调制装置、控制装置、光学系统、光刻系统和方法与流程

调制装置、控制装置、光学系统、光刻系统和方法
1.本发明涉及调制装置、具有这样的调制装置的驱动装置、光学系统、具有这样的光学系统的光刻设备、用于生成调制信号的方法以及用于驱动光学系统的方法。
2.通过引用将优先权申请de 10 2019 211 477.6的全部内容并入本文。
3.具有可致动光学元件——例如微透镜元件阵列或微反射镜阵列——的微光刻设备是已知的。微光刻用于制造微结构部件，例如集成电路。使用具有照明系统和投射系统的光刻设备执行微光刻工艺。通过照明系统照明的掩模(掩模母版)的像，在这种情况下，通过投射系统投射至涂覆有感光层(光刻胶)且布置在投射系统的像平面中的基板(例如硅晶片)上，以便将掩模结构转印至基板的感光涂层。可以通过可致动光学元件改进掩模在基板上的成像。作为示例，可以补偿曝光期间导致放大和/或模糊成像的波前像差。
4.通过光学元件进行的这种校正需要检测波前和信号处理，以便确定能够根据需要校正波前的光学元件的相应位置。在最后的步骤中，需要放大相应光学元件的驱动信号并将其输出到光学元件的致动器。作为示例，驱动信号呈现为致动器的数字编码偏转，其中例如偏转与驱动电压成比例。例如，数字信号使用开关放大器放大，这些开关放大器通过驱动信号的调制在内部进行控制。us 7,746,935 b2描述了被配置为借助于开关放大器通过/基于数字输入信号驱动电容负载的设备。
5.已知的调制类型包括脉冲宽度调制和脉冲密度调制，它们各自从输入信号生成1位宽输出信号。脉冲宽度调制的缺点在于，在内部时钟固定的情况下，只有损害调制信号的周期才能获得改进的分辨率。然后，需要非常迟滞的滤波器来获得在一周期内恒定的输出信号。相比之下，开关过程在脉冲密度调制中被最大化，导致放大器中的功率损耗更高，并且如果频率非常高，则会导致发射经辐射的电磁噪声。此外，没有定义开关时间。
6.针对上述背景，本发明的目的是提供改进的调制装置及对应方法。
7.根据第一方面，提出了一种调制装置，用于基于n位宽输入信号生成1位宽调制信号。调制装置包括：信号分离器，用于生成包括输入信号的m个较高有效位的m位宽第一部分信号，以及用于生成包括输入信号的l个较低有效位的l位宽第二部分信号，其中l＝n
–
m；第一调制单元，用于基于第二部分信号生成1位宽脉冲密度调制信号；求和单元，用于基于第一部分信号和脉冲密度调制信号生成m位宽求和信号，并且包括第二调制单元，用于基于求和信号生成1位宽调制信号。
8.该调制装置具有很多优点。首先，将输入信号划分为较高有效位和较低有效位允许生成的脉冲宽度调制在较短周期内具有相同分辨率，或者在相同周期的情况下具有改进的分辨率。其次，由于在脉冲密度调制中处理了较低有效位，输入信号的较低有效位的信息仅在较高有效位包括100％的占空比的情况下丢失，对应于(l/2m)/2m的相对信息损失。包含在较低有效位中的信息被调制到脉冲宽度调制的占空比上。可以说调制装置生成混合脉冲宽度调制，其中通过脉冲宽度调制获得信号的速粗略设置，通过在连续周期中改变脉冲宽度调制的占空比获得精细设置。混合脉冲宽度调制具有许多优点，这些优点从实施例中得出。
9.调制装置可以在硬件和/或软件方面实现。在硬件方面的实现方式的情况下，调制
装置例如可以实施为计算机或微处理器。在软件方面的实现方式的情况下，调制装置可以实施为计算机程序产品、函数、例程、程序代码的部分或可执行对象。特别地，调制装置的各个单元，例如信号分离器、第一调制单元、求和单元和/或第二调制单元可以分别在硬件和/或软件方面来实现。
10.n位宽输入信号特别是数字输入信号，其既可以作为串行数据信号(例如作为比特流)也可以作为并行数据信号馈送到调制装置。输入信号优选地是脉冲编码调制信号(pcm)。输入信号特别地对应于经采样模拟信号，其中输入信号的分辨率，从时间和动态的角度来看，都是基于相应的应用来选择。根据奈奎斯特定理，采样频率应选择为要采样的信号中最高频率的至少两倍，以便能够从输入信号重建原始信号。n位宽输入信号对2n状态进行编码，可以使用8位信号来区分256个状态。这也可以被称为信号的字宽。优选地，调制装置生成具有如此高频率的调制信号，使得输入信号在调制信号的周期期间是恒定的或基本恒定的。作为示例，调制信号以1mhz的频率生成，其中输入信号以不超过100khz的频率变化，优选地以不超过10khz的频率变化。
11.信号分离器将输入信号分成m个较高有效位和l个较低有效位。在8位信号或字的情况下，左边的位是较高有效位，右边的位是较低有效位。作为示例，如果选择m＝5和l＝3，则输入信号10011101的前五位10011是较高有效位，而后三位101是较低有效位。可以根据需要选择m或l，只要观察到n＝m+l。信号分离器提供包括m个较高有效位的第一部分信号和包括l个较低有效位的第二部分信号。
