TW202232046A - 微機電系統陣列互連設計 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種微機電系統(MEMS)，其包含一MEMS晶圓，該MEMS晶圓包含分割成複數個子陣列之一MEMS元件陣列。針對每一子陣列提供一各別本端控制單元，一各別本端控制單元經配置以執行與該對應子陣列的每一MEMS元件之讀取/寫入通信。該MEMS進一步包括一控制晶圓，該控制晶圓包含用於控制該MEMS元件陣列之一控制電路。該控制電路經組態以針對每一控制單元使用該控制晶圓中之各別複數個穿矽通孔(TSV)將資料信號傳輸至該等本端控制單元中之每一者且自該等本端控制單元中之每一者接收資料信號。該控制電路操作以使用在該控制電路與該等本端控制單元之間傳遞的該等資料信號來控制該MEMS元件陣列，該等資料信號包含與該對應MEMS元件子陣列中的該等MEMS元件中之特定MEMS元件相關的資料信號。

Description

微機電系統陣列互連設計
本發明係關於一種微機電系統(MEMS)陣列互連設計，詳言之，係關於用以減少MEMS系統中之穿矽通孔(TSV)之數目的互連設計。其進一步係關於一種為微鏡陣列之MEMS系統、一種包含此類微鏡陣列之可程式化照明器、一種包含此類可程式化照明器之微影設備、一種包含此類可程式化照明器之檢測及/或度量衡設備及一種用於形此類MEMS之方法。
微影設備為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化裝置處之圖案投影至設置於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。如在本文中所使用之術語「圖案化裝置」應廣泛地解釋為係指可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之裝置，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案；在此上下文中，亦可使用術語「光閥」。通常，圖案將對應於在目標部分中產生之裝置(諸如積體電路或其他裝置)中的特定功能層。此類圖案化裝置之實例包括：
-   光罩(或倍縮光罩)。光罩之概念在微影中係熟知的，且其包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式光罩類型。此光罩在輻射光束中之置放會根據該光罩上之圖案而致使照射於該光罩上之輻射選擇性地透射(在透射光罩之情況下)或反射(在反射光罩之情況下)。光罩可由諸如光罩台或光罩夾具之支撐結構支撐。此支撐結構確保可將光罩保持於入射輻射光束中之所要位置處，且其可在需要時相對於光束移動；
-   可程式化鏡面陣列。此裝置之一個實例為具有黏彈性控制層及反射表面之矩陣可定址表面。此裝置所隱含之基本原理為(例如)：反射表面之經定址區域將入射光反射為繞射光，而未經定址區域將入射光反射為非繞射光。使用適當濾光器，可自反射光束濾出非繞射光，從而僅留下繞射光；以此方式，光束變得根據矩陣可定址表面之定址圖案而圖案化。可程式化鏡面陣列之替代實施例使用微小鏡面之矩陣配置，可例如藉由施加合適區域化電場或藉由使用靜電或壓電致動構件而使該等鏡面中之每一者圍繞一軸線個別地傾斜。再次，該等鏡面係矩陣可定址的，使得經定址鏡面將使入射輻射光束在與未經定址鏡面不同之方向上反射；以此方式，反射光束係根據矩陣可定址鏡面之定址圖案來而圖案化反射光束。可使用合適電子構件來執行所需矩陣定址。在上文中所描述之兩種情形中，圖案化構件可包含一或多個可程式化鏡面陣列。可例如自以引用方式併入本文中之美國專利US 5,296,891及US 5,523,193以及PCT專利申請案WO 98/38597及WO 98/33096搜集到關於此處所提及之鏡面陣列之更多資訊。此類可程式化鏡面陣列可由可根據需要而為固定或可移動之支撐結構(諸如(例如)框架或台)支撐；及
-   可程式化LCD陣列。全文係以引用方式併入本文中之美國專利US 5,229,872中給出此類構造之實例。此類可程式化LCD陣列可由可根據需要而固定或可移動之支撐結構(諸如(例如)框架或台)支撐。
出於簡單性之目的，本文之其餘部分在某些位置處可特定指向涉及光罩及光罩台之實例；然而，在此等情況下所論述之通用原理應在如上文所闡述之圖案化構件的更廣泛內容背景中看待。
為了將圖案投影於基板上，微影設備可使用電磁輻射(雖然波長可能不在可見範圍內，但此處常常被簡單地稱作「光」)。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵的最小大小。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，使用具有在4至20 nm之範圍內之波長(例如6.7 nm或13.5 nm)之極紫外(EUV)輻射的微影設備可用以在基板上形成較小特徵。
除輻射之波長(λ)及投影透鏡之數值孔徑(NA)以外，照明源之形狀，或更通常角強度分佈為實現微影中之高解析度之最重要參數中的一者。
包含數百或數千個微鏡(常常在下文被簡單地稱作「鏡面」)之陣列的微鏡陣列可用於微影設備之照明系統中以控制光之橫截面形狀及強度分佈。每一微鏡反射一光點，且改變微鏡之角度會改變光點之位置且因此改變輻射光束之形狀。
微機電系統(MEMS)技術可用以製造及控制鏡面。舉例而言，靜電或壓電MEMS系統可用以使鏡面成角度。
當前，存在用於塑形具有在深紫外線光譜(DUV)內之波長(例如λ = 193 nm)之光的微鏡陣列。然而，此等微鏡陣列不能有效地用於在極紫外線光譜(EUV)中之光所需之較短波長，例如λ = 13.5 nm。需要新的微鏡陣列技術以用於EUV輻射。又，期望用於此新的微鏡陣列技術之有利的新應用，以用於EUV及/或非EUV輻射，例如可見光或DUV輻射。
PCT專利申請案PCT/EP2020/072005 (其在本申請案之優先權日期未公開)揭示微鏡陣列，其使用壓電致動器來控制微鏡陣列中之鏡面的角度。鏡面設置於MEMS晶圓中，且用於每一鏡面之控制信號對於每一鏡面使用各別複數個穿矽通孔(TSV)自控制電路傳輸至MEMS晶圓。
根據本發明之一第一態樣，提供一種諸如微鏡陣列之微機電系統(MEMS)，其例如可用於一微影設備或一檢測及/或度量衡設備之照明系統中以調節一輻射光束。該MEMS包含一MEMS晶圓，該MEMS晶圓包含包括MEMS元件之複數個子陣列之一MEMS元件陣列。該等子陣列對應於該陣列中之多個MEMS元件的各別(通常非重疊)子集。該陣列之所有MEMS元件可在該等子陣列中之對應一者中，使得該陣列分割成該等子陣列。該等子陣列中之每一者可與該MEMS晶圓之一對應(例如，矩形(此處用以包括正方形的術語))部分相關聯。
對於每一子陣列，存在經配置以執行與對應子陣列的每一MEMS元件的讀取/寫入通信的各別本端控制單元及包含用於控制MEMS元件陣列的控制電路的控制晶圓，其中該控制電路經組態以對於每一控制單使用該控制晶圓中的各別多個穿矽通孔(TSV)將資料信號傳輸至該等本端控制單元中的每一者且自該等本端控制單元中的每一者接收資料信號。該控制電路操作以藉由使用在該控制電路與該等本端控制單元之間傳遞的信號來控制該MEMS元件陣列，使用該各別複數個TSV在該控制電路與該等本端控制單元中之每一者之間傳遞的該等信號包含與該對應MEMS元件子陣列中之該等MEMS元件中的特定者相關的資料信號。另外，該等TSV較佳亦在該控制電路與該等本端控制單元之間攜載供應電壓及控制信號。因此，該等本端控制單元實際上共同地提供用於該控制電路與該等鏡面中之每一者之間的個別通信的「全域匯流排」。
在諸如PCT/EP2020/072005之系統中，TSV及接合凸塊不利地佔據MEMS之大部分，且其中之任一者的故障可導致整個MEMS之故障。由於此類互連件的數目為MEMS元件的數目的若干倍，且每一互連件具有一定的故障機率，因此因製造程序而產生的故障MEMS的比例增大。本發明概念使得有可能藉由使用各自連接至多個MEMS元件之本端控制單元來減小每MEMS元件之互連件的數目，因此簡化製造程序且增大生產程序之良率。
在一實施例中，每一MEMS元件包含用於使MEMS元件移位之一或多個致動器。此等致動器可例如為連接至MEMS晶圓之壓電致動器。在一實施例中，此等致動器可進一步藉由一或多個導柱連接至MEMS元件。該等致動器可進一步連接至包含MEMS元件之子陣列的本端控制單元。
在一實施例中，根據本發明之系統進一步包含用於感測MEMS元件之位置的一或多個感測器。在此類實施例中，一或多個感測器亦可連接至包含MEMS元件之子陣列的本端控制單元。
在包含致動器及感測器兩者之實施例中，如藉由感測器感測之位置可提供至本端控制單元，且可用作回饋信號以用於控制一或多個致動器，該一或多個致動器用以移位或定位MEMS元件。
每一本端控制單元可在本端連接至大數目個個別MEMS元件(例如，20個以上)以及連接至每一MEMS元件包含之個別感測器及致動器。因此，每MEMS元件僅需要小數目個TSV (例如，每MEMS元件少於一個TSV)以將本端控制單元連接至(全域)控制電路。
對於本端控制單元中之每一者，控制電路可操作以使用TSV中之多者將相同資料信號中的至少一些傳輸至本端控制單元且自本端控制單元接收相同資料信號中的至少一些。此在電連接中產生冗餘，此舉允許MEMS在一個連接發生故障(例如，歸因於有故障的凸塊接合)的情況下繼續正常起作用。此可顯著地增大總產率，此係因為陣列由此不再受發生故障之單一連接或小連接叢集限制。
子陣列中之一或多者的各別複數個TSV較佳比MEMS陣列之邊緣至對應子陣列之中心的距離更接近於MEMS陣列之邊緣而定位。在許多MEMS系統中，MEMS晶圓支撐於MEMS陣列之邊緣處，使得子陣列之不同部分具有不同穩定性，且較接近於MEMS陣列之邊緣的位置通常更穩定。因此，TSV之凸塊/接合連接強度往往愈接近於MEMS陣列之外部邊緣愈大，且因此將子陣列之TSV的至少大部分定位於子陣列接近於全陣列之邊緣的位置處可為有益的。
