驱动装置、光学系统、与光刻设备的制作方法

本发明有关一种用于驱动及测量光学系统的致动器的驱动装置、一种含有此驱动装置的光学系统、以及一种含有此光学系统的光刻设备。优先权申请de 10 2022 203 255.1的内容全部以引用的方式并入本文。

背景技术：

1、已知微光刻设备具有可致动的光学元件，诸如，例如微透镜元件阵列或微反射镜阵列。微光刻用于生产微结构组成部件，诸如，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。

2、在需要生产更小结构的集成电路的需求推动下，目前正在开发使用光波长范围为0.1nm至30nm，特别是13.5nm的euv光刻设备。由于大多数材料吸收该波长的光，因此在此类euv光刻设备中有必要使用反射光学器件，即反射镜，而不是像先前使用折射光学器件，即透镜。

3、在这情况下，由照明系统照明的掩模(掩模版)的图像借助于投射系统投射到基板上，例如，涂覆一光敏层(光刻胶)并配置在投射系统的像平面中的硅晶片，以将掩模版结构转印到基板的光敏涂层上。可利用可致动光学元件来改良在基板上的掩模成像。举例来说，可补偿曝光期间导致放大和/或模糊成像的波前像差。

4、利用光学元件的这种校正需要波前的检测和信号处理，以判定光学元件的相应位置，使得能够根据需要校正波前。在最后步骤中，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。

5、举例来说，pmn(pmn；铌镁酸铅)致动器可用作致动器。pmn致动器可实现亚微米范围或亚纳米范围内的距离定位。在这情况下，具有堆叠在另一致动器顶部的致动器元件的致动器由于被施加了直流电压，会经受产生特定线性膨胀的力。通过dc(dc；直流)电压所设定的位置在直流电压所驱动的致动器的基本产生的共振点处可能会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置精确定位。在这情况下，施加的直流电压越高，机械共振就越大。例如由于温度漂移、或由于黏合剂材料的机械连接发生变化而导致黏合剂漂移，或由于迟滞或老化，所述共振点也可能长期改变。例如，在这情况下去测量阻抗会有所帮助。

6、然而，传统的阻抗测量装置往往成本太高，而且不具有内联(inline)能力，也就是说其通常不能用于光刻设备。再者，通常设计用于超高阻抗值的集成阻抗测量电桥已被证明不适合目前在光刻设备中的应用，因为此处所需的阻抗值范围包含多个数量级并且所需的范围只是总范围的一小部分。

7、另外已知实践借助于对应的驱动信号来驱动光刻设备的致动器，致动器具有用于驱动致动器的低频驱动元件及用于测量致动器的高频测量信号部件。通常，此用增益放大的驱动信号通过输出级在频率上保持一致并作为驱动电压施加到致动器。此传统的输出级在所有频率范围内能有一致的增益，因此分辨率也是一致的。如果利用输出级针对增益而选择高增益，该高增益则会导致用于测量致动器阻抗的分辨率劣化。然而，如果选择低增益，则其在应用中不足以驱动致动器。

技术实现思路

1、在此背景下，本发明的目的之一是改进光学系统的致动器的驱动。

2、根据第一方面，提出了一种用于驱动及测量光学系统的致动器的驱动装置。该驱动装置包含：

3、具有频率相关第一转移函数的驱动单元，第一转移函数配置成放大具有至少第一频率范围和第二频率范围的时间相关ac电压信号，以形成用于致动器的驱动电压，使得第一频率范围按特定因子相对于第二频率范围经受更高的增益，

4、用于提供测量电压的电压测量单元，其配置成在时域中将致动器的时间相关电压与第二转移函数进行卷积运算，第二转移函数基于第一转移函数的反函数，并且配置成随后测量时间相关电压以提供测量电压；以及

5、用于提供测量电流的电流测量单元，其配置成在时域中将致动器的时间相关电流与第三转移函数进行卷积运算，第三转移函数基于第一转移函数的反函数，并且配置成随后测量时间相关电流以提供测量电流。

6、本发明的驱动装置有利地在第一频率范围内实现高增益以驱动致动器，同时在第二频率范围内实现高分辨率以测量致动器，特别是测量致动器的阻抗。

7、在这情况下，第一频率范围内的驱动电压的分量(component)用于驱动致动器，也就是说特别控制其偏转。在此，第一频率范围相对于第二频率范围经受更高的增益，以适当驱动致动器。在相应的测量之前，也就是说在电压测量和电流测量之前，阻尼(damp)第一频率范围并且放大第二频率范围，使得在第二频率范围内提供用于测量致动器的高分辨率。

8、本发明的驱动装置也可称为用于驱动致动器的频率相关放大器级，其具有集成的电流测量和电压测量。

9、由于提供致动器的测量电压和测量电流，使得本发明的驱动装置能够快速且在线判定致动器的阻抗行为，特别是判定安装在光刻设备中的致动器的阻抗。

10、基于致动器的判定的阻抗行为，适当的补救措施或对策，特别是也可借助于驱动信号来实施主动在线校准或在线阻尼。

11、特别是，该致动器是电容致动器，例如pmn(pmn；铌镁酸铅)致动器、或pzt(pzt；锆钛酸铅)致动器、或linbo3(linbo3；铌酸锂致动器)。所述致动器特别配置成致动光学系统的光学元件。这种光学元件的实例包括透镜元件、反射镜和自适应反射镜。

