專利名稱:測(cè)量系統(tǒng)、方法和光刻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)、一種包括這樣的測(cè)量系統(tǒng)的光刻設(shè)備以及一種測(cè)量方法。
背景技術(shù):
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上(通常應(yīng)用到所述襯底的目標(biāo)部分上) 的機(jī)器。例如,可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下,可以將可選地稱為掩?;蜓谀0娴膱D案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案??梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)移到襯底(例如,硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如,包括一部分管芯、一個(gè)或更多個(gè)管芯)上。典型地,經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述襯底上設(shè)置的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常,單個(gè)襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的光刻設(shè)備包括所謂步進(jìn)機(jī),在所述步進(jìn)機(jī)中,通過(guò)將整個(gè)圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來(lái)輻射每一個(gè)目標(biāo)部分;以及所謂掃描器,在所述掃描器中,通過(guò)輻射束沿給定方向(“掃描”方向) 掃描所述圖案、同時(shí)沿與該方向平行或反向平行的方向同步掃描所述襯底來(lái)輻射每一個(gè)目標(biāo)部分。還可以通過(guò)將所述圖案壓印到所述襯底上,而將所述圖案從所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底上。物體(諸如光刻設(shè)備的平臺(tái))可以在使用中展現(xiàn)出非剛性體質(zhì)量塊行為。尤其可以是這樣的情形,在該情形中物體經(jīng)受大的力,例如用于以高的速度和加速度移動(dòng)物體。這樣的非剛性體質(zhì)量塊行為的例子是扭轉(zhuǎn)。在測(cè)量物體的位置的測(cè)量系統(tǒng)中,彼此間隔開(kāi)的多個(gè)位置傳感器連接至物體上,可以應(yīng)用來(lái)自兩個(gè)或更多的位置傳感器的位置信息。在光刻設(shè)備中,可以在平臺(tái)位置測(cè)量(例如襯底臺(tái)位置測(cè)量或支撐件(例如掩模臺(tái))位置測(cè)量) 中找到這樣的配置的例子。設(shè)置了多個(gè)傳感器(例如編碼器、干涉計(jì)),用于測(cè)量平臺(tái)的豎直(和/或水平)位置。可以應(yīng)用多個(gè)豎直位置測(cè)量,以計(jì)算豎直平移量(Z)和圍繞平臺(tái)的水平軸線(y和/或X軸線)的1或2個(gè)傾斜旋轉(zhuǎn)量(Rx、Ry)。在豎直的或傾斜的開(kāi)環(huán)力學(xué)模型中所看到的平臺(tái)的扭轉(zhuǎn)模式可能因此導(dǎo)致位置傳感器的讀數(shù)的差別,這是因?yàn)樵谶@樣的扭轉(zhuǎn)模式的激勵(lì)期間,可能產(chǎn)生平臺(tái)的多個(gè)部分的豎直的位移。如果平臺(tái)定位在水平面中,豎直的動(dòng)力學(xué)模型可能在不同的水平位置顯示出扭轉(zhuǎn)模式的不同的放大率。為了減小對(duì)于例如閉環(huán)位置控制環(huán)行為的這樣的扭轉(zhuǎn)模式激勵(lì)的效應(yīng),已經(jīng)設(shè)計(jì)了多種方案。首先,環(huán)路的帶寬可以保持相對(duì)小,然而其對(duì)定位精度、速度等產(chǎn)生不利影響。其次,為了抑制傳感器信號(hào)在扭轉(zhuǎn)模式的激勵(lì)所在的頻率范圍內(nèi)的頻率分量,可以應(yīng)用陷波(notch)濾波器。先進(jìn)的控制方案認(rèn)為需要復(fù)雜的計(jì)算(例如依賴位置的陷波濾波器),因此在光刻設(shè)備中造成了大的數(shù)據(jù)處理負(fù)荷。
發(fā)明內(nèi)容
期望提供一種改善的測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例,提供了一種測(cè)量系統(tǒng),配置成獲取物體的位置量,所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一個(gè),所述測(cè)量系統(tǒng)包括至少一個(gè)位置量傳感器, 配置成提供各自的位置量測(cè)量信號(hào);位置量計(jì)算器,配置成由所述位置量測(cè)量信號(hào)確定所述物體的位置量,其中所述位置量計(jì)算器包括扭轉(zhuǎn)估算器,所述扭轉(zhuǎn)估算器配置成估算所述物體的扭轉(zhuǎn),所述位置量計(jì)算器配置成針對(duì)于所估算的扭轉(zhuǎn)來(lái)校正所述物體的已確定的
位置量。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,提供了一種光刻設(shè)備,包括照射系統(tǒng),配置成調(diào)節(jié)輻射束;支撐件,構(gòu)造成支撐圖案形成裝置,所述圖案形成裝置能夠在輻射束的橫截面中將圖案賦予輻射束,以形成圖案化的輻射束;襯底臺(tái),構(gòu)造成保持襯底;和投影系統(tǒng),配置成將所述圖案化的輻射束投影到所述襯底的目標(biāo)部分上,所述光刻設(shè)備包括如之前限定的測(cè)量系統(tǒng),所述測(cè)量系統(tǒng)配置成測(cè)量所述支撐件、所述襯底臺(tái)和所述投影系統(tǒng)中的投影透鏡元件中的一個(gè)的位置量,所述投影透鏡元件被包含作為光刻設(shè)備的投影系統(tǒng)中的光學(xué)元件。根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例,提供了一種用于獲取物體的位置量的位置量測(cè)量方法,所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一個(gè),所述測(cè)量方法包括通過(guò)至少一個(gè)位置量傳感器提供各自的位置量測(cè)量信號(hào);通過(guò)扭轉(zhuǎn)估算器估算所述物體的扭轉(zhuǎn);通過(guò)位置量計(jì)算器根據(jù)所述位置量測(cè)量信號(hào)確定所述物體的位置量;和針對(duì)于所估算的扭轉(zhuǎn)來(lái)校正所述物體的已確定的位置量。
