專利名稱：微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)具有布置為多鏡陣 列且能夠經(jīng)由至少一個驅(qū)動器傾斜的鏡、和該鏡的驅(qū)動電子裝置，以及還涉及驅(qū)動所述鏡 的方法。
背景技術(shù)：
集成電路和其他微結(jié)構(gòu)部件傳統(tǒng)上通過將一些結(jié)構(gòu)層施加到合適的基底來制作， 該合適的基底例如可以是硅晶片。為了構(gòu)造所述層的目的，基底首先涂覆光致抗蝕劑，該光 致抗蝕劑對屬于特定波長區(qū)域的光(例如，深紫外頻譜區(qū)域(DUV)中的光)敏感。接著，已 經(jīng)以該種方式涂覆的晶片在微光刻投射曝光設(shè)備中曝光。在該工藝中，布置在掩模上的結(jié) 構(gòu)的圖案借助于投射物鏡被成像光致抗蝕劑上。因為在這個工藝中復制比例通常小于1，所 以這種類型的投射物鏡也常稱作縮小物鏡。當光致抗蝕劑已經(jīng)顯影之后，晶片經(jīng)歷刻蝕處理，刻蝕處理的結(jié)果是所述層依照 掩模上的圖案被結(jié)構(gòu)化。接著從所述層的剩余部分移除留下的光致抗蝕劑。重復該過程直 到所有層都已經(jīng)施加到晶片上。所使用的投射曝光設(shè)備的性能不僅由投射物鏡的成像特性也由使用投射光照明 掩模的照明系統(tǒng)來確定。為此目的，照明系統(tǒng)包括光源(例如以脈沖模式工作的激光器) 以及從光源產(chǎn)生的光產(chǎn)生在場點會聚到掩模上的光束的若干光學元件。為此，光束必須具 有特定特征，該特征一般與投射物鏡相匹配。這些特性尤其包括光束的角分布，該光束中的每一個會聚到掩模平面中的點。術(shù) 語“角度分布”描述了光束的總強度是如何分布到不同方向，來自所述不同方向光束的各個 光線打到掩模平面中的相關(guān)點。如果角度分布特別適于包含在掩模內(nèi)的圖案，所述圖案能 夠以較高成像質(zhì)量成像到涂覆有光致抗蝕劑的晶片上。在微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)中，近來已經(jīng)開始考慮使用多鏡陣列(MMA，也 稱作微鏡陣列或鏡矩陣)，該多鏡陣列包括大量的可單獨驅(qū)動的微鏡以便在不同方向上偏 轉(zhuǎn)照明系統(tǒng)的投射光的單個局部光束。例如，以這樣的方式，借助于多個微鏡，能夠?qū)⑼渡?光的各個局部光束引導到照明系統(tǒng)光瞳平面中的不同位置。由于照明系統(tǒng)的光瞳平面中的 強度分布決定性地影響投射光的角度分布，通過獨立傾斜各個微鏡能夠更靈活地設(shè)置角度 分布。具體地，在與照明了環(huán)形區(qū)域或光瞳平面中的幾個極的所謂非傳統(tǒng)照明設(shè)置的結(jié)合 中，MMA的使用使得角度分布適于各個情形，尤其適于要投射的掩模，而不需要例如必須更 換衍射光學元件。這樣的MMA常借助于從半導體技術(shù)已知的光刻工藝生產(chǎn)為微機電系統(tǒng)。利用該技 術(shù)的典型結(jié)構(gòu)尺寸在某些情況中總計達到數(shù)微米。這樣的系統(tǒng)的已知代表例如為具有多個 微鏡的MMA，所述微鏡能夠在兩個端位置之間關(guān)于軸數(shù)字地傾斜。這樣的數(shù)字MMA用在數(shù)字 投射機中用于復制圖像或膜。然而，對于微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，微鏡應(yīng)當能夠取角度工作范圍內(nèi)的任何傾斜角(準連續(xù)且具有高精度)。在該情形中，帶來微鏡傾斜的驅(qū)動器可以已 經(jīng)構(gòu)建為例如靜電式或電磁式驅(qū)動器。因此，在已知靜電式驅(qū)動器的情況中，微鏡的傾斜例 如基于以下的事實，即固定的控制電極和安裝在微鏡背面的鏡電極根據(jù)施加的電壓可變化 地被強烈吸引。借助于適合的懸掛(suspension)和若干驅(qū)動器，微鏡可以因此傾斜任意傾 斜角。因為在傾斜微鏡的過程中對于精度的高要求，驅(qū)動器必須通過驅(qū)動電子裝置極其 精確地被驅(qū)動。為此，觀察到，由于MMA中多個單個鏡(例如1000個)通常借助于每個鏡 若干驅(qū)動器來驅(qū)動，這樣的驅(qū)動電子裝置必須有效地設(shè)計。具體地，例如，對于利用以極其小的間隔布置的驅(qū)動器的靜電驅(qū)動器驅(qū)動MMA的 目的，必須利用高電壓產(chǎn)生大量的不同輸出電壓值。根據(jù)目前的技術(shù)，借助于晶體管和電阻 器，在傳統(tǒng)驅(qū)動器電路(所謂A類電路)中產(chǎn)生期望的輸出電壓，該晶體管和電阻器通過電 源電壓提供有高電壓。然而，由于該原理，在A類電路中，靜態(tài)漏電流通過晶體管和電阻器 不變地流到地。結(jié)果，結(jié)合熱的發(fā)展產(chǎn)生可觀的功率損耗。由于功率損耗，電阻器因此必須 為高電阻的，結(jié)果它們在驅(qū)動器內(nèi)并因而在驅(qū)動電子裝置內(nèi)需要大的空間。在驅(qū)動具有超 過1000個鏡的較大MMA的情況中，由于驅(qū)動器必須以相當小的間隙盡可能靠近MMA布置， 這尤其具有不利效應(yīng)。在US 6，940，629 Bl中描述了上面已經(jīng)概括出的解決問題的一個可能性。借助于 積分驅(qū)動器級進行MMA鏡的驅(qū)動，在該積分驅(qū)動器級中，輸出電流累積(integrated)在外 部和/或內(nèi)部電容器上。在該情況中，輸出電流與通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器從數(shù)字值產(chǎn)生的基準電 流成比例。為此，由監(jiān)視單元產(chǎn)生數(shù)字值，在所述專利中未描述該監(jiān)視單元的任何細節(jié)。根 據(jù)本公開，通過經(jīng)由高壓元件供給積分器的可調(diào)持續(xù)時間的基準電流、和用于調(diào)整通過選 擇電流的持續(xù)時間而建立的各個微鏡的期望電壓，從而實現(xiàn)微鏡的驅(qū)動器的輸出電壓的設(shè) 置。在該情況中，通過數(shù)字控制信號建立基準電流的持續(xù)時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于說明一種微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布 置為多鏡陣列且能夠借助于至少一個驅(qū)動器傾斜的鏡，以及包括該鏡的驅(qū)動電子裝置，和 也在于說明監(jiān)視和/或驅(qū)動該鏡的方法，該方法允許盡可能精確地驅(qū)動。就照明系統(tǒng)而言，根據(jù)本發(fā)明，通過該驅(qū)動電子裝置實現(xiàn)本目的，該驅(qū)動電子裝置 包括具有第一分辨率的粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器、具有高于第一分辨率的第二分辨率的精數(shù)模轉(zhuǎn)換 器、以及加法器，該加法器被配置以相加由兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的輸出量以產(chǎn)生總量，其 中，該總量至少能夠間接施加于鏡的至少一個驅(qū)動器。在正常情況中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出量將是電壓，從而粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有第一輸出 電壓范圍而精數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有第二輸出電壓范圍。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，當然 也可以設(shè)想電流作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出量。在兩級數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思的情況中，第二輸出電壓范圍優(yōu)選小于第一輸出電壓范 圍。結(jié)果，在用精數(shù)模轉(zhuǎn)換器驅(qū)動鏡的過程中，可以采取小的電壓變化但在借助粗數(shù)模轉(zhuǎn)換 器來覆蓋大的電壓范圍。此外，有利地的是，如果由精數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的電壓位于第二輸出電壓范圍的中間，那么能夠選擇通過粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的輸出電壓，從而獲得要施加于至少一個驅(qū)動器 的期望的總電壓。結(jié)果，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠在向上和向下方向在最大范圍校正施加于驅(qū)動 器的總電壓。由于粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器僅允許其輸出電壓的較大步進，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出可能 僅近似位于輸出電壓范圍的中間。