12.第二部分信号被馈送到第一调制单元。第一调制单元被配置为基于第二部分信号生成脉冲密度调制信号。脉冲密度调制信号的宽度为一位；也就是说，它在任何时候都是“高”或“低”，或者“1”或“0”。作为示例，第二调制单元可以被实现为sigma-delta调制器。在脉冲密度调制中，最大化开关频率，即从“高”切换到“低”，反之亦然。作为示例，在具有最大电平的50％的电平的输入信号的情况下，脉冲密度调制信号，即信号，在第一调制单元的每个时钟脉冲中被切换。例如，在电平为75％的情况下，信号在前三个时钟脉冲中为“高”，在第四个时钟脉冲中为“低”。
13.在实施例中，第一调制单元可以具有表，例如查找表(lut)，其中对于第二部分信号的相应值存储要为脉冲密度调制信号输出的波形。作为示例，对于不同的l值，即不同宽度(例如4位或5位)的第二部分信号，该表可以是不同的。特别地，存储的脉冲密度调制信号还可以偏离通过sigma-delta调制器生成的脉冲密度调制信号。优选地，可以通过这样的表来设置脉冲密度调制信号的最大开关频率。
14.脉冲密度调制信号被添加到在求和单元中包括m个较高有效位的第一部分信号。如果脉冲密度调制信号为“0”，则第一部分信号保持不变；如果它是“1”，则所述第一部分信号的值增加1，例如1001+1＝1010。应该观察到，例如，如果第一部分信号是1111，则后者通过添加“1”保持不变，因为1111已经代表4位信号的最大数量。求和单元将作为m位宽信号的经求和信号作为求和信号输出到第二调制单元。
15.基于求和信号，第二调制单元生成对应于脉冲宽度调制的调制信号。与n位宽输入信号相比，脉冲宽度调制是由m位宽信号生成的，其缩短了l位。因此，在内部时钟不变的情况下，脉冲宽度调制的周期相应地缩短。
16.例如，输入信号为10位宽。如果脉冲宽度调制具有与1mhz的频率对应的1μs的内部
时钟、以及与1024级对应的10位的分辨率，则脉冲宽度调制的周期为1.024ms。在输入电平为50％的情况下，则调制信号在0.512ms内为“高”，在周期的剩余的0.512ms内为“低”。如果在该示例中设置m＝8，则脉冲宽度调制的分辨率可以降低到8位，对应于256级。因此，周期减少到0.256ms。
17.因此，调制装置有利地适用于在不损失分辨率的情况下减少脉冲宽度调制的周期。替代地，可以简化调制装置，使得周期保持不变，但调制装置的内部结构更简单。作为示例，可以降低调制装置的内部时钟频率。通过在脉冲宽度调制的连续周期的占空比的变化上调制l个较低有效位，量化噪声还被移到更高的频率(噪声整形)。
18.根据调制装置的实施例，后者包括用于生成内部时钟频率f1的时钟发生器，其中第二调制单元被配置为生成具有缩短的周期p*＝2m·
t1的调制信号，其中t1＝1/f1。
19.时钟发生器被配置为生成内部时钟频率f1，其中时钟发生器还可以例如基于外部指定的时钟生成内部时钟频率f1。内部时钟f1优选地基于考虑奈奎斯特定理的输入信号的最大频率来确定。以这种方式，可以在不丢失来自调制信号的信息的情况下重建输入信号。
20.在内部时钟频率f1恒定的情况下，调制信号的缩短周期p*仅是如果直接从输入信号生成脉冲宽度调制而产生的周期p＝2n·
t1的一部分。在这种情况下，p*＝p/2
n-m
适用。
21.脉冲密度调制信号的最小周期优选地恰好是p*。也就是说，脉冲密度调制信号的两次开关时间之间的间隔包括缩短的周期p*。这确保了通过脉冲密度调制信号获得调制信号的占空比的调制。
22.例如，第二调制单元生成如下脉冲宽度调制：第二调制单元具有计数器，其使用内部时钟脉冲f1操作，例如f1＝10mhz。因此，计数器的周期，即时钟脉冲的持续时间为t1＝1/f1＝0.1μs。使用这个时钟脉冲，计数器计数到指定的数字，该数字定义了调制信号的分辨率，例如从0到1023，对应于1024级或10位的分辨率。计数周期，即计数器计数到1023一次所用的时间，出现为p＝2m·
t1＝102.4μs。因此，具有该周期的调制信号的频率为f2＝1/p＝9.77khz。计数器输出对应于当前计数器值的计数器信号。例如，求和信号被施加到第二调制单元的比较单元的第一输入，计数器信号被施加到第二输入。只要计数器信号小于加法信号，比较单元的输出就被设置为“高”或“1”。作为示例，如果求和信号为0101011000(对应十进制的344，即占空比为344/1024＝0.336)，则比较单元的输出在34.4μs内为“高”，在剩余时间为(102.4
–
34.4)μs＝68μs内为“低”。
23.求和单元优选地提供具有内部时钟频率f1的求和信号。
24.根据调制装置的其他实施例，信号分离器被配置为基于预定比率k＝l/m，其中特别地k≤1、优选地k≤0.5、更优选地k≤1/3，生成第一部分信号和第二部分信号。
25.比率k是输入信号被划分成的较高有效位的数量与较低有效位的数量之比。在k＝1的情况下，较高有效位和较低有效位的数量相等，例如n＝16，m＝8，l＝8。m＝2
·
l是有利的，即例如n＝12，m＝8，l＝4，或者m＝3
·
l，例如n＝32，m＝24，l＝8。
26.根据调制装置的其他实施例，输入信号的宽度n为4-64位、优选地6-32位、更优选地8-16位。
27.输入信号的分辨率越高，可以更准确地表示某个变量的差异。然而，非常高分辨率信号的信号处理比较低分辨的信号的情况更加复杂。在调制装置的情况下，例如需要在高分辨率和脉冲宽度调制的短周期之间折衷，如上所述。
