[发明专利]在光刻术中的物体定位

说明书

相关申请的交叉引用

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

本发明涉及物体定位系统、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

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同步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。

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。

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。这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。

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，以便对物体的所有位置都是稳定可靠的，这甚至进一步限制了可获得的带宽。

发明内容

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。

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，以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。

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。

根据再一个实施例，提供了一种用于定位物体的方法，包括：

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，

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；

c.提供代表物体的期望位置的设定点；

d.提供物体的动态模型以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；

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；

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。