專利名稱：用于阻尼物體的方法、主動阻尼系統(tǒng)以及光刻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于阻尼物體的方法、主動阻尼系統(tǒng)以及光刻設(shè)備。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。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模 或掩模版的圖案形成裝置用于生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案?？梢詫⒃搱D案 轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。 通常，圖案的轉(zhuǎn)移是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進行 的。通常，單獨的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包 括所謂步進機，在所述步進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一 個目標部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向("掃描"方向) 掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標部 分。也能夠以通過將圖案壓印(imprinting)到襯底的方式從圖案形成裝置將圖案轉(zhuǎn)移到 襯底上。 在已知的光刻設(shè)備中，提供了所謂的量測框架或量測架(metroframe)。這種量測 框架通常用作移動被支撐在圖案形成裝置支撐件上的圖案形成裝置和被支撐在襯底支撐 件上的襯底的參考框架。另外，將這種量測框架用于支撐光刻設(shè)備的投影系統(tǒng)，使得相對于 量測架將投影系統(tǒng)保持在大致靜止的位置上。 量測架位于由底架支撐的已知的光刻設(shè)備中，該底架被配置以放置到地面上，例 如地板上。為了防止或至少降低底架上的振動(例如源自地板或在圖案形成裝置支撐件或 襯底支撐件的致動器被傳送到量測架上時)，由主動阻尼系統(tǒng)來支撐量測架。主動阻尼系統(tǒng) 典型地包括在底架和量測架之間的三個空氣底座(mount)，每個底座包括將量測架保持在 期望位置上的致動器。提供傳感器以測量各個空氣底座的位置參量，例如位置、速度或加速 度。 圖1顯示出現(xiàn)有技術(shù)中的主動空氣底座系統(tǒng)，包括用于支撐投影系統(tǒng)PS的量測架 MF的三個主動空氣底座AM1、AM2、AM3。每個空氣底座包括至少一個傳感器以測量各個空氣 底座的位置參量，例如速度?；谶@些測量(zl、 z2、 z3)，可以測量投影系統(tǒng)沿大致相同的 方向在三個位置處的速度。通過使用具有轉(zhuǎn)換矩陣T的轉(zhuǎn)換裝置，在與由量測架支撐的物 體結(jié)合的量測架的重心作為坐標系統(tǒng)的原點的情形下，可以將單個傳感器信號解耦成邏輯 坐標或自由度(z、Rx、Ry)。 對于每個邏輯坐標，提供控制裝置Cz、 Crx、 Cry，其基于各個邏輯坐標中的速度為 各個方向提供了控制信號Fz、Frx、Fry。在第二轉(zhuǎn)換裝置中，為主動空氣底座AM1、AM2、AM3 的各個致動器提供了用于將控制信號轉(zhuǎn)換成致動器信號F1、F2、F3的逆轉(zhuǎn)換矩陣T-l。
這樣，產(chǎn)生了主動阻尼，其允許在示出的至少三個方向上阻尼量測架的運動。主動 阻尼系統(tǒng)還可以被配置以控制不同數(shù)量的自由度。例如，通過在每個空氣底座上測量兩個方向上的速度，可以以6個自由度對投影系統(tǒng)進行主動阻尼。通常，相對于使與由量測架支撐的物體結(jié)合的量測架的重心作為坐標系統(tǒng)原點的邏輯坐標，進行阻尼。其它的原點位置也是可以的。當以絕對的方式測量速度時，例如相對于固定的地球系，與相對于底架對它進行測量相反，這種阻尼還稱作為天棚(skyhook)阻尼。 天棚阻尼性能是由其帶寬來確定的。帶寬受量測架共振的限制。例如，已知的光刻設(shè)備的量測架的最低共振頻率低至150Hz，這是由于可利用的建筑空間受限。通過使用上述的阻尼控制系統(tǒng)以能夠產(chǎn)生足夠大的帶寬，例如約30Hz的阻尼共振模式(mode)，應當能夠處理150Hz的量測架共振。 通常，量測架共振限制了天棚阻尼的性能，導致有限地減小了由量測架運動引起
的重疊誤差。

發(fā)明內(nèi)容
期望提供一種用于對由兩個或更多個主動底座支撐的物體進行阻尼的方法，和一
種用于阻尼物體的主動阻尼系統(tǒng)，其中，可以改善阻尼性能，尤其是提高阻尼控制系統(tǒng)的帶