優選地，該本端控制單元包含：類比轉數位轉換器(ADC)，其用於將自MEMS元件接收之類比信號轉換為傳輸至控制電路之數位信號；及數位轉類比轉換器(DAC)，其用於將自控制電路接收之數位信號轉換為傳輸至MEMS元件之類比信號。使本端控制單元將類比信號變換為數位信號可對系統中之總雜訊具有大的有益影響。
該控制電路可包含複數個控制單元，其中每一控制單元經組態以傳輸資料信號至該複數個子陣列之一各別子集且自該各別子集接收資料信號。詳言之，對於大陣列，將控制電路分裂成並行操作的多個控制單元(每一控制單元控制子陣列的子集)可為有益的。相較於例如使用單一積體電路來控制所有本端控制單元，此減少例如控制電路之所需複雜度。
該控制晶圓中之TSV的數目可介於該陣列中之MEMS元件的數目的四分之一與該陣列中之MEMS元件的數目的兩倍之間。用於每四個MEMS元件，一個TSV可足以控制整個陣列，且其他TSV可有益於提供冗餘。
控制電路及每一本端控制單元可使用各別複數個TSV作為串列資料匯流排。串列匯流排可提供自控制電路(主控器)至MEMS元件(受控器)之容易且高效的通信方案。舉例而言，該陣列可藉由三個邏輯信號操作：用於自控制電路傳輸至本端控制單元之MOMI (主控器輸出/受控器輸入)、用於在控制電路處自本端控制單元接收信號之MIMO (主控器輸入/受控器輸出)。及串列時脈信號(例如，12.5 MHz)。此外，存在指定特定MEMS元件之受控選擇器信號，在該等MEMS元件上執行MOMI及MIMO信號之讀取或寫入通信。串列資料匯流排之串列時脈可具有在5 MHz至50 MHz之範圍內的頻率。該頻率經設定以提供一足夠高的資料速率來以一所要速度控制該等MEMS元件。該控制電路可經組態以並行地使用複數個該等串列資料匯流排以與該等本端控制單元通信。因此，控制電路可操作以同時對不同子陣列中之MEMS元件執行讀取及寫入操作。另外或替代地，每一本端控制單元可經組態以同時對一個子陣列中之兩個不同MEMS元件執行各別讀取及寫入通信。亦即，可對子陣列中之一個MEMS元件執行讀取通信，且可同時對同一子陣列中之不同MEMS元件執行寫入操作。
作為一實例，MEMS元件陣列可具有16個子陣列，每一子陣列包含6×6個MEMS元件(亦即，MEMS陣列為24×24 MEMS陣列)。在此情況下，TSV之數目對於每一子陣列可為例如9 (不包括可被視為冗餘的任何TSV，此係因為其攜載與該9個TSV中之一者相同的信號)。
該陣列中之每一MEMS位於該陣列之一列及一行中。控制電路可經組態以藉由以下操作來控制對應本端控制單元對哪一特定MEMS元件執行讀取操作：將讀取控制信號傳輸至該特定MEMS元件之列及行。類似地，控制電路可經組態以藉由以下操作來控制對應本端控制單元對哪一其他MEMS元件執行寫入操作：將寫入控制信號傳輸至該另一MEMS元件之列及行。資料僅可自列及行兩者藉由讀取信號同時啟動之MEMS元件讀取，且類似地，資料僅可傳輸至列及行兩者藉由寫入信號同時啟動之MEMS元件。對於n×n陣列，通常存在用於選擇陣列中之一個MEMS元件用於讀取或寫入的2×(n + n)個控制信號。舉例而言，在24×24陣列中，控制電路可經組態以使用96個控制信號用於選擇MEMS元件(48個讀取控制信號及48個寫入控制信號)。
該MEMS可進一步包含一中介層晶圓，該中介層晶圓位於該MEMS晶圓與該控制晶圓之間且包含對應於該控制晶圓中之TSV的複數個TSV。插入層中之每一TSV可提供至本端控制單元中的對應一者之各別通信路徑。該中介層晶圓可用於支撐該MEMS晶圓。對於每一子陣列，該中介層晶圓可包含用於將該子陣列中之每一MEMS元件連接至彼子陣列之本端控制單元的網狀連接件。通常，插入層中之TSV以控制方式具有與TSV不同之佈局及/或相互間距。出於彼原因，該控制晶圓可包含一重佈層RDL，其用於提供該中介層晶圓中之TSV與該控制晶圓中之對應TSV之間的各別通信路徑。此可允許控制晶圓上之控制電路的佔據面積減小，例如相較於MEMS陣列之總面積小得多。
中介層晶圓可藉由銅/氧化物、Cu/OX混成鍵而接合至MEMS晶圓。較佳地，至少一個子陣列的Cu/Ox混成鍵相較於自MEMS陣列的邊緣至對應子陣列的中心的距離更接近於MEMS陣列的邊緣而定位，此係因為出於上文提及的原因，連接強度通常愈接近於MEMS陣列的邊緣愈佳。中介層晶圓可藉由銅或錫微凸塊接合至控制晶圓，且控制電路可線接合至控制晶圓。可提供不用於形成電連接之額外微凸塊以用於機械穩定性及熱耗散。
在一實施例中，每一MEMS元件包含用於使MEMS元件移位(例如，使MEMS元件之微鏡或位移結構移位)之一或多個致動器。此等致動器可例如為連接至MEMS晶圓之壓電致動器。在一實施例中，此等致動器可進一步藉由一或多個導柱連接至MEMS元件。該等致動器可進一步連接至包含MEMS元件之子陣列的本端控制單元。
在一實施例中，根據本發明之系統進一步包含用於感測MEMS元件之位置的一或多個感測器。在此類實施例中，一或多個感測器亦可連接至包含MEMS元件之子陣列的本端控制單元。
在包含致動器及感測器兩者之實施例中，如藉由感測器感測之位置可提供至本端控制單元，且可用作回饋信號以用於控制一或多個致動器，該一或多個致動器用以移位或定位MEMS元件。
對於該複數個鏡面之每一MEMS元件，該MEMS可包含用於擴散來自該MEMS元件之熱之一熱擴散器。該熱擴散器可包含一散熱片及將該散熱片連接至該MEMS元件之一導熱柱。該散熱片較佳包含一可撓性隔膜，該可撓性隔膜允許該導熱柱在該MEMS元件移位時樞轉。
該熱擴散器允許將熱傳導出去，諸如傳導至基板。通常，該熱擴散器包含連接於該MEMS元件與該基板之間且經配置以在該MEMS元件移動時撓曲的一可撓性元件。應注意，在該熱擴散器之增大之可撓性與該熱擴散器將熱傳導遠離該MEMS元件之增大的能力之間存在取捨。使用壓電致動器會允許將增大之力施加至可撓性元件，繼而允許選擇熱擴散器來提供改良之熱導率。
該MEMS陣列可為微鏡陣列，且每一MEMS元件可由此包含用於反射入射光之鏡面或與用於反射入射光之鏡面相關聯。鏡面可由接合至MEMS晶圓之鏡面晶圓提供。
除微鏡陣列之外，微機電系統(MEMS)亦可用於微影設備及/或檢測及/或度量衡設備之其他部分中。舉例而言，MEMS可藉由將複數個MEMS元件定位於鏡面表面下方且使鏡面表面變形而與單一(巨型)鏡面一起使用。因此，MEMS可進一步包含連續反射層，其中MEMS元件之位移使得連續反射層變形，以便重定向入射於連續反射層上之光。反射層例如在用於圖案化裝置或正入射鏡面中時可為多層反射器，或例如在用於掠入射鏡面中時可為單一金屬箔。
MEMS元件在一些情況下可直接接合至連續反射層或該連續反射層所位於之連續基板(例如，直接附接至壓電致動器之導柱可直接接合至反射層之背面)。或者，每一MEMS元件可包含用於支撐連續反射層且用於將一或多個壓電致動器之位移轉換至連續反射層的位移結構。該位移結構可形成於一單獨晶圓中，且接合至該MEMS之另一部分。該位移結構可為矩形層或區塊，其在藉由壓電致動器移位時翻轉且傾斜。取決於所需之上覆結構的變形之類型，位移結構之其他形狀當然亦為可能的(例如，在水平平面中之六邊形)。
根據本發明之第二態樣，提供一種用於調節一輻射光束之可程式化照明器。該可程式化照明器包括微鏡陣列，該微鏡陣列為根據第一態樣之用於塑形用以投影圖案之輻射光束的微機電系統。
該可程式化照明器可進一步包含一位移控制回饋系統，該位移控制回饋系統經組態以針對該微鏡陣列中之每一鏡面判定該鏡面之一位置且基於該經判定位置及基於該鏡面之一預定義目標位置調整施加至該一或多個壓電致動器之一電壓。該壓電致動器之效能可能隨著時間推移而改變，使得對所施加電壓之位移之初始校準不再有效，且該位移控制回饋系統可用以基於經量測鏡面位置調適所施加電壓。該回饋系統可包含或利用該微鏡陣列之該感測元件以判定鏡面位置。
根據本發明之一第三態樣，提供一種經配置以將一圖案自一圖案化裝置投影至一基板上之微影設備。該微影設備包含用於調節用以照明該圖案化裝置之一輻射光束及/或用於調節用以量測該基板上之一目標結構之一輻射光束的根據本發明之該第二態樣之一可程式化照明器。該可程式化照明器中之該微鏡陣列可用於例如一微影設備之一照明系統中，以控制或調節用以照明該圖案化裝置之光或輻射光束之一橫截面形狀及/或強度分佈。替代地或另外，該可程式化照明器中之該微鏡陣列可分別用於該微影設備之一對準系統及/或疊對量測系統中，以分別控制或調節用以量測該基板上之一對準標記(標記物)或目標結構之一位置的光或輻射光束之一光譜及/或空間分佈及/或執行該基板上之一標記(標記物)或目標結構之一疊對量測。
根據本發明之一第四態樣，提供一種檢測及/或度量衡設備，其包含用於調節用以量測一基板上的一目標結構之一輻射光束的根據本發明之第二態樣之一可程式化照明器。舉例而言，該可程式化照明器中之該微鏡陣列可用以控制或調節由該檢測及/或度量衡設備用以量測該基板上之一目標結構(例如一標記(標記物))之光或輻射光束的一光譜及/或空間分佈，以便出於對準之目的而判定彼目標結構之位置及/或以便執行一疊對量測。
根據本發明之一第五態樣，提供經配置以在將一圖案自一圖案化裝置投影至一基板上時在一暗場成像模式中操作的微影設備。該設備包含一圖案化裝置(其可替代地稱為光罩或倍縮光罩)，該圖案化裝置包含根據本發明之第一態樣的第一MEMS，其中該第一MEMS包含連續反射層，諸如具備用於圖案化入射輻射光束之圖案的多層反射器。該設備進一步包含一鏡面，該鏡面用於投影來自該圖案化裝置之該圖案且包含根據第一態樣之一第二MEMS (例如，微鏡陣列)，其中該鏡面包含經配置以使用以照明該圖案化裝置之該輻射光束通過的一開口。該開口允許該輻射光束在圖案化裝置上具有正入射角。該第一MEMS經組態以重定向來自圖案化裝置之一階繞射，否則該一階繞射將落在開口內部且落在鏡面上。該第二MEMS經組態以補償該重定向以便校正該經投影圖案。在圖案化裝置上之任何一個點處之繞射角取決於彼點處之圖案化裝置之特徵的密度或間距。大間距產生小繞射角，且需要圖案化裝置之表面之較大變形以重定向一階繞射至鏡面上。該第一MEMS可經預先設定以提供跨越圖案化裝置之適當局部變形，且可接著在整個圖案化/掃描程序中保持固定。第二MEMS (亦即，投影鏡面上之MEMS)需要在跨越圖案化裝置掃描輻射光束時動態地更新MEMS元件之位移，以便正確地補償輻射光束所入射於之圖案化裝置的局部變形。
