传递函数(H)，其中，所述区段包括受控的电流或电压源(122)，所述第一节点(K1)、所述致动器(200)和所述滤波器单元(130)，
确定所确定的传递函数(H)的逆函数(I)，以及
使用计算的逆函数(I)生成所述激励信号(s(t))。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，
其中，所述传递函数(H)是实施为时间相关激励电压的所述激励信号(s(t))和实施为复激励响应电压的经滤波的输出信号(r(t))的频率相关信号传递函数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，
其中，所述滤波器单元(130)被实施为高通滤波器，用于提供经高通滤波的输出信号(r1(t))。
6.根据权利要求5所述的驱动装置，
其中，提供连接在所述高通滤波器(130)的下游的峰对峰检测器(150)，以及连接在所述峰对峰检测器(150)的下游的输出级(160)，用于提供至少一个窄带部分输出信号(r2(t))，
其中，所述确定单元(140)配置为基于所述经高通滤波的输出信号(r1(t))实行所述致动器(200)的阻抗行为(IV)的宽带确定和/或基于所述至少一个窄带部分输出信号(r2(t))实行所述致动器(200)的阻抗行为(IV)的窄带确定。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动装置，
其中，所述确定单元(140)配置为取决于所述致动器(200)的确定的阻抗行为(IV)生成所述激励信号(s(t))，使得在所述致动器(200)处出现的特定AC电压的振幅在频率之上恒定。
8.根据权利要求7所述的驱动装置，
其中，所述驱动装置(100)配置为通过开环或闭环控制，使用所述激励信号(s(t))将在所述致动器(200)处出现的所述特定AC电压控制为在所述频率之上恒定的振幅。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动装置，
其中，所述驱动单元(110)包括DC电压源且输入电阻(Rin)连接在所述DC电压源(110)和所述第一节点(K1)之间。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，
其中，所述源(120)包括可受控电压或电流源(122)且耦合电容(CIN)连接在所述电压或电流源(122)和所述第一节点(K1)之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的驱动装置，
其中，所述驱动装置(100)配置为驱动所述光学系统(300)的多个电容致动器(200、205)，其中，所述光学系统(300)的光学元件(310)被分配给每个致动器(200、205)。
12.根据权利要求11所述的驱动装置，
其中，将相应的致动器(200、205)分配给用于施加驱动电压(UDC)到所述致动器(200、205)以用于设定从动的所述致动器(200、205)的特定位置的至少一个相应的驱动单元(110、115)，并且分配给连接到所述致动器(200、205)的输出端并用于滤波所述致动器(200、205)的输出信号的相应的滤波器单元(130、135)，其中，所述确定单元(140)耦联到相应的滤波器单元(130、135)的输出端并且配置为取决于相应的经滤波的输出信号来确定所述相应的致动器(200、205)的阻抗行为(IV)，并在其输出端输出所述相应的致动器(200、205)的激励信号(s(t))。
13.根据权利要求12所述的驱动装置，
其中，相应的第一节点(K1)凭借相应的可控开关(S)可连接到所述源(120)，其中，所述确定单元(140)配置为出于确定所述多个致动器(200、205)中的特定致动器(200)的阻抗行为(IV)的目的来驱动分配给所述特定致动器(200)的驱动单元(110)和分配给所述特定致动器(200)的开关(S)。
14.一种光学系统(300)，包括多个可致动光学元件(310)，其中，将所述多个可致动光学元件(310)中的每一个分配给致动器(200)，其中将每个致动器(200)分配给如权利要求1-13中任一项所述的用于驱动致动器(200)的驱动装置(100)。
15.一种光刻设备(600A、600B)，包括根据权利要求14的光学系统(300)。
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