如果第二輸出電壓范圍關(guān)于OV對稱，這尤為能夠容易地發(fā)生，由于在該情況中， 粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器僅必須輸出盡可能靠近期望總電壓的輸出電壓。就精確驅(qū)動多鏡陣列的鏡而言，第二輸出電壓范圍位于近似-5V到近似+5V的最 大電壓范圍內(nèi)則通常就足夠了。為了在驅(qū)動電子裝置內(nèi)尋址數(shù)模轉(zhuǎn)換器，可以規(guī)定該兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠有施加 于它們的共同的數(shù)字輸入信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的實際轉(zhuǎn)換電子裝置的上游所連接的電路在該 情形可以分開有關(guān)各個數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號，例如，數(shù)字值的特定位域，并將它們提供給轉(zhuǎn)換 電子裝置。然而，也能夠有利地，兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠具有施加于它們的不同數(shù)字輸入信號， 由于在特定狀況下，這減少驅(qū)動電子裝置的電路復雜度。由于在經(jīng)調(diào)整系統(tǒng)的情況中，基本上僅數(shù)模轉(zhuǎn)換器的相對分辨率重要，因此能夠 無需粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器的嚴格線性轉(zhuǎn)換器特性，有利地是粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有非線性轉(zhuǎn)換器特 性，以便使得粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器的實施成本較低。在該情況中，粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器優(yōu)選具有如下轉(zhuǎn)換器特性，該轉(zhuǎn)換器特性與表示鏡的 傾斜角和在至少一個驅(qū)動器施加的總量之間的關(guān)系的函數(shù)的逆函數(shù)相對應(yīng)。結(jié)果，在使用 靜電式驅(qū)動器的情況中發(fā)生的鏡的傾斜角關(guān)于施加電壓的二次依賴關(guān)系能夠借助于轉(zhuǎn)換 器特性來補償，并且驅(qū)動電子裝置的其余部分不用考慮該依賴關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的另一有利配置，驅(qū)動電子裝置包括開環(huán)控制單元，該開環(huán)控制單元 配置為至少間接驅(qū)動粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器。這使得鏡的傾斜角通過無控制環(huán)的控制系統(tǒng)粗略近似 期望的傾斜角。在使用開環(huán)控制單元的情況中，有利的是照明系統(tǒng)包括用于測量鏡的實際傾斜的 測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括配置為探測一圖案的探測器，并包括用于在總體圖案內(nèi)搜索該 探測圖案的圖案識別系統(tǒng)。在該情況中，通過圖案識別系統(tǒng)例如與開環(huán)控制單元接收相同 的信號或接收來自控制單元的信號，可以將圖案識別系統(tǒng)的搜索限制到總體圖案的子區(qū)域 中。結(jié)果，需要較少的計算能力用于搜索圖案的目的。有利地，還提供包括閉環(huán)控制單元的驅(qū)動電子裝置，該閉環(huán)控制單元配置為至少 間接地驅(qū)動精數(shù)模轉(zhuǎn)換器。借助于以閉控制環(huán)工作且驅(qū)動精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的閉環(huán)控制單元， 能夠準確設(shè)置鏡的傾斜角。具體地，通過該手段能夠以高分辨率校正表示為傾斜角的變化 的相對小的機械或電子干擾。此外，驅(qū)動電子裝置可以包括坐標變換單元，該坐標變換單元配置為使旨在用于 粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器和/或精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信息經(jīng)歷坐標變換。結(jié)果，能夠關(guān)聯(lián)驅(qū)動器驅(qū)動 和鏡的實際傾斜之間更復雜的關(guān)系。當鏡的傾斜依賴于若干驅(qū)動器(例如3個驅(qū)動器)的 組合驅(qū)動時，這尤其是關(guān)注的。關(guān)于驅(qū)動鏡的根據(jù)本發(fā)明的方法，利用下述步驟實現(xiàn)該目的。首先提供微光刻投 射曝光的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括鏡，該鏡布置為多鏡陣列且能夠借助于至少一個驅(qū)動器來傾斜。接著，提供數(shù)字信息的第一項和數(shù)字信息的第二項。之后，該數(shù)字信息的第一項 轉(zhuǎn)換成具有第一分辨率的第一模擬量。在這之后，該數(shù)字信息的第二項轉(zhuǎn)換成具有第二分 辨率的第二模擬量，該第二分辨率大于該第一分辨率。最終，相加兩個模擬量以產(chǎn)生總量， 總量至少間接施加于至少一個驅(qū)動器。依賴該方法，獲得如下可能性，鏡的驅(qū)動器能夠用大 范圍的值且利用高分辨率來驅(qū)動，而不用特別使用高質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該高質(zhì)量數(shù)模轉(zhuǎn)換 器實施昂貴且具有大范圍的值和高分辨率兩者。有利地，在上面的方法中，數(shù)字信息的第一項能夠通過開環(huán)控制提供，而數(shù)字信息 的第二項能夠通過閉環(huán)控制提供。由于開環(huán)控制已經(jīng)將模擬總量粗略地放在期望工作點附 近，閉環(huán)控制可以被設(shè)計為具有高分辨率的精調(diào)。在該情況中，如果選擇調(diào)節(jié)范圍足夠小，則附加有利的是閉環(huán)控制為線性調(diào)整系 統(tǒng)，因為線性調(diào)整系統(tǒng)能夠設(shè)計為尤為簡單且穩(wěn)定。有利的是閉環(huán)控制可以在調(diào)整階段和保持階段不同地工作，使得例如過沖行為的 不同的帶寬可以通過修改調(diào)整的參數(shù)來建立。在該方法的另一有利的變體中，首先，數(shù)字信息的第一項由所預(yù)先設(shè)置的傾斜鏡 的額定傾斜角來提供。之后，數(shù)字信息的第一項通過開環(huán)控制提供為該額定傾斜角的函數(shù)。 此外，在方法的這個變體中，將總量至少間接施加到至少一個驅(qū)動器后，疊代驅(qū)動如下步 驟測量鏡的實際傾斜角；確定實際傾斜角和額定傾斜角之間的差；如果該差小于預(yù)先設(shè) 置的閾值，則終止該疊代；確定數(shù)字信息的第二項，作為該差的函數(shù)；將數(shù)字信息的第二項 轉(zhuǎn)換成第二模擬量；相加兩個模擬量來產(chǎn)生總量；將該總量施加到至少一個驅(qū)動器。因而， 在該方法中，借助于開環(huán)控制，獲得實際傾斜角對額定傾斜角的粗略近似。在這之后，實際 傾斜角借助于數(shù)字信息的第二項的轉(zhuǎn)換以高分辨率疊代近似到額定傾斜角，直到實際和額 定傾斜角之間的差落在閾值以下之時為止。因此，該方法使得能夠設(shè)置實際傾斜角而不需 要不斷運行控制環(huán)。實施期間，能夠針對單個步驟選擇其他次序。具體地，根據(jù)示范性實施 例，能夠在不同時刻或在其他步驟之間附加地實現(xiàn)差和閾值之間的比較。此外，在該方法的 不同階段中，閾值能夠變化。在該疊代方法的有利的進一步發(fā)展中，疊代重復的最大次數(shù)被限制。通過該方式， 確保了例如如果驅(qū)動器發(fā)生故障，則退出該方法的疊代循環(huán)。根據(jù)上面方法的另一有利的進一步發(fā)展，有關(guān)鏡的傾斜的信息能夠通過圖案識別 系統(tǒng)提供，該圖案識別系統(tǒng)在總體圖案中搜索一圖案。在該情況中，圖案識別系統(tǒng)限制為總 體圖案的一子區(qū)域，作為數(shù)字信息的第一項的函數(shù)。由于將對圖案的搜索限制到較小的子 區(qū)域的事實，圖案識別系統(tǒng)的計算工作減少，從而能夠更容易實現(xiàn)所述系統(tǒng)。根據(jù)另一方面，本發(fā)明的目的通過用于監(jiān)視多鏡陣列中的多個鏡的鏡位置的方法 來實現(xiàn)，其中，首先確定取樣速率，以使通過測量系統(tǒng)測量的測量值提供有位于給定規(guī)范內(nèi) 的變化。然而，取樣則以N倍取樣速率且相應(yīng)地以增加的變化實現(xiàn)，選擇該增加的變化以使 不再發(fā)生任何鋸齒效應(yīng)。最后，以N倍取樣速率呈現(xiàn)的測量值通過進行平均來濾選，從而， 由此獲得的經(jīng)濾選值表現(xiàn)有給定規(guī)范內(nèi)的變化。這樣的方法的優(yōu)勢包括如下事實，由于測 量值的增加的取樣速率，沒有鋸齒效應(yīng)信號進入下游連接的系統(tǒng)，該下游連接的系統(tǒng)使測 量值經(jīng)歷進一步處理，且該測量值仍然表現(xiàn)有在該規(guī)范內(nèi)的變化。由于調(diào)整系統(tǒng)中的鋸齒 效應(yīng)信號可能導致整個系統(tǒng)的不想要的振蕩，這在調(diào)整系統(tǒng)中尤為有利。該發(fā)明構(gòu)思的實