根據本發明之第六態樣，提供一種光罩總成，其包含：一表膜(一薄膜)，其經配置以保護一圖案化裝置之一表面免於污染；及一表膜框架，其經組態以支撐該表膜且經組態以相對於該圖案化裝置固定該表膜。該框架包含根據本發明之第一態樣的一MEMS，且該MEMS經組態以使該表膜之部分移位以便將應力施加至該表膜。MEMS可使表膜之邊界區域/部分移位以增大應力，此可防止膜鬆弛且需要替換，藉此延長表膜及光罩總成之壽命。MEMS元件中之感測器可用以判定表膜中之應力，且MEMS元件可個別地加以控制以跨越表膜之不同區段局部地施加應力。
根據本發明之第七態樣，提供一種經配置以將一圖案自一圖案化裝置投影至一基板上之微影設備，該微影設備包含根據本發明之第六態樣之光罩總成。
根據本發明之第八態樣，提供一種用於反射具有在約75°至89°之範圍內的一入射角的光之掠入射鏡面。該鏡面包含根據本發明之第一態樣的MEMS。該MEMS可包含微鏡或較佳包含連續反射層，諸如金屬箔。連續層可防止入射輻射自微鏡之邊緣散射，且亦可防止在間隙中及微鏡下方形成電漿。
根據本發明之第九態樣，提供一種用於收集來自一光源之光以形成一輻射光束的收集器。該收集器包含複數個根據本發明之第八態樣之掠入射鏡面。
根據本發明之第十態樣，提供一種檢測及/或度量衡設備，其包含根據本發明之第八態樣之一掠入射鏡面，該掠入射鏡面經組態以允許調整一輻射光束在諸如一晶圓之一基板上之一焦點。
根據本發明之第十一態樣，提供一種形成根據本發明之第一態樣之MEMS系統的方法。該方法可包括： 提供一MEMS晶圓，該MEMS晶圓包含分割成複數個子陣列之一MEMS元件陣列；對於每一子陣列提供一各別本端控制單元，該各別本端控制單元經配置以執行與該對應子陣列之每一MEMS元件的讀取/寫入通信；提供一控制晶圓，其包含用於控制該MEMS元件陣列之一控制電路；及視情況經由一中介層晶圓將該控制晶圓連接至該MEMS晶圓。該控制電路經組態以一旦該控制晶圓連接至該MEMS晶圓便針對每一控制單元使用該控制晶圓中之各別複數個穿矽通孔(TSV)將資料信號傳輸至該等本端控制單元中之每一者且自該等本端控制單元中之每一者接收資料信號，且該控制電路操作以藉由使用在該控制電路與該等本端控制單元之間傳遞的資料信號來控制該MEMS元件陣列，在該控制電路與該等本端控制單元中之每一者之間傳遞的該等資料信號包含與該對應MEMS元件子陣列中的該等MEMS元件中之特定MEMS元件相關的資料信號。
圖1展示包含輻射源SO及微影設備LA之微影系統。輻射源SO經組態以產生EUV輻射光束B且將EUV輻射光束B供應至微影設備LA。微影設備LA包含照明系統IL、經組態以支撐包含圖案化裝置MA之光罩總成15的支撐結構或光罩台MT、投影系統PS及經組態以支撐基板W之基板台WT。
照明系統IL經組態以在EUV輻射光束B入射於圖案化裝置MA上之前調節EUV輻射光束B。另外，照射系統IL可包括琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11。輻射光束B自照明系統IL傳遞，且入射於由支撐結構MT固持之光罩總成15上。光罩總成15包括圖案化裝置MA及視情況選用的表膜19，其在存在的情況下藉由表膜框架17固持在適當的位置。圖案化裝置MA反射且圖案化輻射光束B'。除了琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11以外或代替該琢面化場鏡面裝置及/或該琢面化光瞳鏡面裝置，照明系統IL亦可包括其他鏡面或裝置。舉例而言，除了琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11以外，亦可將如本文所描述之微鏡陣列添加至照明系統IL，如全文特此係以引用方式併入之US 8,294,877 B2中所揭示，或可使用該微鏡陣列來替換琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11中之一者或兩者，如全文特此係以引用方式併入之US 10,254,654 B2中所揭示。在彼情況下，現在包括如本文中所描述之至少一個微鏡陣列之照明系統IL為可程式化照明器IL。此可程式化照明器IL可用於調節用以照明圖案化裝置之輻射光束。舉例而言，可程式化照明器IL可用以藉由向EUV輻射光束B提供所要橫截面形狀及/或所要強度分佈來控制或調節EUV輻射光束B。
在如此調節之後，EUV輻射光束B照明圖案化裝置MA且與其相互作用。由於此相互作用，產生經圖案化EUV輻射光束B'。投影系統PS經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投射至基板W上。出於彼目的，投影系統PS可包含經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投射至由基板台WT固持之基板W上的複數個鏡面13、14。投影系統PS可將縮減因數應用於經圖案化EUV輻射光束B'，因此形成具有小於圖案化裝置MA上之對應特徵之特徵的影像。舉例而言，可應用縮減因數4或8。儘管在圖1中投影系統PS說明為僅具有兩個鏡面13、14，但投影系統PS可包括不同數目個鏡面(例如，六個或八個鏡面)。
基板W可包括先前形成之圖案。在此情況下，微影設備LA使由經圖案化EUV輻射光束B'形成之影像與先前形成於基板W上之圖案對準。
可在輻射源SO中、在照明系統IL中及/或在投影系統PS中提供相對真空，即，處於遠低於大氣壓力之壓力下之少量氣體(例如，氫氣)。
輻射源SO可為雷射產生電漿(laser produced plasma，LPP)源、放電產生電漿(discharge produced plasma，DPP)源、自由電子雷射(free electron laser，FEL)或能夠產生EUV輻射之任何其他輻射源。
為了將照明系統IL中之光學器件(亦即，圖案化裝置MA之前的光學器件)與投影系統PS之光學器件(亦即，圖案化裝置MA之後的光學器件)分離，可使用所謂的光學器件主射線角(CRAO)，使得輻射光束B以一定角度入射於圖案化裝置MA上。
圖1a展示諸如圖1之微影設備LA的微影設備之一部分，其中輻射光束B入射於圖案化裝置MA上。圖案化裝置通常為多層反射器上之光罩(例如，二元、交替相移或衰減相移光罩)。多層反射器通常包含例如Mo或Ru及Si之交替層。層厚度係由目標波長(例如，對於EUV為13.5 nm)判定以便最大化彼波長下之反射率且藉此最佳化總體處理量。多層反射器之反射率具有角相依性，在用於微影時需要考慮該角相依性。
輻射光束通常為已由照明系統IL之光學器件(例如，圖1之鏡面10及11)調節之經調節輻射光束B。輻射光束B在以CRAO為中心之數值孔徑NA內以一定角度入射於圖案化裝置MA上。圖案化裝置MA必須在大角度頻寬上反射以支撐NA。若入射角過大，則圖案化裝置MA可能不會精確地反射輻射光束B。因此，圖案化裝置之角頻寬限制在圖案化裝置MA處可達成之最大NA。
圖1b展示諸如圖1之微影設備LA的微影設備之一部分，其具有用於使用暗場成像將照明系統IL中之光學器件與投影系統PS之光學器件分離的替代組態。在此組態中，輻射光束B在圖案化裝置MA上具有大體上正入射角，其可因此相較於CRAO降低對圖案化裝置MA之角頻寬的要求。投影光學器件之第一鏡面101包含用於使輻射光束B通過之開口102。輻射光束B由圖案化裝置MA繞射，其中零階繞射經由開口102發送回至照明器(未展示)中。諸如+1及-1繞射階之高階繞射入射於開口102外部之鏡面101上，且可經由投影系統PS投影至晶圓(未展示)上。
如上文簡要地描述，光罩總成15可包括鄰近於圖案化裝置MA而設置之表膜19。表膜19若存在則設置於輻射光束B之路徑中，使得輻射光束B在其自照明系統IL接近圖案化裝置MA時及在其由圖案化裝置MA朝向投影系統PS反射時兩種情況下傳遞通過表膜19。表膜19包含對於EUV輻射而言為大體上透明之薄膜(儘管其將吸收少量EUV輻射)。在本文中EUV透明表膜或對於EUV輻射大體上透明的膜意謂表膜19透射EUV輻射之至少65%，較佳地至少80%且更佳地EUV輻射之至少90%。表膜19用以保護圖案化裝置MA免於粒子污染。
儘管可努力維持微影設備LA內部之清潔環境，但粒子可仍存在於微影設備LA內部。在不存在表膜19之情況下，顆粒可能沈積至圖案化裝置MA上。圖案化裝置MA上之粒子可不利地影響向輻射光束B賦予之圖案且因此影響轉印至基板W之圖案。表膜19有利地在圖案化裝置MA與微影設備LA中之環境之間提供障壁以便防止顆粒沈積於圖案化裝置MA上。
表膜19經定位成與圖案化裝置MA相距一距離，該距離足以使得入射於表膜19之表面上的任何顆粒不在微影設備LA之場平面中。表膜19與圖案化裝置MA之間的此間隔用以縮減表膜19之表面上之任何顆粒將圖案賦予至成像至基板W上之輻射光束B的範圍。將瞭解，在顆粒存在於輻射光束B中但處於不在輻射光束B之場平面中之位置處(亦即，不在圖案化裝置MA之表面處)的情況下，顆粒之任何影像不會聚焦於基板W之表面處。在不存在其他考慮因素之情況下，可能需要將表膜19定位成與圖案化裝置MA相距相當大的距離。然而，實務上，微影設備LA中可用於容納表膜之空間歸因於其他組件之存在而受限。在一些實施例中，表膜19與圖案化裝置MA之間的間距可(例如)為約1 mm與10 mm之間，例如1 mm與5 mm之間，更佳為2 mm與2.5 mm之間。