28.根据第二方面，提出了一种基于输入信号驱动致动器的驱动装置。驱动装置包括：根据第一方面的调制装置，用于基于输入信号生成调制信号；放大器单元，用于基于调制信号生成经放大信号；以及滤波器单元，用于对经放大信号进行滤波，并用于输出经滤波信号以驱动致动器。
29.该驱动装置的优点在于，由于使用根据第一方面的调制装置生成调制信号，与将输入信号调制成脉冲宽度调制的传统装置相比，滤波器单元可以具有简化的设计。与使用纯脉冲密度调制的装置相比，优势在于开启时间是已知的并且开关频率是恒定的。因此，可以减少放大器中的功率损耗，并且可以通过有目标的措施避免或抑制由于非常高的开关频率引起的电磁辐射的发射，这可能在脉冲密度调制的情况下发生。作为使用混合脉冲宽度调制的结果，因此可以结合脉冲宽度调制和脉冲密度调制的优点，并且至少部分地避免它们各自的缺点。
30.根据驱动装置的实施例，后者包括用于基于驱动信号生成n位宽输入信号的第一单元，其中第一单元优选地被配置为基于放大器单元的电压供应的高压反馈和/或经滤波信号的驱动电压反馈来生成输入信号。
31.作为示例，第一单元被设计为模数转换器(a/d转换器)并且被配置为对模拟驱动信号进行采样并由此生成输入信号。作为示例，模拟驱动信号可以是例如调整构件的闭环控制信号。然而，驱动信号还可以已经是由第一单元转换成n位宽输入信号的数字信号。
32.在驱动装置的实施例中，用于确定输入信号的第一单元可以基于驱动信号来配置。作为示例，第一单元被设计为fpga、微控制器和/或信号处理器。作为示例，第一单元被配置为出于生成输入信号的目的来应用数学运算。特别地，数学运算对应于转换、变换和/或函数，其结果是输入信号。
33.通过电压供应的高压反馈，第一单元可以被配置为在生成输入信号时考虑例如电压供应的波动。在目前情况下，高压被理解为是指高于用于操作调制装置的电压的任何电压，用于操作调制装置的电压例如是0-5v。因此，高压是例如高于10v，特别是24v、48v、100v、240v的任何电压。
34.通过驱动电压反馈，第一单元可以被配置为基于滤波器单元的性质例如其惯性和/或基于驱动致动器的性质来生成输入信号。特别是在驱动信号变化非常快的情况下，第一单元可以通过过驱动生成输入信号，使得经滤波信号更快地达到目标电平。
35.根据驱动装置的其他实施例，第一单元的时钟频率大于或等于调制信号的内部时钟频率f1。
36.根据驱动装置的其他实施例，放大器单元包括开关放大器，特别是半h桥。
37.开关放大器也可以被称为c类或d类放大器。这样的放大器具有可以输出的离散电压电平。作为示例，这样的放大器恰好具有两个电平，例如0v和48v，或者-24v和+24v。可以由开关放大器输出的相应电压电平特别地取决于用于操作开关放大器的电压源。因此，可以借助于相应地选择电压源、取决于具体应用，来自由地选择电压电平。优选地，电压电平中的一个是地电位。位于电压电平之间的电压值作为具有对应均方根值的矩形信号来输出，即通过快速开关，特别地通过混合脉冲宽度调制。随后滤波产生具有均方根值的dc电压信号，其中取决于滤波器q因子，在经滤波信号中可能仍然存在相对小的波动。
38.半h桥对应于h桥电路的一半。作为示例，后者包括两个开关晶体管，其中一个被配
置用于切换第一电压电平并且第二个被配置用于切换第二电压电平，其中开关晶体管交替地切换，使得在每种情况下仅一个开启。开关晶体管特别地取决于调制装置的脉冲宽度调制信号来切换。
39.需要注意的是，放大器单元还可以有全桥电路或h桥。
40.根据驱动装置的其他实施例，滤波器单元至少包括电感器、电阻器和/或电容。
41.滤波器单元形成低通滤波器，其随着时间的推移平滑经放大信号。经滤波信号优选地对应于经放大信号的时间平均值。滤波器单元特别地可以被设计为多级滤波器并且具有电感器和电容两者。滤波器单元优选地被配置为对经放大信号进行滤波，使得经滤波信号中剩余ac分量小于振幅的0.1％。滤波器单元还可以被称为解调器。
42.优选地，滤波器单元至少被设计为二阶滤波器。进一步优选地，滤波器单元被设计为更高阶、特别是四阶滤波器。更高的滤波器阶数可以例如通过低阶滤波器的级联来实现。在这种情况下，滤波器单元特别地被设计为无源滤波器。例如，滤波器单元的截止频率范围为1khz
–
10khz。具体针对各个应用，选择滤波器单元的斜率以及滤波器单元的类型，特别是滤波器单元是否实施为巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝塞尔滤波器、sallen-key滤波器或一些其他类型的滤波器。
43.滤波器单元对经放大信号进行滤波，优选地使得包含在噪声信号中的最低频率f
min
不小于例如除以2
l
的调制信号的频率，f
min
≥1/(p*
·2l
)＝f1/2
m+l
。
44.根据第三方面，提出包括多个可致动光学元件的光学系统。该多个可致动光学元件中的每一个被分配致动器并且每个致动器被分配用于驱动根据第二方面的致动器的驱动装置。
45.该光学系统的优点在于可致动光学元件由有利的混合脉冲宽度调制驱动。
