TW202405575A - 驅動裝置、光學系統、與微影設備 - Google Patents
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Abstract
一種驅動裝置（100），其用於驅動和測量制動器（200），制動器用於制動光學系統（300）的光學元件（310），驅動裝置包括：
驅動單元（110），其具有頻率相關第一轉移函數（G1），第一轉移函數（G1）配置成放大具有至少第一頻率範圍（F1）和第二頻率範圍（F2）的時間相關AC電壓信號（W），以形成用於制動器（200）的驅動電壓（AS），藉此第一頻率範圍（F1）相對於第二頻率範圍（F2）利用特定因數經受更高的增益，
電壓測量單元（120），其用於提供測量電壓（U）並配置為在時域中將致動器（200）的時間相關電壓（u）與第二轉移函數（G2）進行捲積運算，第二轉移函數（G2）是基於第一轉移函數（G1）的反函數，隨後測量時間相關電壓以提供測量電壓（U），以及
電流測量單元（130），其用於提供測量電流（I）並配置為在時域中將致動器（200）的時間相關電流（i）與第三轉移函數（G3）進行捲積運算，第三轉移函數（G3）是基於第一轉移函數（G1）的反函數，隨後測量時間相關電流以提供測量電流（I）。
Description
本發明有關一種用於驅動及測量光學系統的致動器之驅動裝置、一種含有此驅動裝置的光學系統、及一種含有此光學系統的微影設備。
已知微影設備具有可致動的光學元件，諸如，例如微透鏡元件陣列或微反射鏡陣列。微影用於生產微結構組成部件，諸如，例如積體電路。使用具有照明系統和投影系統的微影設備執行微影製程。
在需要生產更小結構的積體電路的需求推動下，目前正在開發使用光波長範圍為0.1 nm至30 nm，特別是13.5 nm的EUV微影設備。由於大多數材料吸收該波長的光，因此在此類EUV微影設備中有必要使用反射光學裝置，即反射鏡，而不是像先前使用折射光學器件，即透鏡。
在這情況下，由照明系統照明的光罩（倍縮光罩）的圖像藉由投影系統投影到基板上，例如，塗覆一光敏層（光阻劑）並配置在投影系統的圖像平面中的矽晶圓，以將光罩結構轉移到基板的光敏塗層上。可利用可致動光學元件來改良在基板上的光罩成像。舉例來說，可補償曝光期間導致放大及/或模糊成像的波前像差。
利用光學元件的這種校正需要波前的檢測和信號處理，以判定光學元件的相對位置，使得能夠根據需要校正波前。在最後步驟中，放大相對光學元件的驅動信號並將其輸出到光學元件的致動器。
舉例來說，一鈮鎂酸鉛（PMN）致動器可用作致動器。PMN致動器可實現亞微米範圍或亞奈米範圍內的距離定位。在這情況下，具有堆疊在另一制動器頂部的致動器元件之制動器由於被施加了直流電壓，會經受產生特定線性膨脹的力。通過直流（DC）電壓所設定的位置在直流電壓所驅動致動器的基本產生的共振點處可能會受到外部機電串擾的不利影響。由於這種機電串擾，不再能夠以穩定的方式設置精確定位。在這情況下，施加的直流電壓越高，機械共振就越大。例如由於溫度漂移、或由於黏合劑材料的機械連接發生變化而導致黏合劑漂移，或由於遲滯或老化，所述共振點也可能長期改變。例如，在這情況下去測量阻抗會有所幫助。
然而，傳統的阻抗測量裝置往往成本太高，而且不具有內聯(inline)能力，也就是說其通常不能用於微影設備。再者，通常設計用於超高阻抗值的集成阻抗測量電橋已被證明不適合目前在微影設備中的應用，因為此處所需的阻抗值範圍包含複數個數量級並且所需的範圍只是總範圍的一小部分。
另外已知實踐藉由對應的驅動信號來驅動微影設備的致動器，致動器具有一用於驅動致動器的低頻驅動組件及一用於測量致動器的高頻測量信號組件。通常，此用增益放大的驅動信號是利用輸出級在頻率上保持一致並作為驅動電壓施加到致動器。此傳統的輸出級在所有頻率範圍內能有一致性增益，因此分辨率也是一致性。如果利用輸出級針對增益而選擇高增益，該高增益則會導致用於測量致動器阻抗的分辨率劣化。然而，如果選擇低增益，在應用中是不足以驅動致動器。
在此背景下，本發明的目的之一是改進光學系統的致動器的驅動。
根據一第一態樣，提出了一種用於驅動及測量光學系統的致動器之驅動裝置。該驅動裝置包含：
一具有頻率相關第一轉移函數的驅動單元，其配置成放大具有至少一第一頻率範圍和一第二頻率範圍的時間相關AC電壓信號，以形成用於制動器的驅動電壓，藉此第一頻率範圍按特定因數相對於第二頻率範圍經受更高的增益，
一用於提供測量電壓的電壓測量單元，其配置成在時域中將致動器的時間相關電壓與第二轉移函數進行捲積運算，第二轉移函數是基於第一轉移函數的反函數，隨後測量時間相關電壓以提供測量電壓；及
