CN102540756B - 控制器、光刻设备、控制物体位置的方法及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制器、一种光刻设备、一种控制物体的位置的方法以及一种器件制造方法。所述控制器配置成用于控制具有布置用以作用在物体上的多个致动器的致动器系统。控制器使用增益平衡矩阵将表示想要施加至物体的重心的一组力的第一控制信号转换成表示通过所述多个致动器施加的等价的一组力的第二控制信号。系统还配置成使得第一增益平衡矩阵用在第一频带，并且第二增益平衡矩阵用在第二频带。

Description

控制器、光刻设备、控制物体位置的方法及器件制造方法

技术领域

本发明涉及控制器、光刻设备、控制物体的位置的方法以及制造器件的方法。

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。所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(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。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，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；以及所谓的扫描器，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。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

光刻设备中的物体(例如支撑图案形成装置的支撑装置和/或支撑衬底的衬底台)的位置和/移动需要被精确地控制。此外，可以在六个自由度上移动和控制物体。控制系统可以设置成控制用以提供物体的所需位置和/或移动的致动器系统。

在这种控制系统中，共振频率可能导致不可接受的定位误差。尤其地，物体本身的变形的共振频率可能引出些问题。如果在物体上的多个位置处测量物体的位置(例如使用编码器或者干涉仪)并且两个或多个测量值用于得出其他位置或位移(诸如围绕轴线的旋转)，则物体本身的变形的共振频率尤其会引出些问题。在这种情形中，物体的变形依赖于物体真实位置可能导致物体位置的错误确定。这又会反馈至控制系统。

因此，有必要限制控制系统的带宽，以便避免由这种共振频率引起的稳定性问题。如果共振行为本身例如依赖于物体的实际位置在被测量位置中以变化的方式显示，则尤其会出现共振频率引起的稳定性问题。然而，减小带宽作为这个问题的解决方案会导致不可接受的大的位置误差。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的控制系统。

根据本发明的一方面，提供一种控制器，配置成控制用以控制定位装置内的物体的位置的致动器系统，其中致动器系统包括布置用以作用在物体上的多个致动器；

其中控制器包括处理器，所述处理器配置成使用增益平衡矩阵，以将表示想要施加至物体的重心的一组力的第一控制信号转换成表示通过所述多个致动器施加的等价的一组力的第二控制信号，和

处理器配置成使得，至少在第一控制信号处于第一频带内时使用第一增益平衡矩阵，并且至少在第一控制信号处于第二频带内时使用第二增益平衡矩阵。

根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，包括：

照射系统，配置成调节辐射束；

支撑装置，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以形成图案化辐射束；

衬底台，构造成保持衬底；

投影系统，配置成将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上；

致动器系统，配置成控制支撑装置和衬底台中的一个的位置；和

如上述的控制器，配置成控制所述致动器系统。

根据本发明的一方面，提供一种控制光刻设备中的物体的位置的方法，包括：

使用多个致动器以将力施加至所述物体；

使用增益平衡矩阵以将表示想要施加至物体的重心的一组力的第一控制信号转换成表示通过所述多个致动器施加的等价的一组力的第二控制信号；

其中至少在第一控制信号在第一频带内时使用第一增益平衡矩阵，并且至少在第一控制信号在第二频带内时使用第二增益平衡矩阵。

根据本发明的一方面，提供一种器件制造方法，包括将支撑在支撑装置上的图案形成装置的图案转移至支撑在衬底台上的衬底的步骤；

其中在转移所述图案的所述步骤期间通过下列步骤控制所述支撑装置和所述衬底台中的至少一个的位置：

使用多个致动器将力施加至支撑装置和衬底台中的所述一个；

使用增益平衡矩阵以将表示期望被施加至支撑装置和衬底台中的所述一个的重心的一组力的第一控制信号转换成表示通过所述多个致动器施加的等价的一组力的第二控制信号；

其中，至少在第一控制信号处于第一频带内时使用第一增益平衡矩阵，并且至少在第一控制信号处于第二频带内时使用第二增益平衡矩阵。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以示例的方式，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示出了根据本发明一个实施例的光刻设备；

图2示出根据本发明一个实施例的控制系统；

图3示出根据本发明一个实施例的控制系统；

图4示出根据本发明一个实施例的控制系统；以及

图5示出根据本发明一个实施例的控制系统。

具体实施方式

图1示意地示出了根据本发明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)辐射或任何其他合适的辐射)；

支撑装置(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；

衬底台(例如晶片台)WT，其构造成用于保持衬底(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；和

投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置成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。

所述支撑装置支撑，即承载图案形成装置的重量。支撑装置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他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑装置可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑装置可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑装置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(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。

所述光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填满投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以施加到光刻设备的其他空间中，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术在本领域是熟知的，用于提高投影系统的数值孔径。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于投影系统和该衬底之间。

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入射到保持在支撑装置(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。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束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的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模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，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。

可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT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，在对掩模台MT和衬底台WT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相对于掩模台MT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.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT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。

