驱动装置、光学系统和光刻设备制造方法及图纸

一种用于驱动电容致动器(200)的驱动装置(100)，电容致动器(200)用于致动光学系统(300)的光学元件(310)，该驱动装置(100)包括：用于施加驱动电压(U DC

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动装置、光学系统和光刻设备


[0001]本专利技术涉及用于驱动光学系统的致动器的驱动装置、涉及包括这种驱动装置的光学系统并且涉及包括这种光学系统的光刻设备。
[0002]通过引文将优先权申请DE 10 2020 205 279.4的全部内容并入本文。

技术介绍

[0003]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化部件，诸如集成电路。使用具有照明系统和投射系统的光刻设备执行微光刻过程。在这种情况下，凭借投射系统将凭借照明系统照明的掩模(掩模母版)的像投射到涂覆有感光层(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。可以凭借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。
[0004]凭借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的位置。在最后的步骤中，需要放大相应的光学元件的驱动信号并将其输出到光学元件的致动器。
[0005]作为示例，PMN致动器(PMN；铌镁酸铅)可以用作致动器。PMN致动器可实现亚微米范围或亚纳米范围内的距离定位。在这种情况下，具有上下叠置的致动器元件的致动器经受由于施加DC电压而导致特定线性膨胀的力。通过DC电压(DC；直流电)设定的位置可能会在由DC电压驱动的致动器的基本产生的谐振点处受到外部机电串扰的不利影响。由于这种机电串扰，不再能够以稳定的方式设定精确定位。在这种情况下，施加DC电压越高，机械谐振越大。所述谐振点也可能在长期内改变，例如由于温度漂移或由于当粘合剂材料的机械连接改变时的粘合剂漂移的、或者由于迟滞或老化。在这种背景下，阻抗测量会很有帮助。
[0006]然而，常规的阻抗测量装置通常成本太高，而且不具备在线能力，也就是说，它们通常不能用于光刻设备中。此外，通常为过高阻抗值而设计的集成阻抗测量桥被证明不适用于光刻设备中的本应用，因为这里感兴趣的阻抗值范围包括多个数量级且感兴趣的范围只是整个范围的一小部分。
[0007]针对上述背景，本专利技术的目的是提供改进对光学系统的致动器的驱动。
[0008]根据第一方面，提出了一种用于驱动光学系统的电容致动器的驱动装置。驱动装置包括：
[0009]用于向致动器施加驱动电压的驱动单元，用于设定从动的致动器的特定位置，其中驱动单元和致动器经由第一节点耦联，
[0010]由激励信号控制并耦联到第一节点的源，用于将时间相关的AC电流信号馈送到第一节点，使得由于驱动电压和与AC电流信号和致动器的阻抗的乘积对应的AC电压的叠加而在致动器处产生特定的AC电压，
[0011]滤波器单元，连接到致动器的输出端并用于对致动器的输出信号进行滤波，以及
[0012]确定单元，耦联到滤波器单元的输出端，并配置为取决于经滤波的输出信号确定
致动器的阻抗行为，并在其输出端输出用于驱动源的驱动信号。
[0013]致动器特别是PMN致动器(PMN；铌镁酸铅)或PZT致动器(PZT；锆钛酸铅)。致动器特别地配置为致动光学系统的光学元件。这种光学元件的示例包括透镜元件、反射镜和自适应反射镜。
[0014]本驱动装置能够以在线能力快速确定致动器的阻抗行为，特别是安装在光刻设备中的致动器的阻抗测量。
[0015]基于所确定的致动器的阻抗行为，合适的补救措施或对策，特别是主动在线校准或在线阻尼，也可以凭借驱动信号和在第一节点处馈入的对应AC电流信号来实现。
[0016]根据一个实施例，源包括由激励信号控制的信号发生器，以及由受控的信号发生器的输出信号控制的电流或电压源，以用于输出时间相关的AC电流信号。
[0017]根据其他实施例，确定单元配置为确定信号发生器的输出端和滤波器单元的输出端之间的区段的传递函数，其中该区段包括受控的电流或电压源、第一节点、致动器和滤波器单元以确定确定的传递函数的逆函数，并使用计算的逆函数生成驱动信号。
[0018]逆函数也可以称为逆传递函数。作为逆传递函数的替代方案，也可以使用传递函数的一些其他变换，该变换特别地可以引起致动器的谐振点，以便能够最佳地确定它们。
[0019]根据其他实施例，传递函数是实施为与时间相关的激励电压的驱动信号和实施为复激励响应电压的经滤波的输出信号的频率相关的信号传递函数。
[0020]根据其他实施例，滤波器单元被实施为用于提供经高通滤波的输出信号的高通滤波器。
[0021]优选地，确定单元然后可以取决于经高通滤波的输出信号来确定致动器的阻抗行为。
[0022]根据其他实施例，提供连接在高通滤波器下游的峰对峰检测器和连接在峰对峰检测器下游的输出级，用于提供至少一个窄带部分输出信号，其中确定单元配置为基于经高通滤波的输出信号实行致动器的阻抗行为的宽带确定和/或基于至少一个窄带部分输出信号来实行致动器的阻抗行为的窄带确定。