寬o 根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種以兩個或更多個自由度阻尼物體的方法，該方法包括以下步驟提供多變量控制系統(tǒng)，該多變量控制系統(tǒng)包括位置參量測量系統(tǒng)，以在兩個或更多個測量位置測量位置參量；控制器裝置，配置以基于所測量的位置參量將控制信號提供給安裝到物體上的兩個或更多個致動器，該控制器裝置包括提取器裝置，以針對至少一個自由度從所測量的位置參量提取用于物體的兩個不同的動態(tài)模式的測量信號，以及用于每個動態(tài)模式的控制器單元，兩個或更多個致動器的控制信號基于至少一個自由度的每一動態(tài)模式的控制器單元的輸出信號，在所述兩個或更多個測量位置中的每一個處測量位置參量；從所測量的位置參量提取每個動態(tài)模式的測量信號；將動態(tài)模式的所述測量信號供給與各個所述動態(tài)模式相關(guān)聯(lián)的控制器裝置的控制器單元，所述控制器單元基于各個所述測量信號為每個動態(tài)模式提供輸出信號；將控制信號提供給所述兩個或更多個致動器，所述控制信號基于一個或更多個控制器單元的輸出信號。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種主動阻尼系統(tǒng)，其以兩個或更多個自由度阻尼物體，所述主動阻尼系統(tǒng)包括兩個或更多個致動器，其被連接至所述物體；位置參量測量系統(tǒng)，以在兩個或更多個測量位置處測量所述物體的位置參量；和多變量控制系統(tǒng)，其包括控制器裝置，該控制器裝置被配置以基于所測量的位置參量將控制信號提供給所述兩個或更多個致動器，其中所述控制器裝置包括提取裝置，其用于針對至少一個自由度從所測量的位置參量提取用于所述物體的兩個不同動態(tài)模式的測量信號，和控制器單元，其用于每個動態(tài)模式和用于每個自由度，用于所述兩個或更多個致動器中的至少一個致動器的所述控制信號基于由至少一個自由度的每個動態(tài)模式的控制器單元的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種光刻設(shè)備，包括照射系統(tǒng)，其被配置以調(diào)節(jié)輻射束；支撐件，其被構(gòu)造以支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠在其橫截面上將圖案賦予給所述輻射束以形成圖案化的輻射束；襯底臺，其被構(gòu)造以保持襯底；投影系統(tǒng)，其被配置以將所述圖案化的輻射束投影到所述襯底的目標部分上；和主動阻尼系統(tǒng)，其以兩個或更多個自由度阻尼物體，所述主動阻尼系統(tǒng)包括兩個或更多個致動器，其被連接至所述物體上；位置參量測量系統(tǒng)，用于在兩個或更多個測量位置處測量所述物體的位置參量； 和多變量控制系統(tǒng)，其包括控制器裝置，該控制器裝置被配置以基于所測量的位置參量將 控制信號提供給所述兩個或更多個致動器，其中，所述控制器裝置包括提取器裝置，用于 針對至少一個自由度從所測量的位置參量提取用于所述物體的兩個不同的動態(tài)模式的測 量信號，和控制器單元，其用于每個動態(tài)模式和用于每個自由度，用于所述兩個或更多個致 動器中的至少一個的所述控制信號基于至少一個自由度的每個動態(tài)模式的控制器單元的 輸出信號。


下面僅通過示例的方式，參考示意性附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，其中示意 性附圖中相應的參考標記表示相應的部件，在附圖中 圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中的配置以對光刻設(shè)備的量測架進行阻尼的主動阻尼系統(tǒng)；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含主動阻尼系統(tǒng)的光刻設(shè)備；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的主動阻尼系統(tǒng)；
圖4示出量測架的模型； 圖5示出施加到量測架上的扭矩Frx和在同一方向Rx上產(chǎn)生的運動之間的關(guān)系 的伯德圖(Bode plot)。 圖6a示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個自由度的控制方案； 圖6b示出在圖6a中的控制方案中的剛性體模式測量信號的伯德圖； 圖6c示出在圖6a中的控制方案中的彎曲模式測量信號的伯德圖；禾口 圖7示出配置用于從兩個空氣底座的測量位置z 1 、 z2提取兩個不同的動態(tài)模式的
測量信號rxl、 rx2的提取矩陣D。
具體實施例方式
圖2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設(shè)備。所述光刻設(shè)備包括照 射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(例如，紫外(UV)輻射或任何適合的其它的 深紫外(DUV)輻射)；圖案形成裝置支撐件或支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其構(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MA 的第一定位裝置PM相連。