对象定位系统、控制系统、光刻设备、对象定位方法和器件制造方法与流程

本申请要求2014年6月3日提交的欧洲申请14171005.3的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及对象定位系统、控制系统、光刻设备、用于定位对象的方法以及用于制造器件的方法。

背景技术：

光刻设备是一种向衬底上(通常向衬底的目标部分上)施加期望图案的机器。光刻设备可以用在例如集成电路(IC)的制造中。在这样的情况下，也可以使用被替选地称为掩模或掩模版的图案形成装置来生成要形成在IC的单个层上的电路图案。可以将这一图案转移到衬底(例如硅晶片)上的目标位置上(例如包括一个或若干管芯的部分)。图案的转移通常经由到被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上的成像。通常，单个衬底包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。传统的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中通过将整个图案一次暴露到目标部分上来对每个目标部分照射，在扫描器中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案同时平行于或者反平行于这一方向同步地扫描衬底来辐射每个目标部分。还能够通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转移到衬底。

光刻设备通常包括需要被精确地定位的一个或多个对象，诸如被构造成支撑图案形成装置的支撑件和/或被构造成保持衬底的衬底台。光刻设备因此优选地包括用于相对于基准来定位可移动对象的对象定位系统，包括：

–致动器系统，被配置成向对象施加力以便相对于基准来移动可移动对象；

–测量系统，被配置成测量对象相对于基准的位置；以及

–控制系统，被配置成通过驱动致动器系统基于测量系统的输出相对于基准来定位对象。

随着对更高的吞吐量的需求的不断增加，向对象施加的加速度也增加。这将导致对象的内部动态模式的激励，诸如扭转模式和保护伞(umbrella)模式。这些内部动态模式可以限制对象定位系统的能够获得的精确度。

技术实现要素：

期望提供一种具有改善的性能(即具有改善的精确度)的对象定位系统，特别是用于光刻设备。

根据本发明的实施例，提供了一种包括可移动对象、致动器系统和控制系统的对象定位系统。可移动对象相对于基准可移动。致动器系统被配置成在对象上的力施加位置向对象施加力，以便相对于基准来移动可移动对象。控制系统被配置成相对于基准定位对象的兴趣点。控制系统被配置成基于表示力施加位置与兴趣点之间的空间关系的参数来驱动致动器系统。参数取决于表示对象相对于基准的位置的另外的参数。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种被配置用于对象定位系统的控制系统。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种包括对象定位系统的光刻设备。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种用于定位对象的方法。方法包括以下步骤：

a)相对于基准定位对象的兴趣点；

b)在对象上的力施加位置向对象施加力；

c)基于力施加位置与兴趣点之间的空间关系施加力，其中空间关系取决于对象相对于基准的位置。

根据另外的实施例，提供了一种器件制造方法，其中利用对象定位系统。

附图说明

现在将参考示意性附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中，对应的附图标记表示对应的部分，并且其中：

–图1描绘根据本发明的一个实施例的光刻设备；

–图2示意性地描绘根据本发明的一个实施例的对象定位系统；

–图3描绘根据本发明的另一实施例的对象定位系统；

–图4描绘适合用于根据图3的对象定位系统的控制方案；

–图5描绘根据本发明的另外的实施例的对象定位系统；

–图6描绘图5的对象定位系统的一部分的俯视图；

–图7描绘适合用于根据图5和图6的对象定位系统的控制方案；

–图8更加详细地描绘图7的控制方案的实际实施例；以及

–图9描绘根据本发明的又一实施例的用于对象定位系统的控制方案。

具体实施方式

图1示意性地描绘根据本发明的一个实施例的光刻设备LA。该设备包括：

–照射系统(照射器)IL，其被配置成调节辐射束B(例如UV辐射或EUV辐射)。

–支撑结构(例如掩模台)MT，其被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接至第一定位器PM，第一定位器PM被配置成根据某些参数精确地定位图案形成装置；

–衬底台(例如晶片台)WTa或WTb，其被构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接至第二定位器PW，第二定位器PW被配置成根据某些参数精确地定位衬底；以及

–投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，其被配置成将图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。

照射系统IL可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件或者其任意组合。

本文中使用的术语“辐射束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有大约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5到20nm的范围内的波长)以及粒子束，诸如离子束或电子束。