[0023]特别是在致动器的阻抗行为的宽带确定中使用了反傅里叶变换。由于这个原因，确定单元对阻抗行为的宽带确定也可以称为IFT模式(IFT；逆傅里叶变换)。在阻抗行为的窄带确定中，可以非常准确地检查或扫描窄频带。为此，通过确定单元对阻抗行为的窄带确定也可以称为扫描模式。
[0024]根据其他实施例，确定单元配置为取决于致动器的确定的阻抗行为以生成驱动信号，使得在致动器处出现的特定AC电压的振幅在频率之上恒定。
[0025]具有在频率之上恒定的振幅的特定AC电压的优点在于，非常精确地定位待致动的光学元件是可能的。
[0026]根据其他实施例，驱动装置配置为通过开环控制，使用驱动信号将在致动器处出现的特定AC电压控制到在频率之上恒定的振幅。
[0027]根据其他实施例，驱动装置配置为通过闭环控制，使用驱动信号将在致动器处出现的特定AC电压控制到在频率之上恒定的振幅。
[0028]取决于应用，可以通过开环或闭环控制将特定的AC电压控制为在频率之上恒定的振幅。因此，可以采取合适的主动在线阻尼措施。
[0029]根据其他实施例，驱动单元包括DC电压源。此外，输入电阻耦接于DC电压源与第一节点之间。
[0030]根据其他实施例，源包括可控电压或电流源。此外，耦合电容连接在电压或电流源与第一节点之间。
[0031]根据其他实施例，驱动装置配置为驱动光学系统的多个、即N个电容致动器。在这种情况下，光学系统的光学元件被分配给每个致动器。作为示例，N＝100。
[0032]根据其他实施例，将相应的致动器分配给用于施加驱动电压到致动器以设定从动的致动器的特定位置的相应的驱动单元，并且分配给连接到致动器的输出端且用于对致动器的输出信号进行滤波的相应的滤波器单元。在这种情况下，确定单元耦联到相应的滤波器单元的输出端并且配置为取决于相应的经滤波的输出信号确定相应的致动器的阻抗行为并且在其输出端输出相应的致动器的驱动信号。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于驱动电容致动器(200)的驱动装置(100)，所述电容致动器(200)用于致动光学系统(300)的光学元件(310)，所述驱动装置(100)包括：用于施加驱动电压(U DC
)到所述致动器(200)的驱动单元(110)，用于设定从动的所述致动器(200)的特定位置，其中所述驱动单元(110)和所述致动器(200)经由第一节点(K1)耦联，由激励信号(s(t))控制并耦联到所述第一节点(K1)的源(120)，用于将时间相关的AC电流信号(I(t))馈送到第一节点(K1)中，使得由于所述驱动电压(U
DC
)以及与所述AC电流信号(I(t))和所述致动器(200)的阻抗(Z)的乘积对应的AC电压的叠加而在所述致动器(200)处产生特定AC电压，滤波器单元(130)，连接到所述致动器(200)的输出端且用于对所述致动器(200)的输出信号(A)进行滤波，以及确定单元(140)，耦联到所述滤波器单元(130)的输出端，并配置为取决于经滤波的输出信号(r(t))确定所述致动器(200)的阻抗行为(IV)，并在其输出端输出用于驱动所述源(120)的所述激励信号(s(t))。2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，所述源(120)包括由所述激励信号(s(t))控制的信号发生器(121)，以及由受控的信号发生器(121)的输出信号(AS)控制的电流或电压源(122)以用于输出所述时间相关的AC电流信号(I(t))。3.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，所述确定单元(140)配置为确定所述信号发生器(121)的输出端与所述滤波器单元(130)的输出端之间的区段的传递函数(H)，其中，所述区段包括受控的电流或电压源(122)，所述第一节点(K1)、所述致动器(200)和所述滤波器单元(130)，确定所确定的传递函数(H)的逆函数(I)，以及使用计算的逆函数(I)生成所述激励信号(s(t))。4.根据权利要求3所述的驱动装置，其中，所述传递函数(H)是实施为时间相关激励电压的所述激励信号(s(t))和实施为复激励响应电压的经滤波的输出信号(r(t))的频率相关信号传递函数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，其中，所述滤波器单元(130)被实施为高通滤波器，用于提供经高通滤波的输出信号(r1(t))。6.根据权利要求5所述的驱动装置，其中，提供连接在所述高通滤波器(130)的下游的峰对峰检测器(150)，以及连接在所述峰对峰检测器(150)的下游的输出级(160)，用于提供至少一个窄带部分输出信号(r2(t))，其中，所述确定单元(140)配置为基于所述经高通滤波的输出信号(r1(t))实行所述致动器(200)的阻抗行为(IV)的宽带确定和/或基于所述至少一个窄带部分输出信号(r2(t))实行所述致动器(200)的阻抗行为(IV)的窄带确定。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阿利曼，M曼格，L伯格，M阿瓦德，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：