CN102298269A - 测量系统、方法和光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量系统、方法和光刻设备。所述测量系统配置成得出物体的位置量，所述测量系统包括：至少一个位置量传感器，配置成提供各自的位置量测量信号；位置量计算器，配置成由所述位置量测量信号确定所述物体的位置量，其中所述位置量计算器包括扭转估算器，所述扭转估算器配置成估算所述物体的扭转，所述位置量计算器配置成针对于所述估算的扭转来校正所述物体的已确定的位置量。

Description

测量系统、方法和光刻设备

技术领域

本发明涉及一种测量系统、一种包括这样的测量系统的光刻设备以及一种测量方法。

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、一个或更多个管芯)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，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

物体(诸如光刻设备的平台)可以在使用中展现出非刚性体质量块行为。尤其可以是这样的情形，在该情形中物体经受大的力，例如用于以高的速度和加速度移动物体。这样的非刚性体质量块行为的例子是扭转。在测量物体的位置的测量系统中，彼此间隔开的多个位置传感器连接至物体上，可以应用来自两个或更多的位置传感器的位置信息。在光刻设备中，可以在平台位置测量(例如衬底台位置测量或支撑件(例如掩模台)位置测量)中找到这样的配置的例子。设置了多个传感器(例如编码器、干涉计)，用于测量平台的竖直(和/或水平)位置。可以应用多个竖直位置测量，以计算竖直平移量(Z)和围绕平台的水平轴线(y和/或x轴线)的1或2个倾斜旋转量(Rx、Ry)。在竖直的或倾斜的开环力学模型中所看到的平台的扭转模式可能因此导致位置传感器的读数的差别，这是因为在这样的扭转模式的激励期间，可能产生平台的多个部分的竖直的位移。如果平台定位在水平面中，竖直的动力学模型可能在不同的水平位置显示出扭转模式的不同的放大率。为了减小对于例如闭环位置控制环行为的这样的扭转模式激励的效应，已经设计了多种方案。首先，环路的带宽可以保持相对小，然而其对定位精度、速度等产生不利影响。其次，为了抑制传感器信号在扭转模式的激励所在的频率范围内的频率分量，可以应用陷波(notch)滤波器。先进的控制方案认为需要复杂的计算(例如依赖位置的陷波滤波器)，因此在光刻设备中造成了大的数据处理负荷。

发明内容

期望提供一种改善的测量系统。

根据本发明的一实施例，提供了一种测量系统，配置成获取物体的位置量，所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一个，所述测量系统包括：至少一个位置量传感器，配置成提供各自的位置量测量信号；位置量计算器，配置成由所述位置量测量信号确定所述物体的位置量，其中所述位置量计算器包括扭转估算器，所述扭转估算器配置成估算所述物体的扭转，所述位置量计算器配置成针对于所估算的扭转来校正所述物体的已确定的位置量。

在本发明的另一实施例中，提供了一种光刻设备，包括：照射系统，配置成调节辐射束；支撑件，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中将图案赋予辐射束，以形成图案化的辐射束；衬底台，构造成保持衬底；和投影系统，配置成将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上，所述光刻设备包括如之前限定的测量系统，所述测量系统配置成测量所述支撑件、所述衬底台和所述投影系统中的投影透镜元件中的一个的位置量，所述投影透镜元件被包含作为光刻设备的投影系统中的光学元件。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种用于获取物体的位置量的位置量测量方法，所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一个，所述测量方法包括：通过至少一个位置量传感器提供各自的位置量测量信号；通过扭转估算器估算所述物体的扭转；通过位置量计算器根据所述位置量测量信号确定所述物体的位置量；和针对于所估算的扭转来校正所述物体的已确定的位置量。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：

图1示出可以具体实施本发明的光刻设备；

图2示出根据本发明的一实施例的测量系统的方块示意图；

图3示出根据本发明的另一实施例的测量系统的方块示意图；

图4a和4b示出用于显示扭转估算的作用的伯德(bode)图。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明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)辐射或任何其它的适合的辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，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”，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，所述投影系统PS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(例如包括一根或更多根管芯)上。