支撑结构MT支撑图案形成装置PA，即承载图案形成装置PA的重量。支撑结构MT按照如下方式来保持图案形成装置MA，该方式取决于图案形成装置MA的方位、光刻设备的设计和其他条件，诸如例如图案形成装置MA是否被保持在真空环境中。支撑结构MT可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以是框架或台子，例如其可以根据需要是固定的或者可移动的。支撑结构MT可以确保图案形成装置MA在期望位置，例如相对于投影系统PS。本文中的术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被理解为与更加一般的术语“图案形成装置”同义。

本文中使用的术语“图案形成装置”应当广义地理解为指代能够用于使辐射束在其横截面中产生图案诸如以在衬底W的目标部分C中产生图案的任何设备。应当注意，赋予辐射束的图案可以没有精确地对应于衬底W的目标部分C中的期望图案，例如在图案包括相移特征或所谓的辅助特征的情况下。通常，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。

图案形成装置可以是透射性的或者反射性的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻工艺中众所周知，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移以及各种混合掩模类型的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，其中每个小反射镜可以被单独地倾斜以反射在不同方向上传入的辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中产生图案。

本文中使用的术语“投影系统”应当广义理解为包括任何类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、磁性、电磁和静电光学系统或其任意组合，这根据所使用的曝光辐射或者诸如浸没液体的使用或者真空的使用的其他因素视情况而定。本文中术语“投影透镜”的使用可以理解为与更加普通的术语“投影系统”同义。

如这里描绘的，该设备是透射类型(例如采用透射掩模)。替选地，该设备可以是反射类型(例如采用以上提及的类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射掩模)。

光刻设备可以是具有两个(两级)或多个衬底台(和/或两个或多个掩模台)或者一个衬底台和一个校准级的类型。在这样的“多级”机器中，可以并行地使用另外的台，或者可以在一个或多个台上执行预备步骤同时使用一个或多个其他台用于曝光。图1的示例中的两个衬底台WTa和WTb是对这种情况的说明。本文中公开的发明可以用独立方式来使用，但是特别地，其在单级或多级设备的预曝光测量级中可以提供另外的功能。

光刻设备也可以是如下类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对较高折射率的液体(例如水)覆盖以填充投影系统与衬底之间的空间。也可以向光刻设备中的其他空间，例如在掩模与投影系统之间，施加浸没液体。浸没技术在本领域公知用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”不表示结构(诸如衬底)必须被淹没在液体中，而仅表示液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。

参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。源和光刻设备可以是单独的实体，例如当源是准分子激光器时。在这样的情况下，不认为源形成光刻设备的一部分，并且辐射束在包括例如合适的引导反射镜和/或扩束器的光束传递系统BD的帮助下从源SO传递到照射器IL。在其他情况下，源可以是光刻设备的组成部分，例如在源是水银灯时。如果需要，源SO和照射器IL连同光束传递系统BD可以称为辐射系统。

照射器IL可以包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器AD。通常，能够调节照射器的光瞳面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ外部和σ内部)。另外，照射器IL可以包括各种部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以使其在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射在图案形成装置上并且被图案形成装置图案化，图案形成装置被保持在支撑结构(例如掩模台MT)上。穿过掩模MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位器PW和定位传感器IF(例如干涉测量设备、线性编码器或电容传感器)的帮助下，能够精确地移动衬底台WTa/WTb，例如以便在辐射束B的路径中定位不同目标部分C。类似地，可以使用第一定位器PM和另一位置传感器(其在图1中没有明确地描绘)来相对于辐射束B的路径精确地定位掩模MA，例如在从掩模库的机械获取之后，或者在扫描期间。通常，可以在形成第一定位器PM的一部分的长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精细定位)的帮助下来实现掩模台MT的移动。类似地，可以使用形成第二定位器PW的一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现衬底台WTa/WTb的移动。在步进器(与扫描器相对)的情况下，掩模台MT可以仅连接至短冲程致动器，或者可以固定。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。虽然图示的衬底对准标记占用专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(其成为划线对准标记)。类似地，在掩模MA上设置有多于一个管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。

