DE102019211477A1

DE102019211477A1 - Modulationsvorrichtung, ansteuervorrichtung, optisches system, lithographieanlage und verfahren

Info

Publication number: DE102019211477A1
Application number: DE102019211477.6A
Authority: DE
Inventors: Cornelius Richt; Mohammad Awad
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-02-04
Also published as: US20220149950A1; US11901948B2; EP4005092A1; CN114223134A; WO2021018573A1

Abstract

Eine Modulationsvorrichtung (100) zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Modulationssignals (PWM) in Abhängigkeit eines N Bit breiten Eingangssignals (I), miteinem Signalteiler (110) zum Erzeugen eines M Bit breiten ersten Teilsignals (Xh) umfassend M höherwertige Bits des Eingangssignals (I) und zum Erzeugen eines L Bit breiten zweiten Teilsignals (XI) umfassend L niederwertige Bits des Eingangssignals, wobei L = N - M,einer ersten Modulationseinheit (120) zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Pulsdichte-Modulationssignals (PDM) in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals (XI),einer Addiereinheit (130) zum Erzeugen eines M Bit breiten Additionssignals (Xs) in Abhängigkeit des ersten Teilsignals (Xh) und des Pulsdichte-Modulationssignals (PDM), undmit einer zweiten Modulationseinheit (140) zum Erzeugen des 1 Bit breiten Modulationssignals (PWM) in Abhängigkeit des Additionssignals (Xs).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Modulationsvorrichtung, eine Ansteuervorrichtung mit einer solchen Modulationsvorrichtung, ein optisches System, eine Lithographieanlage mit einem solchen optischen System sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines Modulationssignals und ein Verfahren zum Ansteuern eines optischen Systems.
Es sind Mikrolithographieanlagen bekannt, die aktuierbare optische Elemente, wie beispielsweise Mikrolinsenarrays oder Mikrospiegelarrays aufweisen. Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Mit aktuierbaren optischen Elementen lässt sich die Abbildung der Maske auf dem Substrat verbessern. Beispielsweise lassen sich Wellenfrontfehler bei der Belichtung, die zu vergrößerten und/oder unscharfen Abbildungen führen, ausgleichen.
Für eine solche Korrektur mittels des optischen Elements bedarf es einer Erfassung der Wellenfront und einer Signalverarbeitung zum Ermitteln einer jeweiligen Position eines optischen Elements, durch welche sich die Wellenfront wie gewünscht korrigieren lässt. Im letzten Schritt muss das Ansteuersignal für ein jeweiliges optisches Element verstärkt und an den Aktuator des optischen Elements ausgegeben werden. Beispielsweise liegt das Ansteuersignal als eine digital kodierte Auslenkung des Aktuators vor, wobei die Auslenkung beispielsweise proportional zu der Ansteuerspannung ist. Zum Verstärken von Digitalsignalen werden beispielsweise Schaltverstärker verwendet, die intern mit einer Modulation des Ansteuersignals gesteuert werden. Die US 7,746,935 B2 beschreibt eine Vorrichtung, die zum Ansteuern einer kapazitiven Last mittels in Abhängigkeit eines digitalen Eingangssignals mittels eines Schaltverstärkers eingerichtet ist.
Bekannte Modulationsarten sind die Pulsweitenmodulation sowie die Pulsdichtemodulation, die jeweils aus einem Eingangssignal ein 1 Bit breites Ausgangssignal erzeugen. Die Pulsweitenmodulation weist den Nachteil auf, dass bei fester interner Taktung eine verbesserte Auflösung nur auf Kosten einer Periodendauer des Modulationssignals erzielt werden kann. Dann sind sehr träge Filter notwendig, um ein über eine Periode konstantes Ausgangssignal zu erhalten. Bei der Pulsdichtemodulation hingegen sind die Umschaltvorgänge maximiert, was zu einer höheren Verlustleistung im Verstärker und zur Abstrahlung elektromagnetischer Störstrahlung führt, wenn die Frequenz sehr hoch ist. Zudem sind die Umschaltzeitpunkte nicht festgelegt.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Modulationsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Modulationsvorrichtung zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Modulationssignals in Abhängigkeit eines N Bit breiten Eingangssignals vorgeschlagen. Die Modulationsvorrichtung umfasst einen Signalteiler zum Erzeugen eines M Bit breiten ersten Teilsignals umfassend M höherwertige Bits des Eingangssignals und zum Erzeugen eines L Bit breiten zweiten Teilsignals umfassend L niederwertige Bits des Eingangssignals, wobei L = N - M, eine erste Modulationseinheit zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Pulsdichte-Modulationssignals in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals, eine Addiereinheit zum Erzeugen eines M Bit breiten Additionssignals in Abhängigkeit des ersten Teilsignals und des Pulsdichte-Modulationssignals, und eine zweiten Modulationseinheit zum Erzeugen des 1 Bit breiten Modulationssignals in Abhängigkeit des Additionssignals.
Diese Modulationsvorrichtung weist mehrere Vorteile auf. Erstens ist es durch die Aufteilung des Eingangssignals in höherwertige und niederwertige Bits möglich, eine Pulsweitenmodulation mit gleicher Auflösung bei kürzerer Periodendauer, oder, bei gleicher Periodendauer, mit verbesserter Auflösung zu erzeugen. Zweitens geht durch die Verarbeitung der niederwertigen Bits in einer Pulsdichtemodulation nur in dem Fall, dass die höherwertigen Bits ein Tastverhältnis von 100% umfassen, die Information der niederwertigen Bits des Eingangssignals verloren, was einem relativen Informationsverlust von (L/2^M)/2^M entspricht. Die in den niederwertigen Bits enthaltene Information wird auf ein Tastverhältnis der Pulsweitenmodulation aufmoduliert. Man kann sagen, dass die Modulationsvorrichtung eine hybride Pulsweitenmodulation erzeugt, bei der eine grobe Einstellung des Signals mit einer Pulsweitenmodulation erreicht wird, wobei eine Feineinstellung durch das Verändern des Tastverhältnisses der Pulsweitenmodulation in aufeinanderfolgenden Perioden erreicht wird. Die hybride Pulsweitenmodulation hat mehrere Vorteile, die sich aus Ausführungsformen ergeben.
Die Modulationsvorrichtung kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Modulationsvorrichtung zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Modulationsvorrichtung als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein. Insbesondere können die einzelnen Einheiten der Modulationsvorrichtung, beispielsweise der Signalteiler, die erste Modulationseinheit, die Addiereinheit und/oder die zweite Modulationseinheit jeweils hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein.
Das N Bit breite Eingangssignal ist insbesondere ein digitales Eingangssignal, das sowohl als serielles Datensignal, beispielsweise als Bitstrom, als auch als paralleles Datensignal der Modulationsvorrichtung zugeführt werden kann. Das Eingangssignal ist vorzugsweise ein Puls-Code-Modulationssignal (PCM). Das Eingangssignal entspricht insbesondere einem abgetasteten Analogsignal, wobei eine Auflösung des Eingangssignals sowohl in zeitlicher als auch dynamischer Hinsicht in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung gewählt ist. Gemäß dem Nyquist-Theorem ist eine Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch wie eine höchste Frequenz in dem abzutastenden Signal zu wählen, um das ursprüngliche Signal aus dem Eingangssignal rekonstruieren zu können. Das N Bit breite Eingangssignal kodiert 2^N Zustände, beispielsweise lassen sich mit einem 8 Bit Signal 256 Zustände unterscheiden. Man kann auch von der Wortbreite des Signals sprechen. Vorzugsweise erzeugt die Modulationsvorrichtung das Modulationssignal mit einer Frequenz, die so hoch ist, dass das Eingangssignal während einer Periodendauer des Modulationssignals konstant ist, oder im Wesentlichen konstant ist. Beispielsweise wird das Modulationssignal mit einer Frequenz von 1 MHz erzeugt, wobei das Eingangssignal sich höchstens mit 100 kHz, bevorzugt höchstens mit 10 kHz, ändert.
Der Signalteiler teilt das Eingangssignal in M höherwertige Bits und L niederwertige Bits auf. Bei einem 8 Bit Signal oder Wort sind die linksstehenden Bits die höherwertigen Bits, die rechtsstehenden Bits sind die niederwertigen Bits. Wird beispielsweise M = 5 und L = 3 gewählt, so sind bei einem Eingangssignal 10011101 die ersten fünf Bits, 10011, die höherwertigen Bits, die letzten drei Bits, 101, die niederwertigen Bits. M oder L sind beliebig wählbar, solange N = M + L beachtet wird. Der Signalteiler stellt ein erstes Teilsignal umfassend die M höherwertigen Bits und eine zweites Teilsignal umfassend die L niederwertigen Bits bereit.
