光刻设备以及器件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种光刻设备以及器件制造方法，尤其涉及一种用于控制物体的位置或位置相关量的控制系统，该系统包括：构造为测量该物体的位置或位置相关量的测量系统；构造为基于所测量的位置或位置相关量提供控制信号的控制器；以及构造为基于该控制信号驱动该物体的致动器，其中该控制系统还包括至少一个构造为对所测量的位置或位置相关量进行滤波的滤波器单元，其中该至少一个滤波器单元是不完整阶滤波器单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于控制物体的位置或位置相关量例如速度或加速度的控制系统、一种包括控制系统的光刻设备以及一种增加位置控制系统带宽的方法。
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)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辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单独的衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。 在公知的光刻设备中，控制系统用于控制物体的位置或位置相关量例如速度或加速度。这样的控制系统可用于高准确度地控制移动物体的位置，例如衬底支撑件或图案形成装置支撑件的伺服控制系统。类似地，控制系统可用于控制物体的速度或加速度。由于物体的速度、加速度和位置是紧密相关的，速度是加速度的时间积分并且位置是速度的时间积分，三个都被当作物体的位置相关量。为此，术语“位置控制”也可以用于速度或加速度或其它位置相关量是控制变量的情况中。 在其它应用中，控制系统可用于稳定大致固定的物体的位置。这样的控制系统常被称为主动阻尼系统(active damping system)。在主动阻尼系统中，通常速度是实际的控制变量。 这个大致固定的物体的例子是投影系统。这种投影系统包括多个透镜元件和/或反射镜并在投影过程中被保持在图案形成装置和衬底之间的光学路径中。图案形成装置和衬底相对于投影系统被定位，以获得最优成像质量。但是由于光刻设备中的振动或其它运动，会发生投影系统的运动。为了抑制这些运动，已经提出提供一种最小化投影系统的移动、速度、和/或加速度的主动阻尼系统。 这种控制系统的一个公知实施例包括用于测量物体加速度的加速度传感器、基于所测量的加速度提供控制信号的控制器和用于提供反作用于物体的加速度及随其的移动的反作用力的致动器。该致动器连接至物体和反作用质量块(reaction mass)。在公知的实施例中，该质量块是自由质量块也就是仅连接至致动器。因此，反作用力不施加于例如框架上。可替代地，反作用力可以施加在反作用框架或类似物上。 该公知实施例的缺点是该控制系统易变得不稳定，这是因为对于较高频率，系统传递函数(trasfer function)的增益在相位交叉(phasecrosses)180度时可增加。增加的增益例如是用有限刚度安装在投影系统中的透镜元件的结果，并且从外壳对高于其谐振频率的频率去耦。在较高频施加相同的力由此导致较高的加速度，因为当去耦透镜元件时较小质量被驱动。因此，高频的增益可能增加。高频的高增益或平均增长增益的结合增加了不稳定系统的风险。 在许多控制系统中，应用一阶或更高阶的低通滤波器来抑制高频的高增益以避免系统的不稳定。然而，对于上述所知的主动阻尼系统，由于增益的阻尼也意味着相位滞后，于是通常降低交叉180度的频率和增加不稳定性的可能，那么这样的一阶或更高阶低通滤波器的应用是不可能的。所以，定位一阶或更高阶滤波器的截止频率以便获得稳定系统可能是困难的或者甚至是不可能的。 一般来说，不希望增加位置控制系统的带宽，该带宽被限定为开环传递函数的增益低于1(0dB)时的第一频率。同时需要有一个稳定的系统。
技术实现思路
需要提供一种用于控制物体的位置或位置相关量例如速度或加速度的稳定的控制系统，尤其是一种稳定的主动阻尼系统。此外，需要提供一种优选具有最佳带宽的稳定系统。 根据专利技术的一个方面，提供一种用于控制物体的位置或位置相关量的控制系统，其包括构造为测量物体的位置或位置相关量的测量系统、构造为基于测量的位置或位置相关量提供控制信号的控制器、以及构造为基于控制信号驱动物体的致动器，其中该控制系统还包括构造为对测量的位置或位置相关量进行滤波的至少一个滤波单元，其中至少一个滤波单元是不完整阶(partial order)滤波单元。 根据专利技术的一个方面，提供一种光刻设备，其包括构造为调节辐射束的照射系统；能将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以形成图案化的辐射束的图案形成装置；构造为保持衬底的衬底台；以及构造为将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上的投影系统，其中该光刻设备包括用于控制光刻设备的物体的位置和位置相关量的控制系统，其中该控制系统包括不完整阶滤波单元。 