所述設(shè)備還包括襯底臺(例如晶片臺)WT或"襯底支撐件"，其構(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W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，其配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C(例 如包括一根或多根管芯)上。 照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學部件，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部件、或其任意組合，以引導、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MA的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計以
及諸如圖案形成裝置MA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MA。
所述圖案形成裝置支撐件可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形
成裝置MA。所述圖案形成裝置支撐件可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動的。所述圖案形成裝置支撐件可以確保圖案形成裝置MA位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術(shù)語"掩模版"或"掩模"都可以認為與更上位的術(shù)語"圖案形成裝置"同義。 這里所使用的術(shù)語"圖案形成裝置"應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、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應當注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標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的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。 圖案形成裝置MA可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置MA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。可編程反射鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，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"投影系統(tǒng)"應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系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使
用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真空之類的其它因素所適合的。這
里使用的術(shù)語"投影透鏡"可以認為是與更上位的術(shù)語"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(雙臺)或更多襯底臺或"襯底支撐件"(和/或兩
個或更多的掩模臺或"掩模支撐件")的類型。在這種"多臺"機器中，可以并行地使用附加
的臺或支撐件，或可以在一個或更多個臺或支撐件上執(zhí)行預備步驟的同時，將一個或更多
個其它臺或支撐件用于曝光。 光刻設(shè)備還可以是這種類型，其中襯底的至少一部分被相對高折射率的液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體還可應用至光刻設(shè)備的其它空間，例如在掩模和投影系統(tǒng)之間。浸沒技術(shù)可以用于提高投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。在此處所使用的術(shù)語"浸沒"并不是指結(jié)構(gòu)(例如襯底)必須浸在液體中，而是僅指液體在曝光期間位于投影系統(tǒng)和襯底之間。 參照圖2，所述照射器IL接收從輻射源S0發(fā)出的輻射束。該源S0和所述光刻設(shè)備可以是分立的實體(例如當該源為準分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源SO考慮成形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(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S0可以是所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當所述源是汞燈時)?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時設(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度分布的調(diào)整器AD。