圖1c展示自全文特此係以引用方式併入之US 9,946,167 B2已知的檢測及/或度量衡設備。圖1c對應於US 9,946,167 B2之圖3a。該檢測及/或度量衡設備為用於量測例如疊對及/或對準之暗場度量衡設備。
在微影程序中，頻繁地需要對所產生結構進行量測，例如用於程序控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具係已知的，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(裝置中之兩個層之對準精度)及對準(亦即，基板上之對準標記之位置)之特殊化工具。已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。此等裝置將輻射光束引導至目標結構(例如光柵或標記(標記物))上且量測散射輻射之一或多個屬性 - 例如，依據波長而變化的在單一反射角下之強度；依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度；或依據反射角而變化的偏振-以獲得可供判定目標之所關注屬性之「光譜」。可藉由各種技術來執行所關注屬性之判定：例如藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素方法之反覆途徑而進行的目標結構之重新建構；庫搜尋；及主成份分析。
圖1c中所展示之暗場度量衡設備可為獨立裝置/系統或可作為對準系統及/或作為疊對量測系統(未展示)併入微影設備LA中。貫穿設備具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此設備中，由輻射源111 (例如氙氣燈)發射之光係由包含透鏡112、114及物鏡116之光學系統經由光束分光器115而引導至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列而配置。因此，可藉由定義在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中的空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度分佈。特定言之，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影式影像之平面中在透鏡112與114之間插入合適形式之孔徑板113來進行此選擇。在所說明實例中，孔徑板113具有不同形式，被標註為113N及113S，從而允許選擇不同照明模式。本實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板113N提供自僅出於描述起見被指明為「北」之方向之離軸。在第二照明模式中，孔徑板113S係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相反方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想情況下為暗的，此係因為在所要照明模式外部之任何不必要光將干涉所要量測信號。
基板W上之目標結構(未展示)，例如光柵或標記(標記物)被置放成垂直於物鏡116之光軸O。與軸線O成一角度而照射於目標結構上之照明射線引起一個零繞射階射線及兩個第一繞射階射線。因為板113中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，因此入射射線事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，每一階+1及-1將遍及一角度範圍而進一步散佈，而非單一理想射線。應注意，光柵間距及照明角度可經設計或經調整成使得進入接物鏡之一階射線與中心光軸緊密對準。
由基板W上之目標繞射之至少0階及+1階係由物鏡116收集，且被返回引導通過光束分光器115。藉由指定被標註為北(N)及南(S)之完全相反孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當入射射線係來自光軸之北側時，亦即，當使用孔徑板113N來應用第一照明模式時，被標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡116。相比之下，當使用孔徑板113S來應用第二照明模式時，-1繞射射線(標註為-1(S))為進入透鏡116之繞射射線。
第二光束分光器117將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統118使用零階繞射光束及一階繞射光束在第一感測器119 (例如CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之一不同點，使得影像處理可比較及對比若干階。由感測器119擷取之光瞳平面影像可用於聚焦檢測及/或度量衡設備及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重新建構之許多量測目的。
在第二量測分支中，包括透鏡120、122之光學系統在感測器123 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供被稱作場光闌121之孔徑板。當描述本發明時，此平面將被稱作「中間光瞳平面」。場光闌121用以阻擋零階繞射光束使得形成於感測器123上之目標之影像僅由-1或+1一階光束形成。將由感測器119及123擷取之影像輸出至影像處理器及控制器PU，影像處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，在廣泛意義上使用術語「影像」。由此，若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不形成光柵線之影像。
檢測及/或度量衡設備之照明系統包含照明器110。如圖1c中所示，此照明器110包含透鏡112及孔徑板113。檢測及/或度量衡設備之更多細節可見於US 9,946,167 B2中。
圖1d描繪供用於圖1c之檢測及/或度量衡設備中之可程式化照明器140。代替照明器110，此可程式化照明器140可用於圖1c之檢測及/或度量衡設備中。可程式化照明器140包含根據本發明之微鏡陣列133以及包含一對透鏡之低NA中繼4F系統135。來自例如寬頻帶輻射源或白光源之輻射源130 (而非可程式化照明器140之部分)之輻射或光可經由可選光纖131及可選準直透鏡系統132而引導至微鏡陣列133。處理單元PU可以使得微鏡陣列133中之微鏡134 (或更精確地，微鏡134中之鏡面)個別地傾斜之方式來控制微鏡陣列133。藉由獨立調節每一個別鏡面之傾斜角，可控制由低NA中繼系統135輸出之光之空間分佈且可視需要產生各種照明模式，而不必使用孔徑板。若可程式化照明器140用於圖1c之檢測及/或度量衡設備中，則其與透鏡114界接，此意謂由低NA中繼系統135輸出之光係由圖1c之透鏡114接收。
為了控制由低NA中繼系統135輸出之光之光譜分佈，微鏡陣列133中的鏡面之至少一部分可包含在鏡面表面之頂部上的光柵(未展示)。針對所有鏡面之光柵可為相同的，或替代地，可使用不同光柵，例如具有不同間距之光柵。藉由對微鏡陣列133適當控制，由低NA中繼系統135輸出之光包含單一波長或單一(窄)波長範圍。然而，亦有可能以使得由低NA中繼系統135輸出之光包含多個不同波長或多個不同(窄)波長範圍之方式來控制微鏡陣列133。可在鏡面表面上微影圖案化光柵。具有光柵之每一鏡面根據關聯光柵方程式在不同方向上繞射具有不同波長之光。由低NA中繼系統135擷取繞射光之一部分且形成影像。藉由獨立調節每一鏡面之角度，可在空間上及光譜上控制輸出端處之光分佈，此係因為某一(某些)繞射階將由低NA中繼系統135擷取且其他繞射階將未被擷取。此空間及光譜光分佈可有利地例如用於照明及量測基板上之疊對目標結構或用於量測基板上之對準標記之位置。在本文中，術語目標結構、目標、標記、標記物及光柵在內容背景允許之情況下皆係彼此之同義詞。
可由低NA中繼系統135擷取之繞射光束之光譜頻寬為dλ=P.NA，其中P為光柵之間距且NA為低NA中繼系統135之數值孔徑。在P=500 nm且NA=0.02的情況下，光譜頻寬為10 nm，此意謂光柵之繞射階包含為10 nm之波長範圍或波長帶。
低NA中繼系統135之空間解析度約為λ/NA。在λ=850 nm且NA=0.02的情況下，空間解析度為42.5微米。若鏡面之大小大於42.5微米，則可解析每一鏡面。鏡面之合理大小為100×100微米。
藉由使鏡面圍繞其個別軸線旋轉/傾斜，可將不同的中心波長帶引導至低NA中繼系統135中。遍及可見光波長範圍之操作所需的每一鏡面之旋轉範圍應為Δλ/2P，其中針對450 nm至850 nm之操作波長範圍，Δλ=400 nm。此意謂每一鏡面必須能夠旋轉0.4弧度。
圖2中所展示之MEMS系統為具有一鏡面20及用於使鏡面20移位之四個壓電致動器21的微鏡。在其他實施例(未展示)中，微鏡可具有用於使鏡面20位移之不同數目個壓電致動器21。在所有此等實施例中，微鏡具有用於使鏡面20移位之至少一個壓電致動器21。如圖2中所展示之多個微鏡可以一陣列形式配置以形成微鏡陣列。
