[发明专利]调制装置、控制装置、光学系统、光刻系统和方法

说明书

本发明涉及一种根据N位宽输入信号(I)生成1位宽调制信号(PWM)的调制装置(100)，包括：信号分离器(110)，用于生成具有输入信号(I)的M个较高值位的M位宽第一子信号(Xh)，以及用于生成具有输入信号的L个较低值位的L位宽第二子信号(X1)，其中L＝N–M；第一调制单元(120)，用于根据第二子信号(X1)生成1位宽脉冲密度调制信号(PDM)；加和单元(130)，用于根据第一子信号(Xh)和脉冲密度调制信号(PDM)生成M位宽加和信号(Xs)，并且包括第二调制单元(140)，用于根据加和信号(Xs)生成1位宽调制信号(PWM)。

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。

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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。

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。

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。

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。

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。

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/2^M)/2^M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。

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。