Das zweite Teilsignal wird der ersten Modulationseinheit zugeführt. Die erste Modulationseinheit ist zum Erzeugen eines Pulsdichte-Modulationssignals in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals eingerichtet. Das Pulsdichte-Modulationssignal hat eine Breite von einem Bit, es ist zu einem Zeitpunkt daher entweder „high“ oder „low“, oder auch „1“ oder „0“. Die zweite Modulationseinheit kann beispielsweise als ein Sigma-Delta-Modulator implementiert sein. Bei der Pulsdichtemodulation ist eine Schalthäufigkeit, also das Umschalten von „high“ auf „low“ und umgekehrt, maximiert. Beispielsweise wird bei einem Eingangssignal mit einem Pegel von 50% des Maximalpegels das Pulsdichte-Modulationssignal in jedem Takt der ersten Modulationseinheit das Signal umgeschaltet. Bei einem Pegel von 75% ist das Signal beispielsweise in den ersten drei Takten auf „high“ und dem vierten Takt auf „low“.
In Ausführungsformen kann die erste Modulationseinheit eine Tabelle, zum Beispiel eine Look-Up-Table (LUT) aufweisen, in welcher für einen jeweiligen Wert des zweiten Teilsignals eine auszugebende Signalform für das Pulsdichte-Modulationssignal hinterlegt ist. Beispielsweise kann die Tabelle für unterschiedliche Werte von L, also unterschiedlich breite zweite Teilsignale, wie beispielsweise 4 Bit oder 5 Bit, unterschiedlich sein. Insbesondere kann das hinterlegte Pulsdichte-Modulationssignal auch von einem mittels einem Sigma-Delta-Modulator erzeugten Pulsdichte-Modulationssignal abweichen. Vorzugsweise kann mittels einer solchen Tabelle eine maximale Umschaltfrequenz des Pulsdichte-Modulationssignals eingestellt werden.
Das Pulsdichte-Modulationssignal wird in der Addiereinheit dem ersten Teilsignal umfassend die M höherwertigen Bits aufaddiert. Ist das Pulsdichte-Modulationssignal eine „0“, dann bleibt das erste Teilsignal unverändert, ist es eine „1“, dann erhöht sich dessen Wert um 1, also beispielsweise 1001 + 1 = 1010. Es sei angemerkt, dass, wenn das erste Teilsignal beispielsweise 1111 ist, dieses durch Addition einer „1“ unverändert bleibt, da 1111 bereits die größte Zahl eines 4 Bit Signals darstellt. Die Addiereinheit gibt das addierte Signal, welches ein M Bit breites Signal ist, als Additionssignal an die zweite Modulationseinheit aus.
Die zweite Modulationseinheit erzeugt in Abhängigkeit des Additionssignals ein Modulationssignal, das einer Pulsweitenmodulation entspricht. Die Pulsweitenmodulation wird im Vergleich zum N Bit breiten Eingangssignal mit einem um L Bit kürzeren M Bit breiten Signal erzeugt. Daher reduziert sich die Periodendauer des Pulsweitenmodulation entsprechend, bei gleichbleibendem internem Takt.
Beispielsweise ist das Eingangssignal 10 Bit breit. Weist die Pulsweitenmodulation einen internen Takt 1 µs, entsprechend einer Frequenz von 1 MHz, und eine Auflösung von 10 Bit, entsprechend 1024 Stufen, auf, dann hat die Pulsweitenmodulation eine Periodendauer von 1,024 ms. Bei einem Eingangspegel von 50% ist das Modulationssignal dann für 0,512 ms auf „high“ und für die verbleibenden 0,512 ms der Periode auf „low“. Wird in diesem Beispiel M = 8 gesetzt, dann kann die Auflösung der Pulsweitenmodulation auf 8 Bit reduziert werden, entsprechend 256 Stufen. Dementsprechend verkürzt sich die Periodendauer auf 0,256 ms.
Die Modulationsvorrichtung ist damit vorteilhaft dazu geeignet, ohne einen Verlust an Auflösung die Periodendauer der Pulsweitenmodulation zu reduzieren. Alternativ kann die Modulationsvorrichtung vereinfacht werden, so dass die Periodendauer gleich bleibt, aber ein interner Aufbau der Modulationsvorrichtung einfacher ist.
Beispielsweise kann eine interne Taktfrequenz der Modulationsvorrichtung reduziert werden. Durch die Modulierung der L niederwertigen Bits auf die Änderung des Tastverhältnisses von aufeinanderfolgenden Perioden der Pulsweitenmodulation wird ein Quantisierungsrauschen zudem zu höheren Frequenzen hin verschoben (noise-shaping).
Gemäß einer Ausführungsform der Modulationsvorrichtung umfasst diese einen Taktgeber zum Erzeugen einer internen Taktfrequenz f1, wobei die zweite Modulationseinheit zum Erzeugen des Modulationssignals mit einer verkürzten Periodendauer P* = 2^M · t1, wobei t1 = 1/f1, eingerichtet ist.
Der Taktgeber ist zum Erzeugen der internen Taktfrequenz f1 eingerichtet, wobei der Taktgeber die interne Taktfrequenz f1 beispielsweise auch in Abhängigkeit eines von außen vorgegebenen Takts erzeugen kann. Der interne Takt f1 ist vorzugsweise in Abhängigkeit einer maximalen Frequenz des Eingangssignals unter Berücksichtigung des Nyquist-Theorems bestimmt. Auf diese Weise lässt sich das Eingangssignal ohne einen Verlust an Informationen aus dem Modulationssignal rekonstruieren.
Die verkürzte Periodendauer P* des Modulationssignals beträgt bei konstanter interner Taktfrequenz f1 nur einen Bruchteil einer Periodendauer P = 2^N · t1, die sich ergibt, wenn man aus dem Eingangssignal direkt eine Pulsweitenmodulation erzeugt. Es gilt hierbei P* = P/2^N-M.
Eine minimale Periodendauer des Pulsdichte-Modulationssignals beträgt vorzugsweise genau P*. Das heißt, dass ein Intervall zwischen zwei Schaltzeitpunkten des Pulsdichte-Modulationssignals eine verkürzte Periodendauer P* umfasst. Damit ist sichergestellt, dass durch das Pulsdichte-Modulationssignal eine Modulation des Tastverhältnisses des Modulationssignals erreicht wird.
Die zweite Modulationseinheit erzeugt die Pulsweitenmodulation beispielsweise wie folgt. Die zweite Modulationseinheit weist einen Zähler auf, der mit dem internen Takt f1, beispielsweise f1 = 10 MHz, arbeitet. Eine Periode des Zählers, also die Dauer eines Takts, ist damit t1 = 1/fl = 0,1 µs. Der Zähler zählt mit diesem Takt auf eine vorgegebene Zahl, durch welche die Auflösung des Modulationssignals festgelegt ist, zum Beispiel von 0 auf 1023, was 1024 Stufen oder einer Auflösung von 10 Bit entspricht. Eine Zählperiode, also die Dauer, bis der Zähler einmal auf 1023 gezählt hat, ergibt sich zu P = 2^M · t1 = 102,4 µs. Eine Frequenz des Modulationssignals mit dieser Periode ist damit f2 = 1/P = 9,77 kHz. Der Zähler gibt ein Zählersignal aus, das dem aktuellen Zähler-Wert entspricht. Beispielsweise liegt an einem ersten Eingang einer Vergleichseinheit der zweiten Modulationseinheit das Additionssignal an, an einem zweiten Eingang liegt das Zählersignal an. Ein Ausgang der Vergleichseinheit ist auf „high“, oder auf „1“, solange das Zählersignal kleiner als das Additionssignal ist. Wenn das Additionssignal beispielsweise 0101011000 (entspricht Dezimal 344, also einem Tastverhältnis von 344/1024 = 0,336) ist, dann ist der Ausgang der Vergleichseinheit für 34,4 µs auf „high“ und für die verbleibende Periodendauer von (102,4 - 34,4) µs = 68 µs auf „low“.
Die Addiereinheit stellt das Additionssignal vorzugsweise mit der internen Taktfrequenz f1 bereit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Modulationsvorrichtung ist der Signalteiler zum Erzeugen des ersten Teilsignals und des zweiten Teilsignals in Abhängigkeit eines vorbestimmten Verhältnisses K = L/M eingerichtet, wobei insbesondere K ≤ 1, vorzugsweise K ≤ 0,5, weiter bevorzugt K ≤ 1/3 ist.