所述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的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置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。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。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。

图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、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他因素所适合的。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。

光刻设备还可以是至少一部分衬底可以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的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在图案形成装置(例如掩模)和投影系统之间。浸没技术可以用于增加投影系统的数值孔径。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没在液体中，而是意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。

参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源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。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，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1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)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。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图案形成装置(例如掩模)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。

可以将所述设备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和“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或“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征来确定。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的高度(沿所述扫描方向)。

3.在另一种模式中，将用于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。

图2示出了测量系统的示意方块图，其配置成测量物体的位置。物体的位置由至少两个位置传感器测量，诸如编码器、干涉仪、电容式位置传感器或它们的任意组合。当力Fctrl施加到物体的力学模型Mec(xy)上时，所述力学模型例如具有依赖位置的传递函数，这可能导致物体的位移，其又导致了如由位置传感器提供的一组位置测量信号Xenc的值的变化。位置传感器信号被提供至包括测量系统(MS)的位置计算器PC，所述位置计算器PC由获得的位置测量信号计算物体的位置。位置计算器可以由此例如考虑物体的位置：在一实施例中，其中位置传感器包括编码器头部和/或干涉仪头部，其依赖于物体的位置与目标(诸如栅格板)协作(且尤其是在相对大的物体的移动范围的情况下)，一个或更多的位置传感器(X_enc例如位置编码器)可以或可能不能与栅格板协作，因此依赖于物体的位置，可以考虑或不考虑位置传感器的信号中的一些。因此，可以提供(力至位置)的依赖于位置的传递函数。在图2示出的例子中，位置计算器包括依赖位置的测量系统传递函数MS(xy)，其计算位置Xspm(平台位置测量，也被称作为控制坐标)。

上述方法可以在物体的刚性体行为的情况下提供适合的结果。然而在物体展现出谐振模式的情况(诸如扭转模式或其它的非刚性体行为)中，可能将错误的位置计算作为结果。例如，在传感器包括竖直位置传感器的情形中，传感器位于(在水平面中看到)物体的不同的部分上，物体通常在水平面内移动(诸如可能是在物体包括光刻设备的衬底台或支撑件的情形)，使得扭转模式可以为竖直位置控制提供由位置传感器感测的位置差别。因为位置传感器提供了竖直的测量，所以所获得的竖直的平移和倾斜也将受到扭转频率的影响。在物体包括衬底台或支撑件的例子中，可能需要精确地定位物体的一部分(即物体的被辐射束辐射的部分)，因为该部分需要在某个时刻适时地聚焦。因此扭转模式可能导致依赖位置的位置测量误差，由此例如导致依赖位置的聚焦和成像误差。在浸没式光刻术的情形中，由此浸没流体施加在例如投影系统的下游透镜和衬底的一部分之间，由浸没流体在衬底的一部分上且因此在支撑衬底的衬底台的一部分上产生的惯性力，还可能在衬底台的开环动力学模型上产生依赖位置的扭转频率的放大率。

如在图2中示意性地示出的，测量系统的位置计算器包括扭转估算器T，其配置成估算物体的扭转。通过位置计算器应用所估算的扭转，以针对于估算的扭转来校正物体的已确定的位置。这在图2中示意性地示出：通过扭转估算器T由位置传感器信号估算物体的扭转。如在下文更详细地说明的，由此可以利用物体的已知的行为。类似于提供至测量系统传递函数的位置测量信号，应用相同或相似的测量系统传递函数至所估算的扭转，以便获得一个校正值或更多个校正值。由于扭转模式在特定的频率带发生，所以可以将带滤波器BF应用到由此获得校正值上，且将滤波的结果应用于校正该已确定的位置，在这一例子中通过从该已确定的位置减去经过滤波的校正值。新的(用于扭转校正的)位置不受扭转频率影响或较少程度地受扭转频率影响，因此开环力学模型的频率响应函数允许更高的伺服带宽，且因此能够改善定位精度。在可替代的实施例中，可以采用依赖位置的带滤波器，例如依赖于物体的x、y位置的带滤波器。这样的依赖位置的带滤波器具有的优点是：可以更加有效地补偿物体的依赖于位置的扭转模式。

