在光刻术中的物体定位的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年10月30日提交的美国临时申请61/897,693的权益，并且该美 国临时申请通过引用被全部并入本文。
技术领域
[0003] 本发明设及物体定位系统、包括该物体定位系统的光刻设备、物体定位方法和用 于制造器件的方法。
【背景技术】
[0004] 光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上） 的机器。例如，可W将光刻设备用在集成电路（IC)的制造中。在运种情况下，可W将可选地 称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可W将 该图案转移到衬底(例如，娃晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管忍、一个或多个管忍） 上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的福射敏感材料(抗蚀剂)层上。 通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。传统的光刻设备包括:所谓 步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来福射每一个目标 部分；W及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过福射束沿给定方向（"扫描"方向）扫描所述图 案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来福射每一个目标部分。还 可W通过将所述图案压印到所述衬底上，来将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬 底上。
[0005] 光刻设备通常包括需要精确地定位的一个或多个物体，例如被构造为支撑图案形 成装置的支撑件和/或被构造为保持衬底的衬底台。因此，光刻设备通常包括用于定位物体 的物体定位系统，其中物体定位系统包括:具有一个或多个传感器的测量系统，用于测量物 体相对于参照物在一个或多个自由度上的位置;具有一个或多个致动器的致动器系统，用 于定位物体;和控制系统，所述控制系统被配置用于依赖于测量系统的输出和代表物体的 期望位置的设定点来驱动致动器系统。
[0006] 随着日益增大的对更高生产量的需求，施加在物体上的加速度也在增大。运将导 致激发物体的内动态模式，例如扭转模式和伞模式(umbrella mode)。当内动态模式是相对 低频并且可被测量系统观测到时，它们可能限制闭环的物体定位系统的可获得的带宽，并 且因而限制物体定位系统的性能，即速度和精度。
[0007] 另一个缺点是取决于测量系统的类型，对于物体的不同位置内动态行为可能被测 量系统不同地观测。因此，控制设计基于最坏情景，W便对物体的所有位置都是稳定可靠 的，运甚至进一步限制了可获得的带宽。
【发明内容】
[000引期望提供尤其是用于光刻设备的具有改进的性能（即，具有更高的带宽）的物体定 位系统。
[0009] 根据本发明的实施例，提供了一种物体定位系统，包括:待定位的物体;具有一个 或多个传感器的测量系统，用于测量物体相对于参照物在一个或多个自由度上的位置;具 有一个或多个致动器的致动器系统，用于定位物体;控制系统或控制器，所述控制系统或控 制器被配置用于依赖于测量系统的输出和代表物体的期望位置的设定点驱动致动器系统， 其中测量系统的每个传感器具有相关联的在物体上的测量区域，物体相对于参照物在一个 或多个自由度上的位置被测量，其中物体上的至少一个测量区域的位置取决于物体在至少 一个自由度上的位置，其中控制系统包括具有物体的动态模型的观测器，W基于对物体的 输入和测量系统的输出估计物体的内动态行为，其中动态模型包括至少一个测量区域的位 置对物体在至少一个自由度上的位置的依赖性，并且其中控制系统同样被进一步配置用于 依赖于观测器的输出来驱动致动器。
[0010] 根据另一个实施例，提供了一种光刻设备，包括根据本发明的实施例的物体定位 系统。
[0011] 根据再一个实施例，提供了一种用于定位物体的方法，包括：
[0012] a.提供具有一个或多个传感器的测量系统，用于测量物体相对于参照物在一个或 多个自由度上的位置，其中测量系统的每个传感器具有相关联的在物体上的测量区域，物 体相对于参照物在一个或多个自由度上的位置被测量，并且其中物体上的至少一个测量区 域的位置取决于物体在至少一个自由度上的位置，
[0013] b.提供具有一个或多个致动器的致动器系统，用于定位物体；
[0014] C.提供代表物体的期望位置的设定点；
[0015] d.提供物体的动态模型W估计物体的内动态行为，其中动态模型包括至少一个测 量区域的位置对物体在至少一个自由度上的位置的依赖性；
[0016] e.通过给物体提供输入和给动态模型提供由测量系统所测量的物体的位置来使 用动态模型估计物体的内动态行为；
[0017] f.在考虑内动态行为的同时，基于设定点和由测量系统所测量的物体的位置使用 致动器系统定位物体。
[0018] 根据本发明的又一个实施例，提供了一种器件制造方法，其中使用根据本发明的 物体定位系统。
【附图说明】
[0019] 现在将仅通过示例的方式，参考所附示意图来描述本发明的实施例，在所附示意 图中，对应的参考标记指示对应的部件，并且在所附示意图中：
[0020] 图1示出根据本发明的实施例的光刻设备；
[0021] 图2示意性地示出根据本发明的实施例的物体定位系统；
[0022] 图3更详细地示出可应用于根据本发明的实施例的物体定位系统的测量系统；
[0023] 图4更详细地示出可应用于根据本发明的实施例的物体定位系统的另一个测量系 统；
[0024] 图5示出用于根据本发明的实施例的物体定位系统的控制方案；
[0025] 图6更详细地示出可应用于根据本发明的实施例的物体定位系统的观测器；
[0026] 图7示出用于根据本发明的另一个实施例的物体定位系统的具有测量补偿的控制 方案;功及
[0027] 图8示出用于根据本发明的再一个实施例的物体定位系统的具有有源阻尼的控制 方案。
【具体实施方式】
[0028] 图1示意性地示出根据本发明的实施例的光刻设备LA。所述设备包括：照射系统 (照射器)IL，配置用于调节福射束B(例如，UV福射或EUV福射）；支撑结构或图案形成装置支 撑件(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据特定的 参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连;衬底台（例如晶片台）WTa或WTb,构 造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据特定的参数精确地定位 衬底的第二定位装置PW相连;和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS 配置用于将由图案形成装置MA赋予福射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一 根或更多根管忍)上。
[0029] 所述照射系统可W包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁 型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，W引导、成形、或控制福射。
[0030] 所述支撑结构支撑图案形成装置，即承载所述图案形成装置的重量。支撑结构W 依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计W及诸如图案形成装置是否保持在真空环境 中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可W采用机械的、真空的、静电的或 其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可W是框架或台，例如，其可W根据需要 成为固定的或可移动的。所述支撑结构可W确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相 对于投影系统）。在运里任何使用的术语"掩模版"或"掩模"都可W认为与更上位的术语"图 案形成装置"同义。
[0031] 运里所使用的术语"图案形成装置"应该被广义地理解为表示能够用于将图案在 福射束的横截面上赋予福射束、W便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意， 被赋予福射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案 包括相移特征或所谓辅助特征）。通常，被赋予福射束的图案将与在目标部分上形成的器件 中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
[0032] 图案形成装置可W是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编 程反射镜阵列W及可编程LCD面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类 型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编 程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可W独立地倾斜，W便沿 不同方向反射入射的福射束。所述已倾斜的反