CN101038444B - 用于移动部件的系统和方法、光刻设备和器件制造方法 - Google Patents
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Abstract
给出一种根据设定点分布图来移动部件的系统，该设定点分布图包括部件的多个目标状态，所述多个目标状态中的每个基本上在相应序列的目标时间之一处获得。该系统包括：根据设定点分布图移动部件的位移装置；包含前馈数据库的数据存储装置；信号产生部分，其被配置成识别对应于前馈数据库中条目的设定点分布图的多个时间段，并且访问条目以便构造前馈信号；以及前馈控制系统，用于通过参考由信号产生部分所构造的前馈信号来控制位移装置的操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过设定点分布图(setpoint profile)移动部件的系统和一种包括这种系统的光刻设备。本发明还涉及一种用于通过设定点分布图移动部件的方法和一种包括这种方法的器件制造方法。
背景技术
光刻设备是一种将期望的图形施加到衬底上、通常是施加到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造。在这种情况下，可以使用可选择地称为掩模或光刻版(reticle)的构图装置来产生将在IC的单层上形成的电路图形。该图形可以被转移到衬底(例如硅晶片)的目标部分(例如包括一个或几个管芯(die)的部分)上。通常通过成像到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来转移图形。通常，单个衬底将包含相继构图的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过将整个图形一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中通过辐射束在给定方向(“扫描”方向)上扫描图形来照射每个目标部分，同时平行或反向平行于该方向来同步地扫描衬底。还有可能通过将图形刻印到衬底上来把图形从构图装置转移到衬底。
为了确保光刻设备的良好性能，期望控制在曝光期间移动部件的精度，例如可以移动包含需要照明的图形的光刻版台(构图装置台)以及包含将被照明的衬底的衬底台。在反馈控制下，部件的移动利用基于标准PID的控制系统来控制。然而，为了获得纳米级的位置精度，对于毫秒或更低的数量级的稳定时间，可能需要前馈控制。
除了通常使用的基于加速度、冲击(jerk)以及甚至急速(snap)的前馈控制设计(即基于位置相对于时间的加速度和更高阶导数的设计)外，也已经提出了应用迭代学习控制以作为用于获得短稳定时间的方法。这种方法具有的好处在于，仅需要有限的系统知识来实现具有高精度的前馈控制。该方法基于通过参考所测量的足够持续时间的误差信号(定义为根据设定点分布图移动的部件的状态的测量偏差，该设定点分布图定义了状态的预定时间演变)来迭代学习前馈信号或“力”，以允许一定程度的收敛。当学习的信号被施加到系统或过程时，它有效地抵消了对误差信号的重复影响。例如可以存储在表中的学习的信号对应于用于学习的特定设定点分布图。
即使对于光刻设备中特定类型的扫描而言，当管芯长度和/或曝光速度改变时，设定点分布图也很可能改变。在需要许多不同分布图的情况下，期望学习并存储许多不同的前馈表。该情形不限于从迭代学习得到的前馈数据，而是每当前馈数据依赖于设定点分布图时就将发生。
发明内容
期望提供一种用于根据前馈数据处理设定点分布图的改进系统。
根据本发明的一个实施例，提供一种用于通过设定点分布图移动部件的系统，该设定点分布图包括部件的多个目标状态，每一个基本上在相应序列的目标时间之一处获得，该系统包括：用于根据设定点分布图移动部件的位移装置；包含前馈数据库的存储装置(或数据存储装置)；信号产生部分(或信号发生器)，其被配置成识别对应于所述前馈数据库中条目的设定点分布图的多个时间段，并且访问条目以便构造前馈信号；以及前馈控制系统，用于通过参考由信号产生部分所构造的前馈信号来控制位移装置的操作。
根据本发明的另一实施例，提供一种被布置成将来自构图装置的图形投射到衬底上的光刻投影设备，包括：用于所述构图装置的活动支架；以及用于通过设定点分布图移动活动支架的系统，该设定点分布图包括活动支架的多个目标状态，每一个基本上在相应序列的目标时间之一处获得，该系统包括：用于根据设定点分布图移动活动支架的位移装置；包含前馈数据库的存储装置；信号产生部分，其被配置成识别对应于前馈数据库中条目的设定点分布图的多个时间段，并且访问条目以便构造前馈信号；以及前馈控制系统，用于通过参考由信号产生部分所构造的前馈信号来控制位移装置的操作。