通常，可以對所述照射器IL的光瞳平面中的強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o-外部和o-內(nèi)部)進行調(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C0。可以將所述照射器IL用于調(diào)節(jié)所述輻射束B，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。 所述輻射束B入射到保持在圖案形成裝置支撐件(例如，掩模臺)MT上的所述圖 案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過所述圖案形成裝置MA來形成圖案。已經(jīng)穿過圖 案形成裝置(例如掩模)MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS將輻射 束B聚焦到所述襯底W的目標部分C上。通過第二定位裝置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，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將 不同的目標部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之 后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(圖2中未明確示出) 用于相對于所述輻射束B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 形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的 幫助來實現(xiàn)圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺)MT的移動。類似地，可以采用形成所述第 二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT或"襯底支撐件" 的移動。在步進機的情況下(與掃描器相反)，圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺)MT可以 僅與短行程致動器相連，或者可以是固定的?？梢允褂脠D案形成裝置對準標記M1、M2和襯 底對準標記P1、P2來對準圖案形成裝置(例如掩模)MA和襯底W。盡管所示的襯底對準標 記占據(jù)了專用目標部分，但是它們可以位于目標部分之間的空間(這些公知為劃線對齊標 記)中。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在掩模MA上的情況下，所述圖案形成裝置對準 標記可以位于所述管芯之間。 所示的設(shè)備可以用于以下模式中的至少一種中 1.在步進模式中，在將圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺)MT或"掩模支撐件"和 襯底臺WT或"襯底支撐件"保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束B的整個圖案一次 投影到目標部分C上(g卩，單一的靜態(tài)曝光)。然后，將所述襯底臺WT或"襯底支撐件"沿 X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸 限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。 2.在掃描模式中，在對圖案形成裝置支撐件(例如掩模臺)MT和"掩模支撐件"和 襯底臺WT或"襯底支撐件"同步地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束B的圖案投影到目 標部分C上(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT或"襯底支撐件"相對于圖案形成裝置支撐 件(例如掩模臺)MT或"掩模支撐件"的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小) 放大率和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中 所述目標部分C的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分C的 高度(沿所述掃描方向)。 3.在另一個模式中，將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)MT或"掩模支撐件"保持為基本靜止，并且在對所述襯底臺WT或"襯底支撐件"進行 移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分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WT或"襯底支撐件"的每一次移動之后、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。