46.光学系统特别地包括微反射镜阵列和/或微透镜元件阵列，其具有可彼此独立地致动的多个光学元件。
47.根据光学系统的实施例，后者包括多个可致动光学元件，其中至少两个驱动装置、优选每一对驱动装置的放大器单元的相应开关时间不同。
48.如果光学系统具有许多可致动光学元件，则该实施例是特别有利的。作为示例，光学系统包括具有64
×
64＝1024个微反射镜的微反射镜阵列，该微反射镜可单独致动。每个致动器分配根据第二方面的驱动装置。每个驱动装置使用它来生成用于基于相应输入信号驱动相应致动器的经滤波信号。由于调制装置生成用于控制放大器单元的脉冲宽度调制信号，因此脉冲宽度调制信号的两个开关时间之一是已知的，具体地当脉冲宽度调制信号在其每个周期开始时设置为“高”时。因此，可以优选地使致动器的驱动装置同步，使得没有两个驱动装置具有相同的周期起点。作为示例，可以将上述示例中的周期细分为1024个间隔，然后可以将相应驱动装置的周期起点放置到一个间隔中。这特别可以减轻提供上层电平的电压源的负担，因为这样的电压源在任何时候只能承受一个开启过程。此外，由于切换引起的功率损失分布在整个时间段上，因此可以简化驱动装置的冷却。
49.在实施例中，可以定义驱动装置的组，其中一组的所有驱动装置具有相同的切换时间，但不同的组各自具有不同的切换时间。
50.根据光学系统的实施例，致动器中的相应一个致动器包括电容性和/或电感性负载。
51.取决于驱动装置的过滤器单元的具体实施例，可以减少在相应致动器中产生的功率损耗，这可以在光学系统的冷却方面提供优势。这特别地可以在滤波器单元具有与致动器并联的电容器的情况下实现。
52.根据第四方面，提出包括根据第三方面的光学系统的光刻设备。
53.例如，光刻设备包括照明系统和成像系统。照明系统特别地包括光源和束整形光学单元。成像系统特别地包括用于将掩模成像到基板上的成像光学单元。
54.该光学系统可以用于照明系统、束整形光学单元以及成像系统。在优选实施例中，光学系统被实施为微透镜元件阵列或微反射镜阵列并且例如用于成像系统中的波前校正。
55.光刻设备例如为euv光刻设备或者duv光刻设备，euv光刻设备的工作光在0.1nm至30nm的波长范围内，duv光刻设备的工作光在30nm至250nm的波长范围内。
56.优选地，光刻设备附加地包括测量系统，该测量系统被配置为检测波前并且被配置为输出用于通过光学系统校正波前的校正信号。校正信号特别地可以用作驱动装置的输入信号。
57.根据第五方面，提出一种基于n位宽输入信号生成1位宽调制信号的方法。在第一步骤中，生成包括输入信号的m个较高有效位的m位宽第一部分信号。在第二步骤中，生成包含输入信号的l个较低有效位的l位宽第二部分信号，其中l＝n
–
m。在第三步骤中，基于第二部分信号，生成1位宽脉冲密度调制信号。在第四步骤中，基于第一部分信号和脉冲密度调制信号生成m位宽求和信号。在第五步骤中，基于求和信号生成1位宽调制信号。
58.该方法特别地适用于操作根据第一方面的调制装置，并且它具有与那里描述的相同优点。
59.针对调制装置描述的实施例和特征对应地适用于提出的方法。
60.此外，提出一种计算机程序产品，它提出执行提出的方法的程序控制的构件。
61.根据第六方面，提出一种用于驱动光学系统的方法，优选地根据第三方面，该光学系统包括多个可致动光学元件。该多个可致动光学元件中的每一个通过根据第五方面生成的经放大和经滤波调制信号来驱动。
62.针对光学系统描述的实施例和特征对应地适用于提出的方法。
63.在有利的实施例中，生成不同可致动光学元件的调制信号，使得两个调制信号的周期起点时间在各个情况下都不同。
64.此外，提出一种用于操作根据第四方面的光刻设备的方法。针对光刻设备描述的实施例和特征对应地适用于提出的方法。
65.目前情况中的“一；一个”应不一定被理解为限制于恰好一个元件。当然，还可以提供多个元件，例如两个、三个或更多个。在此使用的其他任何数值不应理解为对恰好陈述数量的元件的存在限制。相反，除非有相反指示，否则向上和向下的数值偏差是可能的。
66.本发明其他可能的实现方式还包括在上文或下文描述的特征或实施例相对于示例性实施例的没有明确提到的组合。在这种情况下，本领域技术人员还将增加各个方面，作为对本发明的相应的基本形式的改进或补充。
67.本发明的其他有利的配置和方面是从属权利要求的主题并且也是在下文中描述的本发明示例性实施例的主题。在下文中，参考附图基于优选的实施例更详细地解释本发明。
68.图1示出了调制装置的第一实施例的示意框图；
69.图2示出了用于解释调制装置的功能的具有不同信号的四个图；
70.图3示出了调制装置的第二实施例的示意框图；
71.图4示出了驱动装置的实施例的示意框图；
72.图5示出了光学系统的实施例的示意框图；
73.图6a示出了euv光刻设备的实施例的示意性视图；
74.图6b示出了duv光刻设备的实施例的示意性视图；以及
75.图7示出了用于生成调制信号的方法的示例性实施例的框图。
76.除非有相反的说明，否则相同或功能相同的元件在附图中具有相同的附图标记。也应注意的是，在附图中的图示并不一定按照比例。
