高精度温度补偿压阻式位置感测系统的制作方法

高精度温度补偿压阻式位置感测系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年11月30日递交的欧洲申请20210516.9和于2020年12月14日递交的欧洲申请20213650.3的优先权，并且这些欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
3.本发明涉及一种微机电系统、一种包括作为微反射镜阵列的这种微机电系统的可编程照射器、一种包括这种可编程照射器的光刻设备、一种包括这种可编程照射器的检查和/或量测设备、以及一种用于形成这种微机电系统的方法。


背景技术：

4.光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(ic)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置处的图案投影至设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。如在本文中所使用的术语“图案形成装置”应广义地解释为是指可以用于向入射辐射束赋予经图案化的横截面的装置，所述经图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案；在这种情境下，也可以使用术语“光阀”。通常，图案将对应于在目标部分中产生的装置(诸如集成电路或其它装置)中的特定功能层。这样的图案形成装置的示例包括：
[0005]-掩模(或掩模版)。掩模的概念在光刻中是众所周知的，并且其包括诸如二元、交替相移和衰减相移的掩模类型，以及各种混合式掩模类型。这种掩模在辐射束中的放置会根据所述掩模上的图案而导致照射到所述掩模上的辐射选择性地透射(在透射型掩模的情况下)或反射(在反射型掩模的情况下)。掩模可以由诸如掩模台或掩模夹具之类的支撑结构支撑。这种支撑结构确保可以将掩模保持在入射辐射束中的期望的位置处，并且其可以在需要时相对于束移动；
[0006]-可编程反射镜阵列。这种装置的一个示例是具有黏弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种装置所隐含的基本原理为(例如)：反射表面的寻址区域将入射光反射为衍射光，而未寻址区域将入射光反射为非衍射光。使用适当滤波器，可以从反射束滤出非衍射光，从而仅留下衍射光；以这种方式，束变得根据矩阵可寻址表面的寻址图案而被图案化。可编程反射镜阵列的替代实施例使用微小反射镜的矩阵布置，可以例如通过施加合适的区域化电场或通过使用静电或压电致动装置而使所述反射镜中的每个围绕轴线单独的倾斜。再次，所述反射镜是矩阵可寻址的，使得经寻址反射镜将使入射辐射束在与未寻址反射镜不同的方向上反射；以这种方式，反射束根据矩阵可寻址反射镜的寻址图案来图案化反射束。可以使用合适的电子装置来执行所需的矩阵寻址。在上文中所描述的两种情形中，图案化装置可以包括一个或更多个可编程反射镜阵列。可以例如从以引用方式并入本文中的美国专利us 5,296,891和us 5,523,193以及pct专利申请wo 98/38597和wo 98/33096搜集到关于在这里提及的反射镜阵列的更多信息。这样的可编程反射镜阵列可以由可以根据
需要而是固定的或可移动的支撑结构(诸如(例如)框架或台)支撑；以及
[0007]-可编程lcd阵列。全文以引用方式并入本文中的美国专利us 5,229,872中给出这样的构造的示例。这样的可编程lcd阵列可以由可以根据需要而是固定的或可移动的支撑结构(诸如(例如)框架或台)支撑。
[0008]
出于简单起见，本文的其余部分在某些部位处可特定指向涉及掩模和掩模台的示例；然而，在这些情况下所论述的通用原理应在如上文所阐述的图案化装置的较宽泛情境下看待。
[0009]
为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射(虽然波长可能不在可见范围内，但在该常常被简单地称作“光”)。这种辐射的波长确定可以形成在衬底上的特征的最小大小。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有在4nm至20nm的范围内的波长(例如6.7nm或13.5nm)的极紫外(euv)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。
[0010]
除所述辐射的波长(λ)和所述投影透镜的数值孔径(na)以外，所述照射源的形状，或更通常地所述照射源的角强度分布是为了实现光刻中的高分辨率的最重要参数中的一个参数。
[0011]
包括数百或数千个微反射镜(常常在下文被简单地称作“反射镜”)的阵列的微反射镜阵列可以用于光刻设备的所述照射系统中以控制光的横截面形状和强度分布。每个微反射镜反射了光斑，并且改变所述微反射镜的角度会改变斑的位置且因而改变所述辐射束的形状。
[0012]
微机电系统(mems)技术可以用于制造和控制反射镜。例如，静电或压电mems系统可以用于使反射镜成角度。
[0013]
当前，存在用于对具有在深紫外光谱(duv)内的波长(例如λ＝193nm)的光进行整形的微反射镜阵列。然而，这些微反射镜阵列不能有效地用于在极紫外光谱(euv)中的光所需的较短波长，例如λ＝13.5nm。需要新的微反射镜阵列技术以用于euv辐射。此外，期望用于这种新的微反射镜阵列技术的有利的新应用，以用于euv辐射和/或非euv辐射，例如可见光或duv辐射。
[0014]
pct专利申请pct/ep2020/072005(其在本技术的优先权日期未公开)披露了微反射镜阵列，其使用压电致动器来控制微反射镜阵列中的反射镜的角度。反射镜设置在mems晶片中，并且用于每个反射镜的控制信号从控制电路(对于每个反射镜使用相应的多个硅穿孔tsv)传输至mems晶片。


技术实现要素：

[0015]
根据本发明的第一方面，提供一种微机电系统(mems)(例如，微反射镜阵列)，所述微机电系统例如可以用于光刻设备或检查和/或量测设备的照射系统中以调节辐射束。所述微机电系统包括衬底和用于反射入射光且由所述衬底所支撑的多个mems元件(例如，反射镜)。对于每个mems元件，存在用于使连接至所述衬底的所述mems元件发生移位的至少一个压电致动器。所述微机电系统还包括控制系统，所述控制系统被布置成接收来自所述微机电系统外部的控制信号，并且基于所接收的控制信号产生一个或更多个致动器控制信号。所述致动器控制信号被传输至对应的致动器，以使得所述控制系统单独地控制所述
mems元件中的每个mems元件。
[0016]
所述mems元件中的每个mems元件也设置有用于产生指示所述mems元件的位移的模拟传感器信号的至少一个压电电阻器感测元件、和用于产生指示所述压电电阻器感测元件的温度的模拟温度信号的温度传感器。所述感测元件可以允许准确确定mems元件位置(例如，翻转和倾斜角)，这对于将反馈提供至所述压电致动器可以是重要的。例如，所述感测元件可以包括压电电阻器，所述压电电阻器被布置成使得所述mems元件的位移引起所述压电电阻器发生偏转(即，变形)。从所述压电电阻器所输出的电压可以与所述mems元件的所述位移成比例。
[0017]
所述控制系统分别使用所述模拟传感器信号和所述模拟温度信号来产生对应的数字传感器信号和对应的数字温度信号。使用所接收的控制信号、所述数字传感器信号和数字温度信号，则所述控制系统计算目标致动器控制电压，并且接着基于所计算的目标致动器控制电压来产生所述致动器控制信号(例如，作为具有等于所述目标致动器控制电压的电压的致动器控制信号)。
[0018]
因为所述计算是对数字信号执行的，则所述致动器控制信号的所述计算比尝试使用模拟信号将/会进行这种计算简单得多。此外，可以执行更复杂的计算，其中，例如对所述目标致动器控制信号的相关性不仅包括对数字温度信号的线性(1阶)相关性，而且优选地也包括对数字温度信号的2阶和/或3阶相关性。已发现，确定本布置中的mems元件的挠曲的准确度即精度为40ppm即百万分之40，而预先存在的系统将会通常实现约0.1％的精度。因而，可以存在约25倍的精度改善。
[0019]
所述计算可以包括建模所述温度传感器中的应变。在这样的模型中，由数字温度信号所指示的温度值被校正以补偿所述温度传感器中的应变，所述应变影响所述温度传感器的输出。使用数字传感器信号来执行所述校正，并且所述校正可以包括对所述数字传感器信号的1阶、2阶和/或3阶相关性。
[0020]
类似地，所述计算可以包括对表示所述压电电阻器感测元件中的温度的估计温度值进行建模。在这样的模型中，由数字传感器信号所指示的应变值被校正以补偿所述压电电阻器感测元件中的温度，所述温度影响所述数字传感器信号。使用数字温度信号来执行所述校正，并且所述校正可以包括对所述数字温度信号的1阶、2阶和/或3阶相关性。
[0021]
所述控制系统可以包括电桥元件，所述电桥元件是包括被维持于不同相应电压处的两个电压供应端子、输入端子和输出端子、以及连接在对应的端子对之间的多个电阻器(例如，全部具有相同电阻值)的类型。例如，可以存在三个电阻器：两个电阻器分别被连接在电压供应端子与输出端子之间，并且一个电阻器被连接在输入端子与电压端子中的一个电压端子之间。
[0022]
所述压电电阻器感测元件被电连接在所述电压供应端子中的一个电压供应端子与所述输入端子之间，使得所述压电电阻器感测元件将传感器信号传输至所述电桥元件。所述压电电阻器感测元件中的应变将修改所述压电电阻器感测元件的电阻，并且将导致所述电桥的输入端子与输出端子之间的经修改的电压(信号)差。输入端子与输出端子之间的电压可以被传递至模拟-数字转换器(adc)，所述模拟-数字转换器通过数字化所述电桥的输入信号与输出信号之间的差而产生数字传感器信号。
[0023]
所述电桥元件的温度也可能影响经修改的传感器信号，因此所述电桥元件优选地
包括至少一个电桥温度传感器(例如，每电阻器至少一个传感器)，所述至少一个电桥温度传感器被布置成产生指示所述电阻器中的至少一个电阻器的温度的电桥温度信号。所述(多个)电桥温度信号由adc转换成数字电桥温度信号，并且用于对所述目标致动器控制电压的计算中。
[0024]
所述电桥元件和/或所述adc可以是诸如集成电路之类的控制单元的部分，所述集成电路可以是专用集成电路(asic)。所述控制单元可以接近所述致动器，例如在微机电系统中处于相同高度，其中，高度是垂直于水平平面而限定的，水平平面可以被限定为所述衬底的平面或mems元件的平面(例如，反射镜的平面)。例如，所述控制单元可以与所述(多个)致动器设置在同一晶片上。
[0025]
相比之下，所述控制系统可以包括至少一个控制器单元，所述至少一个控制器单元是被安装在所述衬底上且被布置成计算所述目标致动器控制电压的集成电路。所述控制器单元可以是在所述衬底的背对所述mems元件的表面上且由穿过衬底的过孔连接至所述控制单元的集成电路。可选地，每mems元件可以存在一个控制单元，并且可选地，每控制单元可以存在多于一个控制器，例如，用于计算所有控制单元的目标致动器控制电压的单个控制器。