在圖2的光刻設(shè)備中，主動阻尼系統(tǒng)(在下文中也被普稱為主動阻尼器)設(shè)置在
8作為光刻設(shè)備的主框架的底架BF和用于支撐投影系統(tǒng)PS的量測框架或量測架MF之間。量測架MF還用作移動光刻設(shè)備的參考框架。因此，期望底架BF中的振動未傳播到量測架MF上。為此，用包括三個空氣底座AM的主動阻尼系統(tǒng)在底架BF上支撐量測架MF。每個空氣底座AM包括空氣底座傳感器AMS和空氣底座致動器AMA，該空氣底座傳感器AMS配置以測量量測架的位置參量(例如位置、速度或加速度)，該空氣底座致動器AMA配置以將力施加到量測架MF和底架BF之間，以補償來自于底架BF的力或振動。 空氣底座控制器AMCD被設(shè)置以基于空氣底座傳感器AMS的已測量的位置參量，將致動器信號提供給每個致動器AMA。 如參照圖1所描述的，空氣底座控制器AMCD可以是多變量的控制器，其包括將在測量方向上的已測量的位置參量轉(zhuǎn)換成邏輯坐標中的自由度的轉(zhuǎn)換裝置。為每個自由度設(shè)置了控制器單元，所述控制器單元基于已測量的位置參量提供控制信號。為了將各個自由度(z，Rx，Ry)的控制信號轉(zhuǎn)換成空氣底座致動器AMA的驅(qū)動方向，可以提供包括轉(zhuǎn)換矩陣的轉(zhuǎn)換裝置。 在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，提供了可替代的多變量的控制器。不是使用從三個空氣底座傳感器AMS的測量提取的傳統(tǒng)的邏輯坐標(z， Rx， Ry)，而是從位置參量測量中提取多于三個的測量信號，每個測量信號表征量測架的特定動態(tài)模式(如將要說明的，例如剛性體模式或彎曲模式)。 圖3顯示出根據(jù)本發(fā)明的這樣的實施例的控制系統(tǒng)或控制器。在圖3中，可以看出量測架是具有主體MFMB的U形和兩個臂MFA。臂MFA不必無限地硬性地耦合至量測架主體MFMB上，但具有圍繞已顯示的彎曲線BL的旋轉(zhuǎn)模式。可以在不同的動態(tài)模式中對這樣的量測架行為進行描述，例如剛性體模式和彎曲模式。剛性體模式僅觀察到物體的剛性體運動。在這種模式中不觀察物體內(nèi)的共振。彎曲模式不觀察到物體的剛性體運動，而僅觀察到由物體內(nèi)的撓性引起的共振或其它運動。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，對于每個自由度，可以從已測量的位置參量提取表征這些動態(tài)模式中的一個的測量信號。通過為表征特定的動態(tài)模式的這些測量信號中的每個測量信號提供控制器單元和將該控制器單元專用于它控制的動態(tài)模式，可以更精確地控制運動或振動。 在圖4-7中，將對從已測量的位置參量提取兩個測量信號進行說明，尤其是與圍繞x軸線Rx的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的剛性體模式和彎曲模式。以類似的方式，為由主動阻尼系統(tǒng)支撐的物體的其它自由度，可以提取和控制測量信號。 圖4顯示出量測架MF的模型的示意側(cè)視圖。通過具有剛度cr和非常大的垂直剛度cz的可旋轉(zhuǎn)的彈簧，連接兩個主體部件(1、2)。質(zhì)量m2表示主體MFMB的質(zhì)量，在這個例子中是1500kg。 ml表示量測架臂的質(zhì)量，例如500kg。通過使用致動器1和2在這種結(jié)構(gòu)
上驅(qū)動轉(zhuǎn)矩來在相反方向上產(chǎn)生相等的力(Fl = -F2)將導致Rx運動，其由^ = f :"))來
確定。在圖5中顯示出從轉(zhuǎn)矩到Rx位置的傳遞函數(shù)。在這個例子中，在約250Hz處觀察到彎曲模式共振。實踐中，在這個共振頻率附近的相位行為將危害在這個點處的閉環(huán)穩(wěn)定性。這可能是由在控制環(huán)中的部件的相位行為(例如放大器和傳感器特性)以及由數(shù)字計算機中的控制器的離散化實現(xiàn)而引起的相位滯后引起的。
現(xiàn)在如圖6a中顯示的，對于剛性體模式的測量信號Rxl和對于彎曲模式的測量信號Rx2可以從測量的位置參量zl、 z2提取。圖6b顯示表示剛性體模式的測量信號Rxl的伯德圖RB-M，圖6c顯示出表示彎曲模式動力學的伯德圖BE-M。從這個伯德圖可以看出，共振未在剛性體模式中出現(xiàn)。 為這些測量信號Rxl、Rx2中的每個，提供了獨立的控制器單元Crxl和Crx2。這些控制器單元Crxl、 Crx2中的每個專門用來控制各個動態(tài)模式和提供輸出信號Trxl、 Trx2。添加輸出信號Trxl和Trx 2以為各個自由度提供控制信號Trx，在這個情形中是Rx。將控制信號Trx發(fā)送到變換T-l，其用來計算被空氣底座致動器AMA致動的力Fzl和Fz2，以便對Rx自由度上的運動進行阻尼。注意到，控制器可以提供另外的致動信號，以在其它的自由度上對量測架MF的運動進行阻尼(如在圖3中顯示的)。 提供測量信號Rxl和Rx2的提取裝置或提取器D，如圖7所示，可以通過使用zl和z2的組合來構(gòu)造。例如，可以通過使用r^ = azr(l-a)^來提取剛性體模式。因子a是基于模型參數(shù)的，對于圖3中顯示的量測架MF的實施例，a = 0. 