現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖,僅以舉例的方式,描述本發(fā)明的實(shí)施例,其中,在附圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件,且其中圖1示出可以具體實(shí)施本發(fā)明的光刻設(shè)備;圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)的方塊示意圖;圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)的方塊示意圖;圖如和4b示出用于顯示扭轉(zhuǎn)估算的作用的伯德(bode)圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備。所述設(shè)備包括照射系統(tǒng)(照射器)IL,配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(niǎo) (例如,紫外(UV)輻射或任何其它的適合的輻射); 圖案形成裝置支撐件或支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT,構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連。所述設(shè)備還包括襯底臺(tái)(例如晶片臺(tái))WT或“襯底支撐件”,構(gòu)造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W,并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連。 所述設(shè)備還包括投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS,所述投影系統(tǒng)PS配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B(niǎo)的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C (例如包括一根或更多根管芯)上。所述照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件,例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合,以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。所述圖案形成裝置支撐件以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置。所述圖案形成裝置支撐件可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來(lái)保持圖案形成裝置。所述圖案形成裝置支撐件可以是框架或臺(tái),例如,其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動(dòng)的。所述圖案形成裝置支撐件可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對(duì)于投影系統(tǒng))。 在這里任何使用的術(shù)語(yǔ)“掩模版”或“掩模”都可以認(rèn)為與更上位的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”同義。這里所使用的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意, 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標(biāo)部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂輔助特征)。通常,被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分上形成的器件中的特定的功能層相對(duì)應(yīng),例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的,并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型??删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置,每一個(gè)小反射鏡可以獨(dú)立地傾斜,以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。這里使用的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng),包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合,如對(duì)于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒(méi)液或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的術(shù)語(yǔ)“投影透鏡”可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”同義。如這里所示的,所述設(shè)備是透射型的(例如,采用透射式掩模)。替代地,所述設(shè)備可以是反射型的(例如,采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列,或采用反射式掩模)。所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(gè)(雙臺(tái))或更多襯底臺(tái)或“襯底支撐件”(和/或兩個(gè)或更多的掩模臺(tái)或“掩模支撐件”)的類型。