监视镜位置的方法和微光刻投射曝光设备的照明系统的制作方法_3

文档序号:9326154阅读:来源:国知局
斜可经由驱动器(未示出)控制,从而对于每 个微镜24应当一般分配给其自己独有的一组驱动器。微镜24和其相关联的驱动器因此能 够组合来构成镜单元42。
[0064] 多镜阵列22中镜单元42的数量越多,则能够更精细地分辨光瞳平面30中的强度 分布。考虑具有几千个微镜24的多镜阵列,该几千个微镜24能够关于倾斜轴X、y倾斜。 这样的类型的多镜阵列22,例如,能够使用MEMS技术制造并采用多种驱动方法。
[0065] 驱动的结构方案
[0066] 图3在示意图中示出为了驱动多镜阵列22的目的,照明系统10的各个部件是如 何相互作用。
[0067] 已经使用MEMS技术制造的多镜阵列22连接到功率电子装置44,该功率电子装置 44产生关于驱动单个镜单元42的驱动器的目的而所需要的模拟控制信号。为了使得电模 拟信号中的扰动较小,电模拟信号必须尽可能靠近镜单元42的驱动器产生。此外,由于多 个镜单元42,在功率电子装置44的设计中必须注意以确保单个电路部分的空间需求保持 小。
[0068] 借助于数字控制和调整装置46,功率电子装置44施加有数字信息,该数字信息数 字编码要输出的模拟信号的单独值。取决于所实施的驱动和调整算法的需求,数字控制和 调整装置46可以实现为FPGA或微处理器,诸如,例如具有适当编程算法的DSP微处理器。
[0069] 为了获得单个微镜24的期望倾斜,数字控制和调整装置46与照明系统10的操作 器界面48交换数据。通常,商用PC驱动操作器界面48的功能。除了照明系统10的其他 参数外,在这样的操作器界面48上,操作器能够指定光瞳平面30的期望照明。
[0070] 从该光瞳平面30的期望照明开始,光瞳算法50接着选择经由多镜阵列22的哪个 微镜24照明光瞳平面30的哪个点。如图3所示,光瞳算法50可以在操作器界面48的PC 中运行为程序段,或者可以已经共同集成在数字控制和调整单元46内。
[0071] 借助于操作器界面48,能够进一步询问有关多镜阵列22的状态的信息。因此,数 字控制和调整装置46例如能够将有关未起作用的镜单元42的信息通信到操作器界面48。 该信息接着例如能够由光瞳算法50使用,以便当分配单个微镜24给要照明的光瞳平面30 的点时考虑该未起作用的镜单元42。另一方面,能够使得该信息进入操作器,以便可以中断 微光刻投射曝光设备的工作并完成维修工作。
[0072] 光学测量系统
[0073] 如果在驱动多镜阵列22的过程中,具有闭控制环的闭环控制参加到操作中,则数 字控制和调整装置46此外还与测量系统52交换数据,利用该测量系统52监视单个微镜24 的镜位置。
[0074] 为此,测量系统52提供有单独光源54,该单独光源54利用测量光照明微镜24。为 了避免单独光源54经过光瞳平面30并接着打到掩模12上,布置单独光源54使得测量光 的入射角不同于投射光的入射角。在单个微镜24上反射后,测量光打到探测器56上。
[0075] 取决于所使用的测量系统52,单独光源54例如可以包括VCSEL阵列(垂直腔面发 射激光器),利用该VCSEL阵列,能够将激光束引导到每个单个微镜24上。经反射的激光束 接着例如打到探测器56上,该探测器构建为四象限探测器并因而是位置敏感的。根据激光 束在位置敏感探测器56上的位置,则能够通过评价系统57确定各个微镜24的真实的实际 倾斜,该评价系统57包含在测量系统52中或者以算法的形式包含在数字控制和调整设备 46中。
[0076] 借助图案识别的光学测量系统
[0077] 在另一类型的测量系统52中,单独光源54产生总体图案,利用该总体图案照明多 镜阵列22的整个表面。用作探测器56 (诸如,例如照相机)的适当布置的记录光学部件则 记录在单个微镜24上可见的图案。借助于图案识别系统,接着通过在总体图案内所确定的 已记录图案的位置确定单个微镜24的倾斜,该图案识别系统实现为测量系统52中或在数 字控制和调整装置46中的评价系统57。
[0078] 有关所示的测量系统52的进一步详情能够从WO 2008/095695中推测出并且在该 程度上通过引用成为本申请的主题。
[0079] 镜单元
[0080] 为了倾斜镜单元42的微镜24的目的,在本示范性实施例中,基于在不同电势的两 个相对电极之间的静电吸引形成驱动器。
[0081] 图4在极简化立体图中示出具有静电式驱动器的使用MEMS技术实现的这样的镜 单元42的主要部件。安装镜单元42的矩形平面微镜24以使其能够经由刚性接头(未示 出)关于两个倾斜轴X和y倾斜。微镜24和刚性接头两者通过光刻结构化制作在Si晶片 中。在其指向上的镜表面58上,微镜24载有反射涂覆层,该反射涂覆层保证投射光的近似 全反射。