35717271071802。有效地，使用在特定點附近的剛性體旋轉(zhuǎn)，使得彎曲模式是"不可見的"。注意到如果ml =m2，貝U a = 0. 5。 找到a的一個方法如以下所述。描述系統(tǒng)上的轉(zhuǎn)矩(Fl-F2)和測量信號rXl =a Zl-(l_a )z2之間的關(guān)系的系統(tǒng)運動方程可以被數(shù)學地確定。這種傳遞函數(shù)具有極點，所述極點位置與系統(tǒng)的模式相符。典型地，因為考慮了位置測量，恒定的轉(zhuǎn)矩將導致Rx的恒定的加速度。因此，將在所述原點處有兩個極點，如在圖5中所示，兩個極點位于共振頻率處。另外，傳遞函數(shù)具有零點，零點位置依賴于a ?，F(xiàn)在a值被選擇，使得零點的位置匹配共振頻率處的極點的位置。這樣，零點抵消了極點，因此不再出現(xiàn)共振行為。例如這種計算可以被數(shù)學地進行，從而形成依賴于例如質(zhì)量、慣性、連接剛性等模型參數(shù)的公式。
通過使用zl和z2的加權(quán)和rx2 = P Zl+(1-|3 )z2來提取彎曲模式測量信號。因子P被選擇，使得剛性體模式是不可見的，即結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)矩將不會導致在這個方向上的剛性體加速度。在上述的例子中，P =3/8?？梢匀缟纤龅模褂妙愃普覍的技術(shù)來找尋P 。在施加轉(zhuǎn)矩時，共振模式將顯示出ml相對于m2的相反的旋轉(zhuǎn)。然而，旋轉(zhuǎn)的振幅不是相同的，且依賴于這些質(zhì)量體的幾何構(gòu)型、質(zhì)量和慣性。優(yōu)化的13使得具有較小旋轉(zhuǎn)振幅的分量的z測量具有比其它的z測量更高的權(quán)重。在我們的這個例子中，這導致優(yōu)化的值P = 3/8。 類似的公式可以用于從測量的位置參量提取用于其它自由度的測量信號。
現(xiàn)在再次參考圖3，圖3顯示配置用于以三個自由度z，Rx，Ry對量測架MF的運動進行阻尼的控制系統(tǒng)，其中，對于每個自由度，用于剛性體模式和彎曲模式的測量信號被從測量的位置參量提取。 因此，在圖3的控制器中，使用了兩組測量信號，第一組z_rig， Rx_rig， Ry—rig表示各個自由度的剛性體模式，第二組z—res， Rx_res， Ry_res表示彎曲模式。測量信號z_rig，Rx_rig，Ry_rig，z_res，Rx_res，Ry_res由配置以從測量的位置參量zl，z2，和z3提取這些測量信號的提取裝置D來獲得。 為這些測量信號z_rig， Rx_rig， Ry_rig， z_res， Rx_res， Ry_res中的每個，提供了分離的控制器單元Cz_rig， Crx_rig， Cry_rig， Cz_res， Crx_res， Cry_res。每個控制器單
10元控制各個自由度的各個動態(tài)模式。每個控制器單元Cz_rig， Crx_rig， Cry_rig， Cz_res，Crx_res， Cry—res基于各自的領(lǐng)lj量信號z_rig， Rx_rig， Ry_rig， z_res， Rx_res， Ry_res提供輸出信號。在圖3顯示的實施例中，為每個自由度z， Rx， Ry添加剛性體模式控制器單元Cz_rig， Crx_rig， Cry_rig和彎曲模式控制器單元Cz_res， Crx_res， Cry_res的輸出信號，導致對每個自由度z， Rx， Ry的控制信號Fx， Trx， Try。 圖3的控制系統(tǒng)的優(yōu)點在于能夠通過從同一傳感器裝置AMS產(chǎn)生獨立的測量信號和為相關(guān)模式的這些測量信號阻尼提供獨立的控制器單元，而不將更多的物理傳感器添加到所述設(shè)備上。通常，可以使阻尼控制器帶寬增加，導致了量測架運動減少，因此獲得更好的重疊。 在上文中，已經(jīng)對以三個自由度控制量測架的控制系統(tǒng)進行了描述。本發(fā)明的實施例還可以應用于阻尼系統(tǒng)中，其中對不同數(shù)量的自由度進行控制。另外，對支撐光刻設(shè)備的量測架的主動阻尼系統(tǒng)已經(jīng)進行了描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例的主動阻尼系統(tǒng)還可用于支撐和阻尼另一物體。 在圖3的實施例中，已經(jīng)將提取裝置用于為每個自由度的兩個動態(tài)模式提取測量信號。優(yōu)選地，這樣的提取裝置被配置以為每個受控制的自由度中的兩個或更多個動態(tài)模式提供測量信號。在可替代的實施例中，然而它可以僅對受控制的自由度的一部分為不同的動態(tài)模式提取測量信號。例如，如果特定的不期望的共振主要出現(xiàn)在一個自由度中，那么可以通過控制各個物體的不同的動態(tài)模式來控制這個自由度，而其它的自由度僅由單個控制器來控制。在另一實施例中，一個自由度的多于兩個的動態(tài)模式可以被確定以便提高控制精度。 在上文中，對由主動底座支撐的投影系統(tǒng)的運動的阻尼進行了描述。然而，本發(fā)明的實施例不限于由主動底座支撐的物體。本發(fā)明的實施例還可與布置在物體上的任何合適的位置上的致動器和傳感器一起應用。基于由傳感器測量的位置參量，致動器可以通過將力施加到物體上來阻尼物體的運動。 