在這種“多臺(tái)”機(jī)器中,可以并行地使用附加的臺(tái)或支撐件,或可以在一個(gè)或更多個(gè)臺(tái)或支撐件上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時(shí),將一個(gè)或更多個(gè)其它臺(tái)或支撐件用于曝光。光刻設(shè)備還可以是至少一部分襯底可以被相對(duì)高折射率的液體(例如水)覆蓋、 以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的類型。浸沒(méi)液體還可以被施加至光刻設(shè)備中的其它空間,例如在圖案形成裝置(例如掩模)和投影系統(tǒng)之間。浸沒(méi)技術(shù)可以用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。如在此處所使用的術(shù)語(yǔ)“浸沒(méi)”并不意味著諸如襯底的結(jié)構(gòu)必須浸沒(méi)在液體中,而是意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。參照?qǐng)D1,所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源和所述光刻設(shè)備可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時(shí))。在這種情況下,不會(huì)將該源考慮成形成光刻設(shè)備的一部分,并且通過(guò)包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助,將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下,所述源可以是所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時(shí))??梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時(shí)設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括配置用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器AD。通常,可以對(duì)所述照射器的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為σ-外部和ο-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外,所述照射器IL可以包括各種其它部件,例如積分器IN和聚光器CO??梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束,以在其橫截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。所述輻射束B(niǎo)入射到保持在圖案形成裝置支撐件(例如,掩模臺(tái))MT上的所述圖案形成裝置(例如,掩模)MA上,并且通過(guò)所述圖案形成裝置來(lái)形成圖案。已經(jīng)穿過(guò)圖案形成裝置(例如掩模)MA之后,所述輻射束B(niǎo)通過(guò)投影系統(tǒng)PS,所述投影系統(tǒng)PS將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過(guò)第二定位裝置PW和位置傳感器IF (例如,干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助,可以精確地移動(dòng)所述襯底臺(tái)WT,例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻射束B(niǎo)的路徑中。類似地,例如在從掩模庫(kù)的機(jī)械獲取之后,或在掃描期間,可以將所述第一定位裝置PM和另一個(gè)位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對(duì)于所述輻射束B(niǎo)的路徑精確地定位圖案形成裝置(例如掩模)MA。通常,可以通過(guò)形成所述第一定位裝置PM的一部分的長(zhǎng)行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來(lái)實(shí)現(xiàn)圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺(tái))MT的移動(dòng)。類似地,可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長(zhǎng)行程模塊和短行程模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WT或“襯底支撐件”的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反),所述掩模臺(tái)MT可以僅與短行程致動(dòng)器相連,或可以是固定的??梢允褂脠D案形成裝置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2來(lái)對(duì)準(zhǔn)圖案形成裝置(例如掩模)MA和襯底W。盡管所示的襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分,但是它們可以位于目標(biāo)部分之間的空間(這些公知為劃線對(duì)齊標(biāo)記)中。類似地,在將多于一個(gè)的管芯設(shè)置在圖案形成裝置(例如掩模)MA上的情況下,所述圖案形成裝置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯之間??梢詫⑺鲈O(shè)備用于以下模式中的至少一種中1.在步進(jìn)模式中,在將圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺(tái))MT和“掩模支撐件”和襯底臺(tái)WT或“襯底支撐件”保持為基本靜止的同時(shí),將賦予所述輻射束的整個(gè)圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(即,單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺(tái)WT或“襯底支撐件”沿X和 /或Y方向移動(dòng),使得可以對(duì)不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中,曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。