如在图2中示出的，带滤波器可以包括带通滤波器。可替代地，如图3示出的，滤波器可以包括诸如陷波滤波器NF等带阻滤波器。陷波滤波器可以设置在前向路径中，如果输入至其上的信号在衰减频带外则将该信号传送过去；如果信号在衰减频带内则衰减信号，即陷波滤波器被应用至被施加至测量的位置的测量系统MS传递函数的输出。类似于图2中示出的实施例，设置了平行路径，其中设置了扭转估算器和测量系统传递函数。平行路径的输出信号在陷波滤波器之前被减去且在陷波滤波器之后被添加。因此，在陷波滤波器的衰减带之外，“名义”位置信号设置在测量系统的输出处，这是因为在平行路径中的扭转估算器的任何贡献在陷波滤波器之前被添加且随后在陷波滤波器之后被减去。然而，在陷波滤波器的衰减带中，来自扭转估算器的被估算的扭转对输出有贡献，而“名义”位置信号被衰减。注意到，在根据图3的实施例中，提供了估算器矩阵R＝I-T(由此I是单位矩阵)来代替扭转估算器矩阵T。这可以被容易地理解为如下：在图3的实施例中，平行的路径确定了针对于扭转而被补偿的位置，所述位置借助于陷波滤波器在发生扭转的频带中被使用。在图2中，在平行路径中计算了由扭转造成的位置分量。在由滤波器确定的频带中从计算出的位置减去这一分量。在可替代的实施例中，可以采用依赖位置的陷波滤波器，例如依赖于物体的x、y位置的陷波滤波器。这样的依赖位置的陷波滤波器具有的优点是：可以更加有效率地补偿物体的依赖位置的扭转模式。

因此，在根据图2和图3的实施例中，由于带宽滤波器，扭转估算器对带滤波器的频带中的位置信号有贡献。因为带滤波器的频带设置成其中怀疑可能出现扭转模式(例如作为谐振)所在的频率范围，所以扭转估算器基本上不会影响在其它频带中的被测量的位置，而在可能出现扭转的频带中，通过带滤波器的作用将扭转估算器的输出信号传递至所述输出。因此，为了避免来自于在其它频率下的扭转估算器的任何负面作用，仅在可能出现扭转模式的频带中考虑扭转估算器。

扭转被估算如下：

首先，如在下文1]中表达的，应用到物体上的力至如由在这一例子中的多个编码器测量的位置的传递函数，根据所述物体的被测量的力学行为来计算。

其次，如在下文2]中表达的，确定了在扭转的频率附近的解耦矩阵R。至此，首先依赖频率的解耦矩阵R(f)被依赖于物体的期望的力学模型传递函数和物体的被测量的力学模型传递函数的商来确定。之后，在可能出现扭转模式的频率范围(即在带滤波器允许扭转估算器对已确定的位置有贡献的频率范围)中确定了解耦矩阵的实部的均值。

第三，如在下文3]表达的，由矩阵R和单位矩阵I确定扭转估算矩阵(也称为扭转贡献矩阵T)。

此后，如在下文4]表达的，在可能出现扭转的频带中应用扭转估算器矩阵，以校正已确定的位置。注意到，在4]中获得的表达式从数学上描述了在图2中示出的且参考图2描述的配置。

矩阵T或R的推导过程的例子将在此处给出为：

1]由被测量的力学模型Hm_meas(f)计算力至编码器位置Hcm_enc(f)的FRF

${\mathrm{Hm}}_{\mathrm{meas}\left(f\right)}={\mathrm{MS}}_{(x,y)}*{\mathrm{Hm}}_{\mathrm{raw}\left(f\right)}*\mathrm{GB}*{\mathrm{GS}}_{(x,y)}={\mathrm{MS}}_{(x,y)}*I*{\mathrm{Hcm}}_{\mathrm{enc}{\left(f\right)}_{(x,y)}}$