雖然在本文中詳述了光刻設(shè)備用在制造IC(集成電路)，但是應該理解到這里所述的光刻設(shè)備可以在制造具有微米尺度、其至納米尺度的特征的部件方面有其它的應用，例如制造集成光學系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該認識到，在這種替代應用的情況中，可以將此處使用的任意術(shù)語"晶片"或"管芯"分別認為是與更上位的術(shù)語"襯底"或"目標部分"同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例如在軌道( 一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗工具中。在可應用的情況下，可以將此處公開內(nèi)容應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，例如為產(chǎn)生多層ic，使得這里使用的所述術(shù)語"襯底"也可以表示已經(jīng)包含多個已
處理層的襯底。 雖然以上已經(jīng)做出了具體的參考，在光學光刻術(shù)的情況中使用本發(fā)明的實施例，但應該理解的是，本發(fā)明可以有其它的應用，例如壓印光刻術(shù)，并且只要情況允許，不局限于光學光刻術(shù)。在壓印光刻術(shù)中，圖案形成裝置中的拓撲限定了在襯底上產(chǎn)生的圖案?？梢詫⑺鰣D案形成裝置的拓撲印刷到提供給所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗蝕劑固化。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"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有約365、248、193、157或126nm的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如，具有在5-20nm范圍內(nèi)的波長)以及粒子束(例如離子束或電子束)。 在允許的情況下，術(shù)語"透鏡"可以表示不同類型的光學部件中的任何一個或組合，包括折射式、反射式、磁性式、電磁式和靜電式的光學部件。 盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實施例，但是應該理解的是本發(fā)明可以以與上述不同的形式實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采取包含用于描述上述公開的方法的一個或更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或者采取具有在其中存儲的這種計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的形式(例如，半導體存儲器、磁盤或光盤)。 以上描述旨在進行解釋，而不是限制性的。因而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，在不偏離下述權(quán)利要求的保護范圍的前提下可以對所描述的發(fā)明進行修改。
1權(quán)利要求
一種使用多變量控制器的以兩個或更多個自由度阻尼物體運動的方法，所述多變量控制器包括位置參量測量系統(tǒng)，所述位置參量測量系統(tǒng)配置以在兩個或更多個測量位置測量所述物體的位置參量；控制器，所述控制器配置以基于在兩個或更多個測量位置處的已測量的位置參量將控制信號提供給安裝到所述物體上的兩個或更多個致動器，所述控制器包括提取器，所述提取器被配置以針對至少一個自由度從在兩個或更多個測量位置處所測量的位置參量提取用于物體的兩個不同的動態(tài)模式的測量信號，以及用于每個動態(tài)模式的控制器單元，用于所述兩個或更多個致動器的所述控制信號基于至少一個自由度的每一動態(tài)模式的控制器單元的輸出信號，所述方法包括以下步驟在所述兩個或更多個測量位置中的每一個測量位置處測量所述位置參量；從所述兩個或更多個測量位置處的所述已測量的位置參量提取每個動態(tài)模式的測量信號；將動態(tài)模式的所述測量信號供給與所述各個動態(tài)模式相關(guān)聯(lián)的控制器中的控制器單元，所述控制器單元基于所述各個測量信號為每個動態(tài)模式提供輸出信號；和將所述控制信號提供給所述兩個或更多個致動器，所述控制信號基于一個或更多個控制器單元的輸出信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一動態(tài)模式是剛性體模式，第二動態(tài)模式是所述物體的彎曲模式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述將所述控制信號提供給所述兩個或更多個致動器的步驟包括將在被控制的方向上引導的控制信號轉(zhuǎn)換成在所述致動器的驅(qū)動方向上引導的一個或更多個驅(qū)動信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述物體是光刻設(shè)備的一部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多變量控制器被配置以提供天棚阻尼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述物體由兩個或更多個主動底座來支撐，每個主動底座包括位置參量傳感器，其被配置以在所述測量位置處測量所述物體的位置參量；和致動器，其配置以將力施加到所述物體上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述提取器被配置以針對每個被控制的自由度從在所述兩個或更多個測量位置處的所述已測量的位置參量提取用于所述物體的兩個不同的動態(tài)模式的測量信號。
