CN101763124B - 用于阻尼物体的方法、主动阻尼系统以及光刻设备 - Google Patents

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Abstract

一种以两个或更多个自由度对物体进行阻尼的方法，包括步骤：在两个或更多个测量位置中每一个测量位置处测量位置参量；从所测量的位置参量为每个动态模式提取测量信号；将动态模式的测量信号供给与各个动态模式相关联的控制器单元，该控制器单元基于各自测量信号为每个动态模式提供输出信号；以及给两个或更多个致动器中的每一个提供控制信号，给每个致动器的控制信号基于一个或更多个控制器单元的输出信号。

Description

用于阻尼物体的方法、主动阻尼系统以及光刻设备
技术领域
本发明涉及一种用于阻尼物体的方法、主动阻尼系统以及光刻设备。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是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。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被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。也能够以通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
在已知的光刻设备中，提供了所谓的量测框架或量测架(metroframe)。这种量测框架通常用作移动被支撑在图案形成装置支撑件上的图案形成装置和被支撑在衬底支撑件上的衬底的参考框架。另外，将这种量测框架用于支撑光刻设备的投影系统，使得相对于量测架将投影系统保持在大致静止的位置上。
量测架位于由底架支撑的已知的光刻设备中，该底架被配置以放置到地面上，例如地板上。为了防止或至少降低底架上的振动(例如源自地板或在图案形成装置支撑件或衬底支撑件的致动器被传送到量测架上时)，由主动阻尼系统来支撑量测架。主动阻尼系统典型地包括在底架和量测架之间的三个空气底座(mount)，每个底座包括将量测架保持在期望位置上的致动器。提供传感器以测量各个空气底座的位置参量，例如位置、速度或加速度。
图1显示出现有技术中的主动空气底座系统，包括用于支撑投影系统PS的量测架MF的三个主动空气底座AM1、AM2、AM3。每个空气底座包括至少一个传感器以测量各个空气底座的位置参量，例如速度。基于这些测量(z1、z2、z3)，可以测量投影系统沿大致相同的方向在三个位置处的速度。通过使用具有转换矩阵T的转换装置，在与由量测架支撑的物体结合的量测架的重心作为坐标系统的原点的情形下，可以将单个传感器信号解耦成逻辑坐标或自由度(z、Rx、Ry)。
对于每个逻辑坐标，提供控制装置Cz、Crx、Cry，其基于各个逻辑坐标中的速度为各个方向提供了控制信号Fz、Frx、Fry。在第二转换装置中，为主动空气底座AM1、AM2、AM3的各个致动器提供了用于将控制信号转换成致动器信号F1、F2、F3的逆转换矩阵T-1。
这样，产生了主动阻尼，其允许在示出的至少三个方向上阻尼量测架的运动。主动阻尼系统还可以被配置以控制不同数量的自由度。例如，通过在每个空气底座上测量两个方向上的速度，可以以6个自由度对投影系统进行主动阻尼。通常，相对于使与由量测架支撑的物体结合的量测架的重心作为坐标系统原点的逻辑坐标，进行阻尼。其它的原点位置也是可以的。当以绝对的方式测量速度时，例如相对于固定的地球系，与相对于底架对它进行测量相反，这种阻尼还称作为天棚(skyhook)阻尼。
天棚阻尼性能是由其带宽来确定的。带宽受量测架共振的限制。例如，已知的光刻设备的量测架的最低共振频率低至150Hz，这是由于可利用的建筑空间受限。通过使用上述的阻尼控制系统以能够产生足够大的带宽，例如约30Hz的阻尼共振模式(mode)，应当能够处理150Hz的量测架共振。
通常，量测架共振限制了天棚阻尼的性能，导致有限地减小了由量测架运动引起的重叠误差。
发明内容
期望提供一种用于对由两个或更多个主动底座支撑的物体进行阻尼的方法，和一种用于阻尼物体的主动阻尼系统，其中，可以改善阻尼性能，尤其是提高阻尼控制系统的带宽。
根据本发明的实施例，提供了一种以两个或更多个自由度阻尼物体的方法，该方法包括以下步骤：提供多变量控制系统，该多变量控制系统包括：位置参量测量系统，以在两个或更多个测量位置测量位置参量；控制器装置，配置以基于所测量的位置参量将控制信号提供给安装到物体上的两个或更多个致动器，该控制器装置包括：提取器装置，以针对至少一个自由度从所测量的位置参量提取用于物体的两个不同的动态模式的测量信号，以及用于每个动态模式的控制器单元，两个或更多个致动器的控制信号基于至少一个自由度的每一动态模式的控制器单元的输出信号，在所述两个或更多个测量位置中的每一个处测量位置参量；从所测量的位置参量提取每个动态模式的测量信号；将动态模式的所述测量信号供给与各个所述动态模式相关联的控制器装置的控制器单元，所述控制器单元基于各个所述测量信号为每个动态模式提供输出信号；将控制信号提供给所述两个或更多个致动器，所述控制信号基于一个或更多个控制器单元的输出信号。