2.在掃描模式中,在對(duì)圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺(tái))MT或“掩模支撐件”和襯底臺(tái)WT或“襯底支撐件”同步地進(jìn)行掃描的同時(shí),將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上(即,單一的動(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WT或“襯底支撐件”相對(duì)于圖案形成裝置支撐件 (例如掩模臺(tái))MT或“掩模支撐件”的速度和方向可以通過(guò)所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來(lái)確定。在掃描模式中,曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了單一動(dòng)態(tài)曝光中所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向),而所述掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度確定了所述目標(biāo)部分的高度 (沿所述掃描方向)。3.在另一種模式中,將用于保持可編程圖案形成裝置的圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺(tái))MT或“掩模支撐件”保持為基本靜止,并且在對(duì)所述襯底臺(tái)WT或“襯底支撐件” 進(jìn)行移動(dòng)或掃描的同時(shí),將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上。在這種模式中,通常采用脈沖輻射源,并且在所述襯底臺(tái)WT或“襯底支撐件”的每一次移動(dòng)之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間,根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如,如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無(wú)掩模光刻術(shù)中。也可以采用上述使用模式的組合和/或變體,或完全不同的使用模式。圖2示出了測(cè)量系統(tǒng)的示意方塊圖,其配置成測(cè)量物體的位置。物體的位置由至少兩個(gè)位置傳感器測(cè)量,諸如編碼器、干涉儀、電容式位置傳感器或它們的任意組合。當(dāng)力 Fctrl施加到物體的力學(xué)模型Mec(Xy)上時(shí),所述力學(xué)模型例如具有依賴位置的傳遞函數(shù), 這可能導(dǎo)致物體的位移,其又導(dǎo)致了如由位置傳感器提供的一組位置測(cè)量信號(hào)fenc的值的變化。位置傳感器信號(hào)被提供至包括測(cè)量系統(tǒng)(MQ的位置計(jì)算器PC,所述位置計(jì)算器 PC由獲得的位置測(cè)量信號(hào)計(jì)算物體的位置。位置計(jì)算器可以由此例如考慮物體的位置在一實(shí)施例中,其中位置傳感器包括編碼器頭部和/或干涉儀頭部,其依賴于物體的位置與目標(biāo)(諸如柵格板)協(xié)作(且尤其是在相對(duì)大的物體的移動(dòng)范圍的情況下),一個(gè)或更多的位置傳感器(X·例如位置編碼器)可以或可能不能與柵格板協(xié)作,因此依賴于物體的位置,可以考慮或不考慮位置傳感器的信號(hào)中的一些。因此,可以提供(力至位置)的依賴于位置的傳遞函數(shù)。在圖2示出的例子中,位置計(jì)算器包括依賴位置的測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù) MS(xy),其計(jì)算位置Xspm (平臺(tái)位置測(cè)量,也被稱作為控制坐標(biāo))。上述方法可以在物體的剛性體行為的情況下提供適合的結(jié)果。然而在物體展現(xiàn)出諧振模式的情況(諸如扭轉(zhuǎn)模式或其它的非剛性體行為)中,可能將錯(cuò)誤的位置計(jì)算作為結(jié)果。例如,在傳感器包括豎直位置傳感器的情形中,傳感器位于(在水平面中看到)物體的不同的部分上,物體通常在水平面內(nèi)移動(dòng)(諸如可能是在物體包括光刻設(shè)備的襯底臺(tái)或支撐件的情形),使得扭轉(zhuǎn)模式可以為豎直位置控制提供由位置傳感器感測(cè)的位置差別。因?yàn)槲恢脗鞲衅魈峁┝素Q直的測(cè)量,所以所獲得的豎直的平移和傾斜也將受到扭轉(zhuǎn)頻率的影響。在物體包括襯底臺(tái)或支撐件的例子中,可能需要精確地定位物體的一部分(即物體的被輻射束輻射的部分),因?yàn)樵摬糠中枰谀硞€(gè)時(shí)刻適時(shí)地聚焦。因此扭轉(zhuǎn)模式可能導(dǎo)致依賴位置的位置測(cè)量誤差,由此例如導(dǎo)致依賴位置的聚焦和成像誤差。在浸沒(méi)式光刻術(shù)的情形中,由此浸沒(méi)流體施加在例如投影系統(tǒng)的下游透鏡和襯底的一部分之間,由浸沒(méi)流體在襯底的一部分上且因此在支撐襯底的襯底臺(tái)的一部分上產(chǎn)生的慣性力,還可能在襯底臺(tái)的開(kāi)環(huán)動(dòng)力學(xué)模型上產(chǎn)生依賴位置的扭轉(zhuǎn)頻率的放大率。如在圖2中示意性地示出的,測(cè)量系統(tǒng)的位置計(jì)算器包括扭轉(zhuǎn)估算器T,其配置成估算物體的扭轉(zhuǎn)。通過(guò)位置計(jì)算器應(yīng)用所估算的扭轉(zhuǎn),以針對(duì)于估算的扭轉(zhuǎn)來(lái)校正物體的已確定的位置。這在圖2中示意性地示出通過(guò)扭轉(zhuǎn)估算器T由位置傳感器信號(hào)估算物體的扭轉(zhuǎn)。如在下文更詳細(xì)地說(shuō)明的,由此可以利用物體的已知的行為。