2]计算在扭转频率附近的用于解耦的实数矩阵R

${\mathrm{Hm}}_{\mathrm{torsion}\_\mathrm{decoupled}\left(f\right)}={\mathrm{MS}}_{(x,y)}*R*{\mathrm{Hcm}}_{\mathrm{enc}{\left(f\right)}_{(x,y)}}=\mathrm{def}={\mathrm{Hm}}_{\mathrm{desired}\left(f\right)}$

$=>R_{\left(f\right)}={{\mathrm{MS}}_{(x,y)}}^{-1}*{\mathrm{Hm}}_{\mathrm{desired}\left(f\right)}*{{\mathrm{Hcm}}_{{\mathrm{enc}\left(f\right)}_{(x,y)}}}^{-1}$

R＝mean(real(R_(f)))

3]计算扭转贡献矩阵T＝I-R

${\mathrm{Hm}}_{\mathrm{torsion}\left(f\right)}={\mathrm{Hm}}_{\mathrm{meas}\left(f\right)}-{\mathrm{Hm}}_{\mathrm{torsion}\_\mathrm{decoupled}\left(f\right)}=$

${\mathrm{MS}}_{(x,y)}*I*{\mathrm{Hm}}_{\mathrm{raw}\left(f\right)}*\mathrm{GB}*{\mathrm{GS}}_{(x,y)}-{\mathrm{MS}}_{(x,y)}*R*H{\mathrm{cm}}_{\mathrm{enc}{\left(f\right)}_{(x,y)}}=$

${\mathrm{MS}}_{(x,y)}*(I-R)*{\mathrm{Hcm}}_{\mathrm{enc}{\left(f\right)}_{(x,y)}}=\mathrm{def}=$

${\mathrm{MS}}_{(x,y)}*T*{\mathrm{Hcm}}_{\mathrm{enc}{\left(f\right)}_{(x,y)}}\mathrm{withT}=I-R$

4]在由Q(f)滤掉的频带内补偿扭转和在频域中估算结果

${\mathrm{Hm}}_{\mathrm{TMC}\left(f\right)}={\mathrm{Hm}}_{\mathrm{meas}\left(f\right)}-Q_{\left(f\right)}*{\mathrm{Hm}}_{\mathrm{torsion}\left(f\right)}=$

$({\mathrm{MS}}_{(x,y)}-Q_{\left(f\right)}*{\mathrm{MS}}_{(x,y)}*T)*{\mathrm{Hcm}}_{\mathrm{enc}{\left(f\right)}_{(x,y)}}$