一用於提供測量電流的電流測量單元，其配置成在時域中將致動器的時間相關電流與第三轉移函數進行捲積運算，第三轉移函數是基於第一轉移函數的反函數，隨後測量時間相關電流以提供測量電流。
本驅動裝置有利地在第一頻率範圍內實現高增益以驅動致動器，同時在第二頻率範圍內實現高分辨率以測量致動器，特別是測量致動器的阻抗。
在這情況下，第一頻率範圍內的驅動電壓的分量(component)用於驅動致動器，也就是說特別控制其偏轉。在此，第一頻率範圍相對於第二頻率範圍經受更高的增益，以適當驅動致動器。在相對的測量之前，也就是說在電壓測量和電流測量之前，阻尼(damp)第一頻率範圍並且放大第二頻率範圍，使得在第二頻率範圍內提供用於測量致動器的高分辨率。
本驅動裝置也可稱為用於驅動致動器的頻率相關放大器級，其具有集成的電流測量和電壓測量。
由於提供致動器的測量電壓和測量電流，使得本驅動裝置能夠快速且內聯判定致動器的阻抗行為，特別是判定安裝在微影設備中的致動器的阻抗。
基於致動器的判定阻抗行為，適當的補救措施或對策，特別是也可藉由驅動信號來實施主動內聯校準或內聯阻尼。
特別是，該致動器是一電容致動器，例如鈮鎂酸鉛（PMN）致動器、或鋯鈦酸鉛（PZT）致動器、或鈮酸鋰致動器（LiNbO3）。所述致動器特別配置成致動光學系統的光學元件。這種光學元件的實例包括透鏡元件、反射鏡和可調適性反射鏡。
光學系統優選是微影設備或投影曝光設備的投影光學單元。然而，光學系統也可為照明系統。投影曝光設備可為EUV微影設備。EUV代表「極紫外線」，表示工作光的波長在0.1 nm與30 nm之間。投影曝光設備也可為DUV微影設備。DUV代表「深紫外線」，表示工作光的波長在30 nm與250 nm之間。
根據一實施例，驅動裝置更包含一耦接到電壓測量單元和電流測量單元的判定單元。判定單元配置成基於提供的測量電壓和提供的測量電流來判定致動器的阻抗。特別是，驅動裝置的該實施例也可稱為一用於驅動及測量致動器的阻抗之頻率相關的放大器級。
根據一進一步實施例，第一頻率範圍位於0Hz與1kHz之間，優選在0Hz與500Hz之間，更優選在0Hz與300Hz之間。
根據一進一步實施例，第二頻率範圍位於5kHz與100kHz之間，優選位於10kHz與100kHz之間，更優選位於10kHz與60kHz之間。
根據一進一步實施例，特定因數在100與2000之間，優選在500與1500之間，更優選在800與1200之間。
根據一進一步實施例，驅動單元包含一放大電路，特別是一差動放大器。
根據一進一步實施例，驅動單元的放大電路包含一用於饋送AC電壓信號的輸入節點、一用於向致動器提供驅動電壓的輸出節點、及一耦接在輸入節點與輸出節點之間的運算放大器。本文中，為了提供轉移函數，一第一電路耦接到輸入節點、驅動裝置的負供應電壓及運算放大器的非反相輸入；第二電路耦接到運算放大器的反相輸入、接地及輸出節點。
根據一進一步實施例，第一電路和第二電路各自包含一電阻電路以調整第一頻率範圍內的增益，並調整第二頻率範圍內的增益，每個電路還包含一頻率相關的可連接電路，該電路包含一頻率相關的組成部件及一電阻器。含有頻率相關的組成部件和電阻器的頻率相關的可連接電路，例如是電容器和電阻器串聯連接的形式。
在這情況下，特別選擇電容器的電容使得電容器在第二頻率範圍內的頻率下導通，並且因此可連接電路是在第二頻率範圍內的頻率下頻率相關連接。相對的頻率範圍也可稱為頻帶。
根據一進一步實施例，電壓測量單元包含一放大電路，特別是一差動放大器。
根據一進一步實施例，電壓測量單元的放大電路包含一輸入節點，其耦接到驅動單元的放大電路的輸出節點並用於接收致動器的時間相關電壓；一輸出節點，用於提供測量電壓；及一運算放大器，其耦接在輸入節點與輸出節點之間。本文中，為了提供第二轉移函數，一第一電路耦接到輸出節點、驅動裝置的負供應電壓及運算放大器的反相輸入；一第二電路耦接到輸入節點、運算放大器的非反相輸入及接地。
根據一進一步實施例，第一電路和第二電路各自具有一電阻電路，電阻電路提供第二轉移函數在第一頻率範圍內的分量，並提供第二轉移函數在第二頻率範圍內的分量，每個電路還包含一頻率相關的可連接電路，該可連接電路包含一頻率相關的組成部件及一電阻器。
舉例來說，連接電路為電容和電阻串聯連接的形式。在這情況下，選擇電容器的電容使得電容器在第二頻率範圍內的頻率下導通，並因此可連接電路在第二頻率範圍內的頻率下是頻率相關連接。