根据本发明的另一实施例，提供一种被布置成将来自构图装置的图形投射到衬底上的光刻投影设备，包括：用于所述衬底的活动支架；以及用于通过设定点分布图移动活动支架的系统，该设定点分布图包括活动支架的多个目标状态，每一个基本上在相应序列的目标时间之一处获得，该系统包括：用于根据设定点分布图移动活动支架的位移装置；包含前馈数据库的存储装置；信号产生部分，其被配置成识别对应于前馈数据库中条目的设定点分布图的多个时间段，并且访问条目以便构造前馈信号；以及前馈控制系统，用于通过参考由信号产生部分所构造的前馈信号来控制位移装置的操作。
根据本发明的另一实施例，提供一种通过设定点分布图移动部件的方法，该设定点分布图包括所述部件的多个目标状态，每一个基本上在相应序列的目标时间之一处获得，该方法包括：将所述设定点分布图的多个时间段与前馈数据库中的条目进行比较，并识别对于其而言在库中存在前馈数据的时间段；检索用于这样识别的时间段的前馈数据，并利用所检索的前馈数据来构造前馈信号的至少一部分；利用前馈信号来根据设定点分布图控制所述部件的移动。
根据本发明的另一实施例，提供一种包括将来自构图装置的图形投射到衬底上的器件制造方法，包括：提供用于所述构图装置的活动支架；以及通过设定点分布图移动活动支架，该设定点分布图包括所述活动支架的多个目标状态，每一个基本上在相应序列的目标时间之一处获得，该方法包括：将所述设定点分布图的多个时间段与前馈数据库中的条目进行比较，并识别对于其而言在库中存在前馈数据的时间段；检索用于这样识别的时间段的前馈数据，并利用所检索的前馈数据来构造前馈信号的至少一部分；利用前馈信号来根据设定点分布图控制活动支架的移动。
根据本发明的另一实施例，提供一种包括将来自构图装置的图形投射到衬底上的器件制造方法，包括：提供用于所述衬底的活动支架；以及通过设定点分布图移动活动支架，该设定点分布图包括所述活动支架的多个目标状态，每一个基本上在相应序列的目标时间之一处获得，该方法包括：将所述设定点分布图的多个时间段与前馈数据库中的条目进行比较，并识别对于其而言在库中存在前馈数据的时间段；检索用于这样识别的时间段的前馈数据，并利用所检索的前馈数据来构造前馈信号的至少一部分；利用前馈信号来根据设定点分布图控制活动支架的移动。
附图说明
现在将参考所附示意图仅通过例子来描述本发明的实施例，其中相应的参考符号表示相应的部分，以及其中：
图1描绘了根据本发明实施例的光刻设备；
图2a-c描绘了根据加速度分布图、速度分布图和位置分布图来定义的设定点分布图；
图3公开了根据本发明实施例具有信号发生部分和前馈控制系统的光刻设备；
图4描绘了根据本发明实施例的存储装置、信号发生部分和前馈控制系统；
图5描绘了以框图表示的迭代学习控制算法；
图6描绘了设定点分布图和典型的相应误差信号；
图7描绘了利用两个学习的前馈表由前馈控制系统产生的误差信号；以及
图8描绘了利用对应于冲击/反冲击(djerk)阶段的前馈数据段和相应恒速区域的部分由前馈控制系统产生的误差信号。
具体实施方式
图1示意性地描绘了根据本发明一个实施例的光刻设备。该设备包括：照明系统(照明器)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，其被构造成支撑构图装置(例如掩模)MA并被连接到第一定位器PM，该第一定位器PM被配置成根据某些参数精确定位构图装置；衬底台(例如晶片台)WT，其被构造成保持衬底(例如涂有抗蚀剂的晶片)W并被连接到第二定位器PW，该第二定位器PW被配置成根据某些参数精确定位衬底；以及投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，其被配置成通过构图装置MA将赋予辐射束B的图形投射到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。
照明系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件或者其任何组合，用于引导、成形或控制辐射。