根据本发明的实施例，提供了一种主动阻尼系统，其以两个或更多个自由度阻尼物体，所述主动阻尼系统包括：两个或更多个致动器，其被连接至所述物体；位置参量测量系统，以在两个或更多个测量位置处测量所述物体的位置参量；和多变量控制系统，其包括控制器装置，该控制器装置被配置以基于所测量的位置参量将控制信号提供给所述两个或更多个致动器，其中所述控制器装置包括：提取装置，其用于针对至少一个自由度从所测量的位置参量提取用于所述物体的两个不同动态模式的测量信号，和控制器单元，其用于每个动态模式和用于每个自由度，用于所述两个或更多个致动器中的至少一个致动器的所述控制信号基于由至少一个自由度的每个动态模式的控制器单元的输出信号。
根据本发明的实施例，提供了一种光刻设备，包括：照射系统，其被配置以调节辐射束；支撑件，其被构造以支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在其横截面上将图案赋予给所述辐射束以形成图案化的辐射束；衬底台，其被构造以保持衬底；投影系统，其被配置以将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；和主动阻尼系统，其以两个或更多个自由度阻尼物体，所述主动阻尼系统包括：两个或更多个致动器，其被连接至所述物体上；位置参量测量系统，用于在两个或更多个测量位置处测量所述物体的位置参量；和多变量控制系统，其包括控制器装置，该控制器装置被配置以基于所测量的位置参量将控制信号提供给所述两个或更多个致动器，其中，所述控制器装置包括：提取器装置，用于针对至少一个自由度从所测量的位置参量提取用于所述物体的两个不同的动态模式的测量信号，和控制器单元，其用于每个动态模式和用于每个自由度，用于所述两个或更多个致动器中的至少一个的所述控制信号基于至少一个自由度的每个动态模式的控制器单元的输出信号。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考示意性附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的参考标记表示相应的部件，在附图中：
图1示出现有技术中的配置以对光刻设备的量测架进行阻尼的主动阻尼系统；
图2示出根据本发明的实施例的包含主动阻尼系统的光刻设备；
图3示出根据本发明的实施例的主动阻尼系统；
图4示出量测架的模型；
图5示出施加到量测架上的扭矩Frx和在同一方向Rx上产生的运动之间的关系的伯德图(Bode plot)。
图6a示出根据本发明的实施例的一个自由度的控制方案；
图6b示出在图6a中的控制方案中的刚性体模式测量信号的伯德图；
图6c示出在图6a中的控制方案中的弯曲模式测量信号的伯德图；和
图7示出配置用于从两个空气底座的测量位置z1、z2提取两个不同的动态模式的测量信号rx1、rx2的提取矩阵D。
具体实施方式
图2示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或任何适合的其它的深紫外(DUV)辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连。所述设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑件”，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连。所述设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
照射系统可以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，以引导、成形、或控制辐射。
所述图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置MA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MA。所述图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。所述图案形成装置支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“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辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐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的辅助特征)。通常，被赋予辐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。