Das Verhältnis K ist das Verhältnis der Anzahl niederwertiger Bits zur Anzahl höherwertiger Bits, in die das Eingangssignal aufgeteilt wird. Bei K = 1 ist die Anzahl höherwertiger und niederwertiger Bits gleich, also beispielsweise N =16, M = 8, L = 8. Vorteilhaft ist M = 2 · L, also beispielsweise N = 12, M = 8, L = 4, oder auch M = 3 · L, beispielsweise N = 32, M = 24, L = 8.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Modulationsvorrichtung weist das Eingangssignal eine Breite N von 4 - 64 Bit, bevorzugt von 6 - 32 Bit, weiter bevorzugt von 8 - 16 Bit auf.
Je höher die Auflösung des Eingangssignals ist, umso genauer lassen sich Unterschiede einer bestimmten Größe darstellen. Allerdings ist eine Signalverarbeitung von sehr hochaufgelösten Signalen aufwändiger, als bei weniger aufgelösten Signalen. Bei der Modulationsvorrichtung ist beispielsweise ein Kompromiss zwischen hoher Auflösung und kurzer Periodendauer der Pulsweitenmodulation einzugehen, wie vorstehend dargelegt.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Ansteuervorrichtung zum Ansteuern eines Aktuators in Abhängigkeit eines Eingangssignals vorgeschlagen. Die Ansteuervorrichtung umfasst eine Modulationsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zum Erzeugen eines Modulationssignals in Abhängigkeit des Eingangssignals, eine Verstärker-Einheit zum Erzeugen eines verstärkten Signals in Abhängigkeit des Modulationssignals, und eine Filtereinheit zum Filtern des verstärkten Signals und zum Ausgeben des gefilterten Signals zum Ansteuern des Aktuators.
Diese Ansteuervorrichtung weist den Vorteil auf, dass aufgrund der Erzeugung des Modulationssignals mit der Modulationsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt die Filtereinheit vereinfacht ausgestaltet werden kann, im Vergleich zu einer herkömmlichen Vorrichtung die das Eingangssignal in eine Pulsweitenmodulation moduliert. Im Vergleich zu einer Vorrichtung, die eine reine Pulsdichtemodulation verwendet, ist der Vorteil, dass der Einschaltzeitpunkt bekannt ist und eine Schalthäufigkeit konstant ist. Damit kann eine Verlustleistung in dem Verstärker reduziert werden und ein Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung aufgrund sehr hoher Schaltfrequenzen, die bei einer Pulsdichtemodulation auftreten können, kann vermieden oder durch gezielte Maßnahmen unterdrückt werden. Durch die Verwendung der hybriden Pulsweitenmodulation lassen sich damit die Vorteile der Pulsweitenmodulation und der Pulsdichtemodulation vereinen und deren jeweiligen Nachteile zumindest teilweise vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform der Ansteuervorrichtung umfasst diese eine erste Einheit zum Erzeugen des N Bit breiten Eingangssignals in Abhängigkeit eines Ansteuersignals, wobei die erste Einheit vorzugsweise zum Erzeugen des Eingangssignals in Abhängigkeit einer Hochspannungs-Rückkopplung einer Spannungsversorgung der Verstärker-Einheit und/oder einer Ansteuerspannungs-Rückkopplung des gefilterten Signals eingerichtet ist.
Die erste Einheit ist beispielsweise als ein Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) ausgebildet und dazu eingerichtet, ein analoges Ansteuersignal abzutasten und das Eingangssignal daraus zu erzeugen. Das analoge Ansteuersignal kann beispielsweise ein Regelsignal sein, beispielsweise einer Nachführeinrichtung. Das Ansteuersignal kann aber auch bereits ein digitales Signal sein, das von der ersten Einheit in das N Bit breite Eingangssignal umgesetzt wird.
In Ausführungsformen der Ansteuervorrichtung kann die erste Einheit zum Ermitteln des Eingangssignals in Abhängigkeit des Ansteuersignals eingerichtet sein. Beispielsweise ist die erste Einheit als ein FPGA, ein Mikrocontroller, und/oder ein Signalprozessor ausgebildet. Beispielsweise ist die erste Einheit zum Anwenden einer mathematischen Operation zum Erzeugen des Eingangssignals eingerichtet. Die mathematische Operation entspricht insbesondere einer Umrechnung, einer Transformation und/oder einer Funktion, deren Ergebnis das Eingangssignal ist.
Durch die Hochspannungs-Rückkopplung der Spannungsversorgung kann die erste Einheit dazu eingerichtet sein, beispielsweise Schwankungen der Spannungsversorgung bei der Erzeugung der Eingangssignals zu berücksichtigen. Unter Hochspannung wird vorliegend jede Spannung verstanden, die höher ist, als die Spannung mit welcher die Modulationsvorrichtung betrieben wird, beispielsweise 0 - 5 V. Eine Hochspannung ist damit beispielsweise jede Spannung über 10 V, insbesondere 24 V, 48 V, 100 V, 240 V.
Durch die Ansteuerspannungs-Rückkopplung kann die erste Einheit dazu eingerichtet sein, das Eingangssignal in Abhängigkeit von Eigenschaften der Filtereinheit, wie beispielsweise deren Trägheit, und/oder in Abhängigkeit von Eigenschaften des angesteuerten Aktuators, zu erzeugen. Insbesondere kann bei sehr schnellen Änderungen des Ansteuersignals die erste Einheit das Eingangssignal mittels einem Overdrive erzeugen, so dass das gefilterte Signal schneller das Zielniveau erreicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Ansteuervorrichtung ist eine Taktfrequenz der ersten Einheit größer oder gleich der internen Taktfrequenz f1 des Modulationssignals ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Ansteuervorrichtung umfasst die Verstärker-Einheit einen Schaltverstärker, insbesondere eine halbe H-Brücke.
Ein Schaltverstärker kann auch als Class-D oder Klasse-D Verstärker bezeichnet werden. Solche Verstärker weisen diskrete Spannungsstufen oder Spannungsniveaus auf, die ausgegeben werden können. Beispielsweise weisen solche Verstärker genau zwei Stufen auf, z.B. 0 V und 48 V, oder auch -24 V und +24 V. Die jeweiligen Spannungsstufen, die von dem Schaltverstärker ausgegeben werden können, hängen insbesondere von den Spannungsquellen ab, mit denen der Schaltverstärker betrieben wird. Daher lassen sich die Spannungsstufen je nach konkreter Anwendung frei wählen, indem die Spannungsquellen entsprechend gewählt werden. Vorzugsweise ist eines der Spannungsniveaus das Erdpotential. Zwischen den Spannungsstufen liegende Spannungswerte werden als ein Rechtecksignal mit entsprechendem Effektivwert ausgegeben, also durch schnelles Schalten, insbesondere mittels der hybriden Pulsweitenmodulation. Eine anschließende Filterung resultiert in einem Gleichspannungssignal mit dem Effektivwert, wobei kleinere Schwankungen je nach Filtergüte in dem gefilterten Signal noch vorhanden sein können.
Eine halbe H-Brücke entspricht einer Hälfte einer H-Brückenschaltung. Beispielsweise umfasst diese zwei Schalttransistoren, von denen einer zum Schalten einer ersten Spannungsstufe und der zweiten zum Schalten einer zweiten Spannungsstufe eingerichtet ist, wobei die Schalttransistoren wechselseitig geschaltet werden, so dass jeweils nur einer eingeschaltet ist. Die Schalttransistoren werden insbesondere in Abhängigkeit des Pulsweitenmodulationssignals der Modulationsvorrichtung geschaltet.
Es sei angemerkt, dass die Verstärker-Einheit auch eine volle Brückenschaltung oder H-Brücke aufweisen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Ansteuervorrichtung umfasst die Filtereinheit zumindest eine Induktivität, einen Widerstand und/oder eine Kapazität.
Die Filtereinheit bildet einen Tiefpass-Filter, welcher das verstärkte Signal zeitlich glättet. Vorzugsweise entspricht das gefilterte Signal einem zeitlichen Mittelwert des verstärkten Signals. Die Filtereinheit kann insbesondere als mehrstufiger Filter ausgebildet sein und sowohl Induktivitäten als auch Kapazitäten aufweisen. Die Filtereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das verstärkte Signal so zu filtern, dass ein verbleibender Wechselstromanteil in dem gefilterten Signal kleiner als 0,1 % der Amplitude ist. Die Filtereinheit kann auch als Demodulator bezeichnet werden.
Vorzugsweise ist die Filtereinheit wenigstens als ein Filter zweiter Ordnung ausgebildet. Weiter bevorzugt ist die Filtereinheit als ein Filter höherer Ordnung, insbesondere vierter Ordnung, ausgebildet. Höhere Filterordnungen können beispielsweise durch eine Kaskade von Filtern niedrigerer Ordnung realisiert werden. Die Filtereinheit ist dabei insbesondere als ein passives Filter ausgebildet. Die Filtereinheit weist beispielsweise eine Grenzfrequenz aus einem Bereich von 1 kHz - 10 kHz auf. Eine Steilheit der Filtereinheit sowie eine Art der Filtereinheit, insbesondere ob die Filtereinheit als ein Butterworth-Filter, ein Tschebyscheff-Filter, ein Bessel-Filter, ein Sallen-Key-Filter oder anderer Filtertyp ausgebildet ist, wird für eine jeweilige Anwendung spezifisch ausgewählt.