類似于提供至測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)的位置測(cè)量信號(hào),應(yīng)用相同或相似的測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)至所估算的扭轉(zhuǎn),以便獲得一個(gè)校正值或更多個(gè)校正值。由于扭轉(zhuǎn)模式在特定的頻率帶發(fā)生,所以可以將帶濾波器BF應(yīng)用到由此獲得校正值上,且將濾波的結(jié)果應(yīng)用于校正該已確定的位置,在這一例子中通過(guò)從該已確定的位置減去經(jīng)過(guò)濾波的校正值。新的(用于扭轉(zhuǎn)校正的)位置不受扭轉(zhuǎn)頻率影響或較少程度地受扭轉(zhuǎn)頻率影響,因此開(kāi)環(huán)力學(xué)模型的頻率響應(yīng)函數(shù)允許更高的伺服帶寬,且因此能夠改善定位精度。在可替代的實(shí)施例中,可以采用依賴位置的帶濾波器, 例如依賴于物體的χ、y位置的帶濾波器。這樣的依賴位置的帶濾波器具有的優(yōu)點(diǎn)是可以更加有效地補(bǔ)償物體的依賴于位置的扭轉(zhuǎn)模式。如在圖2中示出的,帶濾波器可以包括帶通濾波器??商娲?,如圖3示出的,濾波器可以包括諸如陷波濾波器NF等帶阻濾波器。陷波濾波器可以設(shè)置在前向路徑中,如果輸入至其上的信號(hào)在衰減頻帶外則將該信號(hào)傳送過(guò)去;如果信號(hào)在衰減頻帶內(nèi)則衰減信號(hào),即陷波濾波器被應(yīng)用至被施加至測(cè)量的位置的測(cè)量系統(tǒng)MS傳遞函數(shù)的輸出。類似于圖2中示出的實(shí)施例,設(shè)置了平行路徑,其中設(shè)置了扭轉(zhuǎn)估算器和測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)。平行路徑的輸出信號(hào)在陷波濾波器之前被減去且在陷波濾波器之后被添加。因此,在陷波濾波器的衰減帶之外,“名義”位置信號(hào)設(shè)置在測(cè)量系統(tǒng)的輸出處,這是因?yàn)樵谄叫新窂街械呐まD(zhuǎn)估算器的任何貢獻(xiàn)在陷波濾波器之前被添加且隨后在陷波濾波器之后被減去。然而,在陷波濾波器的衰減帶中,來(lái)自扭轉(zhuǎn)估算器的被估算的扭轉(zhuǎn)對(duì)輸出有貢獻(xiàn),而“名義”位置信號(hào)被衰減。注意到,在根據(jù)圖3的實(shí)施例中,提供了估算器矩陣R = I-T(由此I是單位矩陣)來(lái)代替扭轉(zhuǎn)估算器矩陣T。這可以被容易地理解為如下在圖3的實(shí)施例中,平行的路徑確定了針對(duì)于扭轉(zhuǎn)而被補(bǔ)償?shù)奈恢?,所述位置借助于陷波濾波器在發(fā)生扭轉(zhuǎn)的頻帶中被使用。在圖2中,在平行路徑中計(jì)算了由扭轉(zhuǎn)造成的位置分量。在由濾波器確定的頻帶中從計(jì)算出的位置減去這一分量。在可替代的實(shí)施例中,可以采用依賴位置的陷波濾波器,例如依賴于物體的χ、y位置的陷波濾波器。這樣的依賴位置的陷波濾波器具有的優(yōu)點(diǎn)是可以更加有效率地補(bǔ)償物體的依賴位置的扭轉(zhuǎn)模式。因此,在根據(jù)圖2和圖3的實(shí)施例中,由于帶寬濾波器,扭轉(zhuǎn)估算器對(duì)帶濾波器的頻帶中的位置信號(hào)有貢獻(xiàn)。因?yàn)閹V波器的頻帶設(shè)置成其中懷疑可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)模式(例如作為諧振)所在的頻率范圍,所以扭轉(zhuǎn)估算器基本上不會(huì)影響在其它頻帶中的被測(cè)量的位置,而在可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的頻帶中,通過(guò)帶濾波器的作用將扭轉(zhuǎn)估算器的輸出信號(hào)傳遞至所述輸出。因此,為了避免來(lái)自于在其它頻率下的扭轉(zhuǎn)估算器的任何負(fù)面作用,僅在可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)模式的頻帶中考慮扭轉(zhuǎn)估算器。扭轉(zhuǎn)被估算如下首先,如在下文1]中表達(dá)的,應(yīng)用到物體上的力至如由在這一例子中的多個(gè)編碼器測(cè)量的位置的傳遞函數(shù),根據(jù)所述物體的被測(cè)量的力學(xué)行為來(lái)計(jì)算。其次,如在下文2]中表達(dá)的,確定了在扭轉(zhuǎn)的頻率附近的解耦矩陣R。至此,首先依賴頻率的解耦矩陣R(f)被依賴于物體的期望的力學(xué)模型傳遞函數(shù)和物體的被測(cè)量的力學(xué)模型傳遞函數(shù)的商來(lái)確定。之后,在可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)模式的頻率范圍(即在帶濾波器允許扭轉(zhuǎn)估算器對(duì)已確定的位置有貢獻(xiàn)的頻率范圍)中確定了解耦矩陣的實(shí)部的均值。第三,如在下文3]表達(dá)的,由矩陣R和單位矩陣I確定扭轉(zhuǎn)估算矩陣(也稱為扭轉(zhuǎn)貢獻(xiàn)矩陣T)。此后,如在下文4]表達(dá)的,在可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的頻帶中應(yīng)用扭轉(zhuǎn)估算器矩陣,以校正已確定的位置。注意到,在4]中獲得的表達(dá)式從數(shù)學(xué)上描述了在圖2中示出的且參考圖 2描述的配置。矩陣T或R的推導(dǎo)過(guò)程的例子將在此處給出為1]由被測(cè)量的力學(xué)模型Hmmeas (f)計(jì)算力至編碼器位置Hcmm。(f)的FRFHmtneasm =MS(x^Hmraw(f)-GB-GS^) =MS 脅價(jià)》^⑴⑷)2]計(jì)算在扭轉(zhuǎn)頻率附近的用于解耦的實(shí)數(shù)矩陣RHmtorswn decoupledin = MS(xy) * R * Hcmencif)(x^ = def = Hmdesired ⑴