根據一進一步實施例，驅動單元的放大電路的第二電路和電壓測量單元的放大電路的第二電路係由單一電路組成。這有利減少了組成部件數量並因此節省了光學系統中的空間。
電壓測量單元也可利用多工器連接到不同的通道或不同的致動器。雖然在那種情況下不可能同時測量所有致動器，但所需的電路較少。
根據一第二態樣，提出了一種包含多個可致動光學元件的光學系統，其中多個可致動光學元件中的每一者被分配一致動器，其中根據第一態樣或根據第一態樣的多個實施例中的一者，每個致動器被分配給一用於驅動致動器的驅動裝置。
光學系統尤其包含一微反射鏡陣列及/或一微透鏡元件陣列，其具有多個彼此獨立致動的光學元件。
在多個實施例中，可定義致動器群組，其中一群組中的所有致動器會分配相同的驅動裝置。
根據一實施例，光學系統是照明光學單元的形式或微影設備的投影光學單元的形式。
根據一進一步實施例，光學系統具有一真空外殼，其中配置可致動光學元件、已分配的致動器和驅動裝置。
根據一第三態樣，提出了一種微影設備，其具有根據第二態樣或根據第二態樣實施例之一者的光學系統。
微影設備例如為一EUV微影設備，其工作光波長範圍為0.1 nm至30 nm；或一DUV微影設備，其工作光波長範圍為30 nm至250 nm。
不必然將本申請案中的「一」理解為僅限於一元件。相反，也可為複數個元件，諸如，例如兩、三或多個。本文使用的任何其他個數也不應理解為對於準確規定的元件數量做出限制。相反，除非另有說明，否則也可能有數量的上下偏差。
本發明的進一步可能實施還包含未明確提及前面或以下關於示例性實施例所述特徵或實施的組合。在這情況下，熟習該項技藝者還會對本發明的各個基本形式添加單獨的態樣作為改良或補充。
本發明的其他有利組態和態樣是附屬請求項之標的，也是以下所述本發明示例性實施例的標的。以下基於參考附圖的較佳實施例更詳細解釋本發明。
圖1示出投影曝光設備1（微影設備）的實施例，特別是EUV微影設備。投影曝光設備1的照明系統2的一實施例除了具有一光源或輻射源3之外，還具有一用於照明物平面6中的物場5之照明光學單元4。在一替代實施例中，光源3也可為一與照明系統2的其餘部分分開的模組。在這情況下，照明系統2不包含光源3。
將配置在物場5中的光罩7暴露出來。由光罩承載台8承載光罩7。可利用光罩位移驅動器9讓光罩承載台8移動，特別是在掃描方向上。
出於解釋的目的，圖1示出具有x-方向x、y-方向y和z-方向z的笛卡爾坐標系。x-方向x垂直於繪圖平面延伸。y-方向y為水平方向，z-方向z為垂直方向。圖1中的掃描方向沿著y-方向y。z-方向z垂直於物平面6。
投影曝光設備1包含一投影光學單元10。投影光學單元10用於將物場5成像為圖像平面12中的像場11。圖像平面12平行於物平面6延伸。替代上，物平面6和圖像平面12之間的角度也可不為0°。
光罩7上的結構被成像到晶圓13的光敏層上，該晶圓配置在圖像平面12的像場11的區域中。由晶圓承載台14承載晶圓13。可利用晶圓位移驅動器15讓晶圓承載台14移動，特別是沿著y-方向y移動。首先，利用光罩位移驅動器9讓光罩7移動，其次，利用晶圓位移驅動器15讓晶圓13移動，使得可相互同步。
光源3是E一UV輻射源。光源3特別是發射EUV輻射16，以下也稱為所使用的輻射、照明輻射或照明光。特別是，所使用的輻射16的波長範圍在5nm與30nm之間。光源3可為一電漿源，例如一雷射產生電漿（LPP）源或一氣體放電產生電漿體（DPP）源。其也可為基於同步加速器的輻射源。光源3可為一自由電子雷射器（FEL）。
聚光器（collector）17將從光源3發出的照明輻射16聚焦。聚光器17可具有一或多個橢圓及/或雙曲面反射表面。聚光器17的至少一反射表面可被具有掠入射（簡稱：GI）的照明輻射16撞擊，即入射角大於45°；或者垂直入射（縮寫為：NI），即入射角小於45°。聚光器17可結構化及/或塗覆成一方面用於最佳化所使用輻射的反射率並另一方面用於抑制外來光。
在聚光器17的下游，藉由中間焦點平面18中的中間焦點傳播照明輻射16。中間焦點平面18可表示具有光源3與聚光器17的輻射源模組和照明光學單元4之間是分離的。
照明光學單元4包含一偏光鏡19；及一第一琢面反射鏡20，其配置在射束路徑的其下游處。偏光鏡19可為一平面偏光鏡，或者選擇性地，一具有超出純偏轉作用的射束影響作用的反射鏡。選擇性地或額外地，偏光鏡19可為光譜濾波器，其將照明輻射16的使用的光波長與波長與偏離的外來光分離。如果第一琢面反射鏡20配置在作為場平面的與物平面6光學共軛的照明光學單元4的平面中，則其也稱為場琢面反射鏡。第一琢面反射鏡20包含多個單獨的第一琢面21，其也可稱為場琢面。在圖1中僅舉例說明示出這些第一琢面21中的一些者。