[0026]
所述温度传感器可以被设置呈双极晶体管的形式。双极晶体管的基极与集电极可以被电连接，使得双极晶体管作为二极管来操作。
[0027]
所述压电电阻器感测元件可以被设置成位于在一个端部处锚固至所述衬底的挠性材料即柔性材料条带(感测梁)上。所述压电电阻器感测元件可以呈压电材料的两个相邻细长本体(诸如折叠式压电电阻器)的形式。所述温度传感器可以被设置在所述压电材料的本体之间。由于上述压电电阻器感测元件与温度传感器的紧密相邻，则它们之间的任何温度差是非常小的。压电电阻器感测元件和温度传感器优选地尽可能接近锚固点放置以在测量期间限制温度摆动。
[0028]
所述温度传感器和所述压电电阻器可以被形成为诸如柔性材料条带之类的单件式半导体本体中的嵌入层。
[0029]
也可以使用柔性材料条带来实施用于每个mems元件的所述(多个)压电致动器。实际上，这可以是其中形成温度传感器和压电电阻器的柔性材料条带。为了形成所述压电致动器，所述条带可以承载至少一个压电层和用于将所产生的致动器控制信号施加至所述压电层的电极。所述压电电阻器可以具有：被连接至所述衬底的一个(固定)端部，和被连接至mems元件的反射镜或位移结构、压电致动器、或将压电致动器连接至反射镜或位移结构的导柱中的一个或更多个另一(移动)端部。
[0030]
所述条带和所述压电材料层可以形成悬臂，所述悬臂在一个(相对于所述衬底固定的)端部处被锚固至所述衬底且在相反的(移动的)端部处经由所述导柱而被连接至所述mems元件的反射镜或位移结构。替代地，所述导柱可以直接地被连接至mems元件上的另一结构(例如，柔性衬底、多层反射器、或表膜边界)，以便通过使mems元件移位来使所述结构变形。通过将电压施加至所述压电材料层，则所述层可以扩展或收缩且由此对所述条带加应力且导致其发生弯曲。每个压电致动器也可以包括铰链，所述铰链被连接至所述条带的端部且被连接至所述导柱。所述铰链在所述条带的伸长方向上具有比所述条带更小的横截面(即，在所述条带处在端点看到的横截面)。例如，所述铰链可以由与所述柔性材料条带相
同的材料(通常是硅)形成，但被图案化以具有较小横截面从而增大其柔性且由此导致其充当所述条带与所述导柱之间的铰链。与柔性材料条带相比，减小的横截面积也可以减低铰链的热导率，这因此可以有利于防止所述压电致动器的加热。所述导柱可以包括热隔离层(例如氧化物)以减少或防止热传递至所述压电致动器(例如，从反射镜)。所述导柱也可以被配置成使所述反射镜或位移结构与所述压电致动器电隔离。这可以防止积聚在所述反射镜或位移结构上的电荷影响所述压电致动器。所述柔性条带充当高温反射镜与低温锚固点之间的热电阻器。
[0031]
优选地，所述微机电系统针对每个mems元件包括四个压电致动器，所述四个压电致动器被布置成能够实现对所述mems元件的翻转和倾斜位移控制。
[0032]
所述微机电系统也可以针对每个mems元件包括用于扩散来自所述mems元件的热的热扩散器。在使用中，所述微机电系统可以从入射光吸收一些能量，这增大了所述装置的温度。这种温度增大可能既降低装置性能。通常，诸如微反射镜阵列之类的所述微机电系统旨在在气体压力远小于大气压的环境中操作，实际上通常大致在真空中操作，因此热对流大致为零。替代地，所述热扩散器允许将热传导出去，诸如至所述衬底。通常，所述热扩散器包括被连接在所述mems元件与所述衬底之间且被布置成在所述mems元件被移动时发生挠曲的柔性元件。应注意，在所述热扩散器的增大的柔性与所述热扩散器将热传导远离所述mems元件的增大的能力之间存在折衷。使用压电致动器会允许将增大的力施加至所述柔性元件，继而允许选择所述热扩散器来提供改善的热导率。
[0033]
在一个示例中，所述热扩散器可以包括散热件和将所述散热件连接至所述mems元件的导热柱。所述散热件可以包括柔性隔膜，所述柔性隔膜允许所述柱在所述mems元件被移位时发生枢转。所述柔性隔膜可以是经图案化的硅层，其具有易于可以用于cmos制造过程中而无需另外的掩模或过程步骤的优点。所述柔性隔膜可以包括通过所述柔性隔膜且从所述散热件的外边缘朝向所述导热柱延伸的凹槽。所述凹槽(其可以是弯曲凹槽)增大所述隔膜的柔性以便不妨碍所述mems元件的运动。优选实施例的所述压电致动器被选择以提供一定力水平即一定程度的力，所述力水平大于一些常规系统中所使用的静电致动器的力水平且足以使所述柔性构件变形，即使其具有足够横截面积(例如，如在所述柔性构件与圆筒状表面(轴线与所述柱的轴线重合)的相交处所测量的)，以允许热扩散比针对常规反射镜阵列所提供的热扩散更大。这允许本微机电系统可以用在常规反射镜阵列将不适用的应用中。
[0034]
所述散热件可以包括诸如铝之类的金属层，其与硅相比具有较高热导率。所述金属层也可以保护散热件免受等离子体影响。所述导热柱也可以是导电的且被连接至地即接地，以便防止电荷积聚在mems元件上，否则其可能妨碍对mems元件的位移控制。
[0035]
微机电系统可以是微反射镜阵列，其中，所述多个mems元件中的每个mems元件与用于反射入射光的反射镜相关联。所述阵列中的每个反射镜优选地适于反射具有在约13nm的范围内的波长的光，诸如基本上以13.5nm为中心的窄范围。这能够使得所述微反射镜能够与在极紫外(euv)光谱中操作的光刻设备一起使用。
[0036]
除所述微反射镜阵列之外，所述微机电系统(mems)也可以用于光刻设备和/或检查和/或量测设备的其它部分中。例如，mems可以通过将多个mems元件定位在反射镜表面下方且使反射镜表面变形而与单个(宏)反射镜一起使用。因此，所述mems还可以包括连续反
射层，其中，mems元件的位移使得所述连续反射层变形，以便重定向入射到所述连续反射层上的光。所述反射层例如在用于所述图案形成装置或正入射反射镜中时可以是多层反射器，或例如在用于掠入射反射镜中时可以是单个金属箔。
[0037]
mems元件在一些情况下可以被直接地结合至所述连续反射层或所述连续反射层所位于的连续衬底(例如，直接地附接至压电致动器的导柱可以被直接地结合至所述反射层的背面)。替代地，每个mems元件可以包括用于支撑所述连续反射层且用于将一个或更多个压电致动器的位移转换至所述连续反射层的位移结构。所述位移结构可以被形成在单独的晶片中，并且被结合至所述mems的另一部分。所述位移结构可以是矩形层或区块，其在由所述压电致动器移位时被翻转且倾斜。取决于所需的上覆结构的变形的类型，所述位移结构的其它形状当然也是可能的(例如，在水平平面中的六边形)。
[0038]
根据本发明的第二方面，提供一种可编程照射器，包括用于调节辐射束的根据本发明的第一方面的作为微反射镜阵列的微机电系统。
[0039]
所述可编程照射器还可以包括位移控制反馈系统，所述位移控制反馈系统被配置成针对所述微反射镜阵列中的每个反射镜确定所述反射镜的位置且基于所确定的位置和基于所述反射镜的预定义目标位置来调整被施加至相关联的压电致动器的电压。所述压电致动器的性能可能随着时间推移而改变，使得对所施加的电压的位移的初始校准不再有效，并且所述位移控制反馈系统可以用于基于所测量的反射镜位置调适所施加的电压。所述反馈系统可以包括或利用所述微反射镜阵列的所述感测元件以确定反射镜位置。
[0040]
根据本发明的第三方面，提供一种被布置成将图案从图案形成装置投影至衬底上的光刻设备。所述光刻设备包括用于调节用以照射所述图案形成装置的辐射束和/或用于调节用以测量所述衬底上的目标结构的辐射束的根据本发明的所述第二方面的可编程照射器。所述可编程照射器中的所述微反射镜阵列可以用于例如光刻设备的照射系统中，以控制或调节用于照射所述图案形成装置的光或辐射束的横截面形状和/或强度分布。替代地或另外，所述可编程照射器中的所述微反射镜阵列可以分别用于所述光刻设备的对准系统和/或重叠测量系统中，以分别控制或调节用于测量所述衬底上的对准标记(标识)或目标结构的位置的光或辐射束的光谱分布和/或空间分布和/或执行对所述衬底上的标记(标识)或目标结构的重叠测量。
[0041]
根据本发明的第四方面，提供一种检查和/或量测设备，包括根据本发明的第二方面的可编程照射器，用于调节被用于测量衬底上的目标结构的辐射束。例如，所述可编程照射器中的所述微反射镜阵列可以被用于控制或调节由所述检查和/或量测设备用于测量所述衬底上的目标结构(例如标记(标识))的光或辐射束的光谱分布和/或空间分布，以便出于对准的目的而确定所述目标结构的位置和/或以便执行重叠测量。
[0042]
根据本发明的第五方面，提供被布置成在将图案从图案形成装置投影至衬底上时在暗场成像模式中操作的光刻设备。所述设备包括图案形成装置(其可以替代地被称为掩模或掩模版)，所述图案形成装置包括根据本发明的第一方面的第一mems，其中，所述第一mems包括连续反射层，诸如设置有用于图案化所述入射辐射束的图案的多层反射器。所述设备还包括反射镜，所述反射镜用于投影来自所述图案形成装置的所述图案且包括根据第一方面的第二mems(例如，微反射镜阵列)，其中，所述反射镜包括被布置成使得用于照射所述图案形成装置的所述辐射束通过的开口。所述开口允许所述辐射束在所述图案形成装置
上具有正入射即法向入射或垂直入射。所述第一mems被配置成重定向来自所述图案形成装置的一阶衍射，否则所述阶衍射将会落在开口内且落在反射镜上。所述第二mems被配置成补偿所述重定向以便校正所述经投影的图案。在所述图案形成装置上的任一点处的衍射角取决于所述图案形成装置的特征在该点处的的密度或节距。大节距产生小衍射角，并且需要所述图案形成装置的表面的较大变形以重定向所述一阶衍射至所述反射镜上。所述第一mems可以被预先设置成提供跨越整个所述图案形成装置的适当局部变形，并且可以接着在整个图案化/扫描过程中保持固定。上述第二mems(即，所述投影反射镜上的mems)需要在跨越整个所述图案形成装置扫描所述辐射束时动态地更新所述mems元件的位移，以便正确地补偿所述辐射束所入射到的图案形成装置的局部变形。
[0043]
根据本发明的第六方面，提供一种掩模组件，包括：表膜(薄膜)，所述表膜被布置成保护图案形成装置的表面免于污染；和表膜框架，所述表膜框架被配置成支撑所述表膜且被配置成相对于所述图案形成装置固定所述表膜。所述框架包括根据本发明的第一方面的mems，并且所述mems被配置成使所述表膜的部分移位以便将应力施加至所述表膜。mems可以使所述表膜的边界区域/部分移位以增大应力，这可以防止膜发生松弛且需要替换，由此延长所述表膜和所述掩模组件的寿命。mems元件中的传感器可以被用于确定所述表膜中的应力，并且mems元件可以单独地受控制以跨越所述表膜的不同区段局部地施加应力。
[0044]
根据本发明的第七方面，提供一种被布置成将图案从图案形成装置投影至衬底上的光刻设备，所述光刻设备包括根据本发明的第六方面的掩模组件。
[0045]
根据本发明的第八方面，提供一种用于反射具有在约75
°
至89
°
的范围内的入射角的光的掠入射反射镜。所述反射镜包括根据本发明的第一方面的mems。所述mems可以包括微反射镜或优选地包括连续反射层，诸如金属箔。所述连续层可以防止入射辐射从所述微反射镜的边缘散射，并且也可以防止在间隙中和微反射镜下方形成等离子体。