77.图1示出了调制装置100的第一实施例的示意框图。调制装置100包括信号分离器110、第一调制单元120、求和单元130和第二调制单元140。从n位宽输入信号i，调制装置100生成1位宽脉冲宽度调制信号pwm。在这种情况下，脉冲宽度调制信号pwm的时间平均值特别地对应于输入信号i的值。在此，调制装置100以内部时钟频率f1来操作，该内部时钟频率f1例如由内部时钟发生器生成、由外部指定或供应、和/或基于外部指定的时钟频率生成。优选地基于输入信号i的最大频率选择内部时钟频率f1，例如至少两倍高，优选地十倍高。例如，输入信号i的最大频率为1khz-100khz、优选地1khz-20khz、更优选地1khz-10khz、更优选5khz-10khz。
78.从n位宽输入信号i，信号分离器110生成包括输入信号i的m个较高有效位的第一部分信号xh以及包括输入信号i的l＝n-m个较低有效位的第二部分信号xs。在串行输入信号i的情况下，在传送循环的前m个循环中接收到的字的前m位形成第一部分信号xh，而字的剩余l位例如形成第二部分信号x1。
79.第一调制单元120从第二部分信号x1生成脉冲密度调制信号pdm。脉冲密度调制信号pdm具有最小周期p*＝2m·
t1，其中t1＝1/f1是内部时钟频率f1的周期。脉冲密度调制信号pdm对应于基于n、m和l的值最大化开关频率的信号。这将在下面基于图2进行详细描述。
80.求和单元130将1位宽脉冲密度调制信号pdm与m位宽第一部分信号xh相加，并输出m位宽求和信号xs。求和单元生成特别是具有内部时钟频率f1的求和信号xs。
81.基于求和信号xs，第二调制单元140生成与求和信号xs的脉冲宽度调制对应的调制信号pwm。在这种情况下，调制信号pwm的周期p*比在相同的内部时钟频率f1的情况下基于n位宽输入信号i生成的脉冲宽度调制信号pwm1(见图2)的周期p更短，因为求和信号xs仅具有m＝n
–
l位的宽度，但使用相同的内部时钟频率f1。
82.图2示出了依次叠置的四个图，具有用于解释图1的调制装置100的功能的不同信号。所有四个图都有共同的水平时间轴t(横坐标)。各个情况下的纵轴(纵坐标)对应于信号电平，最上面的图的取值范围在0到63之间(对应于6位宽信号的64级)，下面三个图分别只有“0”或“1”作为值(对应于1位信号)。为了阐明调制装置100的功能原理，在该示例中已经选择了n＝6、m＝4、l＝2。
83.最上面的图示出了数字6位宽输入信号i，其值为011101，对应写为十进制时的值29，并且其脉冲宽度调制的占空比为45.3％。输入信号i在所示时间段内是恒定的。
84.自上第二个图以示例性方式示出了脉冲宽度调制信号pwm1，该信号通过分辨率恰
好为6位的脉冲宽度调制器在6位宽输入信号i的直接转换的情况下生成。示例性脉冲宽度调制信号pwm1的周期p是内部时钟频率f1的64个时钟脉冲周期。根据脉冲宽度调制的原理，脉冲宽度调制信号pwm1在前29个时钟脉冲内为“1”，在剩余35个时钟脉冲内为“0”，因此得到45.3％的占空比。
85.自上第三个图首先示出了脉冲密度调制信号pdm(虚线)，其次示出了脉冲宽度调制信号pwm2。脉冲宽度调制信号pwm2对应于以下脉冲宽度调制的结果：当基于输入信号i中的包括4个较高有效位(即在这种情况下为0111)的第一部分信号xh和脉冲宽度调制器的分辨率设置为4位、对应16级时，在相同的内部时钟频率f1的情况下。因此，脉冲宽度调制信号pwm2的周期p*仍然是16个时钟脉冲，因此只有周期p的四分之一。第一部分信号xh＝0111对应于值7，这就是脉冲宽度调制信号pwm2在前七个时钟脉冲为“1”且在剩余九个时钟脉冲为“0”的原因。因此，脉冲宽度调制信号pwm2的占空比呈现为43.8％。
86.脉冲密度调制信号pdm基于包括输入信号i的2个较低有效位(即在这种情况下为01)的第二部分信号x1并且以最小周期持续时间p*来生成。根据值x1＝01，脉冲密度调制信号pdm在周期p的间隔内(在当前情况下的第一间隔内)为“1”，否则为“0”。在替代实施例中，“1”还可以出现在第二、第三或第四区间中。由于输入信号i保持不变，脉冲密度调制信号pdm在周期p之后重复。优选地，调制装置100被设计成使得脉冲密度调制信号pdm不能在周期p内改变。特别地，这可以借助于采样保持部件在相应的周期p内保持第二部分信号x1恒定并将其输出到第一调制单元120来实现。
87.最下面的图(自上第四个图)示出了调制信号pwm，例如由调制装置100生成。调制信号pwm对应于基于求和信号xs生成的脉冲宽度调制信号。特别地，在每个内部时钟循环期间，基于第一部分信号xh和脉冲密度调制信号pdm的相应电流值生成求和信号xs。在本情况中，总和信号xs在前面的16个内部时钟循环中为0111+1＝1000(对应十进制8；占空比50％)以及在接下来三个具有16个时钟循环的间隔中为0111+0＝0111(对应十进制7；占空比43.8％)。因此，调制信号pwm在包括16个时钟循环的第一周期p*中具有50％的占空比，在随后三个周期p*中具有43.8％的占空比。在对应于周期p的四个周期p*上进行平均，这因此产生45.3％的占空比，恰好对应于6位输入信号i＝011101。