可以在以下模式中的至少一个模式下使用描绘的设备：

1.在步进模式下，掩模台MT和衬底台WTa/WTb保持基本上静止，而被赋予辐射束的整个图案被一次投影到目标部分C上(即单个静态曝光)。然后在X和/或Y方向上平移衬底台WTa/TWb使得能够曝光不同的目标部分C。在步进模式下，曝光场的最大大小限制在单个静态曝光中成像的目标部分C的大小。

2.在扫描模式下，在将被赋予辐射束的图案投影到目标部分C上的同时同步地扫描掩模台MT和衬底台WTa/WTb(即单个动态曝光)。衬底台WTa/WTb相对于掩模台MT的速度和方向可以由投影系统PS的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式下，曝光场的最大大小限制单个动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.在另一模式下，掩模台MT基本上保持静止以保持可编程图案形成装置，并且在将被赋予辐射束的图案投影到目标部分C上的同时移动或扫描衬底台WTa/WTb。在这一模式下，通常，采用脉冲辐射源并且在每次移动衬底台WTa/WTb之后或者在扫描期间的连续的辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案形成装置。这一操作模式可以很容易地应用于无掩模光刻，其使用可编程图案形成装置，诸如以上提及的类型的可编程反射镜阵列。

也可以采用以上描述的使用模式的组合和/或变化或者完全不同的使用模式。

光刻设备LA是所谓的两级类型，其具有两个衬底台WTa和WTb以及两个站——曝光站和测量站——在其之间能够交换衬底台。在一个衬底台上的一个衬底在曝光站处被曝光的同时，另一衬底可以被加载到测量站处的另一衬底台上使得能够执行各种准备步骤。准备步骤可以包括使用水平传感器LS映射衬底的表面并且使用对准传感器AS测量对准标记在衬底上的位置。这实现了设备的吞吐量的显著增加。如果位置传感器IF不能够在测量站以及在曝光站处时测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在两个站处跟踪衬底台的位置。

该设备还包括光刻设备控制单元LACU，其控制所描述的各种致动器和传感器的所有运动和测量。LACU还包括信号处理和数据处理能力以实现与设备的操作有关的期望计算。实际上，控制单元LACU将被实现为很多子单元的系统，每个子单元处理实时数据获取、装置内的子系统或部件的处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于衬底定位器PW的伺服控制。单独的单元甚至可以处理粗略和精细制动器或者不同的轴。另一单元可以专用于位置传感器IF的读出。设备的整体控制可以由中央处理单元来控制，中央处理单元与这些子系统处理单元、与操作者并且与光刻制造工艺中涉及的其他装置通信。

如以上描述的，掩模台MT和衬底台WTa/WTb是可能需要相对于基准(例如投影系统PS)来(精确地)定位的光刻设备内的对象的示例。可定位的对象的另一示例是投影系统PS中的光学元件。

为了相对于光刻设备内的基准定位对象，光刻设备包括根据本发明的一个或多个对象定位系统，其将在下面更加详细地描述。虽然在本描述的其余部分中可以使用一般术语“对象”，然而应当清楚，这一术语可以在适当的情况下用衬底台WT、掩模台MT、光学元件、投影系统PS等来代替。

图2中示意性地描绘根据本发明的对象定位系统，并且该对象定位系统包括：

–要相对于基准RE(例如投影系统PS)来定位的对象OB，例如图1所示的衬底台WT或掩模台MT；

–致动器系统AS，其被配置成向对象OB施加力F以便相对于基准RE来移动对象OB；

–测量系统MS，其被配置成测量对象OB相对于基准RE的位置，测量系统MS可以包括一个或多个传感器，例如图1的位置传感器IF；

–控制系统CS，其被配置成通过驱动致动器系统AS基于测量系统MS的输出OP相对于基准RE定位对象OB的兴趣点。

在图2中，致动器系统AS被示出为在对象OB与基准RE之间施加力F，然而，就其本身而言不一定向基准RE施加力F。为了最小化由于所施加的力F产生的干扰，可以提供所谓的单独的力框架，其从基准RE去耦合以向对象OB施加力F而不干扰由测量系统MS所使用的基准RE，从而确定对象OB相对于基准RE的位置。