图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置MA的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(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，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其它因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多的掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或可以在一个或更多个台或支撑件上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑件用于曝光。
光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分被相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可应用至光刻设备的其它空间，例如在掩模和投影系统之间。浸没技术可以用于提高投影系统的数值孔径。在此处所使用的术语“浸没”并不是指结构(例如衬底)必须浸在液体中，而是仅指液体在曝光期间位于投影系统和衬底之间。
参照图2，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束B，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。已经穿过图案形成装置(例如掩模)MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图2中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT或“衬底支撑件”的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT可以仅与短行程致动器相连，或者可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。
所示的设备可以用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后，将所述衬底台WT或“衬底支撑件”沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT或“掩模支撑件”的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将保持可编程图案形成装置的图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT或“掩模支撑件”保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT或“衬底支撑件”进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT或“衬底支撑件”的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
在图2的光刻设备中，主动阻尼系统(在下文中也被普称为主动阻尼器)设置在作为光刻设备的主框架的底架BF和用于支撑投影系统PS的量测框架或量测架MF之间。量测架MF还用作移动光刻设备的参考框架。因此，期望底架BF中的振动未传播到量测架MF上。为此，用包括三个空气底座AM的主动阻尼系统在底架BF上支撑量测架MF。每个空气底座AM包括空气底座传感器AMS和空气底座致动器AMA，该空气底座传感器AMS配置以测量量测架的位置参量(例如位置、速度或加速度)，该空气底座致动器AMA配置以将力施加到量测架MF和底架BF之间，以补偿来自于底架BF的力或振动。
空气底座控制器AMCD被设置以基于空气底座传感器AMS的已测量的位置参量，将致动器信号提供给每个致动器AMA。
如参照图1所描述的，空气底座控制器AMCD可以是多变量的控制器，其包括将在测量方向上的已测量的位置参量转换成逻辑坐标中的自由度的转换装置。为每个自由度设置了控制器单元，所述控制器单元基于已测量的位置参量提供控制信号。为了将各个自由度(z，Rx，Ry)的控制信号转换成空气底座致动器AMA的驱动方向，可以提供包括转换矩阵的转换装置。