8現(xiàn)可能不依賴于上面描述的雙部分的數(shù)模轉(zhuǎn)換，盡管為了有利的配置，旨在與已經(jīng)描述的 驅(qū)動設(shè)備和方法的組合。在上面的過程中，有利地，根據(jù)尼奎斯特(Nyquist)定理確定N倍取樣速率。尼奎 斯特定理闡述了模擬信號的最高發(fā)生頻率必須以確保不發(fā)生鋸齒效應(yīng)的頻率的至少兩倍 的頻率采樣。本發(fā)明的另一方面涉及微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為 多鏡陣列的多個鏡，包括用于測量和調(diào)整鏡的傾斜動作的測量和調(diào)整系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，測 量和調(diào)整系統(tǒng)配置為以隨機時間間隔測量傾斜動作。以隨機時間間隔測量測量值避免了數(shù) 字化期間發(fā)生鋸齒效應(yīng)信號。在該上下文中，“隨機”意味著單個測量值之間的時間間隔一 定不關(guān)于模擬信號的發(fā)生頻率周期重復。該發(fā)明構(gòu)思也能夠不依賴于兩級數(shù)模轉(zhuǎn)換來實 現(xiàn)。然而，具有兩級數(shù)模轉(zhuǎn)換的組合產(chǎn)生本發(fā)明的優(yōu)選實施例。本發(fā)明的另一方面涉及用于微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布 置為多鏡陣列且能夠借助于至少一個驅(qū)動器傾斜的鏡，以及包括該鏡的驅(qū)動電子裝置。針 對產(chǎn)生施加于鏡的至少一個驅(qū)動器的電壓的目的而言，驅(qū)動電子裝置包括具有輸入的積分 驅(qū)動器級和具有輸出的微分級，該微分級的輸出至少間接地連接到積分驅(qū)動器級的輸入。 這使得可以驅(qū)動積分驅(qū)動器級，相比傳統(tǒng)驅(qū)動器級，該積分驅(qū)動器級表現(xiàn)出減小的空間需 求和減小的功率損耗，經(jīng)由該微分級，信號能夠施加到傳統(tǒng)驅(qū)動器級。結(jié)果，驅(qū)動電子裝置 的其他電路部分可以被保留。在特定用途集成電路中實施的積分驅(qū)動器級優(yōu)選需要小于驅(qū)動鏡的面積的50% 的面積需求。結(jié)果，由于驅(qū)動器的過多的空間需求，能夠以每鏡至少兩個驅(qū)動器驅(qū)動而沒有 使信號傳播時間不同的負擔。由于其有效的工作模式，上述的全部方法或設(shè)備尤其適于監(jiān)視并驅(qū)動至少1000 個優(yōu)選4000個鏡的鏡位置。


從參照附圖的示范性實施例的下面的描述中，本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)勢將變 得明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)過具有微鏡陣列的微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)的簡 化子午截面圖；圖2是具有若干鏡的照明系統(tǒng)的多鏡陣列的簡化立體圖；圖3是示出照明系統(tǒng)的各種部件是如何相互作用以便驅(qū)動多鏡陣列的單個鏡的 鏡位置的高度示意圖；圖4是具有鏡且與靜電式驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)的鏡單元的簡化立體圖，以及具有數(shù)模轉(zhuǎn) 換器單元和驅(qū)動器的功率電子裝置的示意電路圖，靜電式驅(qū)動器經(jīng)由該功率電子裝置驅(qū) 動；圖5是根據(jù)本發(fā)明的借助于具有粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器的雙部分數(shù)模轉(zhuǎn) 換器對單個鏡單元的驅(qū)動進行控制和調(diào)整圖示；圖6是用下游連接的信號處理級監(jiān)視鏡位置的示意圖；圖7是另一示范性實施例的示意圖，其中功率電子裝置的粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器和精數(shù)模
9轉(zhuǎn)換器提供有數(shù)字信息的公共項；圖8是在功率電子裝置中使用的驅(qū)動器的示意圖；圖9是驅(qū)動器的工作模式的框圖；圖10是根據(jù)當前技術(shù)的驅(qū)動器的電路圖和可行實施布局；圖11是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器的電路圖和可行實施布局，該驅(qū)動器使用微分級和 積分驅(qū)動器級。
具體實施例方式照明系統(tǒng)圖1示出微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)10的極簡化子午截面圖。照明系統(tǒng)10 用于使用投射光照明掩模12，該掩模12載有要成像的光刻結(jié)構(gòu)。接著，投射物鏡(未示出) 通常以縮小尺寸將被照明的結(jié)構(gòu)投射到涂覆有光致抗蝕劑的晶片上。就此而言決定性地影響微光刻投射曝光設(shè)備的成像特性的重要因素是投射光的 角度分布。這理解為意味著入射到一掩模點的光的總強度的分布，該光以不同入射角打到 該掩模點上。具體地，期望投射光的角度分布適于要照明的結(jié)構(gòu)的類型，以便獲得盡可能最 佳的成像。為了該目的，照明系統(tǒng)10在其光束路徑中包括多個光學部件，在圖1中，該多個光 學部件僅以簡化方式再現(xiàn)或完全未再現(xiàn)。激光器14或另一光源產(chǎn)生的投射光首先由第一光學元件16延展并經(jīng)由平面鏡18 引導到微鏡陣列20上。平面鏡18主要用于保持照明系統(tǒng)10的外部尺寸緊湊。進一步跟隨光學路徑，投射光打到所謂多鏡陣列22上，下面將參照圖2更具體地 闡述該多鏡陣列22。多鏡陣列22包括多個微鏡24，該多個微鏡24優(yōu)選能夠單獨傾斜。為 此，位于上游的微鏡陣列20將投射光的單個局部光束引導到微鏡24上。單個微鏡24能夠傾斜，使得投射光的局部光束經(jīng)由第二光學元件28在可自由選 擇的位置經(jīng)過光瞳平面30?？拷摴馔矫?0布置的蠅眼積分器32在光瞳平面30中產(chǎn) 生多個二次光源，該多個二次光源經(jīng)由第三光學元件34均勻照明中間場平面36，在中間場 平面36中布置有可調(diào)整光闌元件38。為此，第三光學元件34產(chǎn)生光瞳平面30中的角度與 中間場平面36中的位置之間的對應(yīng)。中間場平面36通過物鏡40投射到掩模平面上，在掩 模平面中布置有掩模12。因而，光瞳平面30中的強度分布不僅確定中間場平面36中的照 明角分布而且也確定掩模平面中的照明角分布。作為多鏡陣列22的單個微鏡24的不同的傾斜動作的結(jié)果，因而可以非常靈活地 設(shè)置投射光的不同角度分布。給定微鏡24的適當驅(qū)動，甚至能夠在曝光期間改變角度分布。多鏡陣列圖2示出多鏡陣列22的簡化立體圖，其中單個微鏡24為平面并具有正方形的輪廓。為了將入射的局部光束引導到光瞳平面30中的任意位置，該入射的局部光束通 過在光束路徑中在前的微鏡陣列20的透鏡產(chǎn)生，安裝每個微鏡24以使其能夠關(guān)于兩個傾 斜軸χ和ι傾斜。關(guān)于傾斜軸χ、y的實際傾斜可經(jīng)由驅(qū)動器(未示出)控制，從而對于每個微鏡24應(yīng)當一般分配給其自己獨有的一組驅(qū)動器。微鏡24和其相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器因此能 夠組合來構(gòu)成鏡單元42。多鏡陣列22中鏡單元42的數(shù)量越多，則能夠更精細地分辨光瞳平面30中的強度 分布?？紤]具有幾千個微鏡24的多鏡陣列，該幾千個微鏡24能夠關(guān)于傾斜軸χ、y傾斜。 這樣的類型的多鏡陣列22，例如，能夠使用MEMS技術(shù)制造并采用多種驅(qū)動方法。驅(qū)動的結(jié)構(gòu)方案圖3在示意圖中示出為了驅(qū)動多鏡陣列22的目的，照明系統(tǒng)10的各個部件是如 何相互作用。已經(jīng)使用MEMS技術(shù)制造的多鏡陣列22連接到功率電子裝置44，該功率電子裝置 44產(chǎn)生關(guān)于驅(qū)動單個鏡單元42的驅(qū)動器的目的而所需要的模擬控制信號。為了使得電模 擬信號中的擾動較小，電模擬信號必須盡可能靠近鏡單元42的驅(qū)動器產(chǎn)生。