在图2中，示出了用于测量对象OB相对于基准RE的位置的测量系统MS。虽然图2可以建议执行直接测量，然而也有可能，测量系统被配置成测量对象相对于另一结构的位置。测量系统MS可以被认为测量对象在一个或多个自由度中相对于基准RE的位置，只要这一位置能够根据测量系统MS的输出OP导出。能够由测量系统MS来测量的自由度的示例是X方向、垂直于X方向的Y方向、以及绕着垂直于X和Y方向二者的轴(通常称为Z方向)的转动方向Rz。输出OP可以是表示对象OB相对于基准RE的位置的任何类型的测量信号。

控制系统CS可以是也在图1中描绘的光刻设备控制单元LACU的一部分。下面给出图2的控制系统CS的示例性实施例。

图3示意性地描绘根据本发明的用作对象OB的衬底台WTa。衬底台WTa被配置成支撑衬底W。图3还描绘衬底W的俯视图，其示出了若干目标部分C。

图3进一步描绘了被配置成将辐射束B聚焦到衬底W的目标部分C上的投影系统PS的一部分。待由辐射束B照射的衬底W的目标部分C被认为是兴趣点POI。在本实施例中，衬底W上有多个目标部分C并且通过在晶片上按照移动图案扫描辐射束而使用辐射束连续地照射目标部分C，比如该移动图案如在衬底W的俯视图中使用虚线DL所示出。因此，在本实施例中，兴趣点POI不是对象OB上的静止位置，而是在衬底W上的扫描期间不停地变化。

图3还描绘了作为测量系统的一部分的传感器SE，测量系统测量衬底W的位置并且因此间接地测量衬底台WTa的位置。传感器SE包括传感器头部SH，其具有用于朝着衬底W发射辐射束RB的辐射源。辐射束RB在衬底W的表面朝着检测器DE被反射，检测器DE处理传入的反射辐射束以导出衬底W的位置。该表面例如可以包括光栅(未示出)以使得能够根据光栅、传感器头部SH和检测器DE的类型和配置来确定衬底在X方向、Y方向和/或Z方向上的位置。

图3中的传感器SE的一个优点在于，在基本上是在兴趣点POI处的测量位置ML处测量衬底W的位置。这表示通过向衬底台WTa施加力而引起的衬底台WTa的任何形变由测量系统在兴趣点POI处测量，并且因此在考虑兴趣点POI处的形变与测量位置ML处的形变之间的差异的情况下，也不需要任何校正，因为不存在任何这样的差异。

替选地，传感器SE可以配置成在与由衬底台WTa支撑衬底W的侧相对的侧来测量对象OB的位置，使得测量位置在兴趣点POI正下方。在这样的传感器的实施例中，在对象OB的底部设置有与编码器头部协作的光栅。

致动器系统(图3中未示出)用于精确地移动衬底台WTa并且因此精确地移动衬底W，从而在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。这一致动器系统因此在力施加位置FL向衬底台WTa至少施加力F。在图3的示例中，力施加位置FL相对于衬底台WTa静止。

由于兴趣点POI在衬底W上移动，由力F引起的兴趣点POI处的衬底台WTa的形变取决于衬底台WTa的位置，或者换言之，力施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系取决于衬底台WTa相对于基准RE的位置。空间关系可以包括力施加位置与兴趣点之间的柔量。柔量可以指示由于向力施加位置FL施加的力F产生的衬底台WTa的形变所引起的兴趣点POI相对于力施加位置FL的位移的量。

虽然在本具体实施例中，空间关系的位置依赖性由兴趣点POI相对于静止的力施加位置FL的位置的变化引起，然而还可以设想如下实施例：其中空间关系的位置依赖性由力施加位置FL相对于静止的兴趣点POI的位置的变化而引起。另外，还存在如下实施例：其中兴趣点POI和力施加位置FL都随着对象的位置而变化。如果力施加位置FL与兴趣点POI之间的相互间隔不变，则认为力施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系也取决于对象OB的位置，但是力施加位置FL和兴趣点POI在对象OB上的位置都取决于对象OB的位置，因为对于对象OB的不同位置，由于在力施加位置FL处施加的力而产生的兴趣点POI处的行为不同。