[0046]
根据本发明的第九方面，提供一种用于收集来自光源的光以形成辐射束的收集器。所述收集器包括多个根据本发明的第八方面的掠入射反射镜。
[0047]
根据本发明的第十方面，提供一种检查和/或量测设备，包括根据本发明的第八方面的掠入射反射镜，所述掠入射反射镜被配置成允许调整辐射束在诸如晶片之类的衬底上的聚焦。
[0048]
根据本发明的第十方面，提供一种控制根据本发明的第一方面的微机电系统的方法。所述控制方法包括：使用从mems外部(例如，经由所述控制器的通信接口)所接收的控制信号以及数字传感器信号和数字温度来计算目标致动器控制电压；和基于所计算的目标致动器控制电压来产生致动器控制信号。mems通常是微反射镜阵列，但可以替代地是单个(宏)反射镜、或表膜框架的部分。
[0049]
根据本发明的第十二方面，提供一种形成微机电系统的方法。所述方法可以用于形成根据本发明的第一方面的mems。形成mems的方法包括：提供衬底；形成多个mems元件；和对于每个mems元件，形成用于使所述mems元件移位且被连接至所述衬底的至少一个压电致动器。所述方法还可以包括形成一个或更多个导柱以用于将所述至少一个压电致动器连接至反射镜或位移结构。
附图说明
[0050]
现将参考随附示意图来描述仅作为示例的本发明的实施例，其中：
[0051]-图1描绘包括具有(可编程的)照射器和辐射源的光刻设备的光刻系统；
[0052]-图1a描绘光刻设备的部分；
[0053]-图1b示出被配置成用于暗场成像的光刻设备的一部分；
[0054]-图1c描绘已知检查和/或量测设备；
[0055]-图1d描绘用于图1c的检查和/或量测设备中的可编程照射器；
[0056]-图2描绘包括反射镜和四个压电致动器的根据实施例的微反射镜阵列的一部分；
[0057]-图3描绘根据实施例的微反射镜阵列的一部分的示意性横截面；
[0058]-图4描绘具有用于感测反射镜位移的多个不同感测元件的根据另一实施例的微反射镜阵列的一部分；
[0059]-图5描绘用于图2至图5的实施例中的一个实施例中的压电电阻器感测元件的一部分；
[0060]-图6描绘图5的布置中的压电电阻器感测元件和温度传感器的构造；
[0061]-图7a描绘用于修改由图5的布置中的压电电阻器感测元件所产生的传感器信号的电桥元件中的电阻器的配置；
[0062]-图7b示意性地描绘图2至图5的实施例中的一个实施例中的感测梁以及接收、修改和传输在所述感测梁中所产生的电子信号的控制单元；
[0063]-图7c描绘图2至图5的实施例中的一个实施例中的控制系统；
[0064]-图7d描绘与反射镜元件相关联的图7c的控制系统的一部分；
[0065]-图8a描绘形成微反射镜阵列的方法中的第一步骤；
[0066]-图8b描绘形成微反射镜阵列的方法中的第二步骤；
[0067]-图8c描绘形成微反射镜阵列的方法中的第三步骤；
[0068]-图8d描绘形成微反射镜阵列的方法中的第四步骤；
[0069]-图8e描绘形成微反射镜阵列的方法中的第五步骤；
[0070]-图8f描绘形成微反射镜阵列的方法中的第六步骤；
[0071]-图8g描绘形成微反射镜阵列的方法中的第七步骤；
[0072]-图8h描绘形成微反射镜阵列的方法中的第八步骤；
[0073]-图8i描绘形成微反射镜阵列的方法中的第九步骤；
[0074]-图8j描绘形成微反射镜阵列的方法中的第十步骤；
[0075]-图9a描绘作为微反射镜阵列的掠入射反射镜；
[0076]-图9b描绘根据另一实施例的掠入射反射镜；
[0077]-图10描绘根据实施例的掠入射收集器；
[0078]-图11描绘根据实施例的包括掠入射反射镜的检查和/或量测设备的一部分；
[0079]-图12a描绘根据实施例的表膜和表膜框架的示意性俯视图；以及
[0080]-图12b示出表膜和框架的侧视横截面。
具体实施方式
[0081]
图1示出包括辐射源so和光刻设备la的光刻系统。辐射源so被配置成产生euv辐射
束b且将euv辐射束b供应给光刻设备la。光刻设备la包括照射系统il、配置成支撑包括图案形成装置ma的掩模组件15的支撑结构或掩模台mt、投影系统ps和配置成支撑衬底w的衬底台wt。
[0082]
照射系统il被配置成在euv辐射束b入射到图案形成装置ma上之前调节euv辐射束b。另外，照射系统il可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。辐射束b从照射系统il传递，并且入射到由支撑结构mt保持的掩模组件15上。掩模组件15包括图案形成装置ma和可选的表膜19，其在存在的情况下通过表膜框架17保持在适当的位置。图案形成装置ma反射且图案化辐射束b'。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11以外或代替所述琢面场反射镜装置和/或所述琢面光瞳反射镜装置，照射系统il也可以包括其它反射镜或装置。例如，除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11以外，也可以将如本文中所描述的微反射镜阵列添加至照射系统il，如全文特此以引用方式并入的us 8,294,877 b2中所公开的，或可以使用所述微反射镜阵列来替换琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11中的一个或两者，如全文特此以引用方式并入的us 10,254,654b2中所公开的。在所述情况下，现在包括如本文中所描述的至少一个微反射镜阵列的照射系统il为可编程照射器il。这可编程照射器il可以用于调节用于照射图案形成装置的辐射束。例如，可编程照射器il可以用于通过向euv辐射束b提供期望的横截面形状和/或期望的强度分布来控制或调节euv辐射束b。
[0083]
在如此调节之后，euv辐射束b照射图案形成装置ma且与其相互作用。由于这种相互作用，产生经图案化的euv辐射束b'。投影系统ps被配置成将经图案化的euv辐射束b'投影至衬底w上。出于所述目的，投影系统ps可以包括配置成将经图案化的euv辐射束b'投影至由衬底台wt保持的衬底w上的多个反射镜13、14。投影系统ps可以将减小因子应用于经图案化的euv辐射束b'，因此形成具有小于图案形成装置ma上的相应的特征的特征的图像。例如，可以应用减小因子4或8。虽然在图1中投影系统ps图示为仅具有两个反射镜13、14，但投影系统ps可以包括不同数目个反射镜(例如，六个或八个反射镜)。
[0084]
衬底w可以包括先前形成的图案。在这样的情况下，光刻设备la使由经图案化的euv辐射束b'形成的图像与先前形成在衬底w上的图案对准。
[0085]
可以在辐射源so中、在照射系统il中和/或在投影系统ps中提供相对真空，即，处于远低于大气压力的压力下的少量气体(例如，氢气)。
[0086]
辐射源so可以是激光产生等离子体(lpp)源、放电产生等离子体(dpp)源、自由电子激光(fel)或能够产生euv辐射的任何其它辐射源。
[0087]
为了将照射系统il中的光学器件(即，图案形成装置ma之前的光学器件)与投影系统ps的光学器件(即，图案形成装置ma之后的光学器件)分离，可以使用所谓的光学器件主射线角(crao)，使得辐射束b以一定角度入射到图案形成装置ma上。
[0088]
图1a示出诸如图1的光刻设备la之类的光刻设备的一部分，其中，所述辐射束b入射到所述图案形成装置ma上。所述图案形成装置通常是多层反射器上的掩模(例如，二元、交替相移或衰减相移掩模)。所述多层反射器通常包括例如mo或ru和si的交替层。层厚度由目标波长(例如，对于euv为13.5nm)确定以便最大化该波长的情况下的反射率且由此优化总体吞吐量。所述多层反射器的反射率具有角度相关性，在用于光刻时需要考虑所述角度相关性。
[0089]
所述辐射束通常是已由所述照射系统il的光学器件(例如，图1的反射镜10和11)调节的经调节的辐射束b。所述辐射束b在以crao为中心的数值孔径na内以一角度入射到所述图案形成装置ma上。所述图案形成装置ma必须在大角度带宽上反射以支撑所述na。如果入射角过大，则所述图案形成装置ma可能不会准确地反射所述辐射束b。因此，所述图案形成装置的角带宽限制在所述图案形成装置ma处能够实现的最大na。
[0090]
图1b示出诸如图1的光刻设备la之类的光刻设备的一部分，其具有用于使用暗场成像将所述照射系统il中的光学器件与所述投影系统ps的光学器件分离的替代配置。在这样的配置中，所述辐射束b在所述图案形成装置ma上具有大致正入射即基本上法向的入射，其因此可以相较于crao降低对所述图案形成装置ma的角带宽的要求。所述投影光学器件的第一反射镜101包括用于使辐射束b通过的开口102。所述辐射束b由所述图案形成装置ma衍射，且零阶衍射经过所述开口102被发送回所述照射器(未示出)中。诸如+1和-1衍射阶之类的高阶衍射入射到所述开口102外的所述反射镜101上，并且可以经由投影系统ps而被投影至晶片(未示出)上。
[0091]
如上文简要地描述的，掩模组件15可以包括邻近于图案形成装置ma而设置的表膜19。表膜19如果存在则被设置在辐射束b的路径中，使得辐射束b在其从照射系统il接近图案形成装置ma时和在其由图案形成装置ma朝向投影系统ps反射时两种情况下穿过表膜19。表膜19可以包括对于euv辐射为大致透明的薄膜(虽然其将吸收少量euv辐射)。在本文中euv透明表膜或对于euv辐射大致透明的膜意味着表膜19透射euv辐射的至少65％，优选地至少80％且更优选地euv辐射的至少90％。表膜19用于保护图案形成装置ma免于粒子污染。
[0092]
虽然可以努力维持光刻设备la内部的清洁环境，但粒子仍可以存在于光刻设备la内。在不存在表膜19的情况下，颗粒可能沉积至图案形成装置ma上。图案形成装置ma上的粒子可以不利地影响向辐射束b赋予的图案且因此影响转印至衬底w的图案。表膜19有利地在图案形成装置ma与光刻设备la中的环境之间提供屏障以便防止颗粒沉积于图案形成装置ma上。
[0093]
表膜19被定位在距图案形成装置ma一距离处，所述距离足以使得入射到表膜19的表面上的任何颗粒不在光刻设备la的场平面中。表膜19与图案形成装置ma之间的这种间隔用于减小表膜19的表面上的任何颗粒将图案赋予至成像至衬底w上的辐射束b的范围。将了解，在颗粒存在于辐射束b中但不位于在辐射束b的场平面中的位置处(即，不在图案形成装置ma的表面处)的情况下，颗粒的任何图像不会聚焦于衬底w的表面处。在不存在其它考虑因素的情况下，可能期望将表膜19定位成与图案形成装置ma相距相当大的距离。然而，在实践中，光刻设备la中可以用于容纳表膜的空间归因于其它部件的存在而受限。在一些实施例中，表膜19与图案形成装置ma之间的间距可以(例如)是约1mm与10mm之间，例如1mm与5mm之间，更优选为2mm与2.5mm之间。
[0094]
图1c示出从全文由此以引用方式而被合并入的us 9,946,167 b2已知的检查和/或量测设备。图1c对应于us 9,946,167 b2的图3a。所述检查和/或量测设备是用于测量例如重叠和/或对准的暗场量测设备。