此外，由于多 個鏡單元42，在功率電子裝置44的設(shè)計中必須注意以確保單個電路部分的空間需求保持 小。借助于數(shù)字控制和調(diào)整裝置46，功率電子裝置44施加有數(shù)字信息，該數(shù)字信息數(shù) 字編碼要輸出的模擬信號的單獨值。取決于所實施的驅(qū)動和調(diào)整算法的需求，數(shù)字控制和 調(diào)整裝置46可以實現(xiàn)為FPGA或微處理器，諸如，例如具有適當編程算法的DSP微處理器。為了獲得單個微鏡24的期望傾斜，數(shù)字控制和調(diào)整裝置46與照明系統(tǒng)10的操作 器界面48交換數(shù)據(jù)。通常，商用PC驅(qū)動操作器界面48的功能。除了照明系統(tǒng)10的其他 參數(shù)外，在這樣的操作器界面48上，操作器能夠指定光瞳平面30的期望照明。從該光瞳平面30的期望照明開始，光瞳算法50接著選擇經(jīng)由多鏡陣列22的哪個 微鏡24照明光瞳平面30的哪個點。如圖3所示，光瞳算法50可以在操作器界面48的PC 中運行為程序段，或者可以已經(jīng)共同集成在數(shù)字控制和調(diào)整單元46內(nèi)。借助于操作器界面48，能夠進一步詢問有關(guān)多鏡陣列22的狀態(tài)的信息。因此，數(shù) 字控制和調(diào)整裝置46例如能夠?qū)⒂嘘P(guān)未起作用的鏡單元42的信息通信到操作器界面48。 該信息接著例如能夠由光瞳算法50使用，以便當分配單個微鏡24給要照明的光瞳平面30 的點時考慮該未起作用的鏡單元42。另一方面，能夠使得該信息進入操作器，以便可以中斷 微光刻投射曝光設(shè)備的工作并完成維修工作。光學測量系統(tǒng)如果在驅(qū)動多鏡陣列22的過程中，具有閉控制環(huán)的閉環(huán)控制參加到操作中，則數(shù) 字控制和調(diào)整裝置46此外還與測量系統(tǒng)52交換數(shù)據(jù)，利用該測量系統(tǒng)52監(jiān)視單個微鏡24 的鏡位置。為此，測量系統(tǒng)52提供有單獨光源54，該單獨光源54利用測量光照明微鏡24。為 了避免單獨光源54經(jīng)過光瞳平面30并接著打到掩模12上，布置單獨光源54使得測量光 的入射角不同于投射光的入射角。在單個微鏡24上反射后，測量光打到探測器56上。取決于所使用的測量系統(tǒng)52，單獨光源54例如可以包括VCSEL陣列(垂直腔面發(fā) 射激光器)，利用該VCSEL陣列，能夠?qū)⒓す馐龑У矫總€單個微鏡24上。經(jīng)反射的激光束 接著例如打到探測器56上，該探測器構(gòu)建為四象限探測器并因而是位置敏感的。根據(jù)激光 束在位置敏感探測器56上的位置，則能夠通過評價系統(tǒng)57確定各個微鏡24的真實的實際 傾斜，該評價系統(tǒng)57包含在測量系統(tǒng)52中或者以算法的形式包含在數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備
1146中。借助圖案識別的光學測量系統(tǒng)在另一類型的測量系統(tǒng)52中，單獨光源54產(chǎn)生總體圖案，利用該總體圖案照明多 鏡陣列22的整個表面。用作探測器56(諸如，例如照相機)的適當布置的記錄光學部件則 記錄在單個微鏡24上可見的圖案。借助于圖案識別系統(tǒng)，接著通過在總體圖案內(nèi)所確定的 已記錄圖案的位置確定單個微鏡24的傾斜，該圖案識別系統(tǒng)實現(xiàn)為測量系統(tǒng)52中或在數(shù) 字控制和調(diào)整裝置46中的評價系統(tǒng)57。有關(guān)所示的測量系統(tǒng)52的進一步詳情能夠從WO 2008/095695中推測出并且在該 程度上通過引用成為本申請的主題。鏡單元為了傾斜鏡單元42的微鏡24的目的，在本示范性實施例中，基于在不同電勢的兩 個相對電極之間的靜電吸引形成驅(qū)動器。圖4在極簡化立體圖中示出具有靜電式驅(qū)動器的使用MEMS技術(shù)實現(xiàn)的這樣的鏡 單元42的主要部件。安裝鏡單元42的矩形平面微鏡24以使其能夠經(jīng)由剛性接頭(未示 出)關(guān)于兩個傾斜軸χ和y傾斜。微鏡24和剛性接頭兩者通過光刻結(jié)構(gòu)化制作在Si晶片 中。在其指向上的鏡表面58上，微鏡24載有反射涂覆層，該反射涂覆層保證投射光的近似 全反射。在微鏡24的指向下的背面上布置有導電鏡電極60，例如作為金屬氣相沉積的結(jié) 果。借助陶瓷隔離體，成圓盤扇形形式的三個控制電極EpE2* E3以距鏡電極60的特定間 距布置且遠離鏡電極60。為了傾斜微鏡24的目的，現(xiàn)在在鏡電極60和三個控制電極Ε” E2和E3之間施加 各種電壓，因而靜電力作用在鏡電極60和單個控制電極Ε” E2和E3之間。由該靜電力，結(jié) 合剛性接頭的回復扭矩，產(chǎn)生微鏡24的特定傾斜。為此，鏡電極60之間和控制電極E” E2 和E3之間所施加的電壓越大，這些相互吸引越強烈，且鏡表面58在各個控制電極Ep E2或 E3的方向上傾斜得越厲害。因而，能夠通過所施加電壓的幅度來調(diào)節(jié)微鏡24的傾斜。在所表示的示范性實施 例中，為此目的所需的電壓位于OV與200V之間、優(yōu)選位于OV與100V之間的范圍內(nèi)，并應(yīng) 當能夠以0. 05V的步長、優(yōu)選更小的步長精確調(diào)節(jié)，以便微鏡24的傾斜角可以足夠的精度
可調(diào)整。由于靜電力與所施加的電壓的符號無關(guān)，在其他示范性實施例中也可以使用負電 壓。此外，獨立于可控電壓外，偏置電壓可以已經(jīng)施加到電極上，該偏置電壓相應(yīng)改變可控 電壓的必要范圍。在圖4的下區(qū)中，示出針對該目的所需的功率電子裝置44的一些電路部件。由三個相同構(gòu)造的驅(qū)動器產(chǎn)生在三個控制電極Ep E2和E3與鏡電極60之間施加 的高電壓，這里，驅(qū)動器62的輸出連接到鏡電極60并且在每個情況中連接到控制電極Ep E2和E3中的一個。通過要放大的輸入信號，每個驅(qū)動器62繼而接收數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64的模擬輸出 信號，下面將參照圖5和圖6更具體地說明該數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64。三個數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64鏈接到公共數(shù)字數(shù)據(jù)總線66并由公共數(shù)據(jù)總線66接收要輸出的模擬信號，該模擬信號為數(shù)字信息的形式。針對驅(qū)動若干鏡單元42的目的，數(shù)據(jù) 總線66可以在功率電子裝置44內(nèi)延展。由于所有鏡單元的驅(qū)動器62和數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64的電子電路在功率電子裝置 44中基本相同地重復，除了外圍尋址電路以外，這些能夠以緊湊方式在特定用途集成電路 (ASIC)中實現(xiàn)。具體地，具有相關(guān)聯(lián)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64的每個驅(qū)動器62可以緊湊方式
構(gòu)建為一單元。利用雙部分數(shù)模轉(zhuǎn)換構(gòu)思的控制和調(diào)整圖5示出控制和調(diào)整方案，該控制和調(diào)整方案概述多鏡陣列22的單個微鏡24的 傾斜的開環(huán)控制和閉環(huán)控制。如已提及，數(shù)字控制和調(diào)整裝置46中的電路的大量部分實現(xiàn)為數(shù)字電路或程序， 以便在驅(qū)動微鏡24的過程中獲得盡可能高的靈活性。結(jié)果，取決于需要，可易于集成其他 算法或無需特定開環(huán)控制部件或閉環(huán)控制部件。所示的控制和調(diào)整方案因此僅示出示范性 變體，其可以通過省略或添加部件來改變。如從圖5的控制和調(diào)整方案中明顯的是，包含在驅(qū)動電子裝置44中的、用于將數(shù) 字信息轉(zhuǎn)換成模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64表現(xiàn)了粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70以 及電壓加法器72。由于在圖4所示的鏡單元42的示范性實施例中，使用三個控制電極EpE2和E3,同 樣地，在圖5的控制和調(diào)整方案中呈現(xiàn)了三個數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64和三個驅(qū)動器62，其通過 部分隱藏的虛線功能塊示出。然而，為了簡潔，下面的評論限制于控制電極EpE2或E3中的 一個的驅(qū)動的代表。兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的不同之處在于，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70具有比粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68 高的分辨率，其中術(shù)語“分辨率”不指代輸出值范圍的子部的步長的數(shù)量(如在傳統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn) 換器的情況中)，而是直接涉及兩個輸出值之間的最小可能步長。所輸出的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器 70的模擬信號的最小可能步長因而比粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的小。較高的分辨率常常與較小最 大電壓范圍相關(guān)，最大電壓范圍諸如例如從近似-5V到近似+5V。此外，當實現(xiàn)精數(shù)模轉(zhuǎn)換 器70時，注意確保精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70具有盡可能線性的轉(zhuǎn)換器特性。另一方面，粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的特征為較低的分辨率和大的最大電壓范圍。此外， 如從下面的解釋說明中將清晰的，在粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的情況中，轉(zhuǎn)換器特性的線性要求不 像精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的情況中那樣嚴格。在限制的情況中，轉(zhuǎn)換器特性應(yīng)當僅滿足嚴格單調(diào) 函數(shù)。兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的輸出連接到電壓加法器72的輸入，該電壓加法器72在 數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64的輸出繼而輸出經(jīng)相加的總電壓。從那里，經(jīng)相加的總電壓被傳遞到下 面的驅(qū)動器62。下面，將解釋粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的示范性組合。如已提及，對于微鏡24通常需要OV與200V之間的電壓。因此，在10位的粗數(shù)模 轉(zhuǎn)換器68 (該10位的粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68能夠表示2"1= 1024個不同輸出值)的情況中，在 驅(qū)動器62放大信號之后，產(chǎn)生大約0. 2V的最小可能電壓步長。為了精確驅(qū)動微鏡24，模擬 信號的這個分辨率太低。因此，借助于電壓加法器72，6位精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的第二電壓值加性地疊加到該粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68輸出的電壓值上。在隨后驅(qū)動器63放大信號之后，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的值 的范圍位于OV與1. 3V之間。因此，利用26 = 64個不同輸出值，精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70具有大 約0. 02V的分辨率(電壓步長)。借助于電壓加法器72，通過兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的兩個輸出值的相加產(chǎn)生經(jīng)相 加的總電壓，在利用該兩級數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思放大信號后獲得0. 02V的相對分辨率。為此，“相對分辨率”意味著總體數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64僅在由精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70預(yù)設(shè) 的小輸出電壓范圍內(nèi)具有0. 02V電壓步長的分辨率。這就是說，盡管總電壓能夠通過0. 02V 改變，但這并非通過粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68相對于絕對總電壓范圍的非線性關(guān)系準確實現(xiàn)，因為 粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的電壓步長不總是相應(yīng)于正好0. 2V。相反，理想數(shù)模轉(zhuǎn)換器應(yīng)當在總電壓范圍上具有固定的分辨柵格，該固定的分辨 柵格應(yīng)當使能例如63. 22V的精密輸出。但尤其在改變最高有效位的過程中，例如通過“開 關(guān)電容器”技術(shù)工作的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，通常變化地表現(xiàn)出大的電壓步長。因此，在10位的粗數(shù) 模轉(zhuǎn)換器68的情況中，作為規(guī)則，從01. 1111. 1110到01. 1111. 1111的轉(zhuǎn)化發(fā)生的電壓步 長不同于從01. 1111. 1111到10. 0000. 0000的變化時的步長，因為在后者情況中，很多電容 器必須充電。然而，如果數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64如這里與調(diào)整系統(tǒng)一起使用，用于調(diào)節(jié)微鏡24的目 的，則重要的不是數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64的絕對分辨率，因為該調(diào)整連續(xù)地校正所輸出的總電壓。在數(shù)模轉(zhuǎn)換器的值的范圍的上面選擇的情況中，具有本身64個不同輸出值的6位 精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70疊加10位粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的近6個分辨率級。因此，借助于6位精數(shù)模 轉(zhuǎn)換器70，相應(yīng)的調(diào)整具有如下結(jié)果，粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的電壓的非線性關(guān)系以及暫時偏移 不以干擾方式出現(xiàn)。如圖5的控制和調(diào)整方案進一步示出，在使用已經(jīng)描述的兩級數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思的 情況中，閉環(huán)控制能夠以尤為有利的方式與開環(huán)控制相組合。適于兩級數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)思，為 此使用了雙部分系統(tǒng)，其中控制粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68而沒有控制環(huán)，但利用控制環(huán)調(diào)整精數(shù)模 轉(zhuǎn)換器70。圖5中所示的控制和調(diào)整方案的上分支示出與開環(huán)控制相關(guān)的部分。開環(huán)控制的主要構(gòu)成部分是控制單元74，控制單元74可以是數(shù)字控制和調(diào)整裝 置46的部分并可以包含逆系統(tǒng)動態(tài)模型。以簡化方式陳述，控制單元74經(jīng)由受控系統(tǒng)的 逆模型參與微鏡24的反應(yīng)，以改變驅(qū)動量并接著輸出驅(qū)動量的適當優(yōu)化次序，作為編碼形 式的數(shù)字信息。這里將驅(qū)動量理解為施加到控制電極的電壓。由該控制單元74輸出的數(shù)字信息經(jīng)由坐標變換單元76傳送到各數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元 64的粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68。坐標變換單元76的任務(wù)是保持微鏡24的驅(qū)動方式相關(guān)于上游連接的控制單元74 明顯，微鏡24的驅(qū)動方式例如為，微鏡24是通過兩個、三個還是四個驅(qū)動器驅(qū)動以及微鏡 24的傾斜角取決于驅(qū)動量的程度。但是坐標變換單元76的功能也可以部分地由粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68實現(xiàn)，或給定適當 簡單關(guān)系，完全由粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68實現(xiàn)。