图4描绘表示根据本发明的实施例的对象定位系统的框图，特别适合用于图3所示的实施例。框图包括框P，其表示待定位的对象OB的实际行为并且包括向对象OB施加力以便相对于基准RE来移动对象OB的致动器系统的行为。

对象的位置由测量系统MS来测量，并且测量系统MS的输出OP被提供给控制系统CS。控制系统CS包括用于生成表示兴趣点POI在对象上的期望位置的设置点信号SPS的设置点生成器SPG。

控制系统CS进一步包括被配置成基于设置点信号SPS来生成前馈信号SFF的前馈系统FFS以及被配置成基于设置点信号SPS和测量系统MS的输出OP来生成反馈信号SFB的反馈系统FBS。

控制系统CS将前馈信号SFF和反馈信号SFB组合成驱动信号DS以驱动框P的致动器系统。

本发明基于以下见解：由于对象OB的灵活性，向对象OB施加力将引起对象OB形变并且从而可以根据激励模式和兴趣点POI的位置来改变兴趣点POI的位置，使得兴趣点POI与无限刚性对象相比没有根据预期运行。因此，发明人已经发现，假定无限刚性对象，基于设置点信号SPS施加前馈信号SFF将由于对象OB的实际形变而导致设置误差增加。

为了避免这些增加的设置误差，本发明使用取决于力施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系的前馈信号SFF，其中空间关系取决于对象OB相对于基准RE的位置，如以上所示。因此，以这一方式，前馈信号SFF将对象OB的柔量考虑在内，使得兴趣点POI更加接近设置点信号SPS表示的期望位置并且因此改善定位的精确度并且减小设置误差和时间。

在一个实施例中，这可以通过使用前馈系统FFS中的取决于对象OB相对于基准RE的实际位置的参数来实现，在这种情况下，测量系统MS的输出OP也用作前馈系统FFS的输入。然而，为了避免稳定性问题，优选的是，参数取决于对象OB的期望位置并且因此也出于这一目的使用设置点信号SPS作为前馈系统FFS的输入。

图5示意性地描绘根据本发明的另一实施例的对象定位系统并且示出了类似于图1的衬底台WTa的对象OB、用于通过在力施加位置FL处施加力F来相对于基准RE移动对象的致动器系统AS以及用于在测量位置ML测量对象OB相对于基准RE的位置的测量系统MS。

衬底台WTa被配置成支撑衬底W。辐射束B通过投影系统PS被聚焦在衬底W的目标部分上，使得待照射的目标部分的位置是衬底W的兴趣点POI并且因此是对象OB。

图6描绘支撑衬底W的对象OB的俯视图。在本视图中，衬底W被示出为具有要被连续照射的多个目标部分C，这比如通过以虚线DL表示的图案在投影系统PS下方移动衬底W。为了根据图案DL来移动对象OB，必须在X和Y两个方向上都移动对象OB并且因此也需要在这些方向上测量对象OB的位置。

图6还示出，测量系统包括用于测量对象OB在X方向上的位置的第一传感器SE1以及用于测量对象OB在Y方向上的位置的第二传感器SE2。传感器SE1、SE2都相对于基准RE静止并且将相应测量束MB1、MB2朝向对象引导，使得它们在对象OB上定义相应测量位置ML1和ML2，这些测量位置ML1、ML2随着对象的位置变化。比如，在X方向上移动对象OB可以在X方向上沿着对象OB移动测量位置ML2。在Y方向上移动对象OB时，这适用于测量位置ML1。

将力F作为输入施加到对象OB可以激励对象OB的内部动态模式从而导致对象OB的形变。由于不是在兴趣点POI中，而是在测量位置ML1、ML2处测量对象OB的位置，所以所测量的形变可能不对应于兴趣点POI处的形变，从而导致位置不精确。

另外，兴趣点POI和测量位置ML1、ML2随着对象OB的位置而变化，使得由致动器系统AS引起的形变也变化。因此，力施加位置FL与测量位置ML1、ML2之间的空间关系以及力施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系取决于对象OB相对于基准RE的位置。因此，力施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系和力施加位置FL与测量位置ML1、ML2之间的空间关系之间的差异(其表示测量位置ML1、ML2处的形变与兴趣点POI处的形变的差异)也可以取决于对象OB相对于基准RE的位置。