88.从图中可以明显看出，例如从脉冲宽度调制信号pwm1和调制信号pwm形成具有恒定振幅的dc信号的滤波器单元230(参见图4)在调制信号pwm的情况下可以具有显著更简单的结构。
89.图3示出了调制装置100的第二实施例的示意性框图。调制装置100具有与基于图1描述的调制装置100相同的结构。图3附加地示出了作为delta-sigma调制器的第一调制单元120、以及具有集成计数器142的第二调制单元140的可能实现方式。
90.第一调制单元120被设计为delta-sigma调制器并且包括具有两个反馈环路的六个功能部件。第二部分信号xl经由第一求和节点122被馈送到第一延迟部件124。延迟部件124将供应的信号延迟了一个时钟周期。经延迟信号经由第二求和节点123馈送到比较器126。此外，提供第一反馈环路，其将馈送到比较器126的信号经由其他延迟部件124馈送到第二求和节点123。
91.比较器126被配置为将供应的信号与指定的阈值进行比较。例如，指定的阈值可以对应于第二部分信号x1的值。比较器126生成1位宽输出信号，即脉冲密度调制信号pdm。在
这种情况下，如果馈送到比较器126的信号的值大于或等于阈值，则比较器126的输出为“1”或“高”，否则为“0”或“低”。比较器126的输出通过第二反馈环路反相返回到第一求和节点122。
92.乘法部件128被布置在第二反馈环路中并且将输出信号乘以预定因子。乘法部件128的输出信号具有对应于因子+1的位宽。作为示例，如果因子是2，则信号在乘法部件128的下游恰好是3位宽。这是由于乘法部件128的输入信号总是1位宽。如果乘法部件128的输入信号是“1”或“高”，则乘法部件128的输出信号具有前导“1”，即在3位宽度的情况下它会是例如100。乘法部件128的输出信号以负号馈送到第一求和节点122，即它由求和节点122从第二部分信号x1中减去。
93.需要注意的是，在此描述的delta-sigma调制器120的实施例仅是示例性的，并且第一调制单元120还可以以任何其他方式设计，只要其具有所描述的性质即可。
94.如上所述，由delta-sigma调制器120生成的脉冲密度调制信号pdm被馈送到求和单元130，后者提供求和信号xs并将其馈送到第二调制单元140。第二调制单元140包括计数器142，其以内部时钟频率f1计数到2n。在比较器144中将计数器信号与供应的求和信号xs进行比较。比较器144相应地输出调制信号pwm作为1位宽信号。
95.图4示出了用于驱动致动器300的驱动装置200的实施例的示意框图。驱动装置200包括第一单元210、调制装置100(例如关于图1或图3所描述的)、放大器单元220和滤波器单元230。
96.第一单元210被配置为基于驱动信号a生成n位宽输入信号i。驱动信号a可以是数字信号，也可以是模拟信号。作为示例，驱动信号a是伺服电机的控制信号，其在时间上和值上是连续的。在实施例中，第一单元210还可以包括用于高压反馈hv或驱动电压反馈av的输入，并且可以在生成输入信号i时考虑相应的反馈电平。需要注意到，第一单元210是可选的，尤其是如果驱动信号a已经具有与输入信号i所需的形式相对应的形式。
97.由调制装置100处理输入信号i以生成调制信号pwm，例如基于图1-3所描述的。
98.调制信号pwm被馈送到放大器单元220，放大器单元220放大调制信号pwm并将其作为放大信号apwm输出。作为示例，放大器单元220具有栅极驱动器221，其被配置为切换两个晶体管222、223。当调制信号pwm为“1”或“高”时，栅极驱动器221将上晶体管222切换为导通并且将下晶体管223切换为截止。然后，形成放大器单元220的输出的两个晶体管222、223之间的中间处于电压源vcc的电位。电位vcc例如为12v-480v，优选为48v-240v，并且基于要驱动的致动器300来选择。相反，当调制信号pwm为“0”或“低”时，栅极驱动器221将上晶体管222切换为截止，而将下晶体管223切换为导通。然后两个晶体管222、223之间的中间处于地电位gnd。此外，放大器单元220相应地具有二极管224。
99.应该注意到，可以使用电压源提供的任何所需电位来代替地电位gnd。在当前情况下，晶体管222、223被设计为n沟道mosfet。
100.替代地，晶体管222、223还可以被设计为p沟道mosfet、p沟道和n沟道mosfet、硅mosfet、gan fet、igbt和/或双极晶体管。
101.滤波器单元230特别地包括与致动器300串联连接的电感器231、例如线圈，和电阻器232、特别是欧姆电阻器，以及与致动器300并联连接的电容233、特别是电容器。电感器231、电阻器232或电容器233的值的具体选择取决于要驱动的致动器300和经滤波信号fpwm
的期望性质。在给定时间，经滤波信号fpwm优选地具有的电平是输入信号i在所述时间的电平的百分比。特别地，经滤波信号fpwm的电平在周期p*和周期p的时间内是恒定的，只要输入信号i的电平还未改变。