[0095]
在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。用于进行这样的测量的各种工具是已知的，包括常常用于测量临界尺寸(cd)的扫描电子显微反射镜，和用于测量重叠(装置中的两个层的对准精度)和对准(即，衬底上的对准标记的
位置)的专用工具。已开发用于光刻领域的各种形式的散射仪。这些装置将辐射束引导至目标结构(例如光栅或标记(标识))上且测量散射辐射的一个或更多个性质-例如，作为波长的函数的在单个反射角下的强度；作为反射角的函数的在一个或更多个波长下的强度；或作为反射角的函数的偏振-以获得可以用于确定目标的所关注的性质的“光谱”。可以通过各种技术来执行所关注的性质的确定：例如通过诸如严格耦合波分析或有限元方法之类的迭代方法来进行的目标结构的重构；库搜索；以及主成份分析。
[0096]
图1c中示出的暗场量测设备可以是独立的装置/系统或可以作为对准系统和/或作为重叠测量系统(未示出)并入光刻设备la中。贯穿设备具有若干分支的光轴由点线o表示。在这样的设备中，由辐射源111(例如氙气灯)发射的光由包括透镜112、114和物镜116的光学系统经由分束器115而引导至衬底w上。这些透镜被布置成呈4f布置的双重序列。因此，可以通过定义在呈现衬底平面的空间光谱的平面(在该被称为(共轭)光瞳平面)中的空间强度分布来选择辐射入射到衬底上的角分布。特别地，可以通过在作为物镜光瞳平面的背向投影式图像的平面中在透镜112与114之间插入合适的形式的孔板113来进行这种选择。在所图示的示例中，孔板113具有不同的形式，标注为113n和113s，从而允许选择不同的照射模式。本示例中的照射系统形成离轴照射模式。在第一照射模式中，孔板113n提供从仅出于描述起见被指明为“北”的方向的离轴。在第二照射模式中，孔板113s是用于提供相似的照射，但提供来自被标注为“南”的相反方向的照射。通过使用不同的孔，其它照射模式是可能的。光瞳平面的其余部分期望地是暗的，这是因为在期望的照射模式之外的任何不必要的光将干涉期望的测量信号。
[0097]
衬底w上的目标结构(未示出)，例如光栅或标记(标识)被放置成垂直于物镜116的光轴o。与轴线o成角度而照射到目标结构上的照射射线引起一个零衍射阶射线和两个一衍射阶射线。因为板113中的孔具有有限的宽度(接收有用量的光所必要的)，所以入射射线实际上将占据一角度范围，并且衍射射线0和+1/-1将稍微散开。根据小目标的点扩散函数，每个阶+1和-1将在角度范围上而进一步散布，而不是单条理想射线。应注意，光栅节距和照射角度可以被设计或调整成使得进入物镜的一阶射线与中心光轴紧密对准。
[0098]
由衬底w上的目标衍射的至少0阶和+1阶由物镜116收集，并且被返回引导通过分束器115。通过指定被标注为北(n)和南(s)的完全相反的孔来图示第一照射模式和第二照射模式两者。当入射射线是来自光轴的北侧时，即，当使用孔板113n来应用第一照射模式时，标注为+1(n)的+1衍射射线进入物镜116。相比之下，当使用孔板113s来应用第二照射模式时，-1衍射射线(标注为-1(s))是进入透镜116的衍射射线。
[0099]
第二分束器117将衍射束拆分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统118使用零阶衍射束和一阶衍射束在第一传感器119(例如ccd或cmos传感器)上形成目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射阶射中传感器上的不同点，使得图像处理可以比较和对比若干阶。由传感器119获取的光瞳平面图像可以用于聚焦检查和/或量测设备和/或归一化一阶束的强度测量结果。光瞳平面图像也可以用于诸如重构之类的许多测量目的。
[0100]
在第二测量分支中，包括透镜120、122的光学系统在传感器123(例如，ccd或cmos传感器)上形成衬底w上的目标的图像。在第二测量分支中，在与光瞳平面共轭的平面中提供被称为场光阑121的孔板。当描述本发明时，这种平面将被称为“中间光瞳平面”。场光阑121用于阻挡零阶衍射束使得形成在传感器123上的目标的图像仅由-1或+1阶束形成。将由
传感器119和123获取的图像输出至图像处理器和控制器pu，图像处理器和控制器pu的功能将依赖于正在被执行的测量的特定类型。应注意，在广义上使用术语“图像”。由此，如果仅存在-1阶和+1阶中的一个，则将不形成光栅线的图像。
[0101]
检查和/或量测设备的照射系统包括照射器110。如图1c中所示出的，这种照射器110包括透镜112和孔板113。检查和/或量测设备的更多细节可见于us 9,946,167 b2中。
[0102]
图1d示出用于图1c的检查和/或量测设备中的可编程照射器140。这种可编程照射器140可以用于图1c的检查和/或量测设备中以代替照射器110。可编程照射器140包括根据本发明的微反射镜阵列133以及包括一对透镜的低na中继4f系统135。来自例如宽带辐射源或白光源的辐射源130(而不是所述可编程照射器140的部分)的辐射或光可以经由可选的光纤131和可选的准直透镜系统132而被引导至微反射镜阵列133。处理单元pu可以控制微反射镜阵列133成使得所述微反射镜阵列133中的微反射镜134(或更准确地，所述微反射镜134中的反射镜)单独地倾斜。通过独立地调节每个单独的反射镜的倾斜角，可以控制由低na中继系统135所输出的光的空间分布且可以根据需要产生各种照射模式，而不必使用孔板。如果可编程照射器140用于图1c的检查和/或量测设备中，则其与透镜114交界，这意味着由低na中继系统135所输出的光被图1c的透镜114接收。
[0103]
为了控制由低na中继系统135所输出的光的光谱分布，所述微反射镜阵列133中的反射镜的至少一部分可以包括在反射镜表面的顶部上的光栅(未示出)。所述光栅针对所有反射镜可以是相同的，或替代地，可以使用不同光栅，例如具有不同节距的光栅。通过对所述微反射镜阵列133的适当控制，由低na中继系统135所输出的光包括单个波长或单个(窄)波长范围。然而，也可能控制微反射镜阵列133以使得由低na中继系统135所输出的光包括多个不同波长或多个不同(窄)波长范围。可以在反射镜表面上以光刻方式图案化所述光栅。具有光栅的每个反射镜根据相关联的光栅方程式在不同方向上衍射具有不同波长的光。由所述低na中继系统135获取衍射光的一部分且形成图像。通过独立地调节每个反射镜的角度，可以在空间上和光谱上控制在输出端处的光分布，这是因为某一(某些)衍射阶将由所述低na中继系统135获取且其它衍射阶将未被获取。这种空间和光谱光分布可以有利地例如用于照射和测量衬底上的重叠目标结构或用于测量对准标记的在衬底上的位置。在本文中，术语目标结构、目标、标记、标识和光栅在情境允许的情况下都是彼此的同义词。
[0104]
可以由所述低na中继系统135获取的衍射束的光谱带宽是dλ＝p.na，其中，p是所述光栅的节距且na是所述低na中继系统135的数值孔径。在p＝500nm且na＝0.02的情况下，所述光谱带宽是10nm，这意味着所述光栅的衍射阶包括10nm的波长范围或波长带。
[0105]
所述低na中继系统135的空间分辨率约为λ/na。在λ＝850nm且na＝0.02的情况下，空间分辨率为42.5微米。如果反射镜的大小大于42.5微米，则可以分辨每个反射镜。反射镜的合理大小为100
×
100微米。
[0106]
通过使反射镜围绕它们的单独的轴线旋转/倾斜，则可以将不同的中心波长带引导至所述低na中继系统135中。针对遍及可见光波长范围的操作所需的每个反射镜的旋转范围应为δλ/2p，其中，针对450nm至850nm的操作波长范围，δλ＝400nm。这意味着每个反射镜必须能够旋转0.4弧度。
[0107]
图2中所示出的mems系统是具有反射镜20和用于使所述反射镜20移位的四个压电致动器21的微反射镜。在其它实施例(未示出)中，所述微反射镜可以具有用于使所述反射
镜20移位的不同数目个压电致动器21。在所有这些实施例中，所述微反射镜具有用于使所述反射镜20移位的至少一个压电致动器21。如图2中所示出的多个微反射镜可以被布置呈阵列形式以形成微反射镜阵列。
[0108]
图2示出具有mems元件的mems系统，所述mems元件是可为根据实施例的微反射镜阵列的一部分的反射镜20。所述mems系统具有围绕轴线的四重旋转对称性。特别地，四个压电致动器21在所述反射镜20下方被对称地布置成能够实现所述反射镜20的翻转和倾斜位移。所述反射镜20通常是矩形的(其在本文献中用于包括正方形)，其中，每侧在0.5mm至2.5mm的范围内。例如，其可以是具有1mm2表面积的正方形。在其它实施例中，所述反射镜可以是另一形状，诸如六边形。每个压电致动器21都具有柔性材料的弯曲条带22，在一个端部处固定至底层衬底(未示出)且经由铰链23而被连接至导柱24。柔性材料的所述条带22具有在静止时大致与所述反射镜20的前表面的平面平行的一伸长方向。所述柔性材料的条带22在其上具有压电材料(例如pzt)层，可以将电压施加至所述压电材料层以便启动所述压电致动器21。当启动所述压电致动器21时，所述条带22弯曲，充当悬臂，以经由所述导柱24使所述反射镜20移位。位移的量值作为所施加的电压的函数(以及作为其它参数的函数，诸如压电致动器的几何形状)。铰链23通过在一个端部处使所述条带22变窄而形成，使得铰链23的横截面积沿所述所述条带22的伸长方向小于所述条带22的横截面积。因此所述铰链23的刚性小于所述条带22的刚性，这允许所述条带充当铰链。通常需要所述铰链在横向于轴线方向的平面中挠曲，所述轴线方向自身横向于所述条带22的所述伸长方向。
[0109]
所述反射镜20也被连接至热扩散器，所述热扩散器包括被连接至反射镜20的背面的中心的导热柱25和被连接至所述柱25的另一端部的散热件26。在静止条件下，所述柱25的长度方向是所述mems系统的四重旋转对称轴。所述导热柱25被布置成将来自所述反射镜20的热传递至散热件26，所述散热件将热扩散于相对较大表面积上。所述散热件26包括作为圆形的经图案化的硅层的柔性隔膜。其可以替代地具有多个层；如果这样，则所述层中的一个或更多(例如全部)可以是硅，并且一个或更多个层可以是除硅之外的材料。柔性隔膜具有形成在其中的弯曲凹槽27，所述弯曲凹槽增大了所述柔性隔膜的柔性即挠性。在使用中，当所述反射镜20移位时，所述导热柱25枢转且使所述柔性隔膜弹性地变形。
[0110]
每个压电致动器21与感测元件28相关联，所述感测元件是在一个端部处被固定至导柱24且在另一端部处被固定至底层衬底的压电电阻器。当所述导柱24被移位时，所述压电电阻器受应力/变形，这改变了可以据以确定所述位移的压电电阻器的电性质。例如，压电电阻器可以连接在惠斯通电桥(wheatstone bridge)中，所述惠斯通电桥被配置成使得所述电桥的输出电压是所述反射镜20的所述位移的函数。来自所述压电电阻器的输出是温度敏感的，并且可以使用温度补偿以提高位移测量的精度。
[0111]