因此，在靜電式驅(qū)動器的情況中，微鏡24的傾斜 角對施加到驅(qū)動器的電壓有大體的二次依賴關(guān)系，該依賴關(guān)系可以已經(jīng)集成到粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的轉(zhuǎn)換器特性中，從而可以無需坐標變換單元76。此外，如圖5中通過點劃線所表示的，控制單元74連接到測量系統(tǒng)52的評價系統(tǒng) 57。結(jié)果，評價系統(tǒng)57能夠從控制單元接收信息，以便以此方式，例如在使用圖案識別系統(tǒng) 的情況中，將對在總體圖案中搜索圖案的搜索限制到較小的區(qū)域中。通過由控制和調(diào)整方案的下分支示出的經(jīng)由控制環(huán)的閉環(huán)控制包括調(diào)整器78、選 擇性的坐標變換單元80、精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70以及測量系統(tǒng)52，該測量系統(tǒng)52確定微鏡24的 實際傾斜角。調(diào)整器78在其輸入接收所謂控制偏移，該控制偏移導致期望的額定傾斜角和負 再生的實際傾斜角之間的差。此外，調(diào)整器78經(jīng)由參數(shù)線82接收有關(guān)調(diào)整器78的調(diào)整參數(shù)的改變的信息。具 體地，參數(shù)線82能夠驅(qū)動為提供到開環(huán)控制和閉環(huán)控制的額定傾斜角或者其變化的函數(shù)。 因此，閉環(huán)控制能夠例如適配調(diào)節(jié)階段或保持階段期間的不同需求。調(diào)整器78的輸出信號經(jīng)由坐標變換單元80施加到數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64的精數(shù)模 轉(zhuǎn)換器70。每個精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70產(chǎn)生輸出電壓，該輸出電壓在電壓加法器72中相加到來 自開環(huán)控制的粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的輸出電壓。產(chǎn)生的相加總電壓接著施加到微鏡24的驅(qū)動
ο由于在正常情況中，閉環(huán)控制僅必須平衡掉作用在鏡單元42上的小干擾z，且其 因此能夠減小到總電壓的值的小范圍，所以可能實現(xiàn)作為線性調(diào)整的閉環(huán)控制。出于同樣 的原因，在特定條件下，能夠省略坐標變換單元80和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70中的適配的轉(zhuǎn)換器特 性。由于粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68和精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的輸出值范圍的如上所述的疊加，所以 通過兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的輸出電壓的不同組合能夠產(chǎn)生特定總電壓。為了在開環(huán)控制 部分中仍實現(xiàn)粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的所要求的輸出電壓和數(shù)字輸入信息之間的清楚對應(yīng)，通 過控制單元74以及通過隨后的坐標變換單元76選擇粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的電壓，使得電壓變 得盡可能靠近所要求的輸出電壓減精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的值的范圍的一半。這之后，借助于閉 控制環(huán)選擇精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的輸出電壓，使得電壓加法器72的輸出的相加的總電壓變得 盡可能靠近所要求的輸出電壓，該所要求的輸出電壓施加在微鏡24的控制電極E” E2和E3 中的一個。結(jié)果，借助于精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70，關(guān)于所要求的輸出電壓成對稱的調(diào)整范圍對于閉 環(huán)控制可行。在改變額定傾斜角后，控制單元74在合適的情況下根據(jù)集成系統(tǒng)的適當動態(tài)模 型來調(diào)節(jié)粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的輸出電壓。之后，如果額定傾斜角的更新變化待定，粗數(shù)模轉(zhuǎn) 換器68的電壓僅再次變化。否則閉環(huán)控制完全經(jīng)由精數(shù)模轉(zhuǎn)換器68和相關(guān)聯(lián)的控制環(huán)來 實現(xiàn)。具有終止準則的疊代控制環(huán)如果作用在受控系統(tǒng)(即，鏡單元42和功率電子裝置44兩者)上的干擾ζ足夠 小，則可以對于控制環(huán)的工作提供具有終止準則的疊代方法。在該情況中，如上，首先通過控制單元74實現(xiàn)粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器68的輸出電壓。然而， 控制環(huán)接著沒有依照無盡得控制環(huán)工作，而是在第一步驟中，通過精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70，在微鏡 24的控制電極E1J2或E3施加的總電壓借助于調(diào)整器78調(diào)整。之后，借助于測量系統(tǒng)52，確定實際傾斜角并將其與額定傾斜角相比較。如果在該過程中建立的控制偏移落在預(yù)設(shè)值 以下，則控制環(huán)終止且保持兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的兩個輸出電壓。如果控制偏移大于預(yù) 設(shè)值，則執(zhí)行精數(shù)模轉(zhuǎn)換器70的輸出電壓的改變的另一步驟。這被重復直到控制偏移落在 預(yù)設(shè)值以下或已經(jīng)達到預(yù)設(shè)的最大疊代數(shù)。由于終止準則，相比無盡重復的控制環(huán)的情況，在數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備46中需要 較少的計算能力。解放出的計算能力能夠用于另外的控制電極El、E2或E3和微鏡24，從 而數(shù)字控制和調(diào)整裝置46的總成本能夠被減少。通過測量系統(tǒng)的無鋸齒效應(yīng)的測量值記錄實現(xiàn)閉環(huán)控制需要微鏡24的實際傾斜角的同時快速、魯棒及精密測量。在許多取樣測量系統(tǒng)中，取樣速率和發(fā)生測量的不確定性之間存在關(guān)系，為此，變 化在這里用作量度，從而在較高取樣速率，測量僅利用增加的變化才是可行的。因而，每鏡 的較長測量時間導致了測量值的較低變化，即，測量值的測量的較低不確定性。因此，在測量系統(tǒng)中，常常設(shè)立測量值的變化的上限，開始于測量值的所要求的精 度，接著確定測量系統(tǒng)的最大取樣速率。另一方面，尼奎斯特定理陳述，為了記錄具有特定頻率的信號的目的，必須以至少 兩倍快的取樣速率進行取樣，由于否則的話，產(chǎn)生所謂鋸齒效應(yīng)，且信號被記錄為具有較低 偽頻率的拍頻(beat)。由于作為具有PT2響應(yīng)的機械系統(tǒng)的鏡系統(tǒng)在很多情況中是限帶 的，即，所發(fā)生的鏡的干擾或振蕩有最大頻率，最小取樣速率根據(jù)尼奎斯特定理通過鏡系統(tǒng) 的帶寬來確定。因而，無鋸齒效應(yīng)取樣(即，高取樣頻率)和低變化(低的測量不確定性)的需要 彼此相沖突。如從圖6明顯的是，為了規(guī)避已經(jīng)描述的問題的目的，信號處理級83連接在測量 系統(tǒng)52的下游，該信號處理級83例如能夠?qū)崿F(xiàn)為算法的形式，也作為數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備 46的部分。信號處理級83在其輸入接收來自測量系統(tǒng)52的原始取樣值α i，并在其輸出，輸 出經(jīng)濾選取樣值β i，該經(jīng)濾選取樣值β i接著用在數(shù)字控制和調(diào)整設(shè)備46的閉環(huán)控制中， 用于反饋的目的。信號處理級83可以包括多種濾選器方法，用于從受不確定性影響的取樣值α i計 算經(jīng)濾選取樣值β”因此，能夠采用例如所謂FIR濾選器(有限脈沖響應(yīng)濾選器)。FIR 濾選器是離散的、通常在數(shù)字上實現(xiàn)的濾選器，其提供有有限長度的脈沖響應(yīng)。但是其他濾 選器，諸如例如二項式、高斯或IIR濾選器以及其他低通濾選器也能夠用在信號處理級83 中。在應(yīng)用FIR濾選器的情況中，經(jīng)濾選取樣值I是以往取樣值、和當前取樣值 α i的線性組合。
AMA = Σ c^a-A—廠· -λμΓ(!)