图7描绘表示根据本发明的一个实施例的对象定位系统的框图，特别适合用于图5和图6所示的实施例。框图包括框P，其表示待定位的对象OB的实际行为并且包括向对象OB施加力F以便相对于基准RE移动对象OB的致动器系统AS的行为。

对象OB的位置用测量系统MS来测量并且测量系统MS的输出OP被提供给控制系统CS。控制系统CS包括用于生成表示兴趣点POI在对象OB上的期望位置的设置点信号SPS的设置点生成器SPG。

控制系统CS还包括被配置成基于设置点信号SPS来生成前馈信号SFF的前馈系统FFS，以及被配置成基于设置点信号SPS和测量系统MS的输出OP来生成反馈信号SFB的反馈系统FBS。

控制系统CS将前馈信号SFF和反馈信号SFB组合成驱动信号DS以驱动框P的致动器系统AS。

由于对象OB的灵活性，将力F作为输入施加到对象OB可以引起对象OB形变并且从而可以根据激励模式和兴趣点POI的位置改变兴趣点POI的位置，使得兴趣点POI与无限刚性对象相比没有根据预期运作。因此，假定无限刚性对象，基于设置点信号SPS施加前馈信号SFF将由于对象OB的形变而导致设置误差增加。

为了避免这些增加的设置误差，本发明使用取决于表示力表示施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系的参数的前馈信号SFF，其中空间关系取决于对象OB相对于基准RE的位置，如以上所示。因此，以这一方式，前馈信号SFF将对象OB的柔量考虑在内，使得兴趣点POI的测量位置更好地跟随设置点信号SPS并且因此改善定位的精确度。

在一个实施例中，这可以通过使用前馈系统FFS中的取决于对象OB相对于基准RE的实际位置的至少一个另外的参数来实现，使得测量系统MS的输出OP也用作前馈系统FFS的输入。然而，为了避免稳定性问题，优选的是，参数取决于对象OB的期望位置并且因此也出于这一目的使用设置点信号SPS作为前馈系统FFS的输入。

控制系统CS还包括校正系统COS，校正系统COS被配置成基于前馈信号SFF以及力施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系和力施加点FL与测量位置ML1、ML2之间的空间关系之间的差异来向反馈系统FBS提供校正信号SCO，其中差异取决于对象OB相对于基准RE的位置。

在一个实施例中，这可以通过使用校正系统COS中的取决于对象OB相对于基准RE的实际位置的至少一个另外的参数来实现，使得测量系统MS的输出OP也用作校正系统COS的输入。然而，为了避免稳定性问题，优选的是，参数取决于对象OB的期望位置并且因此出于这一目的使用设置点信号SPS作为校正系统COS的输入。

因此，前馈系统FFS将对象OB的柔量考虑在内，并且因此将通过在力施加位置FL施加力F而引起的兴趣点POI处的形变考虑在内，并且校正系统COS将兴趣点POI处的形变与在相应测量位置ML1、ML2处测量的形变之间的差异考虑在内。

图8描绘图7的控制系统CS的更加实际的实现。前馈系统FFS比如可以限于最多4阶，也称为急动前馈。当兴趣点POI的期望位置被称为SPS时，作为期望位置SPS的函数的前馈信号SFF可以被计算为：

SFF/SPS＝ms²-m²s⁴C_poi(SPS)

其中s是拉普拉斯变换的复自变量，m是对象OB的质量。C_poi是表示力施加位置FL与兴趣点POI之间的依赖于位置的柔量的参数。

作为前馈信号SFF的函数的校正信号SCO可以如下描述：

SCO/SFF＝C_poc(SPS)-C_poi(SPS)

其中C_poc是表示力施加位置FL与测量位置ML1、ML2之间的依赖于位置的柔量的参数，C_poi是表示力施加位置FL与兴趣点POI之间的依赖于位置的柔量的参数。

以上函数已经在图8中实现以形成前馈系统FFS和校正系统COS。

参数C_poc和/或C_poi可以使用有限元模型或者任何其他嵌入式计算模型来确定。

图9描绘一个替选实施例，其中C_poc和C_poi通过替选方式而非使用有限元模型或其他计算模型来确定。图9的控制系统使用具有观测器OBS的校正系统COS，观测器OBS包括对象的动态模型，用于基于作为到对象的输入的驱动信号DS以及测量系统MS的输出OP来估计对象的内部动态行为，输出OP经由信号e和增益L被提供给观测器OBS，这将在下面更加详细地解释。