用于使所述反射镜20移位的微机电系统(mems)可以有利地被合并入所述光刻设备和/或所述检查和/或量测设备的其它部分中。观看图2，每个mems元件的所述反射镜20可以由位移结构替换，所述位移结构是适配于即安置在mems元件上方且转换来自所述压电致动器21的位移的任何形式的非反射型物体。这种位移结构可以具有与反射镜相同的形状和尺寸(例如，如图2中的正方形)，但不需要反射型顶部表面。代替直接地反射的入射光，所述位移结构可以用于使诸如反射镜的连续反射层之类的上覆结构或覆盖结构发生变形。以这种方式，mems可以被合并入所述图案形成装置中以使多层反射器变形，并且由此重新引导
即重定向入射光。替代地，代替利用移位结构替换所述反射镜20，则被连接至所述压电致动器21的导柱24可以被直接地结合至所述上覆结构即所述覆盖结构。即，所述导柱24可以被直接地结合至所述上覆结构即所述覆盖结构的下侧(例如，多层反射器的下侧)，以便利用所述压电致动器21使所述结构发生变形。
[0112]
图3示出根据实施例的微反射镜阵列300的一部分的横截面的示意图。反射镜301经由导柱303而被连接至压电致动器302。所述导柱303包括硅、锗、铝和氧化物的多个层，具有为151μm的组合厚度。氧化物层304具有为1μm的厚度，并且提供热和电绝缘两者以保护所述压电致动器302。
[0113]
所述压电致动器302包括柔性材料的条带305，其是5μm厚的硅条带，在与导柱303相对的端部处被连接至衬底306。所述压电致动器302也包括压电材料层307，所述压电材料层是具有在500nm至2μm的范围内的厚度的pzt层。所述压电材料层307具有由铂(pt)和lanio3(lno)所制成的顶部和底部电极308，所述顶部和底部电极用于将电压施加至所述压电材料层307。所述压电材料层由厚度为100nm的氮化物(sin)层309结合至所述柔性材料的条带305。sin/pt/lno/pzt/pt/lno的叠层由氧化硅和氧化铝层310覆盖。将电压施加至所述电极308会导致所述压电材料层307收缩或扩展，但因为所述层在通往所述柔性材料条带305的界面处受约束，所以所述压电材料层307和所述柔性材料的条带305的组合的系统发生弯曲。所述压电致动器302的这种弯曲运动使导柱303移位且由此也使所述反射镜301移位。
[0114]
包括压电电阻器的感测元件311被嵌入于柔性材料的条带305中且由氧化物覆盖。所述感测元件311被布置成感测所述压电致动器302的偏转。
[0115]
压电致动器302通过穿硅过孔即硅通孔(tsv)312而被电连接至所述衬底306。专用集成电路(asic)313可以用于将电压施加至压电致动器302且也从所述感测元件310导出输出电压。
[0116]
所述反射镜301由导热柱315连接至散热器或散热件314。散热件314和导热柱315一起形成用于耗散来自所述反射镜301的热的热扩散器。所述柱315包括硅、锗和铝的多个层。所述散热件314包括柔性元件，特别地在这个示例中为柔性硅隔膜，其允许所述柱315在所述反射镜301移位时移动。所述散热件314被电连接至所述衬底306，并且可以被接地以防止电荷积聚在所述反射镜301上。所述散热件314与所述柔性材料的条带305处于同一平面中且可以由同一硅晶片形成。所述反射镜301的下表面与所述散热件314和/或柔性材料的条带305的上表面之间的间距可以在50μm至120μm的范围内，诸如约80μm。通常，已知的微反射镜阵列具有比这种间距小的间距，诸如仅几微米。在这种实施例中实现了较大间距，这是因为(压电)致动力在柔性材料条带305上产生，而不是例如由被安装在反射镜自身上的静电致动器产生，后者将会通常使得所述反射镜的移动范围限于所述静电致动器的部件的相对移动范围。
[0117]
所述散热件314和/或柔性材料条带305的下表面与所述衬底的上表面之间的间距可以在50μm至120μm的范围内，诸如约80μm。
[0118]
每个反射镜可以设置有一个或更多个控制单元，所述一个或更多个控制单元可操作以在所接收的控制信号中识别与所述反射镜相对应的地址，并且在识别所述地址时，基于所述控制信号中另外所包含的控制信息来产生用于所述反射镜的一个或更多个压电致
动器的控制电压。所述控制单元可以被实施为asic 313，所述asic使用所述过孔312接收所述控制信号且基于所述控制信号控制对应的压电致动器302；在这种情况下，所述控制信号中的地址可以不仅指定所述反射镜而且指定asic 313以用于给定压电致动器302。使用所述控制单元，则外部控制系统能够通过将相同的控制信号传输至反射镜阵列的所有反射镜的控制单元来单独地控制所述反射镜阵列的所有反射镜，使得每个控制单元识别被寻址至其的控制信号，并且相应地控制相对应的压电致动器。将asic 313定位在例如被支撑在所述衬底306上方且靠近于所述柔性材料的条带305(例如与所述柔性材料的条带305大致共平面)的结构内是能够实现的，这是因为实施例可以由mems过程在多个层中形成，如下文所描述的。
[0119]
图4示出根据实施例的用于控制微反射镜阵列中的反射镜(未示出)的mems系统40的俯视图的示意图。所述系统40包括由相应的导柱42连接至所述反射镜的四个压电致动器41。每个压电致动器41包括柔性材料条带43和铰链44，其中，所述导柱42在所述条带43的一个端部处被连接至所述铰链44并且其中所述条带43的另一端部被连接至所述衬底(未示出)(即，与所述衬底成大致固定的位置关系)。所述系统40也包括用于当在使用中时将来自所述反射镜的热扩散的热扩散器45。所述热扩散器45包括沿所述硅层的外边缘被固定至所述衬底的圆形硅层和被连接至所述硅层的中心的导热柱。
[0120]
所述系统40包括用于感测所述反射镜的位移的在图4中所图示的五种不同类型的感测元件46a至46e中的任一个或更多个。每个感测元件46a至46e包括被布置成使得所述反射镜的位移在所述压电电阻器中引发应力的压电电阻器。优选地，致动器中的每个致动器设置有这五种类型的感测元件46a至46e中的仅一种，并且相同类型的感测元件用于四个致动器中的每个致动器中。
[0121]
第一类型的感测元件46a包括位于介于所述热扩散器45与所述压电致动器41之间的环形空间中且在一个端部处被固定至所述衬底并且在相反端部处被固定至所述导柱42的弯曲梁。一个或更多个压电电阻器可以被形成在所述梁中。
[0122]
第二类型的感测元件46b包括两个折叠梁，所述折叠梁包括相应的压电电阻器，每个压电电阻器位于介于所述热扩散器45与所述压电致动器41之间的环形空间中。所述折叠梁中的一个折叠梁被连接至所述衬底且被连接至所述导柱42，而另一折叠梁被连接至所述衬底的两个不同点以提供参考值。
[0123]
第三类型的感测元件46c包括直梁，所述直梁包括在一个端部处被连接至所述导柱42且在另一端部处被连接至所述衬底的压电电阻器。
[0124]
第四类型的感测元件46d包括弯曲梁，所述弯曲梁包括压电电阻器，所述梁位于压电致动器41以外。所述梁在一个端部处被连接至所述衬底且在相反端部处被连接至所述导柱42。
[0125]
第五类型的感测元件46e包括被固定至所述热扩散器45的四个压电电阻器。所述第五感测元件46e是用于感测由所述反射镜的位移所引起的所述热扩散器的变形。
[0126]
图5示出感测元件50的一部分的俯视图的示意图，所述感测元件可以是图4中的所述第一感测元件46a，但其它感测元件具有类似的构造。所述感测元件50包括在介于所述压电致动器54与所述热扩散器55之间的环形空间53中的弯曲梁51(在本文中也被称作感测梁)和折叠式压电电阻器52(压电电阻器感测元件)。所述梁的一个端部可以被锚固至所述
衬底，并且所述梁可以由所述反射镜的运动而被变形，因而改变所述压电电阻器52的电阻。可以设置温度传感器56以测量所述压电电阻器52的温度。所述温度传感器56可以例如被实施为双极晶体管或二极管，这是由于对于这样的装置，电流是温度的函数。传感器52、56优选地尽可能接近所述梁51的锚固点而放置，以在测量期间限制温度摆动。所述感测梁51充当所述反射镜的高温与低温锚固器之间的热电阻器。
[0127]
图6示出在所述弯曲梁51中的压电电阻器感测元件52和温度传感器56的构造的示例。在图6中，所述弯曲梁51被示出呈在沿其长度方向观看的横截面，并且所示出的所有区在长度方向上(即，在进入页面中的方向上)延伸。
[0128]
折叠式压电电阻器52被实施为位于所述温度传感器56的任一侧的两个“支腿”702。
[0129]
弯曲梁51可以由p型硅或其它半导体形成。其包括n型半导体704的深埋阱。在n型阱704上方的区中为p型半导体的阱705和n型半导体的阱706。所有所述阱704、705、706可以通过离子注入至弯曲梁51中而形成。阱704、705、706上方的层被标记为707。其是诸如sio2之类的绝缘层。压电材料植入物709和n+掺杂区708被形成于由绝缘层707中的间隙留下的开放的区中的阱中，绝缘层707将不同植入区彼此电隔离。因而，支腿702中的每个支腿由压电植入物709之一构成，并且在朝向支腿702中的另一个支腿、即n+掺杂区708之一的方向上与所述绝缘层707隔开。支腿702和温度传感器56由作为覆盖层的另一绝缘层711覆盖。
[0130]
在支腿702之间的所述温度传感器56由p+掺杂半导体区710和两个n+掺杂区708实施。这些区共同地形成双极晶体管。通过在图6的平面外部的位置处将基极与集电极电连接在一起而将双极晶体管连接为二极管。由于传感器52、56的紧密相邻，其间的温度差非常小。
[0131]
图7a示出电桥元件721(惠斯通电桥)的电路图。电桥元件721包括输入端子722和输出端子723以及两个电压供应端子724、725。两个电压供应端子724和725被连接至不同的相应的稳定电压。例如，电压供应端子724可以被连接至正供电电压vs，并且电压供应端子725可以被连接至地即接地。
[0132]
压电电阻器52被连接在电压供应端子724与输入端子722之间。压电电阻器52的电阻的改变导致端子722与723之间的电压改变。因而，所述输入端子722从图7a的左侧接收由折叠式压电电阻器52所产生的传感器信号。所述输出端子723产生经修改的模拟传感器信号，所述经修改的模拟传感器信号被传输至图7a的右侧。所述经修改的传感器信号可以是电桥的输入端子722与输出端子723之间的电压(信号)差。
[0133]
图7b示意性地示出从所述感测梁51传递至控制单元730的模拟温度信号。这种控制单元730可以对应于图3中所示出的asic 313中的一个asic。所述控制单元730接收由所述温度传感器56所产生的所述模拟温度信号和由压电电阻器感测元件52所产生的所述模拟传感器信号。由所述压电电阻器感测元件52所产生的传感器信号被电桥元件721修改。所述电桥元件721与所述温度传感器56的输出被传输至所述控制单元730的多路复用单元732。
[0134]
控制单元730也包括与控制器(在图7c中示出为740，下文所描述的)成双向通信的电子接口735。所述控制器可以被安装在所述衬底上，例如被安装在衬底306的下侧上的位置中呈图3中所示出的布置。所述控制单元730与控制器在这种情况下可以使用穿过所述衬