支撑结构支撑即承载构图装置的重量。支撑结构以取决于构图装置的定向、光刻设备的设计和诸如构图装置是否保持在真空环境中之类的其他条件的方式来保持构图装置。支撑结构可以利用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持构图装置。支撑结构可以是框架或台，例如其根据需要可以是固定的或活动的。支撑结构可以确保构图装置处于期望的位置，例如相对于投影系统。在此术语“光刻版”或“掩模”的任何使用可以被认为与更一般的术语“构图装置”同义。
在此使用的术语“构图装置”应当被广泛地解释为是指可以用来向辐射束在其截面中赋予图形以便在衬底的目标部分中创建图形的任何装置。应当注意，赋予辐射束的图形可以不完全与衬底的目标部分中期望的图形对应，例如如果该图形包括相移特征或所谓的辅助特征的话。通常，赋予辐射束的图形将与在目标部分中创建的诸如集成电路之类的器件中的特定功能层对应。
构图装置可以是透射性或反射性的。构图装置的例子包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模是光刻中是众所周知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移之类的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的例子采用小反射镜的矩阵布置，每个小反镜可以单独倾斜以便在不同的方向上反射入射的辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜阵列反射的辐射束中赋予图形。
在此使用的术语“投影系统”应当被广泛地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射、反射、反折射、磁性、电磁和静电光学系统或者其任何组合，适当时用于所用的曝光辐射或者用于诸如使用浸没液体或使用真空的其他因素。在此术语“投影透镜”的任何使用可以被认为与更一般的术语“投影系统”同义。
如在此所述，设备是透射型的(例如采用透射掩模)。可选地，设备可以是反射型的(例如采用上面所称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(双级)或更多个衬底台(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多级”机器中，可以并行使用附加的台，或者可以在一个或多个台上进行准备步骤，同时一个或多个台用于曝光。
光刻设备还可以是其中将衬底的至少一部分由具有相对较高折射率的液体例如水覆盖的类型，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以应用于光刻设备中的其他空间，例如在掩模和投影系统之间。用于提高投影系统的数值孔径的浸没技术是本领域中公知的。如在此使用的术语“浸没”并不意味着结构例如衬底必须淹没在液体中，而是仅仅意味着液体在曝光期间位于投影系统和衬底之间。
参考图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如当源是受激准分子激光器时，源和光刻设备可以是独立的实体。在这种情况下，不认为源形成光刻设备的一部分，并且辐射束借助于束传递系统BD从源SO传递到照明器IL，该束传递系统BD例如包括合适导向的反射镜和/或扩束器。在其他情况下，例如当源是汞灯时，源可以是光刻设备的组成部分。如果需要，可以将源SO和照明器IL与束传递系统BD一起称为辐射系统。
照明器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，至少可以调整照明器的光瞳平面中强度分布的外径和/或内径范围(通常分别称作外部σ和内部σ)。此外，照明器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。照明器可以用于调节辐射束，以在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束B入射到保持于支撑结构(例如掩模台MT)上的构图装置(例如掩模MA)上，并由构图装置构图。穿过掩模MA，辐射束B通过投影系统PS，该投影系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可以精确地移动，例如以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器和另一位置传感器(其未在图1中明确描绘)可以用于相对于辐射束B的路径来精确定位掩模MA，例如在从掩模库中机械检索之后或者在扫描期间。