圖2展示具有可為根據一實施例之微鏡陣列之一部分的鏡面20的MEMS元件之MEMS系統。該MEMS系統具有圍繞一軸線之四重旋轉對稱性。特定言之，四個壓電致動器21在鏡面20下方對稱地配置以致能鏡面20之翻轉及傾斜位移。鏡面20通常為矩形(其在本文件中用以包括正方形)，其中每一側係在0.5 mm至2.5 mm之範圍內。舉例而言，其可為具有1 mm 2表面積的正方形。在其他實施例中，鏡面可為另一形狀，諸如六邊形。每一壓電致動器21皆具有彎曲的可撓性材料條帶22，在一個末端處固定至底層基板(未展示)且經由鉸鏈23連接至導柱24。可撓性材料條帶22之伸長方向在靜止時處於大體上平行於鏡面20之前表面之平面。可撓性材料條帶22在其上具有壓電材料(例如PZT)層，可將電壓施加至該壓電材料層以便啟動壓電致動器21。當啟動壓電致動器21時，條帶22彎曲，充當懸臂，以經由導柱24使鏡面20移位。位移之量值依據所施加電壓而變化(以及依據其他參數而變化，諸如壓電致動器之幾何形狀)。鉸鏈23係藉由在一個末端處使條帶22變窄而形成，使得沿著條帶22之伸長方向，鉸鏈23之橫截面積小於條帶22之橫截面積。因此鉸鏈23之剛性小於條帶22之剛性，此允許該條帶充當鉸鏈。通常需要鉸鏈在橫向於軸線方向之平面中撓曲，該軸線方向自身橫向於條帶22之伸長方向。
鏡面20亦連接至熱擴散器，該熱擴散器包含連接至鏡面20之背面之中心的導熱柱25及連接至該柱25之另一末端之散熱片26。在靜止條件下，柱25之長度方向為MEMS系統之四重旋轉對稱軸。導熱柱25經配置以將來自鏡面20之熱轉移至散熱片26，該散熱片將熱擴散於相對較大表面積上。散熱片26包含作為圓形的經圖案化矽層之可撓性隔膜。其可替代地具有多個層；若如此，則該等層中之一或多者(例如全部)可為矽，且一或多個層可具有除矽之外的材料。可撓性隔膜具有形成於其中之彎曲凹槽27，該等彎曲凹槽增大了該可撓性隔膜之可撓性。在使用中，當使鏡面20移位時，導熱柱25樞轉且使可撓性隔膜彈性地變形。
在如圖所示之實施例中，每一壓電致動器21與感測元件28相關聯，該感測元件為在一個末端處固定至導柱24且在另一末端處固定至底層基板的壓電電阻器。當導柱24移位時，壓電電阻器受應力/變形，此改變了可藉以判定位移的壓電電阻器之電屬性。舉例而言，壓電電阻器可連接於惠斯登電橋中，該惠斯登電橋經組態以使得該電橋之輸出電壓依據鏡面20之位移而變化。來自壓電電阻器之輸出係溫度敏感的，且可使用溫度補償以提高位移量測之精度。應注意，亦可實施根據本發明之微機電系統(MEMS)而無需使用所提及之感測元件。
用以使鏡面20移位之微機電系統(MEMS)可有利地併入於微影設備及/或檢測及/或度量衡設備之其他部分中。觀察圖2，每一MEMS元件之鏡面20可由位移結構替換，該位移結構為適配於MEMS元件上方且轉換自壓電致動器21之位移的任何形式之非反射物件。此位移結構可具有與鏡面相同之形狀及尺寸(例如，如圖2中之正方形)，但不需要反射性頂部表面。替代直接反射入射光，該位移結構可用以使諸如鏡面之連續反射層之上覆結構變形。以此方式，MEMS可併入於圖案化裝置中以使多層反射器變形，且藉此重定向入射光。或者，替代用移位結構替換鏡面20，連接至壓電致動器21之導柱24可直接接合至上覆結構。亦即，導柱24可直接接合至上覆結構之下側(例如，多層反射器之下側)，以便藉由壓電致動器21使彼結構變形。
圖3展示根據一實施例之微鏡陣列300之一部分之橫截面的示意圖。微鏡陣列可包括如圖2中所示之鏡面元件。鏡面301經由導柱303連接至壓電致動器302。導柱303包含矽、鍺、鋁及氧化物之層，具有為151 µm之組合厚度。氧化物層304具有為1 µm之厚度，且提供熱及電絕緣兩者以保護壓電致動器302。
壓電致動器302包含可撓性材料條帶305，其為5 µm厚的矽條帶，在與導柱303相對之末端處連接至基板306。壓電致動器302亦包含壓電材料層307，該壓電材料層為具有在500 nm至2 µm之範圍內之厚度的PZT層。壓電材料層307具有由鉑(Pt)及LaNiO3 (LNO)製成之頂部及底部電極308，該等頂部及底部電極用於將電壓施加至壓電材料層307。壓電材料層係由厚度為100 nm之氮化物(SiN)層309接合至可撓性材料條帶305。SiN/Pt/LNO/PZT/Pt/LNO之堆疊係由氧化矽及氧化鋁層310覆蓋。將電壓施加至電極308會導致壓電材料層307收縮或擴展，但因為該層被約束在至可撓性材料條帶305之界面處，因此壓電材料層307及可撓性材料條帶305之組合之系統彎曲。壓電致動器302之此彎曲運動使導柱303移位且藉此亦使鏡面301移位。
在如所展示之實施例中，包含壓電電阻器之感測元件311嵌入於可撓性材料條帶305中且由氧化物覆蓋。該感測元件311經配置以感測壓電致動器302之偏轉。然而，應注意，亦可在不存在感測元件311之情況下操作及控制致動器302。
壓電致動器302藉由穿矽通孔(TSV) 312電連接至基板306。特殊應用積體電路(ASIC) 313可用以將電壓施加至壓電致動器302且亦自感測元件310導出輸出電壓。視情況，ASIC 313中之一者可用於基於所接收控制信號而將控制電壓施加至致動器，且另一者可用以自感測元件311導出輸出電壓且將其傳輸至控制器。
鏡面301藉由導熱柱315連接至散熱片314。散熱片314及導熱柱315一起形成用於耗散來自鏡面301之熱之熱擴散器。柱315包含矽、鍺及鋁之層。散熱片314包含可撓性元件，特定言之在此實例中為可撓性矽隔膜，其允許柱315在鏡面301移位時移動。散熱片314電連接至基板306，且可經接地以防止電荷積聚於鏡面301上。散熱片314與可撓性材料條帶305處於同一平面中且可由相同矽晶圓形成。鏡面301之下表面與散熱片314及/或可撓性材料條帶305之上表面之間的間距可在50 μm至120 μm之範圍內，諸如約80 μm。通常，已知微鏡陣列具有比此間距小的間距，諸如僅幾微米。在此實施例中達成了較大間距，此係因為(壓電)致動力在可撓性材料條帶305上產生，而非例如藉由安裝於鏡面自身上之靜電致動器產生，其將通常將鏡面之移動範圍限於靜電致動器之組件的相對移動範圍。
散熱片314及/或可撓性材料條帶305之下表面與基板之上表面之間的間距可在50 μm至120 μm之範圍內，諸如約80 μm。
如下文所描述，鏡面群組(鏡面陣列之「子陣列」)可具備一本端控制單元，該本端控制單元操作以在所接收之控制信號中辨識對應於子陣列之鏡面中之一者的位址，且在辨識出位址後，基於另外含於控制信號中之控制資訊而產生用於鏡面之一或多個壓電致動器的控制電壓。因此，針對鏡面中之多個鏡面之群組中的每一鏡面存在一個本端控制單元。
原則上，除了在子陣列中之一者中的鏡面之外，鏡面陣列亦可包括具備其自有本端控制單元之鏡面(亦即，僅基於所接收之控制信號控制彼鏡面之控制單元)，及/或鏡面陣列亦可包括不使用本端控制單元而是基於由外部控制電路直接傳輸至彼等鏡面之所接收控制信號加以控制的鏡面。然而，在此不進一步考慮此等兩種可能性。實情為，假定實施例之鏡面陣列僅包含處於子陣列中之對應單一陣列中的鏡面元件。
本端控制單元中之任一者可實施為一或多個ASIC 313。本端控制單元可經組態以使用通孔312 (下文更詳細地描述)接收控制信號，且基於該等控制信號控制對應的壓電致動器302；在此情況下，對於給定壓電致動器302，控制信號中之位址可不僅指定鏡面而且指定本端控制單元(或ASIC 313)。使用控制單元，外部控制電路(圖3中未展示)能夠藉由將相同控制信號傳輸至所有子陣列鏡面之各別本端控制單元而個別地控制鏡面陣列之所有鏡面，使得每一本端控制單元辨識定址至其之控制信號，且相應地控制對應的壓電致動器。本端控制單元亦可經組態(例如，使用ASIC 313中之一各別者)以自各別子陣列中之對應複數個MEMS元件的感測器導出電壓，且將其傳輸至外部控制單元。將ASIC 313定位於例如支撐於基板306上方且靠近可撓性材料條帶305 (例如與其大體上共平面)之結構內係可達成的，此係因為實施例可藉由MEMS程序而在多個層中形成，如下文所描述。
微鏡陣列之實施例可提供+/-120 mrad之翻轉及傾斜位移範圍及100 µrad之鏡面精度。微鏡陣列之實施例可在根據EUV所需之高光強度下進行操作，且可在40至60 kW/m 2之所吸收熱功率密度下工作(此意味著鏡面之表面上之入射光功率密度更大)。此比一些其他應用中所使用之微鏡陣列之所吸收熱功率密度高幾個量值級。此情形係可能的，此係因為壓電致動器41可操作以甚至在相對較低致動器電壓下(例如低於約100 V)亦提供此強的力，使得其能夠使可撓性元件(可撓性部件)變形，即使可撓性元件足夠厚以將高熱導率提供至基板。歸因於高熱導率，微鏡陣列可在使用中具有低於約100攝氏度之溫度。
圖4展示在MEMS晶圓402 (亦被稱作致動器晶圓)中包含MEMS元件401之陣列(展示三個)的微機電系統(MEMS) 400之一部分的示意性橫截面。每一MEMS元件401藉由導熱柱404連接至鏡面晶圓430中之鏡面403 (如圖2中所示)。柱404擱置於MEMS晶圓402中之可撓性隔膜上。MEMS元件401包含致動器407 (通常為壓電致動器)及感測器408。可撓性隔膜為MEMS晶圓402之一部分，如同致動器407及感測器408。展示為405之元件為MEMS晶圓402之不具可撓性的部分。MEMS元件401連接至本端控制單元406，該本端控制單元可包含形成於FEOL及/或BEOL程序中的至少一個CMOS電路。位於MEMS晶圓402中之本端控制單元406經組態以讀取及寫入至MEMS元件401的全陣列之子陣列內的所有MEMS元件401。MEMS 400包含連接至其他子陣列(未展示)的其他本端控制單元。應注意，在一實施例中，可省略感測器408。
MEMS晶圓402藉由CU/OX混成鍵接合至中介層晶圓409 (亦稱為高電壓(HV)晶圓)，該中介層晶圓包含用於驅動致動器407之HV驅動器410。詳言之，MEMS晶圓402之非撓性部分405附接至中介層晶圓409。中介層晶圓409支撐MEMS晶圓402，同時包含允許隔膜405及柱404移動之空腔411。本端控制單元406可位於MEMS晶圓402、中介層晶圓409中，或分裂在兩者上。