底306的过孔通信，所述过孔被电连接至过孔312。由所述控制单元730传输至所述控制器的信号在图7b中被标记为736，并且从所述控制器所接收的信号被标记为737。
[0135]
图7b中所示出的控制单元730的部件是产生信号736的那些部件，但可以存在有所述控制单元730的接收命令信号(被包括在信号737中)的其它部件，所述命令信号发指令给控制单元730以将致动器控制电压传输至所述反射镜的压电致动器。替代地，这些其它部件可以是不同控制单元的部分(例如，在图3的情况下是asic 313中的另一个asic)。图7d中假设采用了这种第二可能性，在下文进行描述。
[0136]
控制单元730使用接口735从控制器接收的信号737可以包括接口735传输至多路复用单元732的时钟信号。基于这种时钟信号，多路复用单元732将以下信号两者在不同时间选择性地传输至所述放大器单元733：由电桥元件721所产生的经修改的传感器信号；和由温度传感器56所输出的温度信号。
[0137]
放大器单元733放大其接收的信号，并且将其传输至模-数转换器(adc)734。由adc所产生的数字化信号中的位的数目取决于在对反射镜的控制中所需的精度，并且通常是至少9个位。在一个示例中，adc可以提供14个位的分辨率。放大器单元733和adc 734两者也可以接收时钟信号。
[0138]
在当adc 734从放大器单元733接收由电桥元件721所产生的经修改的模拟传感器信号时，adc 734产生数字传感器信号。在当adc 734从放大器单元733接收由所述温度传感器56所产生的模拟温度信号时，adc 734产生数字温度信号。
[0139]
在任一情况下，adc 734的输出由接口735传输至控制器以作为信号736。
[0140]
可选地，所述控制单元730的电桥单元721还可以包括产生至少一个模拟电桥温度信号的电桥温度传感器。所述电桥温度信号指示所述电桥单元721的电阻器726、727、728的温度。所述电桥温度信号被传输至所述多路复用单元732。在取决于时钟信号的定时或时序的情况下，所述多路复用单元732将所述电桥温度信号传输至所述放大器单元733，所述放大器单元继而将所述电桥温度信号传输至adc 734。adc 734使用经放大的电桥温度信号来产生数字电桥温度信号。这种信号也被传输至所述接口735，并且作为信号736的部分而被传输至所述控制器。
[0141]
转至图7c，示出总体控制系统。所述控制系统的与反射镜元件中的每个反射镜元件相关联的部分被指示为751，并且在图7d中被更详细地示出。每个电路部分751包括图5至图6和图7a中所示出的被设置在感测梁51上的电路，和图7b中所描绘的控制单元730。其也包括与所述反射镜相关联的第二控制单元753(例如，另一asic 313)，所述第二控制单元接收由所述控制器740所产生的控制信号，所述控制信号编码由所述控制器740所计算的目标致动器控制电压，如下文所论述的。基于这些目标致动器控制电压，所述第二控制单元753产生具有等于所述目标致动器控制电压的电压的致动器控制信号，并且将所述致动器控制信号传输至与相对应的反射镜相关联的压电致动器752，以使所述致动器移动所述反射镜。
[0142]
因而，所述控制系统包括与相应的反射镜相关联的电路部分751的阵列750，并且每个电路部分751使用控制器740的接口743与如图7c中所示出的控制器740进行双向通信。所述接口743允许每个电路部分751经由控制器740的内部总线将用于每个压电电阻器感测元件的数字传感器信号和对应的数字温度信号传输至反射镜控制单元742。在所述电桥单元721包括产生电桥温度信号的电桥温度传感器的情况下，由控制单元730的adc 734所产
生的数字电桥温度信号也被传递至反射镜控制单元742。
[0143]
控制器740包括电力管理和参考产生单元744，所述电力管理和参考产生单元从所述微反射镜阵列外部的电源接收外部电力信号761。所述电力管理和参考产生单元744为控制器740的其余部分供电，并且将电力供应至电路部分751的阵列750。所述控制器740也包括用于从所述微反射镜阵列外接收控制信号760且将其传输至所述反射镜控制单元742的接口741。因而，所述反射镜控制单元接收：所接收的控制信号760、数字传感器信号和数字温度信号。在所述电桥单元721产生电桥温度信号的情况下，反射镜控制单元742也接收数字电桥温度信号。使用所有这些信号，所述反射镜控制单元计算所有反射镜的所有致动器的目标致动器控制电压，如下文所论述的。这些目标致动器控制电压通过接口743传输至所有电路部分751的第二控制单元753，并且由第二控制单元753使用以产生致动器控制信号。所述第二控制单元753将所述致动器控制信号传输至相对应反射镜的致动器752。
[0144]
所述反射镜控制单元742计算目标致动器控制信号，所述目标致动器控制信号旨在实施在控制信号760中被编码的用于定位反射镜的指令。用以实现这种目的的最优目标致动器控制信号取决于所述数字传感器信号、所述数字温度信号以及所述数字电桥温度信号(如果存在)。所述目标致动器控制信号与所述反射镜控制单元742根据其而计算出的信号之间的关系是预定函数。其可以用实验方式获得。因为对所述目标致动器控制电压的计算是在数字信号上进行的，因此对致动器控制信号的计算比尝试使用模拟信号将会进行的这种计算简单得多。此外，可以执行更复杂的计算，其中，例如所述目标致动器控制信号对所述数字温度信号的相关性不仅包括对数字温度信号的线性(1阶)相关性，而且优选地也包括对所述数字温度信号的2阶和/或3阶相关性。已发现，确定本布置中的反射镜的挠曲的精度好于40ppm即百万分之40。
[0145]
所述计算可以包括建模所述温度传感器中的应变。利用这种模型，由数字温度信号所指示的温度值被校正以补偿所述温度传感器中的应变，所述应变影响所述温度传感器的输出。使用数字传感器信号来执行所述校正，并且可以包括对数字传感器信号(并且可选地，也对数字电桥温度信号(如果存在))的1阶、2阶和/或3阶相关性。
[0146]
类似地，所述计算可以包括建模表示压电电阻器感测元件中的温度的估计温度值。在这样的模型中，由所述数字传感器信号所指示的应变值被校正以补偿所述压电电阻器感测元件中的温度，所述温度影响数字传感器信号。使用数字温度信号来执行所述校正，并且所述校正可以包括对数字温度信号(并且可选地，也对数字电桥温度信号(如果存在))的1阶、2阶和/或3阶相关性。
[0147]
所述微反射镜阵列的实施例可以提供+/-120mrad的翻转和倾斜位移范围和降至约25μrad的反射镜精度。微反射镜阵列的实施例可以在根据euv所需的高光强度下进行操作，并且可以在40kw/m2至60kw/m2的所吸收的热功率密度下工作(这意味着反射镜的表面上的入射光功率密度甚至更大)。这比一些其它应用中所使用的微反射镜阵列的所吸收的热功率密度高几个量级。这是可能的，这是因为所述压电致动器41可操作以甚至在相对较低的致动器电压下(例如低于约100v)也提供这样强的力，使得它们能够使柔性元件(柔性构件314)发生变形，即使柔性元件足够厚以将高热导率提供至所述衬底。由于高热导率，微反射镜阵列可以在使用中具有低于约100摄氏度的温度。
[0148]
本文中也描述形成微反射镜阵列的方法。图8a至图8j图示这种方法的实施例的一
些步骤。
[0149]
如图8a中所图示的，所述方法包括提供第一硅晶片800以用于形成所述压电致动器和所述感测元件。第一晶片800可以被称为“致动器晶片”。所述致动器晶片可以是具有4μm硅膜801的绝缘体上硅(soi)晶片。可以使用互补金属氧化物半导体(cmos)前道(feol)过程来在所述晶片800中形成低电压有源器件，诸如感测元件。cmos后道(beol)过程可以接着用以形成用于将低电压器件连接至其它电路系统的金属互连层。化学机械抛光/平坦化(cmp)可以接着用于形成具有平坦氧化物层802的平滑表面。cu金属镶嵌过程可以用于形成具有cu衬垫即cu焊盘804的cu结合矩阵803，以用于后续cu-ox混合结合至另一晶片。
[0150]
如图8b中所图示的，所述方法还包括设置第二硅晶片805，所述第二硅晶片将变为上方固定有所述微反射镜阵列的衬底。所述第二晶片805可以被称为“中介层晶片”。所述中介层晶片805可以是具有100μm硅膜的soi晶片，如图8b中所见的。可以使用高电压(hv)cmos过程(feol和beol两者)以在晶片中形成hv驱动器。tsv过程可用以通过所述第二晶片805的硅膜807形成电连接件806。tsv过程之后可以是平坦化(例如cmp或湿式蚀刻)和cu衬垫形成。cu衬垫808被布置成连接至所述第一晶片800的cu结合矩阵803。
[0151]
图8c图示如何结合所述第一晶片800与所述第二晶片805，例如使用cu/氧化物混合键809。
[0152]
如图8d中所示出的，可以移除用于输送第一晶片800的“输送晶片”以暴露所述第一晶片800。可以接着使用选择箱移除以留下第一晶片800的被结合至所述第二晶片805的薄硅层(例如5μm)810。可以将al沉积和图案化于第一晶片800上以用于后续连接至反射镜。可以图案化所述第一晶片800以形成所述压电致动器811。可以将al2o3和/或tin沉积于所述第一晶片上以保护其免受euv辐射和等离子体。
[0153]
如图8e中所图示的，所述方法还包括设置用于形成所述反射镜的第三硅晶片812。所述第三晶片812可以被称为“反射镜晶片”812。所述反射镜晶片812可以是具有250μm硅膜的soi晶片。所述方法可以包括对所述反射镜晶片812执行空腔蚀刻以允许实现热障(例如1μm至2μm)，接着进行ge沉积以用于后续结合至所述第一晶片800。使用硬掩模(例如氮化物)和抗蚀剂掩模，蚀刻所述反射镜晶片812以形成用于连接至所述压电致动器的导柱813(“梁连接器”)且形成用于连接至散热件以便形成热扩散器的导热柱814(“中心柱”)。围绕反射镜的周边蚀刻反射镜释放沟槽815。
[0154]
如图8f中示出的，将所述第三晶片812结合至所述第一晶片800以便将所述反射镜连接至所述压电致动器。结合步骤可以包括对准的ge/al共晶结合即共晶键合。al/ge结合层816既导热又导电，其可以允许通过导热柱将热有效地传递至散热件。一些箱式或埋入式氧化物(box oxide)可以已留在第一晶片800上以减少在一些结合部位处(诸如在被连接至所述压电致动器的导柱处)的热传导和电传导。
[0155]
在图8g中，将可以被统称作“器件晶片”的结合晶片的叠层(晶片1“致动器晶片”800、晶片2“中介层晶片”805和晶片3“反射镜晶片”812)倒置即上下颠倒，使得反射镜晶片812的输送晶片817变为支撑晶片。可以从所述第二晶片805移除所述第二晶片805的输送晶片，并且可以使用箱移除以暴露第二晶片805中的tsv 806。随后可以进行电介质沉积、图案化和凸块形成。
[0156]
在图8h中，使用光刻和硅蚀刻以在所述第二晶片805中在所述压电致动器和所述