通常，掩模台MT的移动可以借助于构成第一定位器PM的一部分的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)来实现。类似地，衬底台WT的移动可以使用构成第二定位器PW的一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现。在步进器(与扫描器相对)的情况下，掩模台MT可以只连接到短冲程致动器，或者可以是固定的。掩模MA和衬底W可以利用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。虽然如所说明的衬底对准标记占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些被称为划片线对准标记)。类似地，在多于一个的管芯被提供在掩模MA上的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。
所描绘的设备可以用于以下模式的至少一个中：
1.在步进模式中，掩模台MT和衬底台WT基本保持固定，同时将赋予辐射束的整个图形一次投射到目标部分C上(即单静态曝光)。然后衬底台WT在X和/或Y方向上移动以便可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，掩模台MT和衬底台WT同步扫描，同时将赋予辐射束的图形投射到目标部分C上(即单动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以由投影系统PS的放大率(缩小率)和图像翻转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一模式中，保持掩模台MT基本静止以保持可编程构图装置，并且当将赋予辐射束的图形投射到目标部分C上时，移动或扫描衬底台WT。在该模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要来更新可编程构图装置。这种模式的操作可以容易地应用于利用可编程构图装置的无掩模光刻，例如上面所称类型的可编程反射镜阵列。
还可以采用上述使用模式的组合和/或变形或者完全不同的使用模式。
图2说明了设定点分布图指的是什么。示出了三个示意性曲线，它们表示(由顶至底)在通过简化的设定点分布图移动部件时部件的加速度(图2a)、速度(图2b)和位置(图2c)。在本示例中，设定点分布图包括三种不同的状态：加速阶段2、恒速阶段4和减速阶段6。通常，设定点分布图可以由部件在特定目标时间打算到达的目标状态的序列来表征。
如上所述，待移动部件的精确控制可以利用前馈控制系统来实现。这种系统中的前馈信号可以基于显式系统知识(基于诸如待移动部件的质量之类的因素)或者基于从先前测量获得的前馈数据(例如可以利用迭代学习方案)。后一类型的前馈数据通常取决于当前使用的特定设定点分布图，如果改变设定点分布图，则需要不同的设定。在设想到许多不同设定点分布图的情况下，大量前馈数据可能必须被存储，并且为了得到(或“学习”)所有期望的前馈数据而必须进行许多在先测量。
根据本发明的实施例，仅利用有限量的前馈数据就有可能处理大量的设定点分布图。这是通过使用转换的前馈数据策略来实现的，通过该策略，用于给定设定点分布图的前馈数据由从前馈数据库提取的前馈数据段来建立。本方法基于如下认识：在许多实际情形下，不同应用的加速度分布图(设定点分布图)具有许多共同特征：例如，恒定加速/减速阶段(对于固定速度而言)或者恒定冲击/反冲击阶段(“冲击”阶段是指加速度恒速增长的时期，以及“反冲击”阶段对应于加速度恒速减小的时期)。由于设定点(实现最大生产量)通常施加最大冲击和加速度水平的事实，加速/减速阶段的斜率对于给定硬件设置来说或多或少是固定的，因此需要时间以达到稳态加速水平。使用本技术的光刻设备用户根据所进行的特定工艺步骤可能需要不同的速度，但是对于相当大范围的速度来说仍然可能施加最大加速度和冲击。对于非常低速的工艺来说，在生产量可能不大重要的情况下，加速度和/或冲击可以按比例减小。设定点分布图之间的差别，例如在恒速阶段的长度方面，可以被认为是这些一般特征的不同组成。
下面描述实施例，其中仅获得并随后存储两个前馈数据块：一个包含设定点分布图的加速阶段，一个包含设定点分布图的减速阶段。仅仅使用这两个前馈数据块，表明可以有效地处理具有较小恒速长度的多个设定点分布图。在另一实施例中，考虑冲击阶段和连同反冲击阶段的部分恒速阶段以及相应恒速阶段的等效部分。宽范围的其他设定点分布图可以以类似的方式来处理。