第一琢面21可具體實施為宏觀琢面，特別是矩形琢面或具有弧形邊緣輪廓或部分圓形邊緣輪廓的琢面。第一琢面21可具體實施為平面琢面或者替代上實施為具有凸曲率或凹曲率的琢面。
例如從德國專利案DE 10 2008 009 600 A1中已知，在每種情況下也可由多個單獨的反射鏡組成第一琢面21本身，特別是多個微反射鏡。特別係，第一琢面反射鏡20可具體實施為一微機電系統（MEMS系統）。若要更多細節，請參見德國專利案DE 10 2008 009 600 A1。
在聚光器17和偏光鏡19之間，水平傳播照明輻射16，也就是說沿著y-方向傳播。
在照明光學單元4的射束路徑中，一第二琢面反射鏡22配置在第一琢面反射鏡20的下游。如果第二琢面反射鏡22配置在照明光學單元4的光瞳平面中，則其也稱為光瞳琢面反射鏡。第二琢面反射鏡22也可配置在距照明光學單元4的光瞳平面的一定距離處。在這情況下，第一琢面反射鏡20和第二琢面反射鏡22的組合也稱為鏡面反射器。鏡面反射器從專利案US 2006/0132747 A1、EP 1 614 008 B1和US 6,573,978中已知。
第二琢面反射鏡22包含複數個第二琢面23。在光瞳琢面反射鏡的情況下，第二琢面23也稱為光瞳琢面。
第二琢面23同樣可為宏觀琢面，其例如可具有圓形、矩形或六邊形邊界，或者替代上可由微反射鏡組成的多個琢面。在這方面，同樣參考專利案DE 10 2008 009 600 A1。
第二琢面23可具有平面反射表面或可替代上具有凸或凹曲率的反射表面。
照明光學單元4因此形成一雙琢面（doubly faceted）系統。此基本原理也稱為複眼聚光器（或複眼積分器）。
將第二琢面反射鏡22不剛好配置在與投影光學單元10的光瞳平面光學共軛的平面中可能是有利的。特別係，第二琢面反射鏡22可配置成相對於投影光學單元10的光瞳平面傾斜，如例如專利案DE 10 2017 220 586 A1中所描述。
利用第二琢面反射鏡22將各個第一琢面21成像到物場5中。第二琢面反射鏡22是物場5上游的射束路徑中照明輻射16的最後射束整形鏡或實際上最後反射鏡。
在照明光學單元4的一進一步未示出的實施例中，特別有助於將第一琢面21成像到物場5中的轉移光學單元，其可配置在第二琢面反射鏡22和物場5之間的射束路徑中。轉移光學單元可僅具有一反射鏡，或者替代上具有兩或多個反射鏡，其逐一配置在照明光學單元4的射束路徑中。轉移光學單元尤其可包含一或兩法向入射鏡（normal-incidence 、NI鏡）及/或一或兩掠入射鏡（grazing-incidence、GI鏡）。
在圖1所示的實施例中，照明光學單元4正在聚光器17的下游僅具有3個反射鏡，具體為偏光鏡19、第一琢面反射鏡20和第二琢面反射鏡22。
在照明光學單元4的另一實施例中，也不需要偏光鏡19，因此照明光學單元4可在聚光器17的下游僅具有2個反射鏡，特別是第一琢面反射鏡20和第二琢面反射鏡22。
藉由第二琢面23或使用第二琢面23和轉移光學單元將第一琢面21成像到物平面6中通常只是近似成像。
投影光學單元10包含複數個反射鏡Mi，其根據其在投影曝光設備1的射束路徑中的配置為連續標號。
在圖1所示的實例中，投影光學單元10包含六個反射鏡M1至M6。替代上可有4、8、10、12個或任何其他個數的反射鏡Mi。投影光學單元10是二次遮光光學單元。倒數第二反射鏡M5和最後反射鏡M6具有用於照明輻射16的通孔。投影光學單元10的像側數值孔徑大於0.5也可大於0.6，例如可為0.7或0.75。
反射鏡Mi的反射面可實施為沒有旋轉對稱軸的自由曲面。替代上，反射鏡Mi的反射面形狀可設計為僅具有一旋轉對稱軸的非球面。就像照明光學單元4的反射鏡一樣，反射鏡Mi可具有用於照明輻射16的高反射塗層。這些塗層可設計為多層塗層，特別是具有鉬和矽的交替層。
投影光學單元10在物場5中心的y坐標和像場11中心的y坐標之間在y-方向y上具有大的物件-圖像偏移。在y-方向y上，該物件-圖像偏移可大致相同於物平面6與圖像平面12之間的距離z。
特別係，投影光學單元10可具有變形形式。其在x-方向x和y方向y上具有特別不同的成像比例βx、βy。投影光學單元10的兩成像比例βx、βy優選為（βx、βy）＝（+/-0.25、+/-0.125）。正成像比例β表示沒有圖像反轉成像。成像比例β的負號表示圖像反轉成像。
投影光學單元10因此導致在x-方向上，即垂直於掃描方向，以4:1尺寸的比例縮減。
投影光學單元10導致在y-方向上，即在掃描方向上，以8:1以尺的比例縮減。
