本發明涉及一種用于測量光學系統中下降的電壓的測量裝置、一種包括這種測量裝置的光學系統以及一種包括這種光學系統的光刻設備。此外，本發明涉及一種測量光學系統中下降的電壓的測量方法。優先權申請de?10?2022?210?274.6的內容通過引用完全并入本文。

背景技術：

1、包括可致動光學元件（例如微透鏡陣列或微反射鏡陣列）的微光刻設備是已知的。微光刻用于生產微結構化部件，例如集成電路。使用光刻設備來執行微光刻過程，光刻設備包括照明系統和投射系統。

2、在集成電路的生產中受到對更小結構的期望的驅動，當前正在開發使用波長在0.1?nm至30nm的范圍內（特別是13.5?nm）的光的euv光刻設備。由于大多數材料吸收該波長的光，因此在這種euv光刻設備中，必須使用反射光學單元，即反射鏡，而不是如先前所使用的折射光學單元，即透鏡元件。

3、通過照明系統照明的掩模（掩模母版）的像通過投射系統投射到基板（例如硅晶片）上，該基板涂覆有光敏層（光致抗蝕劑）并布置在投射系統的像平面中，以便將掩模結構轉印到基板的光敏涂層。可致動光學元件可用于改善掩模在基板上的成像。例如，能夠補償曝光期間的波前像差，其導致放大和/或模糊的圖像表示。

4、例如，mems致動器（mems；微機電系統）或pmn致動器（pmn；鈮酸鉛鎂）可用作致動器。pmn致動器能夠實現亞微米范圍或亞納米范圍內的距離定位。在這種情況下，施加到致動器（其具有一個堆疊在另一個之上的致動器元件）的dc電壓導致所述致動器經受引起特定線性膨脹的力。通過dc電壓（dc；直流）設置的位置可能受到由dc電壓驅動的致動器的根本上出現的諧振點處的外部機電串擾的不利影響。例如在de?10?2016?213?025?a1中描述了mems反射鏡和適于驅動mems反射鏡的致動器。

5、對于精確的致動器控制，例如對于多個mems反射鏡，a類放大器作為輸出級是有利的，因為信號失真低。然而，這種致動器需要相對高的驅動電壓。

6、相比之下，光學系統的數據處理系統，例如控制回路，需要在顯著較低的電壓范圍內的信號。因此，為了能夠適當地測量致動器兩端的電壓降并將電壓分解到必要的信號處理電平，使用測量電路，通常基于電阻分壓器。電阻分壓器使得電壓從較高電平按比例縮小到較低電平，以便能夠被適當地處理。

7、然而，特別是在用于以高電壓驅動致動器的驅動裝置或放大器電路中并且要求盡可能低的功率損耗，電阻分壓器必須設計成具有非常高的電阻。然而，電阻噪聲線性地取決于電阻的大小。這意味著電阻越大，噪聲功率越大。此外，至少10兆歐、優選地至少70兆歐的這種大電阻值在asic電路中通常是無法獲得的，或者只能以非常高的費用才能獲得。

技術實現思路

1、在此背景下，本發明的目的是改進光學系統中下降的電壓的測量。

2、根據第一方面，提出了一種用于光學系統的測量裝置。所述測量裝置包括：

3、輸入節點，所述輸入節點用于接收在所述光學系統中下降的電壓，

4、電容式分壓器，其可連接到輸入節點，具有由包括測量電容器的至少兩個電容器形成的串聯電路，其中電容式分壓器被配置為提供測量電容器兩端下降的測量電壓，所述測量電壓小于在輸入節點處接收的電壓并且與在輸入節點處接收的電壓成正比，和

5、可控開關，所述可控開關耦接在所述輸入節點與所述電容式分壓器之間，并且被配置為根據控制信號將所述電容式分壓器連接到所述輸入節點。

6、本測量裝置尤其是用于驅動光學系統的致動器的驅動裝置的測量支路或控制回路的一部分。在光學系統中下降的電壓例如是致動器的驅動電壓，其由例如放大器電路或輸出級的驅動裝置提供。