图3说明了应用于光刻设备的本发明的实施例。根据该装置，布置衬底台WT和/或构图装置台MT以通过设定点分布图来移动。提供位移装置10a或10b，以用于在由前馈控制系统12提供的控制信号的控制下分别移动衬底台WT或构图装置台MT。设定点分布图通过装置18输入，该装置可以是诸如外部计算机之类的输入装置或者存储装置。基于：i)设定点分布图，其可以由用于以目标时间的相应序列移动衬底台WT和/或构图装置台MT所经过的多个目标状态(例如位置、速度和/或加速度)组成；ii)由存储装置16所提供的前馈数据；以及iii)由测量装置14提供的衬底台和/或构图装置台的状态数据(例如位置、速度和/或加速度)，从前馈控制系统提供到位移装置的控制信号适于实现所期望的移动。如上所述，由前馈控制系统12所使用的前馈数据可以包括两个分量：基于系统特定知识的分量，其通常独立于特定的设定点分布图；以及取决于设定点分布图的分量，其通常源自在先测量，例如迭代学习数据。
根据本实施例，前馈控制系统12包括信号产生部分(或信号发生器)，其被配置成识别与存储在存储装置16中的前馈数据库中条目对应的设定点分布图的时间段。当检测到这种时间段时，前馈数据库中的相应条目被提取，并由前馈控制系统使用以得到用于位移装置10a/10b的控制信号，其对应于设定点分布图的相同段。例如，参考图2所示的设定点分布图，可以布置存储装置16以包含表示恒定加速阶段和恒定减速阶段的用于时间段2和用于时间段6的前馈数据库条目。在这些特定的时间段期间，前馈控制系统将基于从库提取的相应前馈数据段来操作。对于具有较长或较短恒速段4的设定点分布图来说，相同的两个库段可以有效地用作前馈数据，而不必得到新的前馈数据。
图4更详细地说明可以如何配置前馈控制系统12来操作。根据本实施例，提供信号产生部分(或信号发生器)20，该信号产生部分(或信号发生器)20接收包括来自设定点分布图装置18的设定点分布图的输入38，并被连接到包含前馈数据库的存储装置16。信号产生部分(或信号发生器)20包括触发检测系统22，其检测对应于前馈数据库中条目的设定点分布图的段。例如，这种操作可以基于认识到设定点分布图段的特征形状来进行，或者可以通过认识到故意插入设定点分布图中的触发来操作，例如识别设定点分布图的段的开始，对于它来说打算在前馈数据库中存储相应条目。例如，可以使用两个前馈表I和II，其通过设定点分布图中的加速触发点以序列I、-I、II、-II来触发。更一般地，当相对于时间轴定义设定点分布图时，可以使得在时间轴上的任一点可用于可能的触发。提供输入装置24，该输入装置24被配置成在通过触发检测系统22检测到相应段时将来自库的条目插入前馈信号30中。当给定的设定点分布图可以完全由在前馈数据库中包含的元素建立时，在通过前馈控制系统12处理设定点分布图期间，前馈信号30可以基本上连续地输入。否则，将间歇地提供前馈信号30。
控制方案的剩余方面如下。在点32处，来自设定点分布图装置18的设定点分布图信号与待移动部件的所测量位置信号(在图3的实施例的情况下，该信号将由一个或两个测量装置14提供)进行比较，并将误差信号34转发到控制器28。为了说明在某种程度上一直存在的非重复干扰，反馈控制是期望的。控制器28还说明在所施加的设定点前馈中的任何失配(如果前馈信号30被完全得到，则将不发生失配，参见下面)。在本实施例中，来自控制器28的输出与前馈信号36相加，并与来自信号产生部分(或信号发生器)20的前馈信号30相加，所述前馈信号36表示基于所述系统的已知物理特性的惯性前馈，已知的物理特性例如是衬底台和相关部件的质量。合成信号被传递到位移装置10a/10b，该位移装置10a/10b实现待移动部件的位置x、速度v和/或加速度a的改变。
根据本发明的实施例，在存储装置16中存储的前馈数据库中的条目可以根据基于误差信号34的迭代学习控制算法而得到。