同樣可能會有其他成像比例。也有可能在x-方向和y-方向上具有相同符號和相同絕對值的成像比例，例如絕對值為0.125或0.25。
係取決於投影光學單元10的實施例，在物場5和像場11之間的射束路徑中的x-方向和y-方向上的中間圖像平面的數量可相同或不同。從專利案US 2018/0074303 A1中已知在x-方向和y-方向上具有不同數量的此類中間圖像的投影光學單元的實例。
在每種情況下，第二琢面23的中的一者分配給第一琢面21中的恰好一者，以分別形成用於照明物場5的照明通道。這尤其可根據科勒原理產生照明。利用第一琢面21將遠場分解成多個物場5。第一琢面21在相對分配給它們的第二琢面23上產生中間焦點的複數個圖像。
利用所分配到的第二琢面23，每一個第一琢面21以相互重疊的方式成像到光罩7上，用於照明物場5。物場5的照明特別盡可能均勻。其優選具有小於2%的均勻性誤差。可藉由不同照明通道的疊加來實現場均勻性。
藉由配置第二琢面23可幾何限定投影光學單元10的入射光瞳的照明。可藉由選擇照明通道，特別是引導光的第二琢面23的子集，可設置投影光學單元10的入射光瞳中的強度分佈。該強度分佈也稱為照明設置或照明光瞳填充。
以定義方式照明的照明光學單元4的照明光瞳的部分區域中同樣優選的光瞳均勻性可藉由重新分配照明通道來實現。
以下將敘述關於物場5的照明以及特別是投影光學單元10的入射光瞳的其他態樣和細節。
投影光學單元10尤其可具有一同心入射光瞳。後者可能是可存取或不可存取。
第二琢面反射鏡22通常無法準確照明投影光學單元10的入射光瞳。當將第二琢面反射鏡22的中心遠心成像到晶圓13上的投影光學單元10成像時，孔徑光線通常不在單點處相交。然而，可找到其中成對確定的孔徑光線的距離變得最小的區域。該區域表示入射光瞳或與其共軛的真實空間中的區域。特別係，該區域具有有限曲率。
投影光學單元10可對於切向射束路徑和矢狀射束路徑具有不同的入射光瞳姿態。在這情況下，應該在第二琢面反射鏡22和光罩7之間設置一成像元件，特別是一轉移光學單元的光學組成部分。利用該光學元件，可考慮切向入射光瞳和矢狀入射光瞳的不同姿態。
在圖1所示的照明光學單元4的組件配置中，第二琢面反射鏡22配置在與投影光學單元10的入射光瞳共軛的區域中。第一琢面反射鏡20配置成相對於物平面6傾斜。第一琢面反射鏡20配置成相對於由偏光鏡19限定的配置平面傾斜。第一琢面反射鏡20配置成相對於由第二琢面反射鏡22限定的配置平面傾斜。
圖2示出了用於微影設備或投影曝光設備1的光學系統300的實施例的示意圖，例如如圖1所示。附加上，也可將圖2的光學系統300用於例如DUV微影設備中。
圖2的光學系統300具有複數個可致動的光學元件310。光學系統300在此設計為一微反射鏡陣列，其中光學元件310是微反射鏡。可利用指定的致動器200來致動每個微反射鏡310。舉例來說，可通過指定的致動器200將對應的微反射鏡310圍繞兩軸傾斜，及/或在一、兩或三個空間軸上移位。為了清楚起見，僅描繪了這些元件的最上層行的參考標號。
驅動裝置100使用例如驅動電壓AS驅動相對的致動器200。這設置了相對微反射鏡310的位置。特別是參考圖3至圖5描述驅動裝置100。
圖3示出用於驅動和測量用於致動光學系統中的光學元件的致動器的驅動裝置的實施例的示意性之方塊圖。為此，圖4示出圖3繪出轉移函數的方塊圖。
根據圖3和圖4的驅動裝置100包含一用於驅動致動器200的驅動單元110、一耦接到致動器200的電壓測量單元120、一耦接到致動器200的電流測量單元130、及一耦接到電壓測量單元120與電流測量單元130的判定單元140。
驅動單元110具有一頻率相關的第一轉移函數G1（參見圖4），第一轉移函數G1配置成放大具有至少一第一頻率範圍F1和一第二頻率範圍F2的時間相關AC電壓信號W，以形成致動器200的驅動信號，使得第一頻率範圍F1按特定因數相對於第二頻率範圍F2經受更高增益。如圖4中以示例性方式所示，第一轉移函數G1具有一較低頻率的第一頻率範圍F1及一較高頻率的第二頻率範圍F2。舉例來說，第一頻率範圍在0Hz與1kHz之間，優選在0Hz與500Hz之間，更優選在0Hz與300Hz之間。第二頻率範圍F2優選在5kHz與100kHz之間，更優選在10kHz與100kHz之間，特別優選在10kHz與60kHz之間。特定增益因數特別介於100與2000之間，優選介於500與1500之間，更優選介於800與1200之間。