102.应当注意到，滤波器单元230不必具有所示出的所有部件，而是例如也仅具有电感器231和电阻器232，而不具有电容器233。单独部件的其他布置同样是可能的并且优选地取决于要驱动的致动器300和经滤波信号fpwm的期望性质来选择。
103.作为示例，输入信号i的频率可以是12khz，调制装置100的内部时钟频率f1为200mhz，放大器单元220的电压源vcc为100v，并且滤波器单元230包括3.3mh的电感器231和2μf的电容器233。
104.滤波器单元230的输出连接到要驱动的致动器300，因此经滤波信号fpwm作为后者的输入信号。作为示例，致动器300可以被设计为压电致动器，其线性偏转与施加的电压成比例。其他可能的致动器300是电致动器、磁致动器、电磁致动器、热致动器等诸如此类。
105.图5示出了包括多个可致动光学元件410的光学系统400的实施例的示意框图。光学系统400在此被设计为微反射镜阵列，其中光学元件410是微反射镜。每个微反射镜410通过指定的致动器300是可致动的。作为示例，相应的微反射镜410可以通过分配的致动器300绕两个轴线倾斜和/或在一个、两个或三个空间轴线上移位。为清楚起见，仅描绘了这些元件的最顶行的附图标记。
106.光学系统400包括校正单元420，校正单元420被配置为为每个微反射镜410生成驱动信号a或输入信号i。作为示例，光学系统400被配置为校正光刻设备600a、600b(参见图6a、6b)中的光的波前，其中校正单元420例如取决于波前的经测量形状和波前的目标形状，确定每个微反射镜410的目标位置，并且输出对应的驱动信号a或输入信号i。
107.相应的驱动信号a或输入信号i被馈送到分配到相应致动器300的驱动装置200。驱动装置200通过经滤波、经放大调制信号fpwm来驱动相应的致动器300。特别是关于图4所描述的来生成经滤波信号fpwm。因此设置了相应微反射镜410的位置。
108.由于如上所述通过脉冲宽度调制生成用于每个致动器300的调制信号pwm，驱动装置200可以彼此同步使得在给定时间恰好只有一个调制信号pwm改变为下一个周期p，相应的调制信号pwm从“低”切换到“高”。特别地，这减轻了可以操作多个驱动装置200的电压源vcc(参见图4)的负担。因此，电压源vcc可以具有更简单的实施例。
109.图6a示出了euv光刻设备600a的示意性视图，该euv光刻设备包括束整形和照明系统602以及投射系统604。在这种情况下，euv表示“极紫外”，并且表示在0.1和30nm之间的工作光的波长。束整形和照明系统602和投射系统604相应配备在真空外壳(未示出)中，其中每个真空外壳借助于抽气设备(未示出)来抽气。真空外壳由机械室(未示出)围绕，其中提供用于机械地移动或设置光学元件的驱动装置。而且，电控制器等也可以提供在该机械室中。
110.euv光刻设备600a包括euv光源606a。例如可以提供等离子体源(或同步加速器)作为euv光源606a，该等离子体源发射的辐射608a在euv范围(极紫外范围)中，就是说，例如在5nm至20nm的波长范围中。在束整形和照明系统602中，聚焦euv辐射608a，并且从euv辐射608a中将期望的操作波长过滤出。由euv光源606a生成的euv辐射608a具有穿过空气相对低的透过率，因此在束整形和照明系统602中和在投射系统604中的束引导空间被抽气。
111.图6a中图示的束整形和照明系统602具有五个反射镜610、612、614、616、618。在通过束整形和照明系统602后，euv辐射608a被引导到光掩模(掩模母版)620上。光掩模620同样形成为反射光学元件并且可以布置在系统602、604的外面。此外，通过反射镜622可以将euv辐射608a指引到光掩模620上。光掩模620具有通过投射系统604以缩小的方式成像到晶片624等上的结构。
112.投射系统604(还被称为投射镜头)具有五个反射镜m1至m5，用于将光掩模620成像到晶片624上。在这种情况下，投射系统604的单独反射镜m1至m5可以关于投射系统504的光轴526对称地布置。应当注意到，euv光刻设备600a的反射镜m1至m6的数量不限于所示的数量。还可以提供更多或更少数量的反射镜m1至m5。另外，为了束整形，反射镜m1至m5通常在其前侧弯曲。
113.此外，投射系统604包括具有多个可致动光学元件410的光学系统400，例如参考图5描述的微反射镜阵列。光学系统400特别地被配置用于校正动态成像像差。包括光学系统400的投射系统604可以被称为自适应光学单元。从而可以提高光刻设备600a的分辨率。作为示例，取决于投射光的波前的经测量值，校正单元420生成输入信号i，其可以包括特别是用于相应微反射镜410的单独信号。输入信号i对于各个光学元件410由驱动单元200转换为经放大、经滤波的调制信号fpwm，并且输出到用于致动光学元件410的相应致动器300。因此，相应致动器300致动分配的微反射镜410。参考的事实是，投射系统604内的驱动单元200的布置是可选的。