该算法在图5的框图表示中示出，其中，ey(k)表示对于ey(0)＝ey0的第k次迭代的n采样误差colon(以特定采样频率例如5kHz采样的数据点的阵列)，Filc(k)表示具有Flic(0)＝0的学习控制力的n采样colon，L表示学习增益矩阵(其可以是误差ey(k)的非线性函数)，z-1是在z变换标记法中一个采样的时间延迟，I是单位矩阵，以及Sp是表示闭环工艺敏感性动态的所谓的Toeplitz矩阵。基本上，Sp描述了力对闭环误差的影响，L是学习增益，即用于降低该误差的增益，以及z-1I是更新待构造的前馈信号所需要的更新机制的一部分。现在该算法如下工作。以在学习分布图期间所收集的误差的阵列开始，在第一次运行中，前馈力的阵列通过将误差阵列与学习增益矩阵L相乘来计算。在第二次运行中，应用相同的学习分布图，但是现在以同步的方式将第一运行前馈力施加到系统。通常，这将产生比以前更小的误差，但是由于L的有限增益约束，误差将不等于零。因此，将所得到的误差再次与L相乘，从而给出前馈力的附加阵列，该附加阵列将与前馈力的现有阵列相加。修改的前馈力的阵列在第三次运行中被施加于系统(再次在相同的学习分布图下)等等。在所得到的误差阵列或所施加的前馈力阵列的足够收敛下逐次运行地重复该过程。
根据本实施例，选择参考设定点分布图，其可以被分解成形成用于需要由学习设计处理的其他设定点分布图的构建块的部分。在图6的示例中，这种参考分布图由约-150mm和约+150mm之间的向前和向后运动来表示。在图中，曲线40表示作为时间的函数的位置。加速度被施加为脉冲或中心(hub)42，包括加速度恒速增大的区域44、恒定加速度的稳定状态46和加速度恒速减小的区域48。相应的负加速度脉冲50使速度在该冲程结束时再次回到零。对于该分布图来说，基本上两个误差区域是显著的，即在恒定正速度期间的区域52和在恒定负速度期间的区域(未示出)；在这些区域中，特别期望误差保持为小。在光刻应用中情况尤其如此，因为在可以进行最佳质量曝光时常常是恒定速度区域。对于本示例，参考分布图被分解成这两个部分。这些部分中的每个进行学习算法，以便得到学习的前馈数据。两个学习的前馈数据段被存储在单独的表中，并且在随后被施加到系统之前可以被同步。前馈数据以与在学习期间获得其完全相同的方式与加速度(设定点)分布图同步；通常，由所产生的前馈数据表示的校正力应当与应当补偿的误差匹配。
图7示出了使用两个学习前馈数据段的结果：一个用于由正位移(即从第一正加速度中心60的开始到第一负加速度中心62的结束)表征的冲程，一个用于由负位移(即从第二负加速度中心64的开始到第二正加速度中心66的结束)表征的冲程。在最上面的图中，学习前馈数据段被施加于实际上用于学习的参考设定点分布图上(从约-150mm到约150mm并回到-150mm)。可以看到，直至第一负加速度中心62，误差(实线70)与学习之前的误差(虚线72)相比几乎为零。在第二负加速度中心64的开始处，即在两个不同前馈数据段之间的过渡处，认识到小的过渡现象。在该现象之后，误差保持几乎为零，直到不再施加学习力的点处，即在最后的加速度中心66的开始处。
在图7的中间曲线图中，两个学习前馈数据段被部分地施加于第一试验分布图上，即约-125mm和约125mm之间的较短分布图。由使用源自参考设定点分布图(实线70)的学习数据的误差和学习之前的误差(虚线72)之间的差别可以看出，在稳定时间可以获得显著改进。也就是，由加速度分布图中非平滑过渡引起的误差信号中的大峰值在施加由对应于不同分布图的两个不同前馈数据段构造的学习信号之后被除去。注意，对于误差信号中的噪声来说不会再认识到过渡现象。实际上，通过在减速中心的相当任意的点处选择不同学习表之间的过渡，过渡现象原则上发生在并不与光刻系统中的实现性能直接相关的加速度分布图的该部分中(这是因为通常情况是这样的，即在正或负冲程的恒速期间进行成像；在这种情况下，误差在加速、减速或方法改变的阶段期间恶化没有关系，只要改善了在恒速阶段期间的误差)。为此，可能期望的是避免用于恒速区域开始处附近的过渡的位置。在图7最下面的曲线图中，对于约-100mm和约100mm之间的第二试验分布图来说，示出了利用多个前馈数据段的库来处理设定点变化的能力。可以断定，设定点变化在假设参考分布图共用了可以单独学习的公共特征下可以被有效地处理。
在另一实施例中，代替所使用并随后存储以用于学习的整个加速度阶段，仅仅使用冲击/反冲击阶段和相应恒速区域的部分。对于冲击阶段，即学习前馈数据库中的第一条目，这在图8中示出。最上面的曲线图表示误差对时间的图：较细的线80表示学习前的误差，较粗的线82表示利用学习前馈数据所得到的(改进的)误差。最下面的曲线图示出了学习前馈数据(也称作校正“力”)随时间的变化。在过渡点84之后，没有可用的学习前馈数据，并且可以看到最上面曲线图中的误差曲线80和82位于彼此顶部。由于仅仅考虑冲击/反冲击阶段并且中间没有恒定加速度阶段(因此在仍受基于冲击/反冲击阶段的前馈数据段作用的同时可以使其更长或更短)，因此本实施例能够处理速度变化。