=> R(J) =MSixy^ * Hmdesiredifj * Hcmenc{f){xy-'R = mean (real (R(f)))3]計(jì)算扭轉(zhuǎn)貢獻(xiàn)矩陣T = I-R^^%。rsi。n、f~) '^'^'meas(f) ^^%。rsi。n — decouphd (f)MS^-I-Hmrawff^GB-GSm -MS^R-Hcmencf=MS^-(I-R)* Hcmenc(f)(xy) = def =MS(,,y) *T*Hcmenc{f)(xy) with T = I-R4]在由Q(f)濾掉的頻帶內(nèi)補(bǔ)償扭轉(zhuǎn)和在頻域中估算結(jié)果HmTMC(f) = Hmmeas(f) - Q(f) * Hmtorswn(f)=[MS(xy) -Q(f) *MSixy *Τ)* Hcmenc(fXx y)-Hmffleas(f)是所測(cè)量的經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)牧W(xué)模型,輸入是6x邏輯控制力,輸出是6x邏輯伺服位置-MS (x, y)是依賴XY-位置的測(cè)量系統(tǒng)-Hmraw(f)是原始力學(xué)模型,輸入是6x電機(jī)力(單位[N]),輸出是8x編碼器位置 (單位[m]),-GB是在重心處的邏輯力到在物理電機(jī)處的力的6x6增益平衡矩陣變換,-GS是6x6增益調(diào)度矩陣,其將依賴xyz位置的控制器力變換成在卡盤的重心處的力。-Hcmenc (f)是具有在重心處的輸入6x力的力學(xué)模型,輸出是8x編碼器位置(單位 [m])。-Hmdesired(f)解耦的剛性體動(dòng)力學(xué)模型的對(duì)角矩陣。-R是4x4實(shí)矩陣,其對(duì)在扭轉(zhuǎn)頻率附近的力學(xué)模型進(jìn)行解耦。-T是4x4實(shí)矩陣,其計(jì)算扭轉(zhuǎn)貢獻(xiàn)。-最終Q(f)是在扭轉(zhuǎn)頻率附近的帶通濾波器。-Hcmtorsion(f)是必須從FRF移除的扭轉(zhuǎn)量-Hcmwc(f)是經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)牧W(xué)模型,因此沒(méi)有扭轉(zhuǎn)量。注意到,如果應(yīng)用不同的傳感器組合以控制平臺(tái)位置(例如在不同的傳感器組合之間切換時(shí)),R和T矩陣是不同的。應(yīng)當(dāng)理解,還可以提供其它方式的扭轉(zhuǎn)估算。例如,可以例如通過(guò)使用位置和速度信息作為輸入來(lái)構(gòu)建復(fù)矩陣R或T以替代構(gòu)建實(shí)矩陣R或T。再次參考其中傳感器包括豎直位置傳感器的例子,傳感器位于(在水平面中看到)物體的不同部分上,其中物體通常在水平面內(nèi)移動(dòng)(諸如可以是在物體包括光刻設(shè)備的襯底臺(tái)或支撐件的情形)。在這一例子中,扭轉(zhuǎn)模式可以提供如由位置傳感器感測(cè)的位置差別。如上所述,這樣的情形可以用于以下情形如果物體包括襯底臺(tái)或支撐件,由此可能需要精確定位物體的一部分。在四個(gè)位置傳感器(設(shè)置在例如矩陣物體的四個(gè)角處)的情形中,由此在特定的位置中,傳感器中的一個(gè)不提供能使用的位置信號(hào)(例如因?yàn)橛幸蓡?wèn)的傳感器位于與其協(xié)作的柵格板可及范圍之外),可以利用僅來(lái)自3個(gè)位置傳感器的位置信號(hào)。由于扭轉(zhuǎn)模式,在扭轉(zhuǎn)模式是激活的情形中,傳感器中的2個(gè)可以沿著豎直的方向彼此同相地移動(dòng),而另外的2個(gè)傳感器可以沿著豎直的方向大致反相地移動(dòng)。在這樣的情形中,如果所有4個(gè)傳感器位于柵格板的可及范圍內(nèi)且提供了位置信號(hào),平均化處理可以允許獲得物體的中心(例如在4個(gè)位置傳感器之間的物體的中心)的正確位置。在物體的另一部分的位置(例如更靠近傳感器中的一個(gè))將被測(cè)量的情形中,不同的權(quán)重因子可以被應(yīng)用至傳感器輸出信號(hào)。在這樣的情形中,在傳感器中的一個(gè)位于柵格板可及范圍之外的上述的情形中,可以應(yīng)用權(quán)重因子以與在可及范圍之外的傳感器同相地移動(dòng)的另一傳感器可以提供雙倍的權(quán)重因子,以便再次允許在4個(gè)傳感器上進(jìn)行平均化處理。因此,可以依賴于主動(dòng)式的傳感器的組合提供不同的扭轉(zhuǎn)估算矩陣。在光刻設(shè)備中,上述的扭轉(zhuǎn)估算和校正可能不僅用于襯底平臺(tái)和/或掩模版平臺(tái) (即支撐件)的位置測(cè)量。其它的應(yīng)用可以包括投影透鏡元件的位置測(cè)量,諸如折射式透鏡元件或反射鏡。由此,可以減小扭轉(zhuǎn)模式對(duì)于主動(dòng)式透鏡元件位置控制的作用。參考圖如和仙示出了扭轉(zhuǎn)估算器的作用。圖如示出了由(任意)物體的位置傳感器獲得的各種位置的頻率響應(yīng)圖。由于扭轉(zhuǎn)的作用,在600-700HZ的范圍內(nèi)觀察到峰值。在圖4b中,由于扭轉(zhuǎn)估算器,明顯減小了頻率響應(yīng)的峰值,其允許物體的位置的閉環(huán)控制具有更高的帶寬。注意到,位置傳感器可以包括任何類型的位置傳感器,諸如但不限于干涉儀、編碼器、電容式位置傳感器、電感式位置傳感器或它們的任意組合。在光刻設(shè)備中應(yīng)用扭轉(zhuǎn)估算,諸如用于測(cè)量襯底臺(tái)或支撐件的位置,然而用于測(cè)量物體的位置的其它應(yīng)用也是可行的。位置計(jì)算器和扭轉(zhuǎn)估算器可以被實(shí)現(xiàn)為由數(shù)據(jù)處理裝置(諸如微處理器、微控制器等) 執(zhí)行的適合的軟件指令??商娲?,可以利用專門的硬件,來(lái)部分地或完全地實(shí)現(xiàn)位置計(jì)算器和/或扭轉(zhuǎn)估算器。應(yīng)當(dāng)理解,扭轉(zhuǎn)估算器可以被應(yīng)用以估算物體的任何扭轉(zhuǎn)模式。在這種情形中,在位置受控的平臺(tái)中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。技術(shù)人員將理解,類似的方法對(duì)于速度或加速度受控的平臺(tái)中的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題是可行的。因此,雖然在上文的實(shí)施例中使用了所述術(shù)語(yǔ)“位置”,但是所說(shuō)明的構(gòu)思也可以被應(yīng)用,以校正速度和/或加速度。因此,在使用了術(shù)語(yǔ)“位置”的這些例子中,還可以將其理解成速度和/或加速度。