Die Filtereinheit filtert das verstärkte Signal vorzugsweise derart, dass eine kleinste in einem Störsignal enthaltene Frequenz f_min nicht kleiner als etwa die Frequenz des Modulationssignals geteilt durch 2^L ist, f_min ≥ 1/(P* · 2^L) = f1/2^M+L.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein optisches System mit einer Anzahl an aktuierbaren optischen Elementen vorgeschlagen. Jedem der aktuierbaren optischen Elemente der Anzahl ist ein Aktuator zugeordnet und jedem Aktuator ist eine Ansteuervorrichtung zum Ansteuern des Aktuators gemäß dem zweiten Aspekt zugeordnet.
Dieses optische System hat den Vorteil, dass die aktuierbaren optischen Elemente mit der vorteilhaften hybriden Pulsweitenmodulation angesteuert werden.
Das optische System umfasst insbesondere ein Mikrospiegelarray und/oder ein Mikrolinsenarray mit einer Vielzahl an unabhängig voneinander aktuierbaren optischen Elementen.
Gemäß einer Ausführungsform des optischen Systems umfasst dieses eine Mehrzahl aktuierbarer optischer Elemente, wobei ein Schaltzeitpunkt einer jeweiligen Verstärker-Einheit von zumindest zwei Ansteuervorrichtungen, vorzugsweise jedes Paars von Ansteuerungsvorrichtungen, unterschiedlich ist.
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn das optische System viele aktuierbare optische Elemente aufweist. Beispielsweise umfasst das optische System ein Mikrospiegelarray mit 64 x 64 = 1024 Mikrospiegeln, die einzeln aktuierbar sind. Jedem Aktuator ist eine Ansteuervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt zugeordnet. Jede der Ansteuervorrichtungen erzeugt damit ein gefiltertes Signal zum Ansteuern des jeweiligen Aktuators in Abhängigkeit des jeweiligen Eingangssignals. Da die Modulationsvorrichtung zum Steuern der Verstärker-Einheit ein Pulsweitenmodulationssignal erzeugt, ist einer von zwei Schaltzeitpunkten des Pulsweitenmodulationssignals bekannt, nämlich wenn zu Beginn jeder Periode des Pulsweitenmodulationssignals dieses auf „high“ gesetzt wird. Daher lassen sich die Ansteuervorrichtungen der Aktuatoren vorzugsweise so synchronisieren, dass keine zwei Ansteuervorrichtungen den gleichen Periodenbeginn aufweisen. Beispielsweise lässt sich eine Periode in dem genannten Beispiel in 1024 Intervalle unterteilen, und dann der Periodenbeginn jeweils einer Ansteuervorrichtung in eines der Intervalle legen. Damit lässt sich insbesondere die Spannungsquelle, die den oberen Pegel bereitstellt, entlasten, da diese zu einem Zeitpunkt jeweils nur einen Einschaltvorgang verkraften muss. Weiterhin ist eine Verlustleistung durch das Umschalten zeitlich auf eine gesamte Periode verteilt, wodurch eine Kühlung der Ansteuervorrichtung vereinfacht werden kann.
In Ausführungsformen lassen sich Gruppen von Ansteuervorrichtungen definieren, wobei alle Ansteuervorrichtungen einer Gruppe den gleichen Schaltzeitpunkt aufweisen, unterschiedliche Gruppen aber jeweils unterschiedliche Schaltzeitpunkte aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform des optischen Systems umfasst ein jeweiliger der Aktuatoren eine kapazitive und/oder eine induktive Last.
In Abhängigkeit der konkreten Ausführungsform der Filtereinheit der Ansteuervorrichtungen kann eine Verlustleistung, die in einem jeweiligen Aktuator erzeugt wird, reduziert werden, was Vorteile bei der Kühlung des optischen Systems bringen kann. Dies kann insbesondere erreicht werden, wenn die Filtereinheit einen zu dem Aktuator parallel geschalteten Kondensator aufweist.
Gemäß einem vierten Aspekt wird eine Lithographieanlage mit einem optischen System gemäß dem dritten Aspekt vorgeschlagen.
Eine Lithographieanlage umfasst beispielsweise ein Beleuchtungssystem und ein Abbildungssystem. Das Beleuchtungssystem umfasst insbesondere eine Lichtquelle und eine Strahlformungsoptik. Das Abbildungssystem umfasst insbesondere eine abbildende Optik zum Abbilden der Maske auf das Substrat.
Das optische System kann sowohl in dem Beleuchtungssystem, in der Strahlformungsoptik, als auch in dem Abbildungssystem eingesetzt werden. In bevorzugten Ausführungsformen ist das optische System als ein Mikrolinsenarray oder ein Mikrospiegelarray ausgebildet und dient beispielsweise zur Wellenfrontkorrektur in dem Abbildungssystem.
Die Lithographieanlage ist beispielsweise eine EUV-Lithographieanlage, deren Arbeitslicht in einem Wellenlängenbereich von 0,1 nm bis 30 nm liegt, oder eine DUV-Lithographieanlage, deren Arbeitslicht in einem Wellenlängenbereich von 30 nm bis 250 nm liegt.
Vorzugsweise umfasst die Lithographieanlage zusätzlich ein Messsystem, das zum Erfassen einer Wellenfront eingerichtet ist und das zum Ausgeben eines Korrektursignals zum Korrigieren der Wellenfront mittels des optischen Systems eingerichtet ist. Das Korrektursignal kann insbesondere als das Eingangssignal für die Ansteuervorrichtung dienen.
Gemäß einem fünften Aspekt wird ein Verfahren zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Modulationssignals in Abhängigkeit eines N Bit breiten Eingangssignals vorgeschlagen. In einem ersten Schritt wird ein M Bit breites erstes Teilsignal umfassend M höherwertige Bits des Eingangssignals erzeugt. In einem zweiten Schritt wird ein L Bit breites zweites Teilsignal umfassend L niederwertige Bits des Eingangssignals erzeugt, wobei L = N - M gilt. In einem dritten Schritt wird ein 1 Bit breites Pulsdichte-Modulationssignal in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals erzeugt. In einem vierten Schritt wird ein M Bit breites Additionssignal in Abhängigkeit des ersten Teilsignals und des Pulsdichte-Modulationssignals erzeugt. In einem fünften Schritt wird das 1 Bit breite Modulationssignal in Abhängigkeit des Additionssignals erzeugt.
Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Betreiben der Modulationsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und es weist die gleichen Vorteile wie dort beschrieben auf.
Die für die Modulationsvorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches eine programmgesteuerte Einrichtung dazu veranlasst das vorgeschlagene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem sechsten Aspekt wird ein Verfahren zum Ansteuern eines optischen Systems, vorzugsweise gemäß dem dritten Aspekt, umfassend eine Mehrzahl aktuierbarer optischer Elemente vorgeschlagen. Jedes der aktuierbaren optischen Elemente der Mehrzahl wird mittels eines verstärkten, gefilterten und gemäß dem fünften Aspekt erzeugten Modulationssignals angesteuert.
Die für das optische System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
In vorteilhaften Ausführungsformen wird das Modulationssignal unterschiedlicher aktuierbarer optischer Elemente derart erzeugt, dass ein Zeitpunkt eines Periodenanfangs von jeweils zwei Modulationssignalen unterschiedlich ist.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Lithographieanlage gemäß dem vierten Aspekt vorgeschlagen. Die für die Lithographieanlage beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Modulationsvorrichtung;
2 zeigt vier Diagramme mit unterschiedlichen Signalen zur Erläuterung der Funktionsweise der Modulationsvorrichtung;
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer Modulationsvorrichtung;
4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung;
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines optischen Systems;
6A zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer EUV-Lithographieanlage;
6B zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer DUV-Lithographieanlage; und
7 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Modulationssignals.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Modulationsvorrichtung 100. Die Modulationsvorrichtung 100 umfasst einen Signalteiler 110, eine erste Modulationseinheit 120, eine Addiereinheit 130 und eine zweite Modulationseinheit 140. Die Modulationsvorrichtung 100 erzeugt aus einem N Bit breiten Eingangssignal I ein 1 Bit breites Pulsweitenmodulationssignal PWM. Ein zeitlicher Mittelwert des Pulsweitenmodulationssignals PWM entspricht dabei insbesondere einem Wert des Eingangssignals I. Die Modulationsvorrichtung 100 arbeitet dabei mit einer internen Taktfrequenz f1, die beispielsweise von einem internen Taktgeber erzeugt wird, von außen vorgegeben oder zugeführt wird, und/oder in Abhängigkeit einer von außen vorgegebenen Taktfrequenz erzeugt wird. Die interne Taktfrequenz f1 wird vorzugsweise in Abhängigkeit einer maximalen Frequenz des Eingangssignals I gewählt, beispielsweise wenigstens doppelt so hoch, vorzugsweise zehn Mal so hoch. Eine maximale Frequenz des Eingangssignals I beträgt beispielsweise 1 kHz - 100 kHz, bevorzugt 1 kHz - 20 kHz, weiter bevorzugt 1 kHz - 10 kHz, weiter bevorzugt 5 kHz - 10 kHz.