電壓測量單元120配置成在時域中將致動器200的時間相關電壓u與第二轉移函數G2進行捲積運算，第二轉移函數G2是基於第一轉移函數G1的反函數，並隨後測量時間相關電壓以提供測量電壓U。為此，圖4示出了電壓測量單元120的第二轉移函數G2，所述第二轉移函數是基於第一轉移函數G1的反函數，如轉移函數G2和G1之間的比較所示。如圖4中示出轉移函數G1和G2的比較，第一轉移函數G1在第一頻率範圍F1中產生較高增益，而第二轉移函數G2在第一頻率範圍F1中產生較低增益。相反，第一轉移函數G1在第二頻率範圍F2中產生較低增益，而第二轉移函數G2在第二頻率範圍F2中產生較高增益。
第一頻率範圍F1中的驅動信號AS的分量用於驅動致動器200。因此，第一頻率範圍F1經受高增益以能夠適當驅動致動器200。在相應的測量之前，也就是說在電壓測量和電流測量之前，阻尼第一頻率範圍F1並且放大第二頻率範圍F2，使得在第二頻率範圍F2中提供用於測量致動器200的高分辨率。
在這情況下，第二轉移函數G2使得在第二頻率範圍F2中提供高分辨率，這對於測量是有意義的，因此可在精確度方面達成高要求。
電流測量單元130配置成在時域中將致動器200的時間相關電流i與第三轉移函數G3進行捲積運算，第三轉移函數G3基於第一轉移函數G1的反函數，隨後測量時間相關電流以提供測量電流I。時域中的捲積運算對應於頻率範圍中的乘算。
為此，圖4示出第三轉移函數G3。以類似於或等同於第二轉移函數G2的方式，第三轉移函數G3在第一頻率範圍F1中產生較低增益並在第二頻率範圍F2中產生較高增益。
耦接到電壓測量單元120和電流測量單元130的判定裝置140係配置成基於提供的測量電壓U和提供的測量電流I，以判定致動器200的阻抗Z或阻抗行為。
為此，根據圖4的致動器200的阻抗Z的轉移函數G4在第二頻率範圍F2（也可稱為測量頻帶）中呈現出高分辨率。
再者，圖5示出了具有用於驅動和測量致動器之驅動裝置100的驅動單元110和電壓測量單元120的實施例示意之方塊圖，制動器用於致動光學系統中的光學元件。在圖3和4中示出驅動裝置100的實例。
圖5中的驅動單元110包含一放大電路111，特別是一差動放大器。
驅動單元110的放大電路111包含一用於饋送AC電壓信號W的輸入節點K1（參見圖3和圖4）、一用於提供驅動電壓AS給致動器200（ 也參見圖2至4）的輸出節點K2、及一耦接在輸入節點K1和輸出節點K2之間的運算放大器112。為了提供第一個轉移函數G1（參見圖4），一第一電路113耦接到輸入節點K1、驅動裝置100的負供應電壓VSS及運算放大器112的非反相輸入；及一第二電路114耦接到運算放大器112的反相輸入、接地GND及輸出節點K2。
第一電路113和第二電路114各自具有一電阻電路115、116，以根據第一轉移函數G1調整第一頻率範圍F1中的增益以及調整第二頻率範圍F2中的增益，每個電路還具有一頻率相關的可連接電路117、118，其包含一頻率相關的組成部件C1、C2及一電阻器R5、R6。
第一電路113的電阻電路115包含一電阻R3，其連接在輸入節點K1與運算放大器112的非反相輸入之間；及一電阻R4，其耦接在負供應電壓VSS與運算放大器112的非反相輸入之間。此外，第一電路113的可連接電路117包含串聯連接的一電容C1和一電阻R5。在這情況下，選擇電容器C1的電容使得電容器C1僅在第二頻率範圍F2中的頻率下導通，並因此電路117頻率是在第二頻率範圍F2中的頻率下頻率相關連接。
第二電路114的電阻電路116包含一電阻R1，其連接在接地GND與運算放大器112的反相輸入之間；及一電阻R2，其連接在運算放大器112的反相輸入與輸出節點K2之間。第二電路114的可連接電路118具有串聯連接的一電容C2和一電阻R6。
可連接電路118具有可連接電路117的等效功能性。在這情況下，選擇電容器C2的電容使得電容器C2僅在第二頻率範圍內的頻率下導通，因此電路118在第二頻率範圍F2中的頻率下頻率相關連接。
這完成了根據圖5的驅動單元110的詳細描述。現進行根據圖5的電壓測量單元120的詳細描述。圖5中的電壓測量單元120包含一放大電路121，特別是一差動放大器。
電壓測量單元120的放大電路121包含一輸入節點K3，其耦接到驅動單元110的放大電路111的輸出節點K2，並用於接收致動器200的時間相關電壓u；一輸出節點K4，用於提供測量電壓U；及一運算放大器122，其耦接在輸入節點K3與輸出節點K4之間。為了提供第二轉移函數G2，一第一電路123耦接到輸出節點K4、驅動設備100的負供應電壓VSS及運算放大器122的反相輸入；及一第二電路124，其耦接到輸入節點K3、運算放大器122的非反相輸入及接地GND。在根據圖5的實施例中，驅動單元110的放大電路111的第二電路114和電壓測量單元120的放大電路121的第二電路124係由單一電路形成，也就是說其為相同的。這有利減少了組件數量，特別是節省了光學系統300中的空間。