散热件下方形成空腔818。应注意，在使用中，柔性隔膜314的外部部分(例如从凹槽径向向外的部分)与壁819接触。壁819介于与所述散热件配准即对齐的空腔818a和与所述压电致动器配准即对齐的空腔818b之间。所述壁819能够将来自所述柔性隔膜314的热传导至所述衬底。所述方法接着包括蚀刻介电层以暴露出所述压电致动器(即，用以释放柔性材料条带)、所述感测元件和切割划线。
[0157]
如图8i中所图示的，所述方法还包括设置用于密封所述第二晶片805的第四硅晶片820。所述第四晶片820可以被称为“支撑晶片”820且包括用于连接至所述第二晶片805的tsv 821。凸块结合可以用于将所述第四晶片820结合至所述第二晶片805。可以在所述第四晶片820的背面上形成al再分布层(rdl)和连接衬垫。
[0158]
在图8j中，通过移除正面输送晶片817来释放所述反射镜822。可以将控制器芯片胶合和线结合至第四晶片820的背面。
[0159]
本发明的另一实施例包括光刻设备la，诸如图1的光刻设备la，其被配置成用于如图1b中所示出的暗场成像。这种暗场成像配置的潜在问题是对于较大图案(即，特征之间具有较大节距的图案)，衍射角小，并且所述一阶衍射(+1和-1)也可能落在所述开口102内，这可以使得在晶片水平的情况下的成像变得困难。
[0160]
为了解决这种问题，所述图案形成装置包括第一mems，所述第一mems可以用于使所述图案形成装置的表面移位以将一阶衍射从所述开口102引导至所述反射镜101。所述mems包括被布置在所述图案形成装置ma的多层反射器下方的多个mems元件。每个mems元件可以包括支撑所述多层反射器的位移结构(例如，用于翻转和歪斜的矩形硅)或可以被直接地结合至所述多层反射器的下侧。
[0161]
重新引导即重定向所述衍射辐射可能使所述图像变形，并且所述反射镜101因此包括第二mems(诸如微反射镜阵列)以通过校正经图案化的束的角度来补偿所述重定向。可以通过反馈系统控制所述第二mems，所述反馈系统使用所述图案形成装置ma(相对于入射辐射束)的位置来确定所述反射镜101的所需的校正且相应地将控制信号提供至所述第二mems。所述第二mems由此在整个扫描中动态地更新。可以通过对特定图案形成装置的模拟来预先确定对于所述图案形成装置ma的给定位置的所需的校正。
[0162]
所述多层反射器上的所述掩模可以包括具有大节距(例如，大约100nm或更大的节距)和小节距(例如，节距小于10nm)的两种特征，并且第一mems和第二mems被配置成仅用于具有大节距的特征。对于其它特征，衍射角足够大以避开所述反射镜101中的开口102。
[0163]
可以在所述第一mems中预先设置所述图案形成装置的任何特定区域所需的局部变形，这是由于所述图案形成装置的特征是固定的。所述图案形成装置可以被模拟以确定所需的局部变形，所需的局部变形可以接着用于设置所述第一mems的mems元件的位移/位置。
[0164]
图9a和图9b示出被用于掠入射反射镜中的mems的实施例。对于正入射即垂直入射或法向入射，通常需要多层反射器反射足够euv，而对于掠入射，可以使用单个反射层或涂层。
[0165]
在图9a中，微反射镜阵列900被用于反射掠入射的光。然而，阵列900中的单独的反射镜901之间的间隙可以使得形成来自边缘反射的耀斑或闪烁部(flare)902和等离子体903。
[0166]
图9b示出掠入射反射镜的另一实施例，其中，作为金属箔904的连续反射层位于mems的位移结构906上方。通过使位移结构906移位，所述箔904可以被变形以重定向入射光。
[0167]
图10示出用于从源1002收集光1001以形成辐射束b的掠入射收集器1000。所述收集器1000包括用于朝向中间焦点if聚焦来自所述源1002的入射光1001的多个圆柱形掠入射反射镜1003。所述掠入射反射镜可以包括如本文中所描述的mems以便控制所述辐射束b的焦点。
[0168]
图11图示作为检查和/或量测设备中的聚焦反射镜的掠入射反射镜1100的另一实施例。所述反射镜1100可以使用mems来改变入射到晶片或其它衬底1102上的光1101的焦点。从晶片或其它衬底1102所衍射的光1103可以被接收和分析以便确定晶片或其它衬底1102的特征。
[0169]
在另一实施例中，本文中所描述的mems被用于表膜框架中，以便随时间推移控制所述表膜中的应力。图12a示出具有由框架1202所支撑的边界1201的表膜1200的俯视图。所述框架包括mems 1203，且mems元件的阵列位于所述边界1201下方的虚线区中。虽然图12a示出在边界1201的一部分下方延伸的mems 1203，但在其它实施例中，mems 1203可以覆盖所述表膜1200的整个边界1201或不同部分。图12b示出所述表膜1200的侧视横截面。mems 1203位于所述框架的顶部处，以便接触所述表膜1200的边界1201。所述表膜1200可以是诸如图1的掩模组件15之类的掩模组件的部分。来自mems元件的主动机械致动被用于提供边界变形，以便将应力施加至所述表膜1200。mems允许连续控制表膜边界弯曲。mems装置的益处在于，其可以在操作期间受控制，而无需移除或拆卸所述掩模组件。这意味着如果表膜将会由于劣化过程而失去或增加预应力，则这可以通过增大或减小mems元件的倾角来加以校正。例如，可以通过在所述表膜的一侧上或相反侧上致动所述mems 1203来针对表膜1200的应力(其可以被称为张力)减小而应用校正。所述致动可以将mems 1203向外移动(即，远离所述表膜框架的内部)。可以通过在所述表膜1200的所有侧上致动所述mems 1203(例如，使mems向外移动)来应用对应力减小的校正。在另一示例中，可能发生所述表膜1200中的应力的局部化减小(例如，对于所述表膜的一半)。可以通过在局部化应力减小的区域的相反侧上(或局部化应力减小的区域的一侧上)致动所述mems 1203来应用针对应力的这种局部化减小的校正。通常，所述mems可以被致动以校正所述表膜的压力的局部或全局变化。这可以有利地增加所述表膜的寿命。
[0170]
另外，mems 1203可以被用于确定所述表膜的不同区域的表膜中的应力水平。反馈系统可以被用于控制mems元件以局部地补偿应力的任何改变。以这种方式，可以提供对表膜1200的应力的自动化控制。
[0171]
对于所述表膜可能不需要完全的翻转和倾斜位移，这是因为mems仅用于将应力施加至表膜。如此，在仅一个维度上具有倾斜控制的mems元件可以被用于表膜框架中。这可以简化mems的制造和控制系统。
[0172]
虽然可以在本文中具体地参考在ic制造中光刻设备的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能其它应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头，等。
[0173]
虽然上文已描述本发明的具体实施例，但将了解，可以以与所描述的方式不同的
其它方式来实践本发明。以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。由此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。

技术特征：
1.一种微机电系统即mems，包括：衬底；多个mems元件，所述多个mems元件由所述衬底支撑；控制系统，所述控制系统被布置成接收控制信号且产生一个或更多个致动器控制信号；以及用于所述多个mems元件中的每个mems元件的：(i)一个或更多个压电致动器，每个压电致动器被布置成接收所述致动器控制信号中的至少一个致动器控制信号且相应地使对应的mems元件相对于所述衬底移位，(ii)至少一个压电电阻器感测元件，所述至少一个压电电阻器感测元件用于产生指示所述mems元件的位移的模拟传感器信号，以及(iii)温度传感器，所述温度传感器用于产生指示所述压电电阻器感测元件的温度的模拟温度信号；其中，所述控制系统被配置成：(i)分别使用所述模拟传感器信号和所述模拟温度信号来产生对应的数字传感器信号和对应的数字温度信号，(ii)使用所接收的控制信号、所述数字传感器信号和数字温度信号计算目标致动器控制电压；以及(iii)基于所计算的目标致动器控制电压来产生所述致动器控制信号。2.根据权利要求1所述的微机电系统即mems，其中，所述控制系统被配置成通过确定所接收的控制信号、所述对应的数字传感器信号和对应的数字温度信号的预定函数的值来计算每个目标致动器控制电压。3.根据权利要求2所述的微机电系统即mems，其中，所述预定函数包括对所述数字温度信号具有2阶相关性的项。4.根据权利要求2或权利要求3所述的微机电系统即mems，其中，所述预定函数包括对所述数字温度信号具有3阶相关性的项。5.根据任一前述利要求所述的微机电系统即mems，其中，计算所述目标致动器控制电压包括：计算所述温度传感器中的估计应变；和针对于对所述温度传感器中的应变的相关性，使用所述估计应变来校正由所述温度信号指示的温度值。6.根据任一前述权利要求所述的微机电系统即mems，其中，计算所述目标致动器控制电压包括：计算所述压电电阻器感测元件的估计温度值；和使用所述估计温度值来校正由所述传感器信号指示的应变值以补偿所述压电电阻器感测元件中的温度。7.根据任一前述权利要求所述的微机电系统即mems，其中，所述控制系统包括：电桥元件，所述电桥元件包括被维持在不同的相应电压处的两个电压供应端子、输入端子和输出端子、以及连接在对应的配对的所述端子之间的多个电阻器，模拟-数字转换器，以及
将由所述压电电阻器感测元件所产生的所述传感器信号传输至所述电桥元件的输入端子的信号路径，和将经修改的传感器信号从所述电桥元件传输至所述模拟-数字转换器的信号路径，所述模拟-数字转换器能够操作以通过数字化所述经修改的传感器信号来产生所述数字传感器信号。8.根据权利要求7所述的微机电系统即mems，其中，所述电桥元件还包括至少一个电桥温度传感器，所述至少一个电桥温度传感器被布置成产生指示所述电阻器中的至少一个电阻器的温度的电桥温度信号，所述至少一个电桥温度信号由所述模拟-数字转换器转换为数字电桥温度信号且用于对所述目标致动器控制电压的所述计算中。9.根据权利要求7或权利要求8所述的微机电系统即mems，其中，所述模拟-数字转换器设置在邻近所述致动器的控制单元中，并且所述控制系统还包括被安装在所述衬底上且被布置成计算所述目标致动器控制电压的至少一个控制器单元。10.根据任一前述权利要求所述的微机电系统即mems，其中，所述温度传感器包括位于所述致动器上的双极晶体管，所述双极晶体管的基极与集电极电连接，由此所述双极晶体管作为二极管来操作。11.根据任一前述权利要求所述的微机电系统即mems，其中，所述压电电阻器感测元件被设置成位于在一个端部处连接至所述衬底的柔性材料条带上。12.根据任一前述权利要求所述的微机电系统即mems，其中，所述压电电阻器感测元件是围封所述温度传感器的折叠式压电电阻器。13.根据任一前述权利要求所述的微机电系统即mems，其中，对于每个反射镜，所述压电致动器中的一个压电致动器包括设置在柔性材料条带上的至少一个压电材料层和用于将由控制电路产生的控制信号供应至所述至少一个压电材料层的多个电极。14.根据任一前述权利要求所述的微机电系统即mems，对于所述多个mems元件中的每个mems元件，所述微机电系统还包括用于扩散来自所述mems元件的热的热扩散器，所述热扩散器包括散热件和将所述散热件连接至所述mems元件的导热柱。15.根据权利要求14所述的微机电系统即mems，其中，所述散热件包括柔性隔膜，所述柔性隔膜允许所述导热柱在所述反射镜移位时进行枢转。16.根据权利要求15所述的微机电系统即mems，其中，所述柔性隔膜包括经图案化的硅层。17.根据权利要求14至16中任一项所述的微机电系统即mems，其中，所述柔性隔膜包括穿过所述硅层且从所述热扩散器的外边缘朝向所述导热柱延伸的凹槽。18.根据权利要求17所述的微机电系统即mems，其中，所述凹槽是弯曲凹槽。19.根据前述权利要求中任一项所述的微机电系统即mems，其中，对于每个mems元件，所述一个或更多个压电致动器包括被布置成实现对所述mems元件的翻转和倾斜位移控制的四个压电致动器。20.根据前述权利要求中任一项所述的微机电系统即mems，其中，所述mems是微反射镜阵列，并且其中所述多个mems元件中的每个mems元件与用于反射入射光的反射镜相关联。21.根据权利要求20所述的微机电系统即mems，其中，所述多个反射镜中的每个反射镜用于反射具有大致13.5nm的波长的光。