Der Signalteiler 110 erzeugt aus dem N Bit breiten Eingangssignal I ein erstes Teilsignal Xh, welches M höherwertige Bits des Eingangssignals I umfasst, und ein zweites Teilsignal Xs, welches L = N - M niederwertige Bits des Eingangssignals I umfasst. Bei einem seriellen Eingangssignal I bilden beispielsweise die ersten M Bits eines Worts, die in den ersten M Zyklen eines Übertragungszyklus empfangen werden, das erste Teilsignal Xh, die restlichen L Bits des Worts bilden das zweite Teilsignal XI.
Die erste Modulationseinheit 120 erzeugt aus dem zweiten Teilsignal Xl ein Pulsdichte-Modulationssignal PDM. Das Pulsdichte-Modulationssignal PDM hat eine minimale Periodendauer P*= 2^M · t1, wenn t1 = 1/f1 die Periode der internen Taktfrequenz f1 ist. Das Pulsdichte-Modulationssignal PDM entspricht einem Signal, das in Abhängigkeit der Werte von N, M und L die Schalthäufigkeit maximiert. Dies ist nachfolgend anhand der 2 im Detail beschrieben.
Die Addiereinheit 130 addiert das 1 Bit breite Pulsdichte-Modulationssignal PDM zu dem M Bit breiten ersten Teilsignal Xh, und gibt ein M Bit breites Additionssignal Xs aus. Die Addiereinheit erzeugt das Additionssignal Xs insbesondere mit der internen Taktfrequenz f1.
Die zweite Modulationseinheit 140 erzeugt in Abhängigkeit des Additionssignals Xs ein Modulationssignal PWM, das einer Pulsweitenmodulation des Additionssignals Xs entspricht. Eine Periode P* des Modulationssignals PWM ist dabei kürzer als eine Periode P eines Pulsweiten-Modulationssignals PWM1 (siehe 2), das auf Basis des N Bit breiten Eingangssignals I bei gleicher interner Taktfrequenz f1 erzeugt wird, da das Additionssignal Xs nur eine Breite von M = N - L Bit aufweist, aber die gleiche interne Taktfrequenz f1 verwendet.
2 zeigt vier übereinander angeordnete Diagramme mit unterschiedlichen Signalen zur Erläuterung der Funktionsweise der Modulationsvorrichtung 100 der 1. Alle vier Diagramme haben eine gemeinsame horizontale Zeitachse t (Abszisse). Die vertikale Achse (Ordinate) entspricht jeweils einer Signalhöhe, wobei das oberste Diagramm einen Wertebereich zwischen 0 und 63 (entsprechend den 64 Stufen eines 6 Bit breiten Signals) und die unteren drei Diagramme jeweils nur „0“ oder „1“ als Wert aufweisen (entsprechend einem 1 Bit Signal). Zur Veranschaulichung des Funktionsprinzips der Modulationsvorrichtung 100 ist in diesem Beispiel N = 6, M = 4, L = 2 gewählt.
Das oberste Diagramm zeigt ein digitales, 6 Bit breites Eingangssignal I mit dem Wert 011101, was einem Wert von 29 in Dezimalschreibweise und einem Tastverhältnis einer Pulsweitenmodulation von 45,3% entspricht. Das Eingangssignal I ist über den gezeigten Zeitabschnitt hinweg konstant.
Das zweite Diagramm von oben zeigt beispielhaft ein Pulsweiten-Modulationssignal PWM1, das bei direkter Umsetzung des 6 Bit breiten Eingangssignals I mittels eines Pulsweitenmodulators, der eine Auflösung von genau 6 Bit aufweist, erzeugt werden würde. Eine Periode P des beispielhaften Pulsweiten-Modulationssignals PWM1 dauert 64 Taktperioden der internen Taktfrequenz f1. Entsprechend dem Prinzip der Pulsweitenmodulation ist das Pulsweiten-Modulationssignal PWM1 die ersten 29 Takte auf „1‟ und die restlichen 35 Takte auf „0“, wodurch das Tastverhältnis von 45,3% erzielt ist.
Das dritte Diagramm von oben zeigt einerseits ein Pulsdichte-Modulationssignal PDM (gestrichelte Linie) und andererseits ein Pulsweiten-Modulationssignal PWM2. Das Pulsweiten-Modulationssignal PWM2 entspricht dem Ergebnis einer Pulsweitenmodulation, wenn das erste Teilsignal Xh umfassend die 4 höherwertigen Bits (hier also 0111) des Eingangssignals I zugrunde gelegt wird und die Auflösung des Pulsweitenmodulators auf 4 Bit, entsprechend 16 Stufen, bei der gleichen internen Taktfrequenz f1 eingestellt wird. Damit dauert eine Periode P* des Pulsweiten-Modulationssignals PWM2 noch 16 Takte und somit nur ein Viertel der Periode P. Das erste Teilsignal Xh = 0111 entspricht einem Wert von 7, weshalb das Pulsweiten-Modulationssignal PWM1 die ersten 7 Takte auf „1“ ist, die restlichen 9 Takte auf „0“. Das Tastverhältnis des Pulsweiten-Modulationssignals PWM2 ergibt sich damit zu 43,8%.
Das Pulsdichte-Modulationssignal PDM wird in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals XI umfassend die 2 niederwertigen Bits (hier also 01) des Eingangssignals I und mit einer minimalen Periodendauer P* erzeugt. Entsprechend dem Wert XI = 01 ist das Pulsdichte-Modulationssignal PDM in einem Intervall, vorliegend in dem ersten Intervall, einer Periode P auf „1“, ansonsten auf „0“. In alternativen Ausführungsformen kann auch das zweite, dritte oder vierte Intervall auf „1“ sein. Nach einer Periode P wiederholt sich das Pulsdichte-Modulationssignal PDM, da das Eingangssignal I unverändert ist. Vorzugsweise ist die Modulationsvorrichtung 100 derart ausgebildet, dass sich das Pulsdichte-Modulationssignal PDM nicht innerhalb einer Periode P ändern kann. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass ein Sample-and-Hold Glied das zweite Teilsignal XI für jeweils eine Periode P konstant hält und an die erste Modulationseinheit 120 ausgibt.
Das unterste Diagramm (das vierte Diagramm von oben) zeigt ein Modulationssignal PWM, wie es von der Modulationsvorrichtung 100 beispielsweise erzeugt wird. Das Modulationssignal PWM entspricht einem Pulsweiten-Modulationssignal, das in Abhängigkeit des Additionssignals Xs erzeugt wird. Das Additionssignal Xs wird insbesondere in jedem internen Taktzyklus in Abhängigkeit der jeweils aktuellen Werte des ersten Teilsignals Xh und des Pulsdichte-Modulationssignals PDM erzeugt. Vorliegend ist das Additionssignal Xs in den ersten 16 internen Taktzyklen 0111 + 1 = 1000 (entsprechend Dezimal 8, Tastverhältnis 50%) und in den nächsten drei Intervallen von 16 Taktzyklen 0111 + 0 = 0111 (entsprechend Dezimal 7, Tastverhältnis 43,8%). Daher weist das Modulationssignal PWM in der ersten Periode P* umfassend 16 Taktzyklen ein Tastverhältnis von 50% und in den drei darauffolgenden Perioden P* ein Tastverhältnis von 43,8% auf. Gemittelt über vier Perioden P*, die einer Periode P entsprechen, ergibt sich somit ein Tastverhältnis von 45,3%, was genau dem 6 Bit Eingangssignal I = 011101 entspricht.
Aus den Diagrammen wird ersichtlich, dass eine Filtereinheit 230 (siehe 4), die beispielsweise aus dem Pulsweiten-Modulationssignal PWM1 und dem Modulationssignal PWM ein Gleichstromsignal mit konstanter Amplitude formt, im Falle des Modulationssignals PWM deutlich einfacher aufgebaut sein kann.