在速度或加速度的情形中,也就是被針對(duì)于估算的扭轉(zhuǎn)進(jìn)行校正的速度或加速度的情形中,可以應(yīng)用對(duì)應(yīng)的速度傳感器或加速度傳感器。速度傳感器可以例如被實(shí)現(xiàn)為具有時(shí)間微分器的位置傳感器, 以便對(duì)位置信號(hào)求導(dǎo)來(lái)獲得速度信號(hào)。類似地,在加速度的情形中,加速度傳感器可以例如通過(guò)來(lái)自位置傳感器的位置信號(hào)進(jìn)行兩次求導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。速度傳感器和加速度傳感器的任何其它的實(shí)施方式在本發(fā)明的情形中也是可行的。在本文中,術(shù)語(yǔ)“位置量”應(yīng)當(dāng)理解成包括位置、速度和加速度中的至少一個(gè)。因此,在所述描述中使用術(shù)語(yǔ)“位置”的情況下,它可以通常由術(shù)語(yǔ)“位置量”來(lái)替代。盡管在本文中可以做出具體的參考,將所述光刻設(shè)備用于制造IC,但應(yīng)當(dāng)理解這里所述的光刻設(shè)備可以在制造具有微米尺度、甚至納米尺度的特征的部件方面有其他的應(yīng)用,例如,集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是,在這種替代應(yīng)用的情況中,可以將其中使用的任意術(shù)語(yǔ)“晶片”或“管芯”分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“襯底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理,例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上,并且對(duì)已曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、量測(cè)工具和/或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下,可以將所述公開(kāi)內(nèi)容應(yīng)用于這種和其它襯底處理工具中。另外,所述襯底可以處理一次以上,例如以便產(chǎn)生多層IC,使得這里使用的所述術(shù)語(yǔ)“襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個(gè)已處理層的襯底。盡管以上已經(jīng)做出了具體的參考,在光學(xué)光刻術(shù)的情形中使用本發(fā)明的實(shí)施例, 但應(yīng)該理解的是,本發(fā)明可以用于其他應(yīng)用中,例如壓印光刻術(shù),并且只要情況允許,不局限于光學(xué)光刻術(shù)。在壓印光刻術(shù)中,圖案形成裝置中的拓?fù)湎薅嗽谝r底上產(chǎn)生的圖案。可以將所述圖案形成裝置的拓?fù)溆∷⒌教峁┙o所述襯底的抗蝕劑層中,在其上通過(guò)施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來(lái)使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后,所述圖案形成裝置從所述抗蝕劑上移走,并在抗蝕劑中留下圖案。這里使用的術(shù)語(yǔ)“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射,包括紫外(UV)輻射 (例如具有365、248、193、157或126nm的波長(zhǎng)或約365、約248、約193、約157或約126nm 的波長(zhǎng))和極紫外(EUV)輻射(例如具有在5-20nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng))以及諸如離子束或電子束等粒子束。在上下文允許的情況下,所述術(shù)語(yǔ)“透鏡”可以表示各種類型的光學(xué)部件中的任何一種或它們的組合,包括折射式、反射式、磁性式、電磁式和靜電式光學(xué)部件。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例,但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明可以以與上述不同的形式實(shí)現(xiàn)。例如,本發(fā)明可以采取包含用于描述上述公開(kāi)的方法的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式,或者采取具有在其中存儲(chǔ)的這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的形式(例如,半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤或光盤)。以上的描述是說(shuō)明性的,而不是限制性的。因此,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,在不背離所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍的條件下,可以對(duì)所述的本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量系統(tǒng),配置成得出物體的位置量,所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一個(gè),所述測(cè)量系統(tǒng)包括位置量傳感器,配置成提供位置量測(cè)量信號(hào);位置量計(jì)算器,配置成根據(jù)所述位置量測(cè)量信號(hào)確定所述物體的位置量,其中所述位置量計(jì)算器包括扭轉(zhuǎn)估算器,所述扭轉(zhuǎn)估算器配置成估算所述物體的扭轉(zhuǎn),所述位置量計(jì)算器配置成根據(jù)所估算的扭轉(zhuǎn)來(lái)校正所述物體的已確定的位置量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述位置量計(jì)算器包括帶濾波器,所述扭轉(zhuǎn)估算器設(shè)置在所述位置量計(jì)算器的平行路徑中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述帶濾波器包括帶阻濾