7、具有其電容式分壓器的本測量裝置引起低功率損耗，特別是與常規電阻分壓器的功率損耗相比顯著降低，以及低噪聲。這在將測量裝置集成在具有高電壓和小電流的驅動裝置的測量支路或控制回路中時是特別有利的。較低的功率損耗允許簡化光學系統的冷卻系統，這節省了成本。

8、本測量裝置也可以被稱為測量電路或具有集成電容式分壓器的測量電路。本電容式分壓器經由多個開關（例如晶體管）切換。因此，電容式分壓器也可以被稱為開關電容式分壓器。

9、致動器尤其是mems致動器、電容致動器，例如pmn致動器（pmn；鈮酸鉛鎂）、或pzt致動器（pzt；鋯鈦酸鉛）、或linbo3（鈮酸鋰）致動器。致動器特別地被配置為致動光學系統的光學元件。這種光學元件的示例包括透鏡元件、反射鏡和自適應反射鏡。

10、光學系統優選為光刻設備或投射曝光設備的投射光學單元。然而，光學系統也可以是照明系統。投射曝光設備可以是euv光刻設備。euv代表“極紫外”并且表示0.1?nm和30nm之間的工作光的波長。投射曝光設備也可以是duv光刻設備。duv代表“深紫外”并且表示在30nm和250nm之間的工作光的波長。

11、根據一個實施例，電容式分壓器耦合在第一開關與地之間，串聯電路的第一電容器耦合在第一開關與連接第一電容器和測量電容器的連接節點之間，測量電容器耦合在連接節點與地之間，第二開關與第一電容器并聯耦合在第一開關與連接節點之間，并且第三開關與測量電容器并聯耦合在連接節點與地之間。

12、取決于開關狀態（開/關），第一開關被配置為將電容式分壓器連接到第一節點并因此連接到驅動裝置或將其與后者解耦。為了設置期望的開關狀態，利用控制信號驅動第一開關，所述控制信號在下文中也稱為第一控制信號。第二開關尤其被配置為根據開關狀態（接通/斷開）使第一電容器短路。第三開關被配置為根據開關狀態（接通/斷開）使測量電容器短路。第二開關和第三開關由相應的控制信號驅動。在實施例中，第二開關和第三開關也可以用相同的控制信號驅動，在下文中也稱為第二控制信號。在當前情況下，地也可以被稱為地電位。在當前情況下，地是參考電位。后者可以但不是必須連接到地電位。

13、根據另一實施例，測量裝置包括連接在輸出節點和地之間的緩沖存儲電容器。緩沖存儲電容器可通過耦合在連接節點和輸出節點之間的第四開關與測量電容器并聯連接。緩沖存儲電容器還可以體現為采樣和保持電路。

14、根據另一實施例，緩沖存儲電容器被配置用于在由第一開關、由第二開關、由第三開關和/或由第四開關實現的開關操作之間緩沖存儲和維持測量電壓的電壓電平。

15、為了也能夠在輸出側提供測量電壓，例如提供給光學系統的另一電路部分，在開關操作之間或之后，緩沖存儲電容器是有利的。

16、根據另一實施例，測量電容器的電容大于緩沖存儲電容器的電容。

17、優選地，測量電容器的電容比緩沖存儲電容器的電容大至少十倍。為了減少誤差，緩沖存儲電容器具有比測量電容器顯著更低的電容。

18、根據另一實施例，阻抗轉換器連接到輸出節點。阻抗轉換器被配置為將在緩沖存儲電容器處提供的測量電壓轉發到光學系統的至少一個另外的電路部分。

19、例如，另外的電路部分是用于驅動致動器的驅動裝置的控制回路或反饋回路的一部分。

20、在另外的實施例中，測量裝置是診斷單元的一部分或連接到診斷單元，該診斷單元用于根據致動器兩端下降的電壓來執行光學系統的診斷。

21、根據另一實施例，第一開關形成為場效應晶體管，尤其形成為mosfet。在這種情況下，優選地提供用于設置形成第一開關的場效應晶體管的柵極電壓的多個場效應晶體管。例如，提供用于設置形成第一開關的場效應晶體管的柵極電壓的兩個場效應晶體管。

22、根據另一實施例，電容式分壓器包括耦合在第一開關和連接節點之間的場效應晶體管，該場效應晶體管形成第二開關，并且以其寄生電容構成第一電容器的方式形成。此外，電容式分壓器包括耦合在連接節點和地之間的場效應晶體管，該場效應晶體管形成第三開關。