根据专利技术的一个方面，提供一种用于增加控制系统带宽或获得稳定的控制系统的方法，该控制系统包括提供滤波单元，该滤波单元是不完整阶滤波单元。 根据专利技术的一个方面，提供一种器件制造方法，该方法包括步骤图案化辐射束以形成图案化的辐射束；用投影系统将该图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；以及控制投影系统的位置或位置相关量，该控制包括测量投影系统的位置或位置相关量；基于所测量的位置或位置相关量提供控制信号；基于该控制信号向该投影系统施加力，以及对与所测量的位置或位置相关量相关联的信号进行滤波，其中滤波单元是不完整阶滤波单元。 根据专利技术的另一个方面，提供一种用于控制物体的位置或位置相关量的控制系统，其包括构造用于测量物体的位置或位置相关量的测量系统；构造用于基于所测量的位置或位置相关量提供控制信号的控制器；构造用于基于控制信号驱动物体的致动器；以及构造用于对与所测量的位置或位置相关量相关联的信号进行滤波的滤波单元，其中该滤波单元是不完整阶滤波单元。 附图说明 现在仅通过举例并参考所附示意图来描述本专利技术的实施例，附图中相应的附图标记表示相应的部分，且其中 图1描述根据本专利技术的一个实施例的光刻设备； 图2描述根据本专利技术的一个实施例的投影系统和主动阻尼系统； 图3描述图2的投影系统的致动力和加速度之间的传递函数的伯德(Bode)图； 图4描述图2的现有技术的主动阻尼系统和投影系统的开环伯德图； 图5描述由不同阶的有理的传递函数近似的半阶滤波器的伯德图； 图6描述一阶、半阶和2/3阶的低通滤波器的伯德图；以及 图7描述显示根据本专利技术的不完整阶低通滤波器的应用结果的伯德图。 具体实施例方式 图1示意性地示出根据本专利技术的一个实施例的光刻设备。所述设备包括照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或任何其它合适的辐射)；支撑结构或图案支撑件或支撑件(例如掩模台)MT，配置用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确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。该设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑件”，配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制物体位置或位置相关量的控制系统，包括：　测量系统，配置用于测量该物体的位置或位置相关量；　控制器，配置用于基于所测量的位置或位置相关量提供控制信号；　致动器，配置用于基于该控制信号驱动该物体；以及　滤波器 单元，配置用于对所测量的位置或位置相关量进行滤波，其中该滤波器单元是不完整阶滤波器单元。

【技术特征摘要】
US 2007-10-2 60/960,5141、一种用于控制物体位置或位置相关量的控制系统，包括测量系统，配置用于测量该物体的位置或位置相关量；控制器，配置用于基于所测量的位置或位置相关量提供控制信号；致动器，配置用于基于该控制信号驱动该物体；以及滤波器单元，配置用于对所测量的位置或位置相关量进行滤波，其中该滤波器单元是不完整阶滤波器单元。2、如权利要求1所述的控制系统，其中该不完整阶滤波器单元是半阶滤波器单元。3、如权利要求1所述的控制系统，其中该控制器包括积分器控制单元。4、如权利要求1所述的控制系统，其中该不完整阶滤波器单元包括表示不完整阶的有理传递函数。5、如权利要求4所述的控制系统，其中该系统是基于四阶传递函数的。6、如权利要求1所述的控制系统，其中该位置控制系统是主动阻尼系统。7、如权利要求1所述的控制系统，其中该致动器布置在该物体和验证质量块之间，该验证质量块仅连接到该致动器。8、如权利要求1所述的控制系统，其中该滤波器单元是低通滤波器。9、如权利要求1所述的控制系统，其中该物体是光刻设备的投影系统。10、一种光刻设备，包括照射系统，构造为调节辐射束；图案形成装置，能将图案在该辐射束的横截面上赋予辐射束，以形成图案化的辐射束；衬底台，构造为保持衬底；投影系统，构造为将该图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；以及控制系统，用于控制该光刻设备的物体的位置或位置相关量，其中该控制系统包括不完整阶滤波器单元。11、如权利要求10所述的光刻设备，其中该位置控制系统是主动阻尼系统。12、如权利要求11所述的光刻设备，其中该物体是投影系统。13、如权利要求10所述的光刻设备，其中该不完整阶滤波器单元是低通滤波器单元。14、如权利要求10所述的光刻设备，其中该不完整阶滤波器单元是半阶滤波器单元。15、...

【专利技术属性】
技术研发人员：H巴特勒，MWM范德维基斯特，CAL德霍恩，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]