波器,所述位置量計(jì)算器配置成在所述帶阻濾波器之前從所述已確定的位置量減去由所述扭轉(zhuǎn)估算器提供的經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)校正的位置量和在所述帶阻濾波器之后添加由所述扭轉(zhuǎn)估算器提供的經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)校正的位置量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述帶濾波器包括帶通濾波器,所述帶通濾波器和所述扭轉(zhuǎn)估算器設(shè)置在所述位置量計(jì)算器的平行路徑中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述扭轉(zhuǎn)估算器包括權(quán)重因子矩陣估算器,所述權(quán)重因子矩陣估算器配置成根據(jù)期望的力學(xué)模型傳遞函數(shù)和已測(cè)量的力學(xué)模型傳遞函數(shù)的商來(lái)確定權(quán)重因子矩陣,所述扭轉(zhuǎn)估算器配置成由所述權(quán)重因子矩陣確定扭轉(zhuǎn)估算器矩陣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述扭轉(zhuǎn)估算器配置成確定所述權(quán)重因子矩陣在所述扭轉(zhuǎn)的頻帶中的實(shí)部的均值,所述扭轉(zhuǎn)估算器配置成根據(jù)所述權(quán)重因子矩陣的實(shí)部均值來(lái)確定所述扭轉(zhuǎn)估算器矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述扭轉(zhuǎn)估算器配置成根據(jù)單位矩陣和所述權(quán)重因子矩陣相減來(lái)確定所述扭轉(zhuǎn)估算器矩陣。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述位置量傳感器配置成測(cè)量所述物體的豎直位置量。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測(cè)量系統(tǒng),其中所述測(cè)量系統(tǒng)包括至少4個(gè)位置量傳感器。
10.一種光刻設(shè)備,包括照射系統(tǒng),配置成調(diào)節(jié)輻射束;支撐件,構(gòu)造成支撐圖案形成裝置,所述圖案形成裝置能夠在輻射束的橫截面中將圖案賦予輻射束,以形成圖案化的輻射束;襯底臺(tái),構(gòu)造成保持襯底;投影系統(tǒng),配置成將所述圖案化的輻射束投影到所述襯底的目標(biāo)部分上,和根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的測(cè)量系統(tǒng),配置成測(cè)量所述支撐件、所述襯底臺(tái)和所述投影系統(tǒng)中的投影透鏡元件中的一個(gè)的位置量。
11.一種位置量測(cè)量方法,用于得出物體的位置量,所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一個(gè),所述測(cè)量方法包括步驟通過(guò)位置量傳感器提供位置量測(cè)量信號(hào);通過(guò)扭轉(zhuǎn)估算器估算所述物體的扭轉(zhuǎn);通過(guò)位置量計(jì)算器根據(jù)所述位置量測(cè)量信號(hào)來(lái)確定所述物體的位置量;和根據(jù)所估算的扭轉(zhuǎn)來(lái)校正所述物體的已確定的位置量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的位置量測(cè)量方法,其中將帶濾波器施加在所述位置量計(jì)算器的平行路徑中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的位置量測(cè)量方法,其中所述帶濾波器包括帶阻濾波器,所述方法包括在所述帶阻濾波器之前減去由所述扭轉(zhuǎn)估算器提供的經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)校正的位置量和在所述帶阻濾波器之后添加由所述扭轉(zhuǎn)估算器提供的經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)校正的位置量。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的位置量測(cè)量方法,其中所述帶濾波器包括帶通濾波器,所述帶通濾波器和所述扭轉(zhuǎn)估算器設(shè)置在所述位置量計(jì)算器的平行路徑中。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)所述的位置量測(cè)量方法,其中權(quán)重因子矩陣由期望的力學(xué)模型傳遞函數(shù)和所測(cè)量的力學(xué)模型傳遞函數(shù)的商來(lái)確定,扭轉(zhuǎn)估算器矩陣由所述權(quán)重因子矩陣在所述扭轉(zhuǎn)的頻帶中的實(shí)部的均值來(lái)確定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)量系統(tǒng)、方法和光刻設(shè)備。所述測(cè)量系統(tǒng)配置成得出物體的位置量,所述測(cè)量系統(tǒng)包括至少一個(gè)位置量傳感器,配置成提供各自的位置量測(cè)量信號(hào);位置量計(jì)算器,配置成由所述位置量測(cè)量信號(hào)確定所述物體的位置量,其中所述位置量計(jì)算器包括扭轉(zhuǎn)估算器,所述扭轉(zhuǎn)估算器配置成估算所述物體的扭轉(zhuǎn),所述位置量計(jì)算器配置成針對(duì)于所述估算的扭轉(zhuǎn)來(lái)校正所述物體的已確定的位置量。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102298269SQ20111016730
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者H·H·M·考克西, M·T·J·彼德?tīng)査? R·A·A·沃庫(kù)伊耶, T·A·馬塔爾, W·H·G·A·考恩 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司