在根据本发明的实施例中，提供了可替代的多变量的控制器。不是使用从三个空气底座传感器AMS的测量提取的传统的逻辑坐标(z，Rx，Ry)，而是从位置参量测量中提取多于三个的测量信号，每个测量信号表征量测架的特定动态模式(如将要说明的，例如刚性体模式或弯曲模式)。
图3显示出根据本发明的这样的实施例的控制系统或控制器。在图3中，可以看出量测架是具有主体MFMB的U形和两个臂MFA。臂MFA不必无限地硬性地耦合至量测架主体MFMB上，但具有围绕已显示的弯曲线BL的旋转模式。可以在不同的动态模式中对这样的量测架行为进行描述，例如刚性体模式和弯曲模式。刚性体模式仅观察到物体的刚性体运动。在这种模式中不观察物体内的共振。弯曲模式不观察到物体的刚性体运动，而仅观察到由物体内的挠性引起的共振或其它运动。
根据本发明的实施例，对于每个自由度，可以从已测量的位置参量提取表征这些动态模式中的一个的测量信号。通过为表征特定的动态模式的这些测量信号中的每个测量信号提供控制器单元和将该控制器单元专用于它控制的动态模式，可以更精确地控制运动或振动。
在图4-7中，将对从已测量的位置参量提取两个测量信号进行说明，尤其是与围绕x轴线Rx的旋转相关联的刚性体模式和弯曲模式。以类似的方式，为由主动阻尼系统支撑的物体的其它自由度，可以提取和控制测量信号。
图4显示出量测架MF的模型的示意侧视图。通过具有刚度cr和非常大的垂直刚度cz的可旋转的弹簧，连接两个主体部件(1、2)。质量m2表示主体MFMB的质量，在这个例子中是1500kg。m1表示量测架臂的质量，例如500kg。通过使用致动器1和2在这种结构上驱动转矩来在相反方向上产生相等的力(F1＝-F2)将导致Rx运动，其由 Rx = ( z 1 - z 2 ) ( l 1 + l 2 ) 来确定。在图5中显示出从转矩到Rx位置的传递函数。在这个例子中，在约250Hz处观察到弯曲模式共振。实践中，在这个共振频率附近的相位行为将危害在这个点处的闭环稳定性。这可能是由在控制环中的部件的相位行为(例如放大器和传感器特性)以及由数字计算机中的控制器的离散化实现而引起的相位滞后引起的。
现在如图6a中显示的，对于刚性体模式的测量信号Rx1和对于弯曲模式的测量信号Rx2可以从测量的位置参量z1、z2提取。图6b显示表示刚性体模式的测量信号Rx1的伯德图RB-M，图6c显示出表示弯曲模式动力学的伯德图BE-M。从这个伯德图可以看出，共振未在刚性体模式中出现。
为这些测量信号Rx1、Rx2中的每个，提供了独立的控制器单元Crx1和Crx2。这些控制器单元Crx1、Crx2中的每个专门用来控制各个动态模式和提供输出信号Trx1、Trx2。添加输出信号Trx1和Trx 2以为各个自由度提供控制信号Trx，在这个情形中是Rx。将控制信号Trx发送到变换T-1，其用来计算被空气底座致动器AMA致动的力Fz1和Fz2，以便对Rx自由度上的运动进行阻尼。注意到，控制器可以提供另外的致动信号，以在其它的自由度上对量测架MF的运动进行阻尼(如在图3中显示的)。
提供测量信号Rx1和Rx2的提取装置或提取器D，如图7所示，可以通过使用z1和z2的组合来构造。例如，可以通过使用rx1＝αz1-(1-α)z2来提取刚性体模式。因子α是基于模型参数的，对于图3中显示的量测架MF的实施例，α＝0.35717271071802。有效地，使用在特定点附近的刚性体旋转，使得弯曲模式是“不可见的”。注意到如果m1＝m2，则α＝0.5。
找到α的一个方法如以下所述。描述系统上的转矩(F1-F2)和测量信号rx1＝αz1-(1-α)z2之间的关系的系统运动方程可以被数学地确定。这种传递函数具有极点，所述极点位置与系统的模式相符。典型地，因为考虑了位置测量，恒定的转矩将导致Rx的恒定的加速度。因此，将在所述原点处有两个极点，如在图5中所示，两个极点位于共振频率处。另外，传递函数具有零点，零点位置依赖于α。现在α值被选择，使得零点的位置匹配共振频率处的极点的位置。这样，零点抵消了极点，因此不再出现共振行为。例如这种计算可以被数学地进行，从而形成依赖于例如质量、惯性、连接刚性等模型参数的公式。
通过使用z1和z2的加权和：rx2＝βz1+(1-β)z2来提取弯曲模式测量信号。因子β被选择，使得刚性体模式是不可见的，即结构上的转矩将不会导致在这个方向上的刚性体加速度。在上述的例子中，β＝3/8。可以如上所述的，使用类似找寻α的技术来找寻β。在施加转矩时，共振模式将显示出m1相对于m2的相反的旋转。然而，旋转的振幅不是相同的，且依赖于这些质量体的几何构型、质量和惯性。优化的β使得具有较小旋转振幅的分量的z测量具有比其它的z测量更高的权重。在我们的这个例子中，这导致优化的值β＝3/8。
类似的公式可以用于从测量的位置参量提取用于其它自由度的测量信号。
现在再次参考图3，图3显示配置用于以三个自由度z，Rx，Ry对量测架MF的运动进行阻尼的控制系统，其中，对于每个自由度，用于刚性体模式和弯曲模式的测量信号被从测量的位置参量提取。