如圖5所示，電壓測量單元120的放大電路121的第一電路123和第二電路124各自有一電阻電路125、116，以提供在第一頻率範圍F1中的第二轉移函數G2的部份、及提供在第二頻率範圍F2中的第二轉移函數G2的部分，該等電路中的每一者還具有一頻率相關的可連接電路127、118。
由於電壓測量單元120的第二電路124對應於驅動單元110的第二電路114，為避免重複，下面僅詳細描述電壓測量單元120的放大電路121的第一電路123。第一電路123具有一電阻電路125，該電阻電路125包含一耦接在輸出節點K4與運算放大器122的反相輸入之間的電阻器R1、及一耦接在運算放大器122的反相輸入與負供應電壓VSS之間的電阻器R2。電阻電路116的電阻R1、R2的電阻值與電阻電路125的電阻R1、R2的電阻值端視應用而定可相同或不同。
第一電路123的可連接電路127包含串聯在運算放大器122的反相輸入與負供應電壓VSS之間的一電容C3及一電阻R7。在這情況下，選擇電容器C3的電容使得電容器C3僅在第二頻率範圍F2中的頻率下導通。
雖然已經參考示例性實施例描述本發明，但是仍能以各種方式對本發明進行修改。
1:投影曝光裝置
2:照明系統
3:光源
4:照明光學單元
5:物場
6:物平面
7:光罩
8:光罩承載台
9:光罩位移驅動器
10:投影光學單元
11:像場
12:圖像平面
13:晶圓
14:晶圓承載台
15:晶圓位移驅動器
16:照明輻射
17:聚光器
18:中間焦點平面
19:偏光鏡
20:第一琢面反射鏡
21:第一琢面
22:第二琢面反射鏡
23:第二琢面
100:驅動裝置
110:驅動單元
111:差動放大器
112:運算放大器
113:第一電路
114:第二電路
115:電阻電路
116:電阻電路
117:可連接電路
118:可連接電路
120:電壓測量單元
121:差動放大器
122:運算放大器
123:第一電路
124:第二電路
125:電阻電路
127:可連接電路
130:電流測量單位
140:判定單元
200:制動器
300:光學系統
310:光學元件
A:振幅
AS:驅動電壓
C1:電容器
C2:電容器
C3:電容器
F:頻率
F1:第一頻率範圍
F2:第二頻率範圍
G1:轉移函數
G2:轉移函數
G3:轉移函數
G4:轉移函數
GND:接地
I:測量電流
i:時間相關電流
K1:輸入節點
K2:輸出節點
K3:輸入節點
K4:輸出節點
M1:反射鏡
M2:反射鏡
M3:反射鏡
M4:反射鏡
M5:反射鏡
M6:反射鏡
R1:電阻器
R2:電阻器
R3:電阻器
R4:電阻器
R5:電阻器
R6:電阻器
R7:電阻器
U:測量電壓
u:時間相關電壓
VSS:負供應電壓
W:AC電壓信號
Z:阻抗
圖1示出用於EUV投影微影之投影曝光設備的示意經向剖面；
圖2示出光學系統的實施例之示意圖；
圖3示出用於驅動及測量用於致動光學系統中的光學元件的致動器之驅動裝置的實施例的示意性之方塊圖；
圖4示出圖3的方塊圖，其中繪製了轉移函數；及
圖5示出了具有驅動裝置的驅動單元和電壓測量單元的實施例示意方塊圖，元用於驅動及測量致動器，制動器用於致動光學系統中的光學元件。
除非另有說明，否則相同或功能性相同的元件在圖式中具有相同的參考標號。還應注意，圖式中的說明不必然按比例繪出。
100:驅動裝置
110:驅動單元
120:電壓測量單元
130:電流測量單位
140:判定單元
200:制動器
AS:驅動電壓
I:測量電流
i:時間相關電流
U:測量電壓
u:時間相關電壓
W:AC電壓信號
Z:阻抗
Claims (14)
- 一種驅動裝置（100），其用於驅動及測量一制動器（200），該制動器用於制動光學系統（300）的一光學元件（310），該驅動裝置包含： 一驅動單元（110），其具有一頻率相關第一轉移函數（G1），該第一轉移函數（G1）配置成放大具有至少一第一頻率範圍（F1）和一第二頻率範圍（F2）的時間相關的AC電壓信號（W），以形成用於該制動器（200）的驅動電壓（AS），如此，該第一頻率範圍（F1）按特定因數相對於該第二頻率範圍（F2）經受更高的增益； 一電壓測量單元（120），用於提供測量電壓（U），其配置成在時域中將該致動器（200）的時間相關電壓（u）與第二轉移函數（G2）進行捲積運算，該第二轉移函數（G2）是基於該第一轉移函數（G1）的反函數，並隨後測量該時間相關電壓以提供該測量電壓（U）；及 一電流測量單元（130），用於提供測量電流（I），並配置成在時域中將該致動器（200）的時間相關電流（i）與第三轉移函數（G3）進行捲積運算，該第三轉移函數（G3）是基於該第一轉移函數（G1）的反函數；並隨後測量該時間相關電流以提供該測量電流（I）。