jt=0現(xiàn)在假設(shè)取樣值a i具有變化σ 2a且a i的不確定性不相關(guān)，則經(jīng)濾選取樣值β i 的變化ο 2e滿足
σ; = [C。...cN.x JC0 ··-Cn.,]γσ2α = ^C2k Jcra2(2)為了獲得具有減少變化的取樣值，使用矩形帶通濾選器，即所有濾選器系數(shù)Ck等 于1/Ν。結(jié)果，經(jīng)濾選取樣值的變化滿足 σ =
(N-
β
1)22 σ 二
Vtd0N2)N2 a N這就是說，經(jīng)濾選取樣值β i具有原始取樣值α i的變化的N分之一。在使用矩形 帶通濾選器的情況中，經(jīng)濾選取樣值β i等于以往N個原始取樣值α i的算術(shù)平均值。代替現(xiàn)在直接以取樣速率f操作測量系統(tǒng)，在該取樣速率f，原始取樣值Cii的所 要求變化O2a未被超出，有利地將取樣速率增加N倍且并且對于原始取樣值(^接受規(guī)范 外的增加(常為N倍)變化o2a。在該情況中，假設(shè)取樣速率中的變化僅僅改變測量系統(tǒng) 52的變化。測量值的期望值設(shè)為與取樣值無關(guān)。由于信號處理級83中的數(shù)字濾選，所以經(jīng)濾選取樣值β i的變化則減少近似1/N 的因數(shù)，如所示，即再次獲得原始所要求的變化。N倍取樣速率能夠以不再發(fā)生鋸齒效應(yīng)的 方式來選擇(參見尼奎斯特定理)。經(jīng)濾選取樣值β ^見在處于N倍取樣速率N*f，且由于低通濾選而具有減少的帶 寬。由于所謂下采樣，采樣速率能夠在合適的情況下再次減少而不增加測量值的變化。結(jié) 果，具有原始所要求的變化的采樣值處于取樣速率f而沒有鋸齒效應(yīng)或具有明顯減少的鋸 齒效應(yīng)。原理上，抗鋸齒效應(yīng)濾選相應(yīng)地實現(xiàn)為數(shù)字濾選器，且同時利用用于“抵消”增加 的變化的所謂過采樣，結(jié)果，可以使用具有較低邊緣陡度的濾選器。在通過測量系統(tǒng)52記錄實際傾斜角的過程中，避免鋸齒效應(yīng)的另一可能性基于 以隨機時間間隔(具體地以非周期時間間隔)記錄測量值。由于避免了測量值的嚴格周期 記錄的事實，過高頻率不以低頻率的鋸齒效應(yīng)拍頻來表現(xiàn)自身，這將是不利的，尤其對于隨 后閉環(huán)控制的穩(wěn)定性是不利。數(shù)據(jù)總線圖7中示出能夠減少功率電子裝置44的布線復雜性的一種可行方法。在該示范 性實施例中，數(shù)字信息也在數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元64內(nèi)在公共數(shù)據(jù)總線66上發(fā)送到粗和精數(shù)模 轉(zhuǎn)換器68、70。在該過程中，集成在兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70內(nèi)的電路從數(shù)據(jù)總線66選擇旨 在用于相應(yīng)轉(zhuǎn)換器的信息。結(jié)果，布線復雜性僅略增加，盡管是兩級轉(zhuǎn)換器構(gòu)思。電子驅(qū)動器圖8示出在功率電子裝置44中使用的驅(qū)動器62的示意圖，該驅(qū)動器62是在上游 連接有微分級86的積分驅(qū)動器級84的問題。在驅(qū)動器62施加的輸入信號首先傳遞到微分級86，接著在微分級86的輸出施加 的微分信號提供給積分驅(qū)動器級84。在后者中，通過結(jié)合兩個電壓-電流轉(zhuǎn)換器92和94以及電容器98 (該電容器旨 在表示控制電極EpE2或E3與鏡電極60之間的電容)上的當前鏡電路96的兩個絕對值元 件88和90，進行源自微分級86的信號的整合。為了保護微電子部件避免靜電放電的目的，在當前鏡電路和積分驅(qū)動器級84的輸出端之間提供ESD部件100。圖9以框圖的方式示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器62，其中已表示了在各個部件的輸入 施加的信號的示范性信號形狀。在微分級86的輸入，施加電壓突變，該電壓突變在微分之后作為類delta函數(shù)傳 送到積分驅(qū)動器級84。在作為功率放大的、積分驅(qū)動器級84的電壓-電流轉(zhuǎn)換之后，信號 提供給作為積分器的電容器98。因此，在鏡電極和相應(yīng)的控制電極EpE2或E3之間，獲得放 大的步進電壓信號。在上面所示的示范性實施例中，模擬信號已經(jīng)傳遞到微分級86。然而，微分也可以 在數(shù)模轉(zhuǎn)換之前實現(xiàn)，從而微分級86也可以布置在數(shù)模轉(zhuǎn)換器68、70的上游。具體地，微 分級86可以已經(jīng)作為算法集成到數(shù)字控制和調(diào)整裝置46中。電子驅(qū)動器的實施下面，將參照圖10說明為什么在所述示范性實施例中選擇經(jīng)由微分級86和積分 驅(qū)動器級84的較復雜路徑而不選擇傳統(tǒng)的“A類”驅(qū)動器電路。為此，圖10示出根據(jù)當前技術(shù)的驅(qū)動器62的主要部分的電路圖和ASIC中的可能
實施布局。在ASIC中實施驅(qū)動器62的情況中，在上電路圖中被虛線環(huán)繞的高電壓區(qū)域120 的空間需求尤為顯著，因為所述區(qū)域由于發(fā)生高電流和電壓的原因而大大分享了電路的總 體空間需求。在傳統(tǒng)驅(qū)動器電路(“A類”電路)中，放大的高輸出電壓借助于由參考標記nd25a 表示的晶體管并借助于電阻器rpd來產(chǎn)生。為了在其線性放大范圍內(nèi)操作晶體管，由于該 原理，在該情況中，靜態(tài)漏電流從外部提供的高電壓HV(電源電壓)通過晶體管nd25a和電 阻器rpd流向地，這在電阻器rpd中產(chǎn)生以熱為形式的大的功率損耗。在該情況中，電阻器 rpd必須是近似5ΜΩ的高阻抗且因而在驅(qū)動器電路中占據(jù)了大量空間，如從實施布局中明 顯的。對于ASIC實施，端子接觸墊、用于保護避免靜電放電的ESD部件100、多晶硅-多 晶硅電容器(poly-poly capacitor) cpp以及在實施面積的邊緣設(shè)置的布線區(qū)域106，與用 于低電壓范圍所需的面積104 —起，實現(xiàn)800 μ m乘IOOOym的總尺寸。當設(shè)計多鏡陣列24時，必須注意確保驅(qū)動器62的面積需求小于微鏡24的面積 (具體地，一半大)，因為否則的話，給定多個微鏡24，在端子設(shè)計中會發(fā)生問題。因為如果 驅(qū)動器62的空間需求超過微鏡24的空間需求的話，則驅(qū)動器距分配到它們的微鏡24的距 離是變化的，必須為它們附加提供端子引線，這進一步增加電路的空間需求并具體導致信 號傳播時間的變化。為了減小驅(qū)動器62的空間需求，因此圖11給出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器62的電路圖 和可行的實施布局，該驅(qū)動器62使用微分級86和積分驅(qū)動器級84。盡管電路初看上去更復雜，從實施布局明顯的是，ASIC中電路的總體空間需求明 顯地減少到800 μ m乘650 μ m,由于省略了電阻器rpd。如從電路圖和實施布局明顯的是，根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動器62的當前鏡電路96需要兩 個nd25a類型的晶體管(其相應(yīng)地由參考標記nd25a表示)，以及兩個pha類型的晶體管。 然而，這四個晶體管的空間需求小于傳統(tǒng)驅(qū)動器電路的情況中的電阻器rpd的空間需求，從而電路的總體空間需求較小且因而可以實現(xiàn)具有較小微鏡24的多鏡陣列22?？偨Y(jié)上述方法和裝置能夠具有略微變化，也能夠利用若干驅(qū)動器與EUV光刻系統(tǒng)或其 他光學系統(tǒng)結(jié)合使用。例如，在具有變形表面的鏡的情況中，在該系統(tǒng)中需要利用多個傳感 器通道和驅(qū)動通道的監(jiān)視和驅(qū)動。
權(quán)利要求
微光刻曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)(10)，包括布置為多鏡陣列(22)且能夠借助于至少一個驅(qū)動器(60、E1、E2、E3)傾斜的鏡(24)，并且包括用于所述鏡(24)的驅(qū)動電子裝置(44、46)，其包括a)具有第一分辨率的粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68)，b)具有第二分辨率的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述第二分辨率高于所述第一分辨率，以及c)加法器(72)，其配置為相加由所述兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68、70)輸出的輸出量以產(chǎn)生總量，其中，所述總量能夠至少間接施加到所述鏡(24)的至少一個驅(qū)動器(60、E1、E2、E3)。
2.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出量是電壓并且所述粗數(shù)模轉(zhuǎn) 換器(68)具有第一輸出電壓范圍而所述精數(shù)模轉(zhuǎn)換器(70)具有第二輸出電壓范圍。
3.如權(quán)利要求2所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第二輸出電壓范圍小于所述第一 輸出電壓范圍。
4.如權(quán)利要求2或3所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，能夠以如下方式選擇由所述粗數(shù)模 轉(zhuǎn)換器(68)輸出的輸出電壓如果由所述精數(shù)模轉(zhuǎn)換器(70)輸出的電壓位于所述第二輸 出電壓范圍的中間，則獲得要施加到所述至少一個驅(qū)動器^(KEpEyE3)的期望總電壓。
5.如權(quán)利要求2至4的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第二輸出電壓范圍關(guān)于 OV對稱。
6.如權(quán)利要求2至5的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述第二輸出電壓范圍位于 從近似-5V到近似+5V的最大電壓范圍內(nèi)。