穿矽通孔(TSV) 412位於中介層晶圓409中，且提供自本端控制單元406至中介層晶圓409之另一側的連接。亦稱為支撐晶圓之控制晶圓413經由重佈層(RDL) 414連接至中介層晶圓409之另一側。RDL 414將中介層晶圓中之TSV 412以電子方式連接至控制晶圓413中之對應TSV 415。中介層晶圓409可藉由銅或錫微凸塊接合至控制晶圓413。在控制晶圓413之相對側上的控制電路416控制MEMS元件401之陣列。控制電路416經組態以使用TSV 412及415傳輸資料信號至本端控制單元406且自該本端控制單元接收資料信號。控制電路416藉由在控制電路416與本端控制單元406之間傳遞的資料信號控制MEMS元件401之陣列。TSV 412及415亦用以將供電電壓提供至MEMS元件401。
因為控制電路416連接至MEMS元件之子陣列的一個本端控制單元406而非直接連接至所有MEMS元件401之致動器407及感測器408，因此可達成TSV之數目的極大減小。
圖5a展示包含分割成16個子陣列502之24×24 MEMS元件501的MEMS陣列500，每一子陣列具有6×6 MEMS元件501。控制電路(未展示)經由各別串列資料匯流排與每一子陣列502通信，且可並行地與多個子陣列502通信。因此，替代個別地控制每一元件502，控制電路可經由串列匯流排將控制信號發送至子陣列502，且與子陣列相關聯的本端控制單元(未展示)相應地控制子陣列502中之特定MEMS元件501。
圖5b展示具有分割成16個子陣列502之24×24 MEMS元件501的MEMS陣列500，每一子陣列具有6×6 MEMS元件501。連接至四個內部子陣列502之一些TSV 503的位置 (「匯流排6」、「匯流排7」、「匯流排10」及「匯流排11」)在陣列500中指示。陣列500之寬度為約26 mm，且內部子陣列502之TSV 503距陣列500之邊緣僅約7 mm而定位，而內部子陣列502之中心距陣列500之邊緣約10 mm。焊料及微凸塊連接傾向於在接近於陣列500的邊緣處較強/較可靠。因此，將所有(或大體上所有) TSV 503置放於子陣列502內較接近於全陣列500之邊緣處係有益的，亦即，如圖所示剛好在由四個內部子陣列佔據之區域之周邊內部。
圖6a展示控制電路600與MEMS元件601之間經由用於傳輸資料信號至控制電路之TSV 602的連接之示意圖。在MEMS層級處(在中介層晶圓中)存在網狀連接，其中多個TSV形成至控制電路之通信路徑。
圖6b展示用於傳輸來自控制電路之資料信號的類似圖。相同網狀連接用於MEMS元件601之間，其中多個TSV 602將資料信號自控制器600傳輸至MEMS元件601。
在具有用於24×24 MEMS元件與一個全域控制電路之間的通信的16個子陣列的實施例中，每一各別複數個TSV連接具有6×6 MEMS元件之子陣列。三個邏輯信號用以在控制電路與本端控制單元之間傳輸控制信號： SCLK：對於36個MEMS元件(亦即，一個子陣列)，在例如12.5 MHz下以覆蓋344 kb/s之串列時脈。 MOSI：主控器輸出/受控器輸入 MISO：主控器輸入/受控器輸出
另外，跨越整個陣列使用96個控制信號來選擇用於讀取或寫入之特定MEMS元件。
圖7說明控制電路與一個子陣列中之個別MEMS元件之間經由本端控制單元的實例通信。每一MEMS元件接收四個控制信號： COL_RE、ROW_RE (讀取啟用) COL_WE、ROW_WE (寫入啟用)
資料可在MEMS元件的COL_WE及ROW_WE兩者皆在作用中時發送至MEMS元件。當MEMS元件之COL_RE及ROW_RE兩者皆在作用中時，自MEMS元件讀取資料。1個COL_RE及1個COL_WE信號用於每一行，1個ROW_RE及1個ROW_WE信號用於每一列。
本文中亦描述形成MEMS陣列之方法，且詳言之，形成微鏡陣列之方法。圖8a至圖8j說明此方法之實施例之一些步驟。
如圖8a中所說明，方法包含提供第一矽晶圓800以用於形成壓電致動器及感測元件。第一晶圓800可被稱作「致動器晶圓」。致動器晶圓可為具有4 µm矽膜801之絕緣體上矽(SOI)晶圓。可使用互補金屬氧化物半導體(CMOS)前段製程(FEOL)程序而在晶圓800中形成低電壓主動裝置，諸如感測元件。CMOS後段製程(BEOL)程序可接著用以形成用於將低電壓裝置連接至其他電路系統之金屬互連層。化學機械研磨/平坦化(CMP)可接著用以形成具有平坦氧化物層802之平滑表面。Cu金屬鑲嵌程序可用於形成具有CU襯墊804之Cu接合矩陣803，以用於後續Cu-Ox混合接合至另一晶圓。
如圖8b中所說明，方法進一步包含提供第二矽晶圓805，該第二矽晶圓將變為上方固定有微鏡陣列之基板。第二晶圓805可被稱作「中介層晶圓」。中介層晶圓805可為具有100 µm矽膜的SOI晶圓，如圖8b中所見。可使用高電壓(HV) CMOS程序(FEOL及BEOL兩者)以在晶圓中形成HV驅動器。可使用TSV程序以形成通過第二晶圓805之矽膜807之電連接件806。TSV程序之後可為平坦化(例如CMP或濕式蝕刻)及Cu襯墊形成。Cu襯墊808經配置以連接至第一晶圓800之Cu接合矩陣803。
圖8c說明例如如何使用Cu/氧化物混成鍵809來接合第一晶圓800與第二晶圓805。
如圖8d中所展示，可移除用於處置第一晶圓800之「處置晶圓」以曝露第一晶圓800。可接著使用選擇性箱移除以留下接合至第二晶圓805之第一晶圓800之薄矽層(例如5 µm) 810。可將Al沈積及圖案化於第一晶圓800上以供後續連接至鏡面。可圖案化第一晶圓800以形成壓電致動器811。可將Al 2O 3及/或TiN沈積於第一晶圓上以防止EUV輻射及電漿。
如圖8e中所說明，該方法進一步包含提供用於形成鏡面之第三矽晶圓812。第三晶圓812可被稱作「鏡面晶圓」812。鏡面晶圓812可為具有250 µm矽膜之SOI晶圓。方法可包含對鏡面晶圓812執行空腔蝕刻以允許熱障壁(例如1 µm至2 µm)，接著進行Ge沈積以用於後續接合至第一晶圓800。使用硬式光罩(例如氮化物)及抗蝕劑光罩，蝕刻鏡面晶圓812以形成用於連接至壓電致動器之導柱813 (「樑連接器」)且形成用於連接至散熱片以便形成熱擴散器之導熱柱814 (「中心柱」)。圍繞鏡面之周邊蝕刻鏡面釋放溝槽815。
如圖8f中所展示，將第三晶圓812接合至第一晶圓800以便將鏡面連接至壓電致動器。接合步驟可包含對準之Ge/Al共晶接合。Al/Ge接合層816既導熱又導電，此可允許經由導熱柱自鏡面至散熱片之高效熱轉移。一些箱氧化物可已留在第一晶圓800上以減少在一些接合位置處(諸如在連接至壓電致動器之導柱處)之熱及電傳導。
在圖8g中，倒置地轉動結合晶圓之堆疊(晶圓1「致動器晶圓」800、晶圓2「中介層晶圓」805及晶圓3「鏡面晶圓」812) (其可統稱作「裝置晶圓」)，使得鏡面晶圓812之處置晶圓817變為支撐晶圓。可自第二晶圓805移除第二晶圓805之處置晶圓，且可使用箱移除以顯露第二晶圓805中之TSV 806。此後可為介電質沈積、圖案化及凸塊形成。
在圖8h中，使用微影及矽蝕刻以在第二晶圓805中在壓電致動器及散熱片下方形成空腔818。應注意，在使用中，可撓性隔膜314之外部部分(例如自凹槽徑向向外之部分)與壁819接觸。壁819係介於與散熱片對齊之空腔818a與同壓電致動器配准之空腔818b之間。壁819能夠將來自可撓性隔膜314之熱傳導至基板。該方法接著包含蝕刻介電層以顯露壓電致動器(亦即，釋放可撓性材料條帶)、感測元件及切割劃線。
如圖8i中所說明，該方法進一步包含提供用於密封第二晶圓805之第四矽晶圓820。第四晶圓820可被稱作「支撐晶圓」820且包含用於連接至第二晶圓805之TSV 821。凸塊接合可用以將第四晶圓820接合合至第二晶圓805。可在第四晶圓820之背面上形成Al重佈層(RDL)及連接襯墊。
在圖8j中，藉由移除正面處置晶圓817來釋放鏡面822。可將控制器晶片膠合及線接合至第四晶圓820之背面。
本發明之另一實施例包含微影設備LA，諸如圖1之微影設備LA，其經組態以用於如圖1b中所展示之暗場成像。此暗場成像組態之潛在問題為對於較大圖案(亦即，特徵之間具有較大間距之圖案)，繞射角小，且一階繞射(+1及-1)亦可能落在開口102內，此可使得在晶圓級下之成像變得困難。
為了解決此問題，圖案化裝置包含第一MEMS，該第一MEMS可用以使圖案化裝置之表面移位以將一階繞射自開口102引導至鏡面101。MEMS包含配置在圖案化裝置MA之多層反射器下方的複數個MEMS元件。每一MEMs元件可包含支撐多層反射器之位移結構(例如，用於翻轉及歪斜之矩形矽)或可直接接合至多層反射器之下側。
重導向繞射輻射可能使影像失真，且鏡面101因此包含第二MEMS (諸如微鏡陣列)以藉由校正經圖案化光束之角度而補償該重定向。可經由回饋系統控制第二MEMS，該回饋系統使用圖案化裝置MA之位置(相對於入射輻射光束)來判定鏡面101之所需校正且相應地將控制信號提供至第二MEMS。第二MEMS藉此在整個掃描中動態地更新。可經由特定圖案化裝置之模擬來預先判定對於圖案化裝置MA之給定位置之所需校正。
多層反射器上之光罩可包含具有大間距(例如，大約100 nm或更大之間距)及小間距(例如，間距＜10 nm)之兩個特徵，且第一MEMS及第二MEMS經組態以僅用於具有大間距之特徵。對於其他特徵，繞射角足夠大以避開鏡面101中之開口102。
可在第一MEMS中預先設定圖案化裝置之任何特定區域所需之局部變形，此係由於圖案化裝置之特徵係固定的。圖案化裝置可經模擬以判定所需局部變形，所需局部變形可接著用以設定第一MEMS之MEMS元件的位移/位置。
圖9a及圖9b展示用於掠入射鏡面中之MEMS的實施例。對於正入射，通常需要多層反射器反射足夠EUV，而對於掠入射，可使用單一反射層或塗層。
在圖9a中，微鏡陣列900用以反射掠入射之光。然而，陣列900中之個別鏡面901之間的間隙可使得形成來自邊緣反射之張開部902及電漿903。