12、光学系统优选是光刻设备或投射曝光设备的投射光学单元。然而，光学系统也可为照明系统。投射曝光设备可为euv光刻设备。euv代表“极紫外线”，表示工作光的波长在0.1nm与30nm之间。投射曝光设备也可为duv光刻设备。duv代表“深紫外线”，表示工作光的波长在30nm与250nm之间。

13、根据一实施例，驱动装置更包含耦接到电压测量单元和电流测量单元的判定单元。判定单元配置成基于提供的测量电压和提供的测量电流来判定致动器的阻抗。特别是，驱动装置的该实施例也可称为用于驱动及测量致动器的阻抗的频率相关的放大器级。

14、根据一进一步实施例，第一频率范围位于0hz与1khz之间，优选在0hz与500hz之间，更优选在0hz与300hz之间。

15、根据一进一步实施例，第二频率范围位于5khz与100khz之间，优选位于10khz与100khz之间，更优选位于10khz与60khz之间。

16、根据一进一步实施例，特定因子在100与2000之间，优选在500与1500之间，更优选在800与1200之间。

17、根据一进一步实施例，驱动单元包含放大电路，特别是差动放大器。

18、根据一进一步实施例，驱动单元的放大电路包含用于馈送ac电压信号的输入节点、用于向致动器提供驱动电压的输出节点、及耦接在输入节点与输出节点之间的运算放大器。本文中，为了提供转移函数，第一电路耦接到输入节点、驱动装置的负供应电压及运算放大器的非反相输入；第二电路耦接到运算放大器的反相输入、接地及输出节点。

19、根据一进一步实施例，第一电路和第二电路各自包含电阻电路以调整第一频率范围内的增益，并调整第二频率范围内的增益，每个电路还包含频率相关的可连接电路，该电路包含频率相关的组成部件及电阻器。含有频率相关的组成部件和电阻器的频率相关的可连接电路，例如是电容器和电阻器串联连接的形式。

20、在这情况下，特别选择电容器的电容使得电容器在第二频率范围内的频率下导电，并且因此可连接电路在第二频率范围内的频率下是频率相关连接的。相应的频率范围也可称为频带。

21、根据一进一步实施例，电压测量单元包含放大电路，特别是差动放大器。

22、根据一进一步实施例，电压测量单元的放大电路包含输入节点，其耦接到驱动单元的放大电路的输出节点并用于接收致动器的时间相关电压；输出节点，用于提供测量电压；及运算放大器，其耦接在输入节点与输出节点之间。本文中，为了提供第二转移函数，第一电路耦接到输出节点、驱动装置的负供应电压及运算放大器的反相输入；第二电路耦接到输入节点、运算放大器的非反相输入及接地。

23、根据一进一步实施例，第一电路和第二电路各自具有电阻电路，电阻电路提供第二转移函数在第一频率范围内的分量，并提供第二转移函数在第二频率范围内的分量，每个电路还包含频率相关的可连接电路，该可连接电路包含频率相关的组成部件及电阻器。

24、举例来说，可连接电路为电容器和电阻串联连接的形式。在这情况下，选择电容器的电容使得电容器在第二频率范围内的频率下导电，并因此可连接电路在第二频率范围内的频率下是频率相关连接的。

25、根据一进一步实施例，驱动单元的放大电路的第二电路和电压测量单元的放大电路的第二电路由单一电路构成。这有利减少了组成部件数量并因此节省了光学系统中的空间。

26、电压测量单元也可利用多路复用器连接到不同的通道或不同的致动器。虽然在那种情况下不可能同时测量所有致动器，但所需的电路较少。

27、根据一第二方面，提出了一种包含多个可致动光学元件的光学系统，其中多个可致动光学元件中的每一者被分配一致动器，其中根据第一方面或根据第一方面的多个实施例中的一者，每个致动器被分配给用于驱动致动器的驱动装置。

28、光学系统尤其包含微反射镜阵列和/或微透镜元件阵列，其具有多个可彼此独立致动的光学元件。

29、在实施例中，可定义致动器群组，其中一群组中的所有致动器会分配相同的驱动装置。

30、根据一实施例，光学系统是照明光学单元的形式或光刻设备的投射光学单元的形式。

31、根据一进一步实施例，光学系统具有真空外壳，其中配置可致动光学元件、已分配的致动器和驱动装置。

32、根据第三方面，提出了一种光刻设备，其具有根据第二方面或根据第二方面的实施例之一的光学系统。

33、光刻设备例如为euv光刻设备，其工作光波长范围为0.1nm至30nm；或duv光刻设备，其工作光波长范围为30nm至250nm。

34、不必然将本技术案中的“一”理解为仅限于恰好一个元件。相反，也可提供多个元件，诸如，例如两、三或更多个。本文使用的任何其他个数也不应理解为对于准确规定的元件数量做出限制。相反，除非另有说明，否则也可能有数量的上下偏差。

35、本发明的进一步可能实施方式还包含未明确提及的前面或以下关于示例性实施例所述特征或实施例的组合。在这情况下，本领域技术人员还会对本发明的各个基本形式添加单独的方面作为改良或补充。

36、本发明的其他有利构造和方面是从属权利要求的主题，也是以下所述本发明示例性实施例的主题。以下基于参考附图的较佳实施例更详细解释本发明。