22.根据权利要求1至19中任一项所述的微机电系统即mems，还包括连续反射层，其中，所述mems元件的位移引起所述连续反射层变形，以便重定向入射到所述连续反射层上的光。23.根据权利要求22所述的微机电系统即mems，其中，每个mems元件包括用于支撑所述连续反射层且用于将所述一个或更多个压电致动器的位移平移至所述连续反射层的位移结构。24.根据权利要求22所述的微机电系统即mems，其中，每个mems元件被直接地结合至所述连续反射层或所述连续反射层所位于的衬底。25.根据权利要求22、23或24所述的微机电系统即mems，其中，所述连续反射层是多层反射器。26.根据权利要求22或23所述的微机电系统即mems，其中，所述连续反射层是金属箔。27.一种可编程照射器，包括根据权利要求20或21所述的微反射镜阵列，所述微反射镜阵列用于调节辐射束。28.根据权利要求27所述的可编程照射器，并且所述可编程照射器包括位移控制反馈系统，所述位移控制反馈系统被配置成针对所述多个反射镜中的每个反射镜确定所述反射镜的位置，并且基于所确定的位置且基于所述反射镜的预定目标位置调整施加至所述一个或更多个压电致动器的致动器控制信号。29.一种光刻设备，所述光刻设备被布置成将图案从图案形成装置投影至衬底上，所述光刻设备包括根据权利要求27或28所述的可编程照射器，所述可编程照射器用于调节用来照射所述图案形成装置的辐射束和/或用于调节用来测量所述衬底上的目标结构的辐射束。30.一种检查和/或量测设备，包括根据权利要求27或28所述的可编程照射器，所述可编程照射器用于调节用来测量衬底上的目标结构的辐射束。31.一种光刻设备，所述光刻设备被布置成将图案从图案形成装置投影至衬底上，所述光刻设备包括：图案形成装置，所述图案形成装置包括根据权利要求22至25中任一项所述的第一微机电系统；和反射镜，所述反射镜用于投影来自所述图案形成装置的所述图案且包括根据权利要求20至25中任一项所述的第二微机电系统，其中，所述反射镜包括被布置成使得用于照射所述图案形成装置的所述辐射束通过的开口；其中，所述第一mems被配置成将落在所述开口内的来自所述图案形成装置的一阶衍射重定向至所述反射镜上，并且其中所述第二mems被配置成补偿所述重定向以便校正经投影的所述图案。32.根据权利要求31所述的光刻设备，其中，所述图案形成装置包括掩模，并且其中所述掩模被布置于所述第一mems的所述连续反射表面上。33.一种掩模组件，包括：表膜，所述表膜被布置成保护图案形成装置的表面免受污染；和表膜框架，所述表膜框架用于支撑所述表膜且用于相对于所述图案形成装置固定所述表膜，其中，所述框架包括根据权利要求1至19中任一项所述的微机电系统，并且其中所述
mems被配置成使所述表膜的至少一部分移位以便将应力施加至所述表膜。34.一种光刻设备，所述光刻设备被布置成将图案从图案形成装置投影至衬底上，所述光刻设备包括根据权利要求33所述的掩模组件。35.一种掠入射反射镜，所述掠入射反射镜用于反射具有在75
°
至89
°
的范围内的入射角的光，所述掠入射反射镜包括根据权利要求22、23或26所述的微机电系统。36.一种收集器，所述收集器用于收集来自光源的光以形成辐射束，所述收集器包括多个根据权利要求35所述的掠入射反射镜。37.一种检查和/或量测设备，包括根据权利要求35所述的掠入射反射镜，所述掠入射反射镜被配置成允许调整辐射束在衬底上的聚焦。38.一种检查和/或量测设备，包括根据权利要求27或28所述的可编程照射器，所述可编程照射器用于调节用来测量衬底上的目标结构的辐射束。39.一种控制微机电系统即mems的方法，所述mems包括：衬底；多个mems元件，所述多个mems元件由所述衬底支撑；控制系统，所述控制系统被布置成接收控制信号且产生一个或更多个致动器控制信号；以及用于所述多个mems元件中的每个mems元件的：(i)一个或更多个压电致动器，每个压电致动器被布置成接收所述致动器控制信号中的至少一个致动器控制信号且相应地使对应的mems元件相对于所述衬底移位，(ii)至少一个压电电阻器感测元件，所述至少一个压电电阻器感测元件用于产生指示所述mems元件的位移的模拟传感器信号，以及(iii)温度传感器，所述温度传感器用于产生指示所述压电电阻器感测元件的温度的模拟温度信号；所述方法包括：(i)分别使用所述模拟传感器信号和所述模拟温度信号来产生对应的数字传感器信号和对应的数字温度信号，(i)使用所接收的控制信号、所述数字传感器信号和数字温度信号计算目标致动器控制电压；以及(iii)基于所计算的目标致动器控制电压来产生所述致动器控制信号。40.根据权利要求39所述的方法，其中，计算目标致动器控制电压包括：确定所接收的控制信号、所述对应的数字传感器信号和对应的数字温度信号的预定函数的值。41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述预定函数包括对所述数字温度信号具有2阶相关性的项。42.根据权利要求40或权利要求41的方法，其中，所述预定函数包括对所述数字温度信号具有3阶相关性的项。43.根据权利要求39至42中任一项所述的方法，其中，计算所述目标致动器控制电压包括：计算所述温度传感器中的估计应变；和针对于对所述温度传感器中的应变的相关性，使用所述估计应变来校正由所述温度信
号指示的温度值。44.根据权利要求39至43中任一项所述的方法，其中，计算所述目标致动器控制电压包括：计算所述压电电阻器感测元件的估计温度值；和针对所述压电电阻器感测元件中的温度，使用所述估计温度值来校正由所述传感器信号指示的应变值。45.根据权利要求39至44中任一项所述的方法，其中，所述mems是微反射镜阵列，并且每个mems元件与反射镜相关联。46.根据权利要求39至44中任一项所述的方法，其中，所述mems还包括连续反射层，其中，所述mems元件的位移引起所述连续反射层变形，以便重定向入射到所述连续反射层上的光。47.一种形成微机电系统即mems的方法，所述方法包括：设置衬底；设置多个mems元件，所述多个mems元件由所述衬底支撑；设置控制系统，所述控制系统被布置成接收控制信号且产生一个或更多个致动器控制信号；以及设置用于所述多个mems元件中的每个mems元件的：(i)一个或更多个压电致动器，每个压电致动器被布置成接收所述致动器控制信号中的至少一个致动器控制信号且相应地使所述mems元件相对于所述衬底移位，(ii)至少一个压电电阻器感测元件，所述至少一个压电电阻器感测元件用于产生指示所述mems元件的位移的模拟传感器信号，以及(iii)温度传感器，所述温度传感器用于产生指示所述压电电阻器感测元件的温度的模拟温度信号；所述控制系统被配置成：(i)分别使用所述模拟传感器信号和所述模拟温度信号来产生对应的数字传感器信号和对应的数字温度信号，(ii)使用所接收的控制信号、所述数字传感器信号和数字温度信号计算目标致动器控制电压；以及(iii)基于所计算的目标致动器控制电压来产生所述致动器控制信号。48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述控制系统包括：电桥元件，所述电桥元件包括被维持在不同的相应电压处的两个电压供应端子、输入端子和输出端子、以及连接在对应的配对的所述端子之间的多个电阻器，模拟-数字转换器，以及将由所述压电电阻器感测元件所产生的所述传感器信号传输至所述电桥元件的输入端子的信号路径，和将经修改的传感器信号从所述电桥元件传输至所述模拟-数字转换器的信号路径，所述模拟-数字转换器能够操作以通过数字化所述经修改的传感器信号来产生所述数字传感器信号。49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述电桥元件还包括至少一个电桥温度传感
器，所述至少一个电桥温度传感器被布置成产生指示所述电阻器中的至少一个电阻器的温度的电桥温度信号，所述至少一个电桥温度信号由所述模拟-数字转换器转换为数字电桥温度信号且用于对所述目标致动器控制电压的所述计算中。50.根据权利要求48或权利要求49的方法，其中，所述模拟-数字转换器设置在邻近所述致动器的控制单元中，并且所述控制系统还包括被安装在所述衬底上且被布置成计算所述目标致动器控制电压的至少一个控制器单元。51.根据权利要求47至50中任一项所述的方法，其中，所述温度传感器包括位于所述致动器上的双极晶体管，所述双极晶体管的基极与集电极电连接，由此所述双极晶体管作为二极管来操作。52.根据权利要求47至51中任一项所述的方法，其中，所述压电电阻器感测元件被设置成位于在一个端部处连接至所述衬底的柔性材料条带上。53.根据权利要求47至52中任一项所述的方法，其中，所述压电电阻器感测元件是围封所述温度传感器的折叠式压电电阻器。54.根据权利要求47至53中任一项所述的方法，其中，所述mems是微反射镜阵列，并且每个mems元件与反射镜相关联。55.根据权利要求47至53中任一项所述的方法，还包括在所述多个mems元件上设置连续反射层，以使得所述mems元件的位移引起所述连续反射层变形，以便重定向入射到所述连续反射层上的光。

技术总结
一种微反射镜阵列，包括：衬底；用于反射入射光的多个反射镜；以及针对所述多个反射镜中的每个反射镜，用于使所述反射镜移位的至少一个压电致动器，其中，所述至少一个压电致动器被连接至所述衬底。所述微反射镜阵列还包括将所述反射镜连接至所述至少一个压电致动器的一个或更多个导柱。也披露一种形成这种微反射镜阵列的方法。所述微反射镜阵列可以用于可编程照射器中。所述可编程照射器可以用于光刻设备和/或检查和/或量测设备中。备和/或检查和/或量测设备中。备和/或检查和/或量测设备中。


技术研发人员：L
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2023/7/31