圖9b展示掠入射鏡面之另一實施例，其中為金屬箔904之連續反射層位於MEMS之位移結構906上方。藉由使位移結構906移位，箔904可經變形以重定向入射光。
圖10展示用於自源1002收集光1001以形成輻射光束B之掠入射收集器1000。收集器1000包含用於朝向中間焦點IF聚焦來自源1002之入射光1001的複數個圓柱形掠入射鏡面1003。掠入射鏡面可包含如本文中所描述之MEMS以便控制輻射光束B之焦點。
圖11說明作為檢測及/或度量衡設備中之聚焦鏡面的掠入射鏡面1100之另一實施例。鏡面1100可使用MEMS來改變入射於晶圓或其他基板1102上之光1101的焦點。自晶圓或其他基板1102繞射之光1103可經接收及分析以便判定晶圓或其他基板1102之特徵。
在另一實施例中，本文中所描述之MEMS用於表膜框架中，以便隨時間推移控制表膜中之應力。圖12a展示具有由框架1202支撐之邊界1201的表膜1200的俯視圖。框架包含MEMS 1203，其中MEMS元件陣列位於邊界1201下方之虛線區中。儘管圖12a展示在邊界1201之一部分下方延伸之MEMS 1203，但在其他實施例中，MEMS 1203可覆蓋表膜1200之整個邊界1201或不同部分。圖12b展示表膜1200之側視橫截面。MEMS 1203位於框架之頂部，以便接觸表膜1200之邊界1201。表膜1200可為諸如圖1之光罩總成15的光罩總成之部分。來自MEMS元件之主動機械致動用以提供邊界變形，以便將應力施加至表膜1200。MEMS允許連續控制表膜邊界彎曲。MEMS裝置之益處在於，其可在操作期間加以控制，而無需移除或拆解光罩總成。此意謂若表膜將失去或獲得歸因於劣化程序之預應力，則此可藉由增大或減小MEMS元件之傾角來加以校正。舉例而言，可藉由在表膜之一側或相對側上致動MEMS 1203來應用對表膜1200的應力(其可稱為張力)之減小的校正。致動可將MEMS 1203向外移動(亦即，遠離表膜框架之內部)。可藉由在表膜1200之所有側上致動MEMS 1203 (例如，使MEMS向外移動)而應用對應力減小之校正。在另一實例中，可能發生表膜1200中之應力之局域化減小(例如，對於表膜之一半)。可藉由在局部化應力減小之區域之相對側上(或局部化應力減小之區域之一側上)致動MEMS 1203而應用對應力之此局部化減小的校正。一般而言，MEMS可經致動以校正表膜之壓力的局部或全域變化。此可有利地增加表膜之壽命。
另外，MEMS 1203可用以判定表膜之不同區域的表膜中之應力位準。回饋系統可用以控制MEMS元件以局部地補償應力之任何改變。以此方式，可提供對表膜1200之應力的自動化控制。
對於表膜而言可能不需要完全的翻轉及傾斜位移，此係因為MEMS僅用以將應力施加至表膜。由此，在僅一個維度上具有傾斜控制之MEMS元件可用於表膜框架中。此可簡化MEMS之製造及控制系統。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。上方描述意欲為說明性，而非限制性的。由此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
10:琢面化場鏡面裝置 11:琢面化光瞳鏡面裝置 13:鏡面 14:鏡面 15:光罩總成 17:表膜框架 19:表膜 20:鏡面 21:壓電致動器 22:可撓性材料條帶 23:鉸鏈 24:導柱 25:導熱柱 26:散熱片 27:彎曲凹槽 28:感測元件 101:第一鏡面 102:開口 110:照明器 111:輻射源 112:透鏡 113:孔徑板 113N:孔徑板 113S:孔徑板 114:透鏡 115:光束分光器 116:物鏡 117:第二光束分光器 118:光學系統 119:第一感測器 120:透鏡 121:場光闌 122:透鏡 123:感測器 130:輻射源 131:光纖 132:準直透鏡系統 133:微鏡陣列 134:微鏡 135:低NA中繼4F系統 140:可程式化照明器 300:微鏡陣列 301:鏡面 302:壓電致動器 303:導柱 304:氧化物層 305:可撓性材料條帶 306:基板 307:壓電材料層 308:電極 309:氮化物(SiN)層 310:氧化矽及氧化鋁層 311:感測元件 312:穿矽通孔 313:特殊應用積體電路 314:散熱片 315:導熱柱 400:微機電系統(MEMS) 401:MEMS元件 402:MEMS晶圓 403:鏡面 404:導熱柱 405:MEMS晶圓402之不具可撓性的部分 406:本端控制單元 407:致動器 408:感測器 409:中介層晶圓 410:HV驅動器 411:空腔 412:穿矽通孔(TSV) 413:控制晶圓 414:重佈層(RDL) 415:TSV 416:控制電路 430:鏡面晶圓 500:MEMS陣列 501:MEMS元件 502:子陣列 503:TSV 600:控制電路 601:MEMS元件 602:TSV 800:第一矽晶圓 801:矽膜 802:氧化物層 803:Cu接合矩陣 804:CU襯墊 805:第二矽晶圓 806:電連接件 807:矽膜 808:Cu襯墊 809:Cu/氧化物混成鍵 810:薄矽層 811:壓電致動器 812:第三矽晶圓/鏡面晶圓 813:導柱 814:導熱柱 815:鏡面釋放溝槽 816:Al/Ge接合層 817:處置晶圓 818:空腔 818a:空腔 818b:空腔 819:壁 820:第四矽晶圓 821:TSV 822:鏡面 900:微鏡陣列 901:鏡面 902:張開部 903:電漿 904:金屬箔 906:位移結構 1000:掠入射收集器 1001:光 1002:源 1003:圓柱形掠入射鏡面 1100:掠入射鏡面 1102:晶圓或其他基板 1103:光 1200:表膜 1201:邊界 1202:框架 1203:MEMS B:EUV輻射光束 B':經圖案化EUV輻射光束 IF:中間焦點 IL:照明系統 LA:微影設備 MA:圖案化裝置 MT:光罩台 NA:數值孔徑 O:光軸 PS:投影系統 PU:影像處理器及控制器/處理單元 SO:輻射源 W:基板 WT:基板台
現將僅作為實例參考隨附示意圖來描述本發明之實施例，其中： -   圖1描繪包含具有(可程式化)照明器及輻射源之微影設備的微影系統； -   圖1a描繪微影設備之部分； -   圖1b展示經組態以用於暗場成像之微影設備的一部分； -   圖1c描繪已知檢測及/或度量衡設備； -   圖1d描繪用於圖1c之檢測及/或度量衡設備中之可程式化照明器。 -   圖2描繪包含一鏡面及四個壓電致動器之根據一實施例的微鏡陣列之鏡面元件； -   圖3描繪根據一實施例之微鏡陣列之一部分的示意性橫截面； -   圖4描繪MEMS系統之一部分，其為本發明之一實施例且可用於為本發明之一實施例的微鏡陣列中； -   圖5a描繪根據一實施例之MEMS陣列； -   圖5b描繪根據一實施例之MEMS陣列，其中TSV處於陣列中之較佳位置中； -   圖6a展示MEMS陣列的連接圖，其中MEMS元件傳輸至控制電路； -   圖6b展示MEMS陣列之接線圖，其中控制電路傳輸至MEMS元件； 圖7說明控制電路可如何經由串列匯流排與子陣列中之MEMS元件通信。 -   圖8a描繪形成微鏡陣列之方法中之第一步驟； -   圖8b描繪形成微鏡陣列之方法中之第二步驟； -   圖8c描繪形成微鏡陣列之方法中之第三步驟； -   圖8d描繪形成微鏡陣列之方法中之第四步驟； -   圖8e描繪形成微鏡陣列之方法中之第五步驟； -   圖8f描繪形成微鏡陣列之方法中之第六步驟； -   圖8g描繪形成微鏡陣列之方法中之第七步驟； -   圖8h描繪形成微鏡陣列之方法中之第八步驟； -   圖8i描繪形成微鏡陣列之方法中之第九步驟； -   圖8j描繪形成微鏡陣列之方法中之第十步驟； -   圖9a描繪為微鏡陣列之掠入射鏡面； -   圖9b描繪根據另一實施例之掠入射鏡面； -   圖10描繪根據一實施例之掠入射收集器； -   圖11描繪根據一實施例的包含掠入射鏡面之檢測及/或度量衡設備之一部分； -   圖12a描繪根據一實施例之表膜及表膜框架的示意性俯視圖；及 -  圖12b展示表膜及框架之側視橫截面。
400:微機電系統(MEMS)
401:MEMS元件
402:MEMS晶圓
403:鏡面
404:導熱柱
405:MEMS晶圓402之不具可撓性的部分
406:本端控制單元
407:致動器
408:感測器
409:中介層晶圓
410:HV驅動器
411:空腔
412:穿矽通孔(TSV)
413:控制晶圓
414:重佈層(RDL)
415:TSV
416:控制電路
430:鏡面晶圓

Claims (44)

  1. 一種微機電系統(MEMS)，其包含： 一MEMS晶圓，其包含一MEMS元件陣列，每一MEMS元件包含用於使該MEMS元件移位之一或多個致動器，該陣列包含MEMS元件之複數個子陣列，每一子陣列包含複數個該等MEMS元件； 針對每一子陣列，一各別本端控制單元，其經配置以執行與該對應子陣列之每一MEMS元件的讀取/寫入通信；及 一控制晶圓，其包含用於控制該MEMS元件陣列之一控制電路，其中該控制電路經組態以針對每一控制單元使用該控制晶圓中之各別複數個穿矽通孔(TSV)至少將資料信號傳輸至該等本端控制單元中之每一者且至少自該等本端控制單元中之每一者接收資料信號； 該控制電路操作以藉由使用在該控制電路與該等本端控制單元之間傳遞的資料信號來控制該MEMS元件陣列，在該控制電路與該等本端控制單元中之每一者之間傳遞的該等資料信號包含與該對應MEMS元件子陣列中之該等MEMS元件中的特定者相關的資料信號。
  2. 如請求項1之微機電系統，其中對於該等本端控制單元中之每一者，該控制電路操作以使用該等TSV中之多者將相同資料信號中之至少一些傳輸至該本端控制單元且自該本端控制單元接收該等相同資料信號中之至少一些。