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer Modulationsvorrichtung 100. Die Modulationsvorrichtung 100 hat den gleichen Aufbau wie die Modulationsvorrichtung 100, die anhand der 1 beschrieben wurde. In der 3 sind zusätzlich eine mögliche Umsetzung der ersten Modulationseinheit 120 als ein Delta-Sigma-Modulator und der zweiten Modulationseinheit 140 mit integriertem Zähler 142 dargestellt.
Die erste Modulationseinheit 120 ist als Delta-Sigma-Modulator ausgebildet und umfasst sechs funktionelle Glieder mit zwei Rückkoppelschleifen. Das zweite Teilsignal Xl wird über einen ersten Addierknoten 122 einem ersten Verzögerungsglied 124 zugeführt. Das Verzögerungsglied 124 verzögert das zugeführte Signal um einen Taktzyklus. Das verzögerte Signal wird über einen zweiten Addierknoten 123 einem Komparator 126 zugeführt. Weiterhin ist eine erste Rückkoppelschleife vorgesehen, die das dem Komparator 126 zugeführte Signal über ein weiteres Verzögerungsglied 124 dem zweiten Addierknoten 123 zuführt.
Der Komparator 126 ist dazu eingerichtet, das zugeführte Signal mit einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen. Der vorgegebene Schwellwert kann beispielsweise dem Wert des zweiten Teilsignals XI entsprechen. Der Komparator 126 erzeugt ein 1 Bit breites Ausgangssignal, welches das Pulsdichte-Modulationssignal PDM ist. Der Ausgang des Komparators 126 ist dabei auf „1“ oder „high“, wenn der Wert des dem Komparator 126 zugeführten Signals größer oder gleich dem Schwellwert ist, und ansonsten „0“ oder „low“. Der Ausgang des Komparators 126 wird mittels einer zweiten Rückkoppelschleife dem ersten Addierknoten 122 negativ zurückgeführt.
In der zweiten Rückkoppelschleife ist ein Multiplikationsglied 128 angeordnet, welches das Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Faktor multipliziert. Das Multiplikationsglied 128 weist ein Ausgangssignal auf, das eine Bitbreite hat, die dem Faktor + 1 entspricht. Wenn beispielsweise der Faktor 2 ist, dann ist das Signal nach dem Multiplikationsglied 128 genau 3 Bit breit. Dies liegt daran, dass das Eingangssignal des Multiplikationsglieds 128 immer 1 Bit breit ist. Wenn das Eingangssignal des Multiplikationsglieds 128 „1“ oder „high“ ist, dann weist das Ausgangssignal des Multiplikationsglieds 128 eine führende „1“ auf, wäre also beispielsweise 100 bei 3 Bit Breite. Das Ausgangssignal des Multiplikationsglieds 128 wird mit negativem Vorzeichen dem ersten Addierknoten 122 zugeführt, es wird durch den Addierknoten 122 also von dem zweiten Teilsignal XI abgezogen.
Es sei angemerkt, dass die hier beschriebene Ausführung des Delta-Sigma-Modulators 120 nur beispielhaft ist, und dass die erste Modulationseinheit 120 auch in einer beliebigen anderen Weise ausgebildet sein kann, solange diese die beschriebenen Eigenschaften aufweist.
Das von dem Delta-Sigma-Modulator 120 erzeugte Pulsdichte-Modulationssignal PDM wird wie zuvor beschrieben der Addiereinheit 130 zugeführt, welche das Additionssignal Xs bereitstellt und der zweiten Modulationseinheit 140 zuführt. Die zweite Modulationseinheit 140 umfasst einen Zähler 142, der mit der internen Taktfrequenz f1 auf 2^N zählt. Das Zählersignal wird in einem Komparator 144 mit dem zugführten Additionssignal Xs verglichen. Der Komparator 144 gibt entsprechend das Modulationssignal PWM als ein 1 Bit breites Signal aus.
4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung 200 zum Ansteuern eines Aktuators 300. Die Ansteuervorrichtung 200 umfasst eine erste Einheit 210, eine Modulationsvorrichtung 100, beispielsweise wie zu den 1 oder 3 beschrieben, eine Verstärker-Einheit 220 sowie eine Filtereinheit 230.
Die erste Einheit 210 ist zum Erzeugen des N Bit breiten Eingangssignals I in Abhängigkeit des Ansteuersignals A eingerichtet. Das Ansteuersignal A kann ein digitales oder auch ein analoges Signal sein. Beispielsweise ist das Ansteuersignal A ein Regelsignal eines Servomotors, welches zeit- und wertkontinuierlich vorliegt. Die erste Einheit 210 kann in Ausführungsformen zudem Eingänge für eine Hochspannungs-Rückkopplung HV oder eine Ansteuerspannungs-Rückkopplung AV aufweisen, und einen jeweiligen Rückkopplungspegel bei der Erzeugung des Eingangssignals I berücksichtigen. Es sei angemerkt, dass die erste Einheit 210 optional ist, insbesondere dann, wenn das Ansteuersignal A bereits eine Form aufweist, die der für das Eingangssignal I erwünschten Form entspricht.
Das Eingangssignal I wird beispielsweise wie vorstehend anhand der 1 - 3 beschrieben von der Modulationsvorrichtung 100 zum Erzeugen eines Modulationssignals PWM verarbeitet.
Das Modulationssignal PWM wird der Verstärker-Einheit 220 zugeführt, welche dieses verstärkt und als verstärktes Signal aPWM ausgibt. Die Verstärker-Einheit 220 weist beispielsweise einen Gate-Treiber 221 auf, der zum Schalten der beiden Transistoren 222, 223 eingerichtet ist. Der Gate-Treiber 221 schaltet den oberen Transistor 222 auf leitend und den unteren Transistor 223 auf sperrend, wenn das Modulationssignal PWM auf „1“ oder „high“ ist. Dann liegt die Mitte zwischen den beiden Transistoren 222, 223, die den Ausgang der Verstärker-Einheit 220 bildet, auf dem Potential der Spannungsquelle Vcc. Das Potential Vcc ist beispielsweise 12 V - 480 V, vorzugsweise 48 V - 240 V, und wird in Abhängigkeit des anzusteuernden Aktuators 300 gewählt. Umgekehrt schaltet der Gate-Treiber 221 den oberen Transistor 222 auf sperrend und den unteren Transistor 223 auf leitend, wenn das Modulationssignal PWM auf „0“ oder „low“ ist. Dann liegt die Mitte zwischen den beiden Transistoren 222, 223 auf dem dem Erdpotential GND. Weiterhin weist die Verstärker-Einheit 220 jeweils eine Diode 224 auf.
Es sei angemerkt, dass anstelle des Erdpotentials GND ein beliebiges, durch eine Spannungsquelle bereitgestelltes Potential dienen kann. Vorliegend sind die Transistoren 222, 223 als n-Kanal MOSFETs ausgebildet.
Alternativ können die Transistoren 222, 223 auch als p-Kanal MOSFETs, als ein p-Kanal und ein n-Kanal MOSFET, Silizium MOSFETs, GaN FETs, IGBTs und/oder bipolar Transistoren ausgebildet sein.
Die Filtereinheit 230 umfasst insbesondere eine in Reihe zu dem Aktuator 300 geschaltete Induktivität 231, beispielsweise eine Spule, sowie einen Widerstand 232, insbesondere einen ohmschen Widerstand, und eine parallel zu dem Aktuator 300 geschaltete Kapazität 233, insbesondere einen Kondensator. Die konkrete Auswahl von Werten für die Induktivität 231, den Widerstand 232 oder den Kondensator 233 hängt von dem anzusteuernden Aktuator 300 und den gewünschten Eigenschaften des gefilterten Signals fPWM ab. Das gefilterte Signal fPWM weist zu einem jeweiligen Zeitpunkt vorzugsweise einen Pegel auf, der prozentual dem Pegel des Eingangssignals I zu dem Zeitpunkt entspricht. Insbesondere ist der Pegel des gefilterten Signals fPWM über einen Zeitraum einer Periode P* und einer Periode P konstant, sofern der Pegel des Eingangssignals I nicht sich nicht gerade geändert hat.
Es sei angemerkt, dass eine Filtereinheit 230 nicht zwingend alle gezeigten Komponenten aufweisen muss, sondern auch beispielsweise nur eine Induktivität 231 und einen Widerstand 232, aber keinen Kondensator 233 aufweist. Weitere Anordnungen der einzelnen Komponenten sind ebenfalls möglich und werden vorzugsweise in Abhängigkeit des anzusteuernden Aktuators 300 und den gewünschten Eigenschaften des gefilterten Signals fPWM gewählt.