因此，在图3的控制器中，使用了两组测量信号，第一组z_rig，Rx_rig，Ry_rig表示各个自由度的刚性体模式，第二组z_res，Rx_res，Ry_res表示弯曲模式。测量信号z_rig，Rx_rig，Ry_rig，z_res，Rx_res，Ry_res由配置以从测量的位置参量z1，z2，和z3提取这些测量信号的提取装置D来获得。
为这些测量信号z_rig，Rx_rig，Ry_rig，z_res，Rx_res，Ry_res中的每个，提供了分离的控制器单元Cz_rig，Crx_rig，Cry_rig，Cz_res，Crx_res，Cry_res。每个控制器单元控制各个自由度的各个动态模式。每个控制器单元Cz_rig，Crx_rig，Cry_rig，Cz_res，Crx_res，Cry_res基于各自的测量信号z_rig，Rx_rig，Ry_rig，z_res，Rx_res，Ry_res提供输出信号。在图3显示的实施例中，为每个自由度z，Rx，Ry添加刚性体模式控制器单元Cz_rig，Crx_rig，Cry_rig和弯曲模式控制器单元Cz_res，Crx_res，Cry_res的输出信号，导致对每个自由度z，Rx，Ry的控制信号Fx，Trx，Try。
图3的控制系统的优点在于能够通过从同一传感器装置AMS产生独立的测量信号和为相关模式的这些测量信号阻尼提供独立的控制器单元，而不将更多的物理传感器添加到所述设备上。通常，可以使阻尼控制器带宽增加，导致了量测架运动减少，因此获得更好的重叠。
在上文中，已经对以三个自由度控制量测架的控制系统进行了描述。本发明的实施例还可以应用于阻尼系统中，其中对不同数量的自由度进行控制。另外，对支撑光刻设备的量测架的主动阻尼系统已经进行了描述。根据本发明的实施例的主动阻尼系统还可用于支撑和阻尼另一物体。
在图3的实施例中，已经将提取装置用于为每个自由度的两个动态模式提取测量信号。优选地，这样的提取装置被配置以为每个受控制的自由度中的两个或更多个动态模式提供测量信号。在可替代的实施例中，然而它可以仅对受控制的自由度的一部分为不同的动态模式提取测量信号。例如，如果特定的不期望的共振主要出现在一个自由度中，那么可以通过控制各个物体的不同的动态模式来控制这个自由度，而其它的自由度仅由单个控制器来控制。在另一实施例中，一个自由度的多于两个的动态模式可以被确定以便提高控制精度。
在上文中，对由主动底座支撑的投影系统的运动的阻尼进行了描述。然而，本发明的实施例不限于由主动底座支撑的物体。本发明的实施例还可与布置在物体上的任何合适的位置上的致动器和传感器一起应用。基于由传感器测量的位置参量，致动器可以通过将力施加到物体上来阻尼物体的运动。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造IC(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以在制造具有微米尺度、甚至纳米尺 度的特征的部件方面有其它的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将此处使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将此处公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
虽然以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情况中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有在5-20nm范围内的波长)以及粒子束(例如离子束或电子束)。
在允许的情况下，术语“透镜”可以表示不同类型的光学部件中的任何一个或组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式的光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。
以上描述旨在进行解释，而不是限制性的。因而，本领域普通技术人员可以理解，在不偏离下述权利要求的保护范围的前提下可以对所描述的发明进行修改。

Claims (15)

1.一种使用多变量控制器的以两个或更多个自由度阻尼物体运动的方法，所述多变量控制器包括：
位置参量测量系统，所述位置参量测量系统配置以在两个或更多个测量位置测量所述物体的位置参量；
控制器，所述控制器配置以基于在两个或更多个测量位置处的已测量的位置参量将控制信号提供给安装到所述物体上的两个或更多个致动器，所述控制器包括：
提取器，所述提取器被配置以针对至少一个自由度从在两个或更多个测量位置处所测量的位置参量提取用于物体的两个不同的动态模式的测量信号，以及
用于每个动态模式的控制器单元，用于所述两个或更多个致动器的所述控制信号基于至少一个自由度的每一动态模式的控制器单元的输出信号，所述方法包括以下步骤：