本实施例中的观测器OBS还包括测量系统MS的模型并且输出对应于测量系统MS的输出OP的估计输出EOP。由于对象的实际动态行为与向对象施加的动态模型和/或外部干扰之间的差异，估计输出EOP可以不同于实际输出OP。信号e是输出OP与估计输出EOP之间的差异。误差信号e经由增益L被反馈给观测器OBS以补偿差异，从而使得估计输出EOP与输出OP一致。

观测器OBS的动态模型包括力施加位置FL与测量位置(ML，ML1，ML2)之间的空间关系和力施加位置FL与兴趣点POI之间的空间关系对对象的位置的依赖性。

可以用以下状态空间估计等式来表示观测器OBS的动态模型：其中用参考标号x_OBS来表示观测器OBS的状态并且用矩阵A'、B'和C'来表示工厂(plant)P和测量系统MS的动态模型：

EOP＝C′·x_OBS＝＞输出等式

项L(OP-EOP)是校正项，其帮助减小由于动态模型与实际系统P、MS之间的差异而产生的效应，例如分别在动态模型的A'和B'矩阵与实际系统的A和B矩阵之间存在不符的情况下。矩阵L用作加权矩阵。

可以通过提供取决于对象的位置的输出等式的至少一个系数(在这种情况下是矩阵C'的至少一个系数)来包括所观察的内部动态行为的位置依赖性。

这可以用C'(p)来表示，其中p是在至少一个自由度中的对象的位置。位置p可以是对象的测量位置OP，或者可以是设置点信号SPS。设置点信号SPS，作为输出等式所依赖的位置p，具有获得最稳定的系统的优点。

在一个实施例中，加权矩阵L也取决于在至少一个自由度中的对象的位置。因此，等式可以写为：

EOP＝C′(P)，x_OBS＝＞输出等式

当e＝OP-EOP时，以下误差等式可以用公式表示为：

使得输出等式以及加权矩阵二者取决于对象的位置的优点在于：给定A'和C'(p)，可以选择L(p)使得(A’-L(p)*C’(p))的特征值恒定，这表示误差行为独立于对象的位置。

当观测器OBS的状态已知时，可以导出兴趣点POI的位置以及测量位置ML的位置，从而确定通过在力施加位置FL处将力F作为输入施加到对象OB而引起的估计的形变dPOI、dML，其可以用于校正反馈系统FBS以改善对象定位系统的精确度。

使用观测器OBS确定校正信号SCO的一个优点在于：在确定校正信号SCO时将对象的实际行为考虑在内，使得还可以校正干扰。

虽然在本文中可以具体参考IC制造中的光刻设备的使用，然而应当理解，本文中描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成的光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。技术人员应当理解，在这样的替选应用的上下文中，本文中术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以被理解为分别与更加一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后被处理，例如通过轨道(通常向衬底施加抗蚀剂层并且对曝光的抗蚀剂显影的工具)、量测工具和/或检查工具。在适当的情况下，本文中的公开内容可以应用于这样的和其他的衬底处理工具。另外，可以将衬底处理多于一次，例如以便产生多层IC，使得本文中使用的术语衬底还可以指代已经包含多个已处理层的衬底。

虽然以上已经具体参考了本发明的实施例在光学光刻上下文中的使用，然而应当理解，本发明可以用在其他应用中，例如压印光刻，并且在上下文许可的情况下，不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑结构定义在衬底上产生的图案。图案形成装置的拓扑结构可以被按压到向衬底供应的抗蚀剂层中，从而通过施加电磁辐射、热量、压力或其组合来固化抗蚀剂。将图案形成装置从抗蚀剂移除，以在固化抗蚀剂之后在其中留下图案。

虽然以上已经描述了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以不同于所描述地来实践本发明。例如，以上描述的控制系统可以采用包含机器可读指令的一个或多个序列的计算机程序的形式。

以上描述意图说明而非限制。因此，本领域技术人员应当清楚，可以在不偏离以下给出的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明做出修改。