  3. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該等子陣列中之一或多者之該各別複數個TSV比該MEMS陣列之邊緣至該對應子陣列之中心的距離更接近於該MEMS陣列之該等邊緣而定位。
  4. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該本端控制單元包含：一類比轉數位轉換器(ADC)，其用於將自該等MEMS元件接收之類比信號轉換為傳輸至該控制電路之數位信號；及一數位轉類比轉換器(DAC)，其用於將自該控制電路接收之數位信號轉換為傳輸至該等MEMS元件之類比信號。
  5. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該控制電路包含複數個控制單元，且其中每一控制單元經組態以將資料信號傳輸至該複數個子陣列之一各別子集且自該各別子集接收資料信號。
  6. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該控制晶圓中之TSV之數目介於該陣列中之MEMS元件之數目的四分之一與該陣列中之MEMS元件之數目的兩倍之間。
  7. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該控制電路及每一本端控制單元使用該各別複數個TSV作為一串列資料匯流排。
  8. 如請求項7之微機電系統，其中該串列資料匯流排之一串列時脈具有在5 MHz至50 Hz之範圍內的一頻率。
  9. 如請求項7之微機電系統，其中該控制電路經組態以並行地使用複數個該等串列資料匯流排與該等本端控制單元通信。
  10. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該本端控制單經組態以同時對一個子陣列中之兩個不同MEMS元件執行各別讀取及寫入通信。
  11. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該MEMS元件陣列包含16個子陣列，每一子陣列包含6×6個MEMS元件。
  12. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該陣列中之每一MEMS位於一列及一行中，且其中該控制電路藉由以下操作來控制該對應本端控制單元對哪一特定MEMS元件執行一讀取操作：將一讀取控制信號傳輸至該特定MEMS元件之該列及該行，且其中該控制電路經組態以藉由以下操作來控制該對應本端控制單元對哪一其他MEMS元件執行一寫入操作：將一寫入控制信號傳輸至該另一MEMS元件之該列及該行。
  13. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其進一步包含一中介層晶圓，該中介層晶圓位於該MEMS晶圓與該控制晶圓之間，且包含對應於該控制晶圓中之該等TSV且提供至該等本端控制單元之通信路徑的複數個TSV。
  14. 如請求項13之微機電系統，其中對於每一子陣列，該中介層晶圓包含用於將該子陣列中之每一MEMS元件連接至該子陣列之該本端控制單元的一網狀連接件。
  15. 如請求項13之微機電系統，其中該控制晶圓包含一重佈層RDL，該RDL用於提供該中介層晶圓中之該等TSV與該控制晶圓中之該等TSV中之對應者之間的通信路徑。
  16. 如請求項13之微機電系統，其中該中介層晶圓藉由一銅/氧化物Cu/OX混成鍵接合至該MEMS晶圓。
  17. 如請求項16之微機電系統，其中至少一個子陣列之該等Cu/Ox混成鍵相較於自該MEMS陣列之該等邊緣至該對應子陣列之該中心的該距離更接近於該MEMS陣列之該等邊緣而定位。
  18. 如請求項13之微機電系統，其中該中介層晶圓藉由銅或錫微凸塊接合至該控制晶圓。
  19. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該控制電路線接合至該控制晶圓。
  20. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中每一MEMS元件包含用於感測該MEMS元件之一位置的一或多個感測器，其中每一致動器及每一感測器連接至包含該MEMS元件之該子陣列之該本端控制單元。
  21. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中每一致動器為連接至該MEMS晶圓之一壓電致動器，且其中該壓電致動器藉由一或多個導柱連接至該MEMS元件。
  22. 如請求項1或請求項2之微機電系統，且其對於每一MEMS元件包含用於擴散來自該MEMS元件之熱的一熱擴散器，該熱擴散器包含一散熱片及將該散熱片連接至該MEMS元件之一導熱柱。
  23. 如請求項22之微機電系統，其中該散熱片包含一可撓性隔膜，該可撓性隔膜允許該導熱柱在該MEMS元件移位時樞轉。
  24. 如請求項1或請求項2之微機電系統，其中該MEMS陣列為一微鏡陣列，且其中每一MEMS元件與用於反射入射光之一各別鏡面相關聯。
  25. 如請求項24之微機電系統，其中該等鏡面由接合至該MEMS晶圓之一鏡面晶圓包含。
  26. 如請求項1或請求項2之微機電系統(MEMS)，其進一步包含一連續反射層，其中該等MEMS元件之位移使得該連續反射層變形，以便重定向入射於該連續反射層上之光。
  27. 如請求項26之微機電系統(MEMS)，其中每一MEMS元件包含用於支撐該連續反射層且用於將該一或多個壓電致動器之位移轉換至該連續反射層之一位移結構。
  28. 如請求項26之微機電系統(MEMS)，其中每一MEMS元件直接接合至該連續反射層或該連續反射層所位於之一基板。
  29. 如請求項26之微機電系統(MEMS)，其中該連續反射層為一多層反射器。
  30. 如請求項26之微機電系統(MEMS)，其中該連續反射層為一金屬箔。
  31. 一種可程式化照明器，其包含用於調節一輻射光束的如請求項24或請求項25之一微機電系統。
  32. 如請求項31之可程式化照明器，且其包含一位移控制回饋系統，該位移控制回饋系統經組態以針對該等鏡面中之每一者判定該鏡面之一位置，且基於該經判定位置且基於該鏡面之一預定義目標位置調整施加至該一或多個致動器之一電壓。
  33. 一種經配置以將一圖案自一圖案化裝置投影至一基板上之微影設備，其包含用於調節用以照明該圖案化裝置之一輻射光束及/或用於調節用以量測該基板上之一目標結構之一輻射光束的如請求項31或32之一可程式化照明器。
  34. 一種經配置以將一圖案自一圖案化裝置投影至一基板上的微影設備，其包含： 一圖案化裝置，其包含如請求項26至29中任一項之一第一微機電系統；及 一鏡面，其用於投影來自該圖案化裝置之該圖案且包含如請求項24至29中任一項之一第二微機電系統，其中該鏡面包含經配置以使用以照明該圖案化裝置之一輻射光束通過的一開口； 其中該第一MEMS經組態以將來自該圖案化裝置之落在該開口內部之一一階繞射重定向至該鏡面上，且其中該第二MEMS經組態以補償該重定向以便校正該經投影圖案。
  35. 如請求項34之微影設備，其中該圖案化裝置包含一光罩，且其中該光罩配置於該第一MEMS之該連續反射表面上。
  36. 一種光罩總成，其包含： 一表膜，其經配置以保護一圖案化裝置之一表面免受污染；及 一表膜框架，其用於支撐該表膜且用於相對於該圖案化裝置固定該表膜，其中該框架包含如請求項1至23中任一項之一微機電系統，且其中該MEMS經組態以使該表膜之至少部分移位以便將應力施加至該表膜。
  37. 一種經配置以將一圖案自一圖案化裝置投影至一基板上之微影設備，該微影設備包含如請求項36之一光罩總成。
  38. 一種用於反射具有在約75°至89°之範圍內的一入射角的光之掠入射鏡面，其包含如請求項26、27或30之一微機電系統。
  39. 一種用於收集來自一光源之光以形成一輻射光束的收集器，其包含複數個如請求項38之掠入射鏡面。
  40. 一種檢測及/或度量衡設備，其包含如請求項38之一掠入射鏡面，該掠入射鏡面經組態以允許調整一輻射光束在一基板上之一焦點。
  41. 一種檢測及/或度量衡設備，其包含用於調節用以量測一基板上之一目標結構之一輻射光束的如請求項31或32之一可程式化照明器。
  42. 一種形成一微機電系統(MEMS)之方法，其包含： 提供一MEMS晶圓，其包含一MEMS元件陣列，該陣列包含MEMS元件之複數個子陣列，每一子陣列包含複數個該等MEMS元件； 針對每一子陣列，提供一各別本端控制單元，其經配置以執行與該對應子陣列之每一MEMS元件的讀取/寫入通信； 提供一控制晶圓，其包含用於控制該MEMS元件陣列之一控制電路， 將該控制晶圓連接至該MEMS晶圓， 其中該控制電路經組態以針對每一控制單元使用該控制晶圓中之各別複數個穿矽通孔(TSV)將資料信號傳輸至該等本端控制單元中之每一者且自該等本端控制單元中之每一者接收資料信號，且該控制電路操作以藉由使用在該控制電路與該等本端控制單元之間傳遞的資料信號來控制該MEMS元件陣列，在該控制電路與該等本端控制單元中之每一者之間傳遞的該等資料信號包含與該對應MEMS元件子陣列中的該等MEMS元件中之特定MEMS元件相關的資料信號。
  43. 如請求項42之方法，其中該MEMS為一微鏡陣列，且每一MEMS元件與一鏡面相關聯。
  44. 如請求項42之方法，其進一步包含在該複數個MEMS元件上提供一連續反射層，以使得該等MEMS元件之位移使得該連續反射層變形，以便重定向入射於該連續反射層上之光。
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