-Hm_meas(f)是所测量的经过补偿的力学模型，输入是6x逻辑控制力，输出是6x逻辑伺服位置

-MS(x，y)是依赖XY-位置的测量系统

-Hm_raw(f)是原始力学模型，输入是6x电机力(单位[N])，输出是8x编码器位置(单位[m])，

-GB是在重心处的逻辑力到在物理电机处的力的6x6增益平衡矩阵变换，

-GS是6x6增益调度矩阵，其将依赖xyz位置的控制器力变换成在卡盘的重心处的力。

-Hcm_enc(f)是具有在重心处的输入6x力的力学模型，输出是8x编码器位置(单位[m])。

-Hm_desired(f)解耦的刚性体动力学模型的对角矩阵。

-R是4x4实矩阵，其对在扭转频率附近的力学模型进行解耦。

-T是4x4实矩阵，其计算扭转贡献。

-最终Q(f)是在扭转频率附近的带通滤波器。

-Hcm_torsion(f)是必须从FRF移除的扭转量

-Hcm_TMC(f)是经过补偿的力学模型，因此没有扭转量。

注意到，如果应用不同的传感器组合以控制平台位置(例如在不同的传感器组合之间切换时)，R和T矩阵是不同的。

应当理解，还可以提供其它方式的扭转估算。例如，可以例如通过使用位置和速度信息作为输入来构建复矩阵R或T以替代构建实矩阵R或T。

再次参考其中传感器包括竖直位置传感器的例子，传感器位于(在水平面中看到)物体的不同部分上，其中物体通常在水平面内移动(诸如可以是在物体包括光刻设备的衬底台或支撑件的情形)。在这一例子中，扭转模式可以提供如由位置传感器感测的位置差别。如上所述，这样的情形可以用于以下情形：如果物体包括衬底台或支撑件，由此可能需要精确定位物体的一部分。在四个位置传感器(设置在例如矩阵物体的四个角处)的情形中，由此在特定的位置中，传感器中的一个不提供能使用的位置信号(例如因为有疑问的传感器位于与其协作的栅格板可及范围之外)，可以利用仅来自3个位置传感器的位置信号。由于扭转模式，在扭转模式是激活的情形中，传感器中的2个可以沿着竖直的方向彼此同相地移动，而另外的2个传感器可以沿着竖直的方向大致反相地移动。在这样的情形中，如果所有4个传感器位于栅格板的可及范围内且提供了位置信号，平均化处理可以允许获得物体的中心(例如在4个位置传感器之间的物体的中心)的正确位置。在物体的另一部分的位置(例如更靠近传感器中的一个)将被测量的情形中，不同的权重因子可以被应用至传感器输出信号。在这样的情形中，在传感器中的一个位于栅格板可及范围之外的上述的情形中，可以应用权重因子：以与在可及范围之外的传感器同相地移动的另一传感器可以提供双倍的权重因子，以便再次允许在4个传感器上进行平均化处理。因此，可以依赖于主动式的传感器的组合提供不同的扭转估算矩阵。

在光刻设备中，上述的扭转估算和校正可能不仅用于衬底平台和/或掩模版平台(即支撑件)的位置测量。其它的应用可以包括投影透镜元件的位置测量，诸如折射式透镜元件或反射镜。由此，可以减小扭转模式对于主动式透镜元件位置控制的作用。

参考图4a和4b示出了扭转估算器的作用。图4a示出了由(任意)物体的位置传感器获得的各种位置的频率响应图。由于扭转的作用，在600-700Hz的范围内观察到峰值。在图4b中，由于扭转估算器，明显减小了频率响应的峰值，其允许物体的位置的闭环控制具有更高的带宽。

注意到，位置传感器可以包括任何类型的位置传感器，诸如但不限于：干涉仪、编码器、电容式位置传感器、电感式位置传感器或它们的任意组合。在光刻设备中应用扭转估算，诸如用于测量衬底台或支撑件的位置，然而用于测量物体的位置的其它应用也是可行的。位置计算器和扭转估算器可以被实现为由数据处理装置(诸如微处理器、微控制器等)执行的适合的软件指令。可替代地，可以利用专门的硬件，来部分地或完全地实现位置计算器和/或扭转估算器。应当理解，扭转估算器可以被应用以估算物体的任何扭转模式。在这种情形中，在位置受控的平台中出现扭转问题。技术人员将理解，类似的方法对于速度或加速度受控的平台中的扭转动力学问题是可行的。因此，虽然在上文的实施例中使用了所述术语“位置”，但是所说明的构思也可以被应用，以校正速度和/或加速度。因此，在使用了术语“位置”的这些例子中，还可以将其理解成速度和/或加速度。在速度或加速度的情形中，也就是被针对于估算的扭转进行校正的速度或加速度的情形中，可以应用对应的速度传感器或加速度传感器。速度传感器可以例如被实现为具有时间微分器的位置传感器，以便对位置信号求导来获得速度信号。类似地，在加速度的情形中，加速度传感器可以例如通过来自位置传感器的位置信号进行两次求导来实现。速度传感器和加速度传感器的任何其它的实施方式在本发明的情形中也是可行的。在本文中，术语“位置量”应当理解成包括位置、速度和加速度中的至少一个。因此，在所述描述中使用术语“位置”的情况下，它可以通常由术语“位置量”来替代。

尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解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他的应用，例如，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)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“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，可以将所述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，例如以便产生多层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。

尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情形中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，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365、248、193、157或126nm的波长或约365、约248、约193、约157或约126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)以及诸如离子束或电子束等粒子束。

在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式光学部件。

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)。

以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附权利要求的保护范围的条件下，可以对所述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种测量系统，配置成得出物体的位置量，所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一个，所述测量系统包括：

位置量传感器，配置成提供位置量测量信号；

位置量计算器，配置成根据所述位置量测量信号确定所述物体的位置量，

其中所述位置量计算器包括扭转估算器，所述扭转估算器配置成估算所述物体的扭转，所述位置量计算器配置成根据所估算的扭转来校正所述物体的已确定的位置量。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述位置量计算器包括带滤波器，所述扭转估算器设置在所述位置量计算器的平行路径中。

3.根据权利要求2所述的测量系统，其中所述带滤波器包括带阻滤波器，所述位置量计算器配置成在所述带阻滤波器之前从所述已确定的位置量减去由所述扭转估算器提供的经过扭转校正的位置量和在所述带阻滤波器之后添加由所述扭转估算器提供的经过扭转校正的位置量。

4.根据权利要求2所述的测量系统，其中所述带滤波器包括带通滤波器，所述带通滤波器和所述扭转估算器设置在所述位置量计算器的平行路径中。

5.根据权利要求3或4所述的测量系统，其中所述扭转估算器包括权重因子矩阵估算器，所述权重因子矩阵估算器配置成根据期望的力学模型传递函数和已测量的力学模型传递函数的商来确定权重因子矩阵，所述扭转估算器配置成由所述权重因子矩阵确定扭转估算器矩阵。

6.根据权利要求5所述的测量系统，其中所述扭转估算器配置成确定所述权重因子矩阵在所述扭转的频带中的实部的均值，所述扭转估算器配置成根据所述权重因子矩阵的实部均值来确定所述扭转估算器矩阵。

7.根据权利要求5或6所述的测量系统，其中所述扭转估算器配置成根据单位矩阵和所述权重因子矩阵相减来确定所述扭转估算器矩阵。

8.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中所述位置量传感器配置成测量所述物体的竖直位置量。

9.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中所述测量系统包括至少4个位置量传感器。

10.一种光刻设备，包括：

照射系统，配置成调节辐射束；

支撑件，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中将图案赋予辐射束，以形成图案化的辐射束；

衬底台，构造成保持衬底；

投影系统，配置成将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上，和

根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，配置成测量所述支撑件、所述衬底台和所述投影系统中的投影透镜元件中的一个的位置量。

11.一种位置量测量方法，用于得出物体的位置量，所述位置量包括位置、速度和加速度中的至少一个，所述测量方法包括步骤：

通过位置量传感器提供位置量测量信号；

通过扭转估算器估算所述物体的扭转；

通过位置量计算器根据所述位置量测量信号来确定所述物体的位置量；和

根据所估算的扭转来校正所述物体的已确定的位置量。

12.根据权利要求11所述的位置量测量方法，其中将带滤波器施加在所述位置量计算器的平行路径中。

13.根据权利要求12所述的位置量测量方法，其中所述带滤波器包括带阻滤波器，所述方法包括：在所述带阻滤波器之前减去由所述扭转估算器提供的经过扭转校正的位置量和在所述带阻滤波器之后添加由所述扭转估算器提供的经过扭转校正的位置量。

14.根据权利要求12所述的位置量测量方法，其中所述带滤波器包括带通滤波器，所述带通滤波器和所述扭转估算器设置在所述位置量计算器的平行路径中。

15.根据权利要求10-14中任一项所述的位置量测量方法，其中权重因子矩阵由期望的力学模型传递函数和所测量的力学模型传递函数的商来确定，扭转估算器矩阵由所述权重因子矩阵在所述扭转的频带中的实部的均值来确定。

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