在所述两个或更多个测量位置中的每一个测量位置处测量所述位置参量；
从所述两个或更多个测量位置处的所述已测量的位置参量提取每个动态模式的测量信号；
将动态模式的所述测量信号供给与所述各个动态模式相关联的控制器中的控制器单元，所述控制器单元基于所述各个测量信号为每个动态模式提供输出信号；和
将所述控制信号提供给所述两个或更多个致动器，所述控制信号基于一个或更多个控制器单元的输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一动态模式是刚性体模式，第二动态模式是所述物体的弯曲模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述控制信号提供给所述两个或更多个致动器的步骤包括：将在被控制的方向上引导的控制信号转换成在所述致动器的驱动方向上引导的一个或更多个驱动信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物体是光刻设备的一部分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多变量控制器被配置以提供天棚阻尼。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物体由两个或更多个主动底座来支撑，每个主动底座包括：位置参量传感器，其被配置以在所述测量位置处测量所述物体的位置参量；和所述致动器，其配置以将力施加到所述物体上。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提取器被配置以针对每个被控制的自由度从在所述两个或更多个测量位置处的所述已测量的位置参量提取用于所述物体的两个不同的动态模式的测量信号。
8.一种主动阻尼系统，其被配置用于以两个或更多个自由度阻尼物体的运动，所述主动阻尼系统包括：
两个或更多个致动器，其被连接至所述物体；
位置参量测量系统，其被配置以在两个或更多个测量位置测量所述物体的位置参量；和
多变量控制系统，其包括控制器，所述控制器被配置以基于在所述两个或更多个测量位置处所测量的位置参量将控制信号提供给所述两个或更多个致动器，其中所述控制器包括：
提取器，其被配置以针对至少一个自由度从所述两个或更多个测量位置处所测量的位置参量提取用于所述物体的两个不同动态模式的测量信号，和
控制器单元，其用于每个动态模式和用于每个自由度，用于所述两个或更多个致动器中的至少一个的所述控制信号基于由至少一个自由度的每个动态模式的控制器单元所提供的输出信号。
9.根据权利要求8所述的阻尼系统，其中，第一动态模式是刚性体模式，第二动态模式是所述物体的弯曲模式。
10.根据权利要求8所述的阻尼系统，其中，所述控制系统包括转换装置，其被配置以将在被控制的方向上引导的控制信号转换成所述致动器的驱动方向上引导的驱动信号。
11.根据权利要求8所述的阻尼系统，其中所述物体由两个或更多个主动底座来支撑，每个底座包括：位置参量传感器，其被配置以测量位置参量；和所述致动器，其被配置以将力施加到所述物体上。
12.根据权利要求8所述的阻尼系统，其中，所述提取器被配置以针对每个被控制的自由度从所测量的位置参量提取用于所述物体的两个不同的动态模式的测量信号。
13.根据权利要求8所述的阻尼系统，其中，所述位置参量是所述物体的速度。
14.一种光刻设备，包括：
照射系统，其被配置以调节辐射束；
支撑件，其被构造以支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面上将图案赋予给所述辐射束以形成图案化的辐射束；
衬底台，其被构造以保持衬底；
投影系统，其被配置以将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上，和
主动阻尼系统，其用于以两个或更多个自由度阻尼物体，所述主动阻尼系统包括：
两个或更多个致动器，其被连接至所述物体上；
位置参量测量系统，用于在两个或更多个测量位置处测量所述物体的位置参量；和
多变量控制系统，所述多变量控制系统包括控制器，所述控制器被配置以基于所测量的位置参量将控制信号提供给所述两个或更多个致动器，其中，所述控制器包括：
提取器，其被配置以针对至少一个自由度从在所述两个或更多个测量位置所测量的位置参量提取用于所述物体的两个不同的动态模式的测量信号，和
控制器单元，其用于每个动态模式和用于每个自由度，用于所述两个或更多个致动器中的至少一个的所述控制信号基于由至少一个自由度的每个动态模式的控制器单元所提供的输出信号，
其中，所述物体是量测架，其被配置以支撑所述投影系统。
15.根据权利要求14所述的光刻设备，其中，第一动态模式是刚性体模式，第二动态模式是所述物体的弯曲模式。
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