Als ein Beispiel kann die Frequenz des Eingangssignals 1 12 kHz betragen, die interne Taktfrequenz f1 der Modulationsvorrichtung 100 beträgt 200 MHz, die Spannungsquelle Vcc der Verstärker-Einheit 220 beträgt 100 V und die Filtereinheit 230 umfasst eine Induktivität 231 mit 3,3 mH und einen Kondensator 233 mit 2 µF.
Der Ausgang der Filtereinheit 230 ist mit dem anzusteuernden Aktuator 300 verbunden, so dass das gefilterte Signal fPWM diesem als Eingangssignal dient. Der Aktuator 300 kann beispielsweise als ein Piezo-Aktuator ausgebildet sein, dessen lineare Auslenkung proportional zu einer angelegten Spannung ist. Weitere mögliche Aktuatoren 300 sind elektrische Aktuatoren, magnetische Aktuatoren, elektromagnetische Aktuatoren, thermische Aktuatoren und dergleichen mehr.
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines optischen Systems 400 mit einer Mehrzahl an aktuierbaren optischen Elementen 410. Das optische System 400 ist hier als ein Mikrospiegelarray ausgebildet, wobei die optischen Elemente 410 Mikrospiegel sind. Jeder Mikrospiegel 410 ist mittels eines zugeordneten Aktuators 300 aktuierbar. Beispielsweise kann ein jeweiliger Mikrospiegel 410 mittels des zugeordneten Aktuators 300 um zwei Achse verkippt werden und/oder in einer, zwei, oder drei Raumachsen verschoben werden. Aus Gründen der Übersicht sind die Bezugszeichen nur der obersten Reihe dieser Elemente eingezeichnet.
Das optische System 400 umfasst eine Korrektureinheit 420, die zum Erzeugen eines Ansteuersignals A oder eines Eingangssignals I für einen jeden der Mikrospiegel 410 eingerichtet ist. Beispielsweise ist das optische System 400 zum Korrigieren einer Wellenfront von Licht in einer Lithographieanlage 600A, 600B (siehe 6A, 6B) eingerichtet, wobei die Korrektureinheit 420 beispielsweise in Abhängigkeit einer gemessenen Form der Wellenfront und einer Soll-Form der Wellenfront eine Sollposition eines jeden der Mikrospiegel 410 ermittelt und ein entsprechendes Ansteuersignal A oder Eingangssignal I ausgibt.
Das jeweilige Ansteuersignal A oder Eingangssignal I wird einer einem jeweiligen Aktuator 300 zugeordneten Ansteuervorrichtung 200 zugeführt. Die Ansteuervorrichtung 200 steuert mit einem gefilterten, verstärkten Modulationssignal fPWM den jeweiligen Aktuator 300 an. Das gefilterte Signal fPWM wird insbesondere wie anhand der 4 beschrieben erzeugt. Damit wird eine Position des jeweiligen Mikrospiegels 410 eingestellt.
Da das Modulationssignal PWM für jeden Aktuator 300 wie vorstehend beschrieben mittels einer Pulsweitenmodulation erzeugt wird, können die Ansteuervorrichtungen 200 untereinander derart synchronisiert werden, dass zu einem jeweiligen Zeitpunkt nur genau ein Modulationssignal PWM in die nächste Periode P wechselt, wobei das jeweilige Modulationssignal PWM von „low“ auf „high“ schaltet. Damit wird insbesondere eine Spannungsquelle Vcc (siehe 4), die mehrere der Ansteuervorrichtungen 200 betreiben kann, entlastet. Die Spannungsquelle Vcc kann daher einfacher ausgebildet sein.
6A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 600A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 und ein Projektionssystem 604 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 und das Projektionssystem 604 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren beziehungsweise Einstellen von optischen Elementen vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein.
Die EUV-Lithographieanlage 600A weist eine EUV-Lichtquelle 606A auf. Als EUV-Lichtquelle 606A kann beispielsweise eine Plasmaquelle (oder ein Synchrotron) vorgesehen sein, welche Strahlung 608A im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also beispielsweise im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 wird die EUV-Strahlung 608A gebündelt und die gewünschte Betriebswellenlänge aus der EUV-Strahlung 608A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 606A erzeugte EUV-Strahlung 608A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 und im Projektionssystem 604 evakuiert sind.
Das in 6A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 weist fünf Spiegel 610, 612, 614, 616, 618 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 wird die EUV-Strahlung 608A auf eine Photomaske (Engl.: reticle) 620 geleitet. Die Photomaske 620 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 602, 604 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 608A mittels eines Spiegels 622 auf die Photomaske 620 gelenkt werden. Die Photomaske 620 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 604 verkleinert auf einen Wafer 624 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 604 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist fünf Spiegel M1 bis M5 zur Abbildung der Photomaske 620 auf den Wafer 624 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1 bis M5 des Projektionssystems 604 symmetrisch zu einer optischen Achse 526 des Projektionssystems 504 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel M1 bis M6 der EUV-Lithographieanlage 600A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel M1 bis M5 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel M1 bis M5 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Weiterhin umfasst das Projektionssystem 604 ein optisches System 400 mit einer Mehrzahl an aktuierbaren optischen Elementen 410, beispielsweise das anhand der 5 beschriebene Mikrospiegelarray. Das optische System 400 ist insbesondere zur Korrektur von dynamischen Abbildungsfehlern eingerichtet. Das Projektionssystem 604 mit dem optischen System 400 kann als adaptive Optik bezeichnet werden. Damit kann eine Auflösung der Lithographieanlage 600A erhöht sein. Beispielsweise erzeugt eine Korrektureinheit 420 Abhängigkeit von Messwerten der Wellenfront des Projektionslichts ein Eingangssignal I, welches insbesondere für einen jeweiligen Mikrospiegel 410 ein individuelles Signal umfassen kann. Das Eingangssignal I wird von der Ansteuereinheit 200 für ein jeweiliges optisches Element 410 in ein verstärktes, gefiltertes Modulationssignal fPWM umgesetzt und an den jeweiligen Aktuator 300 zum Aktuieren des optischen Elements 410 ausgegeben. Der jeweilige Aktuator 300 aktuiert entsprechend den zugeordnete Mikrospiegel 410.Es sei darauf hingewiesen, dass die Anordnung der Ansteuereinheit 200 innerhalb des Projektionssystem 604 optional ist.
6B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage 600B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 und ein Projektionssystem 604 umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 und das Projektionssystem 604 können - wie bereits mit Bezug zu 6A beschrieben - in einem Vakuumgehäuse angeordnet und/oder von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein.
Die DUV-Lithographieanlage 600B weist eine DUV-Lichtquelle 606B auf. Als DUV-Lichtquelle 606B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 608B im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert.
Das in 6B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 602 leitet die DUV-Strahlung 608B auf eine Photomaske 620. Die Photomaske 620 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 602, 604 angeordnet sein. Die Photomaske 620 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 604 verkleinert auf einen Wafer 624 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 604 weist mehrere Linsen 628 und/oder Spiegel 630 zur Abbildung der Photomaske 620 auf den Wafer 624 auf. Dabei können einzelne Linsen 628 und/oder Spiegel 630 des Projektionssystems 604 symmetrisch zu einer optischen Achse 626 des Projektionssystems 604 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 628 und Spiegel 630 der DUV-Lithographieanlage 600B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 628 und/oder Spiegel 630 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel 630 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Weiterhin umfasst das Projektionssystem 604 ein optisches System 400 mit einer Mehrzahl an aktuierbaren optischen Elementen 410, beispielsweise ein Mikrolinsenarray, das insbesondere entsprechend dem anhand der 5 beschriebenen Mikrospiegelarray aufgebaut sein kann, wobei anstelle der Mikrospiegel Mikrolinsen verwendet werden. Das optische System 400 ist insbesondere zur Korrektur von dynamischen Abbildungsfehlern eingerichtet. Das Projektionssystem 604 mit dem optischen System 400 kann als adaptive Optik bezeichnet werden. Damit kann eine Auflösung der Lithographieanlage 600B erhöht sein. Zur Verbesserung der Abbildungsleistung wird vorliegend ein Ansteuersignal A von außen vorgegeben. Das Ansteuersignal A umfasst insbesondere für jede der Mikrolinsen 410 des optischen Systems 400 ein individuelles Signal. Das Ansteuersignal A kann beispielsweise von einer externen Recheneinrichtung erzeugt werden. Die Ansteuereinheit 200 setzt das in dem Ansteuersignal A für eine jeweilige Mikrolinse 410 enthaltene Signal in ein verstärktes, gefiltertes Modulationssignal fPWM um und gibt dieses an den jeweiligen Aktuator 300 aus. Der jeweilige Aktuator 300 aktuiert entsprechend die zugeordnete Mikrolinse 410.
Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 628 und dem Wafer 624 kann durch ein flüssiges Medium 632 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium 632 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das Medium 632 kann auch als Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden.
7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Modulationssignals PWM aus einem N Bit breiten Eingangssignal I.
In einem ersten Schritt S1 wird ein M Bit breites erstes Teilsignal Xh umfassend M höherwertige Bits des Eingangssignals I erzeugt. In einem zweiten Schritt S2 wird ein L Bit breites zweites Teilsignal XI umfassend L niederwertige Bits des Eingangssignals I erzeugt, wobei L = N - M gilt. In einem dritten Schritt S3 wird ein 1 Bit breites Pulsdichte-Modulationssignal PDM in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals Xl erzeugt. In einem vierten Schritt S4 wird ein M Bit breites Additionssignal Xs in Abhängigkeit des ersten Teilsignals Xh und des Pulsdichte-Modulationssignals PDM erzeugt. In einem fünften Schritt S5 wird das 1 Bit breite Modulationssignal PWM in Abhängigkeit des Additionssignals Xs erzeugt.
Bezugszeichenliste

100: Modulationsvorrichtung
110: Signalteiler
120: erste Modulationseinheit
122: Addierknoten
123: Addierknoten
124: Verzögerungsglied
126: Komparator
128: Multiplikationsglied
130: Addiereinheit
140: zweite Modulationseinheit
142: Zähler
144: Komparator
200: Ansteuervorrichtung
210: erste Einheit
220: Verstärker-Einheit
221: Gate-Treiber
222: Transistor
223: Transistor
224: Diode
230: Filtereinheit
231: Induktivität
232: Widerstand
233: Kondensator
300: Aktuator
400: optisches System
410: optisches Element
420: Korrektureinheit
600A: EUV-Lithographieanlage
600B: DUV-Lithographieanlage
602: Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
604: Projektionssystem
606A: EUV-Lichtquelle
606B: DUV-Lichtquelle
608A: EUV-Strahlung
608B: DUV-Strahlung
610: Spiegel
612: Spiegel
614: Spiegel
616: Spiegel
618: Spiegel
620: Photomaske
622: Spiegel
624: Wafer
626: optische Achse
628: Linse
630: Spiegel
632: Medium
aPWM: verstärktes Signal
A: Ansteuersignal
AV: Ansteuerspannungs-Rückkopplung
f1: interne Taktfrequenz
fPWM: gefiltertes Signal
GND: Erdpotential
HV: Hochspannungs-Rückkopplung
I: Eingangssignal
M1: Spiegel
M2: Spiegel
M3: Spiegel
M4: Spiegel
M5: Spiegel
P: Periodendauer
P*: Periodendauer
PDM: Pulsdichte-Modulationssignal
PWM: Modulationssignal
PWM1: Pulsweiten-Modulationssignal
PWM2: Pulsweiten-Modulationssignal
S1: Verfahrensschritt
S2: Verfahrensschritt
S3: Verfahrensschritt
S4: Verfahrensschritt
S5: Verfahrensschritt
Vcc: Spannungsquelle
Xh: erstes Teilsignal
Xl: zweites Teilsignal
Xs: Additionssignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7746935 B2 [0003]

Claims

Modulationsvorrichtung (100) zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Modulationssignals (PWM) in Abhängigkeit eines N Bit breiten Eingangssignals (I), mit einem Signalteiler (110) zum Erzeugen eines M Bit breiten ersten Teilsignals (Xh) umfassend M höherwertige Bits des Eingangssignals (I) und zum Erzeugen eines L Bit breiten zweiten Teilsignals (XI) umfassend L niederwertige Bits des Eingangssignals, wobei L = N - M, einer ersten Modulationseinheit (120) zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Pulsdichte-Modulationssignals (PDM) in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals (XI), einer Addiereinheit (130) zum Erzeugen eines M Bit breiten Additionssignals (Xs) in Abhängigkeit des ersten Teilsignals (Xh) und des Pulsdichte-Modulationssignals (PDM), und mit einer zweiten Modulationseinheit (140) zum Erzeugen des 1 Bit breiten Modulationssignals (PWM) in Abhängigkeit des Additionssignals (Xs).
Modulationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Taktgeber zum Erzeugen einer internen Taktfrequenz f1, wobei die zweite Modulationseinheit (140) zum Erzeugen des Modulationssignals (PWM) mit einer verkürzten Periodendauer P* = 2^M · t1, wobei t1 = 1/f1, eingerichtet ist.
Modulationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalteiler (110) zum Erzeugen des ersten Teilsignals (Xh) und des zweiten Teilsignals (Xl) in Abhängigkeit eines vorbestimmten Verhältnisses K = L/M eingerichtet ist, insbesondere K ≤ 1, vorzugsweise K ≤ 0,5.
Modulationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal (I) eine Breite N von 4 - 64 Bit, bevorzugt von 6 - 32 Bit, weiter bevorzugt von 8 - 16 Bit aufweist.
Ansteuervorrichtung (200) zum Ansteuern eines Aktuators (300) in Abhängigkeit eines Eingangssignals (I), mit einer Modulationsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Erzeugen eines Modulationssignals (PWM) in Abhängigkeit des Eingangssignals (I), einer Verstärker-Einheit (220) zum Erzeugen eines verstärkten Signals (aPWM) in Abhängigkeit des Modulationssignals (PWM), und einer Filtereinheit (230) zum Filtern des verstärkten Signals (aPWM) und zum Ausgeben des gefilterten Signals (fPWM) zum Ansteuern des Aktuators (300).
Ansteuervorrichtung gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine erste Einheit (210) zum Erzeugen des N Bit breiten Eingangssignals (I) in Abhängigkeit eines Ansteuersignals (A), wobei die erste Einheit (210) vorzugsweise zum Erzeugen des Eingangssignals (I) in Abhängigkeit einer Hochspannungs-Rückkopplung (HV) einer Spannungsversorgung der Verstärker-Einheit (220) und/oder einer Ansteuerspannungs-Rückkopplung (AV) des gefilterten Signals eingerichtet ist.
Ansteuervorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktfrequenz der ersten Einheit (210) größer oder gleich der ersten Taktfrequenz f1 des Modulationssignals (PWM) ist.
Ansteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärker-Einheit (220) einen Schaltverstärker, insbesondere eine halbe H-Brücke, umfasst.
Ansteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (230) zumindest eine Induktivität (231), einen Widerstand (232) und/oder eine Kapazität (233) umfasst.
Optisches System (400) mit einer Anzahl an aktuierbaren optischen Elementen (410), wobei jedem der aktuierbaren optischen Elemente (410) der Anzahl ein Aktuator (300) zugeordnet ist, und jedem Aktuator (300) ist eine Ansteuervorrichtung (200) zum Ansteuern des Aktuators (300) gemäß einem der Ansprüche 5-9 zugeordnet.
Optisches System (400) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Mehrzahl aktuierbarer optischer Elemente (410) umfasst, wobei ein Schaltzeitpunkt einer jeweiligen Verstärker-Einheit (220) von zumindest zwei Ansteuervorrichtungen (200), vorzugsweise jedes Paars von Ansteuerungsvorrichtungen (200), unterschiedlich ist.
Optisches System gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger der Aktuatoren (300) eine kapazitive und/oder eine induktive Last umfasst.
Lithographieanlage (600A, 600B) umfassend ein optisches System (400) gemäß einem der Ansprüche 10-12.
Verfahren zum Erzeugen eines 1 Bit breiten Modulationssignals (PWM) in Abhängigkeit eines N Bit breiten Eingangssignals (I), mit: Erzeugen (S1) eines M Bit breiten ersten Teilsignals (Xh) umfassend M höherwertige Bits des Eingangssignals (I), Erzeugen (S2) eines L Bit breiten zweiten Teilsignals (XI) umfassend L niederwertige Bits des Eingangssignals (I), wobei L = N - M, Erzeugen (S3) eines 1 Bit breiten Pulsdichte-Modulationssignals (PDM) in Abhängigkeit des zweiten Teilsignals (XI), Erzeugen (S4) eines M Bit breiten Additionssignals (Xs) in Abhängigkeit des ersten Teilsignals (Xh) und des Pulsdichte-Modulationssignals (PDM), und Erzeugen (S5) des 1 Bit breiten Modulationssignals (PWM) in Abhängigkeit des Additionssignals (Xs).
Verfahren zum Ansteuern eines optischen Systems (400) umfassend eine Mehrzahl aktuierbarer optischer Elemente (410), wobei jedes der aktuierbaren optischen Elemente (410) mittels eines verstärkten, gefilterten und gemäß Anspruch 14 erzeugten Modulationssignals (PWM) angesteuert wird.