[0082] 在微镜24的指向下的背面上布置有导电镜电极60,例如作为金属气相沉积的结 果。借助陶瓷隔离体,成圆盘扇形形式的三个控制电极E1AjP E 3以距镜电极60的特定间 距布置且远离镜电极60。
[0083] 为了倾斜微镜24的目的,现在在镜电极60和三个控制电极EjP E 3之间施加 各种电压,因而静电力作用在镜电极60和单个控制电极Ep EjP E3之间。由该静电力,结 合刚性接头的回复扭矩,产生微镜24的特定倾斜。为此,镜电极60之间和控制电极E 2 和E3之间所施加的电压越大,这些相互吸引越强烈,且镜表面58在各个控制电极E i、E2S E3的方向上倾斜得越厉害。
[0084] 因而,能够通过所施加电压的幅度来调节微镜24的倾斜。在所表示的示范性实施 例中,为此目的所需的电压位于OV与200V之间、优选位于OV与100V之间的范围内,并应 当能够以0. 05V的步长、优选更小的步长精确调节,以便微镜24的倾斜角可以足够的精度 可调整。
[0085] 由于静电力与所施加的电压的符号无关,在其他示范性实施例中也可以使用负电 压。此外,独立于可控电压外,偏置电压可以已经施加到电极上,该偏置电压相应改变可控 电压的必要范围。
[0086] 在图4的下区中,示出针对该目的所需的功率电子装置44的一些电路部件。
[0087] 由三个相同构造的驱动器产生在三个控制电极EjP E 3与镜电极60之间施加 的高电压,这里,驱动器62的输出连接到镜电极60并且在每个情况中连接到控制电极 EjP E3中的一个。
[0088] 通过要放大的输入信号,每个驱动器62继而接收数模转换器单元64的模拟输出 信号,下面将参照图5和图6更具体地说明该数模转换器单元64。
[0089] 三个数模转换器单元64链接到公共数字数据总线66并由公共数据总线66接收 要输出的模拟信号,该模拟信号为数字信息的形式。针对驱动若干镜单元42的目的,数据 总线66可以在功率电子装置44内延展。
[0090] 由于所有镜单元的驱动器62和数模转换器单元64的电子电路在功率电子装置 44中基本相同地重复,除了外围寻址电路以外,这些能够以紧凑方式在特定用途集成电路 (ASIC)中实现。具体地,具有相关联的数模转换器单元64的每个驱动器62可以紧凑方式 构建为一单元。
[0091] 利用双部分数模转换构思的控制和调整
[0092] 图5示出控制和调整方案,该控制和调整方案概述多镜阵列22的单个微镜24的 倾斜的开环控制和闭环控制。
[0093] 如已提及,数字控制和调整装置46中的电路的大量部分实现为数字电路或程序, 以便在驱动微镜24的过程中获得尽可能高的灵活性。结果,取决于需要,可易于集成其他 算法或无需特定开环控制部件或闭环控制部件。所示的控制和调整方案因此仅示出示范性 变体,其可以通过省略或添加部件来改变。
[0094] 如从图5的控制和调整方案中明显的是,包含在驱动电子装置44中的、用于将数 字信息转换成模拟信号的数模转换器单元64表现了粗数模转换器68、精数模转换器70以 及电压加法器72。
[0095] 由于在图4所示的镜单元42的示范性实施例中,使用三个控制电极E^EjP E 3,同 样地,在图5的控制和调整方案中呈现了三个数模转换器单元64和三个驱动器62,其通过 部分隐藏的虚线功能块示出。然而,为了简洁,下面的评论限制于控制电极E 1A2S E 3中的 一个的驱动的代表。
[0096] 两个数模转换器68、70的不同之处在于,精数模转换器70具有比粗数模转换器68 高的分辨率,其中术语"分辨率"不指代输出值范围的子部的步长的数量(如在传统数模转 换器的情况中),而是直接涉及两个输出值之间的最小可能步长。所输出的精数模转换器 70的模拟信号的最小可能步长因而比粗数模转换器68的小。较高的分辨率常常与较小最 大电压范围相关,最大电压范围诸如例如从近似-5V到近似+5V。此外,当实现精数模转换 器70时,注意确保精数模转换器70具有尽可能线性的转换器特性。
[0097] 另一方面,粗数模转换器68的特征为较低的分辨率和大的最大电压范围。此外, 如从下面的解释说明中将清晰的,在粗数模转换器68的情况中,转换器特性的线性要求不 像精数模转换器70的情况中那样严格。在限制的情况中,转换器特性应当仅满足严格单调 函数。
[0098] 两个数模转换器68、70的输出连接到电压加法器72的输入,该电压加法器72在 数模转换器单元64的输出继而输出经相加的总电压。从那里,经相加的总电压被传递到下 面的驱动器62。
[0099] 下面,将解释粗数模转换器68和精数模转换器70的示范性组合。
[0100] 如已提及,对于微镜24通常需要OV与20
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