- 如請求項1所述之驅動裝置，其更包含： 一判定單元（140），其耦接到該電壓測量單元（120）和該電流測量單元（130），並配置成基於該測量電壓（U）和該測量電流（I）判定該制動器（200）的阻抗（Z）。
- 如請求項1或2所述之驅動裝置， 其中該第一頻率範圍（F1）在0Hz與1kHz之間，優選在0Hz與500Hz之間，更優選在0Hz與300Hz之間，及/或 其中該第二頻率範圍（F2）在5kHz與100kHz之間，優選在10kHz與100kHz之間，更優選在10kHz與60kHz之間。
- 如請求項1至3中任一項所述之驅動裝置， 其中該特定因數在100與2000之間，優選在500與1500之間，更優選在800與1200之間。
- 如請求項1至4中任一項所述之驅動裝置， 其中該驅動單元（110）具有一放大電路（111），特別是一差動放大器。
- 如請求項5所述之驅動裝置， 其中該驅動單元（110）的該放大電路（111）具有一輸入節點（K1），用於饋入該AC電壓信號（W）；一輸出節點（K2），用於提供該制動器的該驅動電壓（AS）；及一運算放大器（112），其耦接在該輸入節點（K1）與該輸出節點（K2）之間， 其中為了提供該第一轉移函數（G1）之目的，一第一電路（113）耦接到該輸入節點（K1）、該驅動裝置（100）的一負供應電壓（VSS）及該運算放大器（112）的非反相輸入，且一第二電路（114）耦接到該運算放大器（112）的反相輸入、接地（GND）及該輸出節點（K2）。
- 如請求項6所述之驅動裝置， 其中該第一電路（113）和該第二電路（114）各自具有一電阻電路（115、116），以調整該第一頻率範圍（F1）的增益及調整該第二頻率範圍（F2）的增益，每個電路還具有一頻率相關的可連接電路（117、118），其包含一頻率相關的組成部件（C1、C2）及一電阻器（R5、R6）。
- 如請求項1至7中任一項所述之驅動裝置， 其中該電壓測量單元（120）具有一放大電路（121），特別是一差動放大器。
- 如請求項8所述之驅動裝置， 其中該電壓測量單元（120）的該放大電路（121）具有一輸入節點（K3），其耦接到該驅動單元（110）的該放大電路（111）的該輸出節點（K2），並用於接收該致動器（200）的該時間相關電壓（u）；一輸出節點（K4），用於提供該測量電壓（U）；及一運算放大器（112），其耦接在該輸入節點（K3）與該輸出節點（K4）之間， 其中為了提供該第二轉移函數（G2），一第一電路（123）耦接到該輸出節點（K4）、該驅動裝置（100）的該負供應電壓（VSS）及該運算放大器（122）的該反相輸入；及一第二電路（124）耦接到該輸入節點（K3）、該運算放大器（122）的該非反相輸入及接地（GND）。
- 如請求項9所述之驅動裝置， 其中該第一電路（123）和該第二電路（124）各自具有一電阻電路（125、116），以在該第一頻率範圍（F1）內提供該第二轉移函數（G2）的分量，及在該第二頻率範圍（F2）內提供該第二轉移函數（G2）的分量，每個電路還具有頻率相關的可連接電路（127、118），其包含一頻率相關的組成部件（C3、C2）及一電阻器（R7、R6）。
- 如請求項9或10所述之驅動裝置，其中該驅動單元（110）的該放大電路（111）的該第二電路（114）與該電壓測量單元（120）的該放大電路（121）的該第二電路（124）係由單一電路構成。
- 一種光學系統（300），其包含多個可致動光學元件（310），其中該等多個可致動光學元件（310）中的每一者被分配一致動器（200），其中每個制動器（200）係被分配給如請求項1至11中任一項所述之用於驅動制動器（200）的驅動裝置（100）。
- 如請求項12所述之光學系統， 其中該光學系統（300）是一照明光學單元（4）的形式，或者是一微影設備（1）投影光學單元（10）的形式。
- 一種微影設備（1），其包含如請求項12或13所述之光學系統（300）
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