23、因此，耦合在第一開關和連接節點之間的場效應晶體管不僅形成第二開關，而且形成第一電容器。這節省了部件并因此節省了成本。此外，在該實施例中有利地節省了空間。

24、根據進一步實施例，自舉電路連接于形成第二開關的場效應晶體管的源極端子、連接節點與形成第三開關的場效應晶體管的源極端子之間。自舉電路尤其作為保護電路起作用并且適于安全地關斷形成第二開關的場效應晶體管。

25、根據進一步實施例，自舉電路的二極管在阻斷方向上連接在形成第二開關的場效應晶體管的源極端子與形成第三開關的場效應晶體管的源極端子之間。自舉電路的電阻器連接在形成第二開關的場效應晶體管的源極端子與連接節點之間。

26、根據另一實施例，第四開關形成為包括多個mosfet的mosfet開關。

27、根據第二方面，提出了一種包括多個可致動光學元件的光學系統，其中該多個可致動光學元件中的每個可致動光學元件被分配致動器，其中每個致動器被分配用于驅動致動器的驅動裝置，所述驅動裝置包括輸出級，該輸出級被配置為使用輸出級的靜態電流將輸入電壓放大為用于致動器的驅動電壓，并且提供了根據第一方面或根據第一方面的實施例之一的測量裝置，該測量裝置的輸入節點被配置為接收用于致動器的驅動電壓，并且該測量裝置的電容式分壓器被配置為提供跨電容式分壓器的測量電容器降低的測量電壓，所述測量電壓小于在輸入節點處接收的驅動電壓并且與在輸入節點處接收的驅動電壓成正比。

28、光學系統特別地包括具有多個可相互獨立致動的光學元件的微反射鏡陣列和/或微透鏡陣列。

29、在實施例中，可以定義致動器組，其中一組的所有致動器被分配相同的驅動裝置。

30、根據一個實施例，輸出級包括a類放大器。a類放大器僅表現出很小的信號失真，因此提供精確的致動器控制。

31、根據一個實施例，輸出級包括ab類放大器。ab類放大器是所提出的a類放大器的合適替代物。

32、根據一個實施例，光學系統呈照明光學單元的形式或呈光刻設備的投射光學單元的形式。

33、根據另一實施例，光學系統包括真空殼，可致動光學元件、分配的致動器、驅動裝置和測量裝置布置在真空殼中。

34、根據第三方面，提出了一種光刻設備，其包括根據第二方面或根據第二方面的實施例中的一個的光學系統。

35、光刻設備例如是euv光刻設備或duv光刻設備，euv光刻設備的工作光在0.1?nm至30nm的波長范圍內，duv光刻設備的工作光在30nm至250nm的波長范圍內。

36、根據第四方面，提出了一種用于借助于根據第一方面或根據第一方面的實施例之一的測量裝置來測量光學系統中下降的電壓的測量方法。測量方法包括以下步驟：

37、a）在第一時間段內接通第一開關并斷開第二開關和第三開關，使得第一電容器和測量電容器借助于在輸入節點處接收的電壓充電，

38、b）在第二時間段內接通第四開關，以對緩沖存儲電容器充電，使得緩沖存儲電容器兩端下降的電壓對應于測量電容器兩端下降的電壓，和

39、c）在第三時間段中接通第二開關和第三開關并且斷開第一開關和第四開關，以用于將第一電容器和測量電容器放電到預定電平。

40、該方法具有已經關于根據第一方面的測量裝置解釋的相應優點。針對測量裝置描述的實施方式相應地適用于所提出的方法。

41、在當前情況下，“一”、“一個”不應被理解為僅限于一個元件。相反，也可以提供多個元件，例如兩個、三個或更多個。這里使用的任何其他數字也不應被理解為對元件的確切所述數量存在限制的效果。相反，除非另有說明，否則向上和向下的數值偏差是可能的。

42、本發明的其他可能的實施方式還包括上文或下文關于示例性實施例描述的特征或實施例的未明確提及的組合。本領域技術人員還將添加單獨的方面作為對本發明的相應基本形式的改進或補充。