如上所述，本发明的实施例可以应用于诸如光刻版台或衬底台的控制的光刻运动系统的领域中。该系统还可以用于电子显微镜成像的台、用于激光切割的Maglev台、或者以更一般的观点的重复运动系统中。例如，其他应用领域包括UHP灯的控制，其中引入如前的迭代学习控制方案。
虽然在本文中具体参考了光刻设备在IC制造中的使用，但是应当理解在此所述的光刻设备可以具有其他应用，例如集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图形、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员将认识到，在这种可选应用的范围中，在此术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以被认为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。在此所称的衬底可以在曝光之前或之后被处理，例如在轨迹工具(track)(一种通常将抗蚀剂层施加到衬底并显影已曝光的抗蚀剂的工具)、度量工具和/或检查工具中。在可适用的地方，可以将在此的公开应用于这种和其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理不止一次，例如为了创建多层IC，因此在此使用的术语衬底还可以指已经包括多个处理层的衬底。
虽然已经在上面具体参考了本发明实施例在光刻中的使用，但是将会认识到本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，并且在允许的情况下不限于光学光刻。在压印光刻中，构图装置中的表面状况限定了在衬底上创建的图形。构图装置的表面状况可以被压制到提供给衬底的抗蚀剂层中，在衬底上通过施加电磁辐射、热量、压力或其组合来使抗蚀剂硬化。在抗蚀剂硬化后将构图装置移到留有图形的抗蚀剂之外。
在此使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和远紫外辐射(例如具有5-20nm范围内的波长)、以及粒子束，例如离子束或电子束。
术语“透镜”在本文允许的情况下可以指各种光学部件的任何一种或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。
虽然已经在上面描述了本发明的特定实施例，但是将会认识到本发明可以不同于所述的来实施。例如，本发明可以采用包含描述如上所述方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采用具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
上面的描述打算是说明性的而非限制性的。因此，在不脱离以下所述的权利要求的范围的情况下，可以对如所述的本发明进行修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
Claims (13)
1.一种被配置成根据设定点分布图移动部件的系统，该设定点分布图包括所述部件的多个目标状态，所述多个目标状态中的每个在相应序列的目标时间之一处获得，所述系统包括：
位移装置，其被配置成根据所述设定点分布图移动所述部件；
数据存储装置，其包括前馈数据库；
信号发生器，其被配置成(a)识别对应于所述前馈数据库中条目的所述设定点分布图的多个时间段，以及(b)访问所述条目以便构造前馈信号；以及
前馈控制系统，其被配置成基于由所述信号发生器构造的所述前馈信号来控制所述位移装置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个目标状态包括所述部件的目标位置、所述部件的目标速度和所述部件的目标加速度中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号发生器包括：
触发检测系统，其被配置成检测对应于所述前馈数据库中条目的所述设定点分布图的段；以及
输入装置，其被配置成在通过所述触发检测系统检测到相应段时将条目插入到所述前馈信号中。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述库中的所述条目包括用于以下类型的设定点分布图段中至少一种的前馈数据：恒速分布图、恒定加速度分布图、恒定减速度分布图、冲击阶段、反冲击阶段、以及由位置相对于时间的更高阶导数的有限值来表征的分布图。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述库中所述条目的子集基于在先的校准测量。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述校准测量包括迭代学习数据。