8. —種主動阻尼系統(tǒng)，其被配置用于以兩個或更多個自由度阻尼物體的運動，所述主動阻尼系統(tǒng)包括兩個或更多個致動器，其被連接至所述物體；位置參量測量系統(tǒng)，其被配置以在兩個或更多個測量位置測量所述物體的位置參量；和多變量控制系統(tǒng)，其包括控制器，所述控制器被配置以基于在所述兩個或更多個測量位置處所測量的位置參量將控制信號提供給所述兩個或更多個致動器，其中所述控制器包括提取器，其被配置以針對至少一個自由度從所述兩個或更多個測量位置處所測量的位置參量提取用于所述物體的兩個不同動態(tài)模式的測量信號，禾口控制器單元，其用于每個動態(tài)模式和用于每個自由度，用于所述兩個或更多個致動器中的至少一個的所述控制信號基于由至少一個自由度的每個動態(tài)模式的控制器單元所提供的輸出信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其中，第一動態(tài)模式是剛性體模式，第二動態(tài)模式是所述物體的彎曲模式。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)換裝置，其被配置以將在被控制的方向上引導的控制信號轉(zhuǎn)換成所述致動器的驅(qū)動方向上引導的驅(qū)動信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其中所述物體由兩個或更多個主動底座來支撐，每個底座包括位置參量傳感器，其被配置以測量位置參量；和致動器，其被配置以將力施加到所述物體上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其中，所述提取裝置被配置以針對每個被控制的自由度從所測量的位置參量提取用于所述物體的兩個不同的動態(tài)模式的測量信號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的阻尼系統(tǒng)，其中，所述位置參量是所述物體的速度。
14. 一種光刻設(shè)備，包括照射系統(tǒng)，其被配置以調(diào)節(jié)輻射束；支撐件，其被構(gòu)造以支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠在輻射束的橫截面上將圖案賦予給所述輻射束以形成圖案化的輻射束；襯底臺，其被構(gòu)造以保持襯底；投影系統(tǒng)，其被配置以將所述圖案化的輻射束投影到所述襯底的目標部分上，禾口主動阻尼系統(tǒng)，其用于以兩個或更多個自由度阻尼物體，所述主動阻尼系統(tǒng)包括兩個或更多個致動器，其被連接至所述物體上；位置參量測量系統(tǒng)，用于在兩個或更多個測量位置處測量所述物體的位置參量；禾口多變量控制系統(tǒng)，所述多變量控制系統(tǒng)包括控制器，所述控制器被配置以基于所測量的位置參量將控制信號提供給所述兩個或更多個致動器，其中，所述控制器包括提取器，其被配置以針對至少一個自由度從在所述兩個或更多個測量位置所測量的位置參量提取用于所述物體的兩個不同的動態(tài)模式的測量信號，禾口控制器單元，其用于每個動態(tài)模式和用于每個自由度，用于所述兩個或更多個致動器中的至少一個的所述控制信號基于由至少一個自由度的每個動態(tài)模式的控制器單元所提供的輸出信號。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的光刻設(shè)備，其中，所述物體是量測架，其被配置以支撐所述投影系統(tǒng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光刻設(shè)備，其中，第一動態(tài)模式是剛性體模式，第二動態(tài)模式是所述物體的彎曲模式。
全文摘要
一種以兩個或更多個自由度對物體進行阻尼的方法，包括步驟在兩個或更多個測量位置中每一個測量位置處測量位置參量；從所測量的位置參量為每個動態(tài)模式提取測量信號；將動態(tài)模式的測量信號供給與各個動態(tài)模式相關(guān)聯(lián)的控制器單元，該控制器單元基于各自測量信號為每個動態(tài)模式提供輸出信號；以及給兩個或更多個致動器中的每一個提供控制信號，給每個致動器的控制信號基于一個或更多個控制器單元的輸出信號。
文檔編號G05D19/02GK101763124SQ20091026228
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者H·布特勒, M·W·M·范德維斯特 申請人:Asml荷蘭有限公司