114.图6b示出了duv光刻设备600b的示意性视图，该光刻设备包括束整形和照明系统602以及投射系统604。在这种情况下，duv表示“深紫外”，并且表示在30nm与250nm之间的工作光的波长。如参考图6a已经描述的，束整形和照明系统602和投射系统604可以布置在真空外壳中和/或由具有对应驱动装置的机械室围绕。
115.duv光刻设备600b具有duv光源606b。作为示例，可以提供发射在193nm的duv范围内的辐射608b的arf准分子激光器作为duv光源606b。
116.在图6b中图示的束整形和照明系统602将duv辐射608b引导到光掩模620上。光掩模620形成为透射光学元件且可以布置在系统602、604的外部。光掩模620具有通过投射系统604以缩小的方式成像到晶片624等上的结构。
117.投射系统604具有多个透镜元件628和/或反射镜630，用于将光掩模620成像到晶片624上。在这种情况下，投射系统604的单独透镜元件628和/或反射镜630可以关于投射系统604的光轴626对称地布置。应注意到，duv光刻设备600b的透镜元件628和反射镜630的数量不限于所示的数量。还可以设置更多或更少数量的透镜元件628和/或反射镜630。另外，为了束整形，反射镜630通常在其前侧弯曲。
118.此外，投射系统604包括具有多个可致动光学元件410的光学系统400，例如微透镜元件阵列，其可以特别根据参考图5描述的微反射镜阵列来构造，其中使用微透镜元件而不是微反射镜。光学系统400特别地被配置用于校正动态成像像差。包括光学系统400的投射系统604可以被称为自适应光学单元。从而可以改进光刻设备600b的分辨率。为了提高成像性能，在目前情况下从外部预先定义驱动信号a。驱动信号a特别地包括用于光学系统400的每个微透镜元件410的单独信号。例如，驱动信号a可以由外部计算装置生成。驱动单元200将包含在用于相应微透镜元件410的驱动信号a中的信号转换为经放大、经滤波调制信号
fpwm，并将后者输出到相应致动器300。相应致动器300对应地致动分配的微透镜元件410。
119.最后一个透镜元件628与晶片624之间的气隙可以替换为具有折射率》1的液态介质632。液态介质632可以是例如高纯水。这样的构造还被称为浸没式光刻，并且具有改进的光刻分辨率。介质632还可以被称为浸没液体。
120.图7示出了用于从n位宽输入信号i生成1位宽调制信号pwm的方法的实施例的示意框图。
121.在第一步骤s1中，生成包括输入信号i的m个较高有效位的m位宽第一部分信号xh。在第二步骤s2中，生成包括输入信号i的l个较低有效位的l位宽第二部分信号x1，其中l＝n-m。在第三步骤s3中，1位宽脉冲密度调制信号pdm基于第二部分信号x1生成。在第四步骤s4中，基于第一部分信号xh和脉冲密度调制信号pdm生成m位宽求和信号xs。在第五步骤s5中，基于求和信号xs生成1位宽调制信号pwm。
122.附图标记列表
123.100 调制装置
124.110 信号分离器
125.120 第一调制单元
126.122 求和节点
127.123 求和节点
128.124 延迟部件
129.126 比较器
130.128 乘法部件
131.130 求和单元
132.140 第二调制单元
133.142 计数器
134.144 比较器
135.200 驱动装置
136.210 第一单元
137.220 放大器单元
138.221 栅极驱动器
139.222 晶体管
140.223 晶体管
141.224 二极管
142.230 滤波器单元
143.231 电感器
144.232 电阻器
145.233 电容器
146.300 致动器
147.400 光学系统
148.410 光学元件
149.420 校正单元
150.600a euv光刻设备
151.600b duv光刻设备
152.602 束整形和照明系统
153.604 投射系统
154.606a euv光源
155.606b duv光源
156.608a euv辐射
157.608b duv辐射
158.610 反射镜
159.612 反射镜
160.614 反射镜
161.616 反射镜
162.618 反射镜
163.620 光掩模
164.622 反射镜
165.624 晶片
166.626 光轴
167.628 透镜
168.630 反射镜
169.632 介质
170.apwm 经放大信号
171.a 驱动信号
172.av 驱动电压反馈
173.f1 内部时钟频率
174.fpwm 经滤波信号
175.gnd 地电位
176.hv 高压反馈
177.i 输入信号
178.m1 反射镜
179.m2 反射镜
180.m3 反射镜
181.m4 反射镜
182.m5 反射镜
183.p 周期
184.p* 周期
185.pdm 脉冲密度调制信号
186.pwm 调制信号
187.pwm1 脉冲宽度调制信号
188.pwm2 脉冲宽度调制信号
189.s1 方法步骤
190.s2 方法步骤
191.s3 方法步骤
192.s4 方法步骤
193.s5 方法步骤
194.vcc 电压源
195.xh 第一部分信号
196.xl 第二部分信号
197.xs 求和信号