7.一种被布置成将来自构图装置的图形投射到衬底上的光刻投影设备，包括：
(a)活动支架，其被配置成保持所述构图装置；以及
(b)系统，其被配置成根据设定点分布图来移动所述活动支架，该设定点分布图包括所述活动支架的多个目标状态，所述多个目标状态中的每个在相应序列的目标时间之一处获得，所述系统包括：
(i)位移装置，其被配置成根据所述设定点分布图来移动所述活动支架；
(ii)数据存储装置，其包括前馈数据库；
(iii)信号发生器，其被配置成(1)识别对应于所述前馈数据库中条目的所述设定点分布图的多个时间段，以及(2)访问所述条目以便构造前馈信号；以及
(iv)前馈控制系铳，其被配置成基于由所述信号发生器构造的所述前馈信号来控制所述位移装置。
8.一种被布置成将来自构图装置的图形投射到衬底上的光刻投影设备，包括：
(a)活动支架，其被配置成保持所述衬底；以及
(b)系统，其被配置成根据设定点分布图来移动所述活动支架，该设定点分布图包括所述活动支架的多个目标状态，所述多个目标状态中的每个在相应序列的目标时间之一处获得，所述系统包括：
(i)位移装置，其被配置成根据所述设定点分布图来移动所述活动支架；
(ii)数据存储装置：其包括前馈数据库；
(iii)信号发生器，其被配置成(1)识别对应于所述前馈数据库中条目的所述设定点分布图的多个时间段，以及(2)访问所述条目以便构造前馈信号；以及
(iv)前馈控制系统，其被配置成基于由所述信号发生器构造的所述前馈信号来控制所述位移装置。
9.一种根据设定点分布图移动部件的方法，该设定点分布图包括所述部件的多个目标状态，所述多个目标状态中的每个在相应序列的目标时间之一处获得，所述方法包括：
将所述设定点分布图的多个时间段与前馈数据库中的条目进行比较；
识别对应于所述前馈数据库中条目的所述设定点分布图的在所述库中存在前馈数据的时间段；
检索用于识别的时间段的前馈数据；
利用所述检索的前馈数据来构造前馈信号的至少一部分；以及
基于所述前馈信号来根据所述设定点分布图控制所述部件的移动。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述库中所述条目的子集基于在先的校准测量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述校准测量通过以下获得：
利用前馈信号根据设定点分布图的时间段来移动所述部件；
在所述移动期间测量所述部件的状态，并确定在所述测量状态与由所述设定点分布图定义的所述部件的相应目标状态之间的差别；
根据所述差别来改进所述前馈信号；
重复所述移动、测量和改进，直到所述差别低于目标阈值为止；以及
将改进的前馈信号存储在相应于相关设定点分布图时间段的所述前馈数据库中。
12.一种器件制造方法，包括：
(a)将来自构图装置的图形投射到衬底上；以及
(b)根据设定点分布图移动被配置成保持所述构图装置的活动支架，该设定点分布图包括所述活动支架的多个目标状态，所述多个目标状态中的每个在相应序列的目标时间之一处获得，所述移动包括：
(i)将所述设定点分布图的多个时间段与前馈数据库中的条目进行比较；
(ii)识别对应于所述前馈数据库中条目的所述设定点分布图的在所述库中存在前馈数据的时间段；
(iii)检索用于识别的时间段的前馈数据；
(iv)利用所述检索的前馈数据来构造前馈信号的至少一部分；以及
(v)基于所述前馈信号来根据所述设定点分布图控制所述部件的移动。
13.一种器件制造方法，包括：
(a)将来自构图装置的图形投射到衬底上；以及
(b)根据设定点分布图移动被配置成保持所述衬底的活动支架，该设定点分布图包括所述活动支架的多个目标状态，所述多个目标状态中的每个在相应序列的目标时间之一处获得，所述移动包括：
(i)将所述设定点分布图的多个时间段与前馈数据库中的条目进行比较；
(ii)识别对应于所述前馈数据库中条目的所述设定点分布图的在所述库中存在前馈数据的时间段；
(iii)检索用于识别的时间段的前馈数据；
(iv)利用所述检索的前馈数据来构造前馈信号的至少一部分；以及
(v)基于所述前馈信号来根据所述设定点分布图控制所述部件的移动。
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