7.如前述權(quán)利要求的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，配置所述兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (68、70)，從而能夠?qū)⒐驳臄?shù)字輸入信號施加到它們。
8.如權(quán)利要求1至6的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，配置所述兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (68、70)，從而能夠?qū)⒉煌妮斎胄盘柺┘拥剿鼈儭?br> 9.如前述權(quán)利要求的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68)具有 非線性轉(zhuǎn)換器特性。
10.如前述權(quán)利要求的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68)具 有相應(yīng)于一函數(shù)的逆函數(shù)的轉(zhuǎn)換器特性，該函數(shù)表示所述鏡(24)的傾斜角和施加到所述 至少一個驅(qū)動器^(KEpEyE3)的總量之間的關(guān)系。
11.如前述權(quán)利要求的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動電子裝置(44、46) 包括開環(huán)控制單元(74)，該開環(huán)控制單元(74)配置為至少間接地驅(qū)動所述粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (68)。
12.如權(quán)利要求11所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述照明系統(tǒng)(10)包括測量所述鏡 (24)的實際傾斜的測量系統(tǒng)(52)，所述測量系統(tǒng)(52)包括配置為探測圖案的探測器(56) 并且包括用于在總體圖案內(nèi)搜索所述已探測圖案的圖案識別系統(tǒng)(54)，以及其特征在于所 述圖案識別系統(tǒng)的搜索被限制到所述總體圖案的子區(qū)域。
13.如前述權(quán)利要求的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動電子裝置(44、46) 包括閉環(huán)控制單元(78)，該閉環(huán)控制單元(78)配置為至少間接地驅(qū)動所述精數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (70)。
14.如前述權(quán)利要求的任一所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動電子裝置(44、46) 包括坐標變換單元(76、80)，該坐標變換單元(76、80)配置為將旨在將所述粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68)和/或所述精數(shù)模轉(zhuǎn)換器(70)的數(shù)字信息進行坐標變換。
15.鏡的驅(qū)動方法，包括如下步驟a)提供微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)包括所述鏡(24)，所述鏡(24) 布置為多鏡陣列(22)且能夠借助于至少一個驅(qū)動器(60、Ep E2、E3)傾斜；b)提供數(shù)字信息的第一項；c)提供數(shù)字信息的第二項；d)利用第一分辨率將所述數(shù)字信息的第一項轉(zhuǎn)換為第一模擬量；e)利用第二分辨率將所述數(shù)字信息的第二項轉(zhuǎn)換為第二模擬量，該第二分辨率高于所 述第一分辨率；f)相加所述兩個模擬量以產(chǎn)生總量；g)將所述總量至少間接施加到所述至少一個驅(qū)動器(eiKEpEyE》。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述數(shù)字信息的第一項通過開環(huán)控制 (74)提供而所述數(shù)字信息的第二項通過閉環(huán)控制(78)提供。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述閉環(huán)控制(78)是線性調(diào)整系統(tǒng)。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述閉環(huán)控制(78)在調(diào)節(jié)階段和保 持階段工作不同。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，提供所述數(shù)字信息的第一項包括如下步驟bl)預(yù)設(shè)所述鏡(24)要傾斜的額定傾斜角；b2)通過開環(huán)控制(74)提供所述數(shù)字信息的第一項，作為所述額定傾斜角的函數(shù)； 以及其特征在于，在步驟g)之后，疊代驅(qū)動如下步驟h)測量所述鏡(24)的實際傾斜角；i)確定所述實際傾斜角和所述額定傾斜角之間的差； j)如果所述差小于預(yù)設(shè)閾值，則終止所述疊代；k)確定所述數(shù)字信息的第二項，作為所述差的函數(shù)； 1)將所述數(shù)字信息的第二項轉(zhuǎn)換成所述第二模擬量； m)相加所述兩個模擬量以產(chǎn)生總量； η)將所述總量施加到所述至少一個驅(qū)動器(eiKEpEyE》。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述疊代的最大次數(shù)受限。
21.如權(quán)利要求15至20的任一所述的方法，其特征在于，有關(guān)所述鏡(24)的傾斜的信 息由圖案識別系統(tǒng)提供，該圖案識別系統(tǒng)在總體圖案中搜索一圖案，以及其特征在于，所述 圖案識別系統(tǒng)被限制到總體圖案的子區(qū)域，作為所述數(shù)字信息的第一項的函數(shù)。
22.監(jiān)視多鏡陣列(22)中的多個鏡(24)的鏡位置的方法，包括如下步驟a)確定取樣速率，以該取樣速率通過測量系統(tǒng)(52)測量測量值，從而測量值呈現(xiàn)有位 于給定規(guī)范內(nèi)的變化；b)以N倍取樣速率和相應(yīng)增加的變化來取樣，其中所述N倍取樣速率被選擇以不再發(fā) 生鋸齒效應(yīng)；c)通過平均來濾選以N倍取樣速率呈現(xiàn)的測量值，使得因而所獲得的濾選值呈現(xiàn)有所 述給定規(guī)范內(nèi)的變化。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在步驟b)，根據(jù)尼奎斯特定理確定所述N 倍取樣速率。
24.微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為多鏡陣列(22)的多個鏡 (24)，所述系統(tǒng)包括測量和調(diào)整所述鏡的傾斜動作的測量和調(diào)整系統(tǒng)，其中配置所述測量 和調(diào)整系統(tǒng)以在隨機時間間隔測量傾斜動作。
25.微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括布置為多鏡陣列(22)且能夠借 助于至少一個驅(qū)動器^(KEpEyE3)傾斜的鏡(24)，并且包括所述鏡(24)的驅(qū)動電子裝置 (44、46)，其特征在于，產(chǎn)生施加到所述鏡(24)的至少一個驅(qū)動器(60、Ep E2、E3)的電信號 的所述驅(qū)動電子裝置(44、46)包括積分驅(qū)動器級(84)和微分級(86)，所述積分驅(qū)動器級包 括輸入，微分級(86)包括輸出，所述微分級(86)的輸出至少間接地連接到所述積分驅(qū)動器 級(84)的輸入。
26.如權(quán)利要求25所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，在特定應(yīng)用的集成電路中實施所述 積分驅(qū)動器級(84)需要小于所述驅(qū)動鏡(24)的面積的50%的面積需求。
27.驅(qū)動微鏡陣列的微鏡的設(shè)備，該設(shè)備具有微分級和積分驅(qū)動器級，所述微分級用于 微分進來的信號，積分驅(qū)動器級具有輸入和輸出，所述微分級的輸出連接到所述驅(qū)動器級 的輸入，而所述驅(qū)動器級的輸出連接到所述微鏡陣列的至少一個輸入。
28.驅(qū)動微鏡陣列的微鏡的方法，具有如下步驟a)微分進來的信號；b)隨后積分經(jīng)微分的信號；c)提供經(jīng)積分的信號到所述微鏡陣列的輸入。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，對于數(shù)/模轉(zhuǎn)換的目的，兩級構(gòu)思實現(xiàn)如 下應(yīng)用，在該應(yīng)用中具有大范圍值的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的電壓與具有小范圍值的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器 的電壓加性疊合。
全文摘要
微光刻投射曝光設(shè)備的照明系統(tǒng)表現(xiàn)了布置為多鏡陣列且能夠經(jīng)由至少一個驅(qū)動器傾斜的鏡。此外，照明系統(tǒng)表現(xiàn)了用于該鏡的驅(qū)動電子裝置，該驅(qū)動電子裝置表現(xiàn)了具有第一分辨率的粗數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68)、具有第二分辨率的精數(shù)模轉(zhuǎn)換器(70)，以及加法器(72)，第二分辨率高于第一分辨率，通過兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(68、70)輸出的輸出量能夠利用該加法器(72)相加以產(chǎn)生總量。該總量至少能夠間接施加于該鏡的至少一個驅(qū)動器。
文檔編號G03F7/20GK101946211SQ200880127115
公開日2011年1月12日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者克里斯琴·肯普特, 沃爾夫?qū)し逄?伯格哈特, 簡·霍恩 申請人:卡爾蔡司Smt股份公司