如上讨论，本发明涉及用于控制致动器系统的控制系统，控制系统例如可以用于控制光刻设备中的物体的位置和/或移动。

在用于控制致动器系统的控制系统中，必须考虑由致动器系统中的多个致动器施加的力可能不作用通过重心。因此，例如，致动器系统可以包括多个致动器，每一个致动器沿各自不同的方向施加力并且可以被施加在物体的不同位置处。因此，控制系统的功能可以是为了确定将要通过致动器系统内的每个致动器施加的所需的力，以便产生想要的移动。

例如，控制系统可以包括处理器，所述处理器配置成确定将要通过致动器施加的所需力，以便提供想要的移动。这种处理可以例如由合适的计算机系统形成。然而应该认识到，还可以提供专用的软件以用作控制系统内的处理器。

处理器可以使用增益调度矩阵，以便由想要的参考位置和物体的控制器力、例如相对于诸如光刻设备中的投影光学元件等基本上惯性的参考物，确定将需要被施加至物体重心的力，以便提供想要的位移和\或加速度(例如相对于投影光学元件)。应该认识到，上面提到的力可以包括扭矩以及线性作用力。

控制系统还可以包括增益平衡矩阵，其用以将增益调度矩阵的输出转换为需要通过致动器系统内的每个致动器施加的力，使得由致动器施加的力的组合等同于需要施加至物体的重心的力。

确定用于增益平衡矩阵的值可以由物体的几何形状来确定，具体地，已知致动器施加其作用力所处的位置的空间分布和物体质量分布以及由致动器提供的力的作用方向，由这些来确定。

然而，这种分析假定物体是真正的刚性体。在实际情形中，物体在致动器施加力的情形下可能会变形，其结果是增益平衡矩阵不会总是精确地反映物体的几何形状。这会引入误差。

这种误差可能会通过控制系统内的其他效应而被放大。例如，为了提供反馈控制，控制系统需要确定物体的位置和取向。为了获得这个，编码器或干涉仪例如可以用以测量物体上的多个部位的位置。可以结合所测量的位置中的两个或更多个以便确定有关物体的更多的位置信息。例如，可以使用两个或多个位置以便计算物体的方位角度。物体的变形，即与真正的刚性体响应的偏差，可以导致传播通过控制系统的位置信息的误差。在变形影响通过使用在物体上的各个不同部位处的两个不同位置测量值确定的位置的精确度的情形中，这可可能尤其是真的。

发明人已经确认，对于诸如用于光刻设备内的衬底台的定位系统内的台和\或用于光刻设备内的图案形成装置的支撑装置内的台等物体，在物体的共振频率处会发生特定的问题，具体地，是扭转振动模式共振频率处以及凹谷振动(鞍状，saddle)模式共振频率处。

为了改善控制系统，本发明使用至少两个增益平衡矩阵。在大多数条件下可以使用第一增益平衡矩阵，尤其对于远离已知的有问题的共振频率或多个共振频率的频率。这种第一增益平衡矩阵可以例如是被确定用于当作真正刚性体处理的物体的增益平衡矩阵。

对于一个或多个已知的有问题的共振频率附近的多个频率，可以使用不同的增益平衡矩阵，其被选择用以减少系统在共振频率对特定或具体的振动模式的响应。应该认识到，可以提供多个不同的增益平衡矩阵，每一个与在特定或具体的共振频率下的特定或具体的振动模式相关。

实施用于特定或具体的振动模式的增益平衡矩阵的特定或具体的选择，使得该模式不被激发。换句话说，致动器的力的组合使得不引起振动模式。通过模态退耦分析(modal decoupling analysis)确定物体的动态模式，由此获得这种增益平衡矩阵，并且由此确保对应于所感兴趣的振动模式的特征向量与增益平衡矩阵中任一行的乘积为零。

图2示出根据本发明一个实施例的控制系统的布置。在此处控制系统被描述成特别用于控制光刻设备中的物体的位置，尤其是用于控制衬底台的定位系统内的台的位置或用于图案形成装置的支撑装置的定位系统内的台的位置。然而，应该认识到，通常可以用于任何控制系统。

如图所示，表示物体相对于例如投影光学元件的所需控制力的输入控制信号10通过系统接收，并通过增益调度矩阵11转换以形成第一控制信号12，所述第一控制信号12表示期望提供至物体重心的一组力。

第一控制信号12通过第一增益平衡矩阵13转换成第一中间控制信号14。基于物体将表现为刚性体的假设，第一增益平衡矩阵13被选择以将第一控制信号转换成表示通过多个致动器提供的等价的一组力的控制信号。

同时，通过差分增益平衡矩阵15，第一控制信号12被转换成第二中间控制信号16。差分增益平衡矩阵15被选择作为第一增益平衡矩阵13和如上所述的被选择用于在共振频率下减小系统在该共振频率下的激发的第二增益平衡矩阵之间的差值。因此，差分增益平衡矩阵15被选择为使得第一和第二中间控制信号14、16的和是使用第二增益平衡矩阵的第一控制信号12的转换的等价物。

为了仅在相关的共振频率处及附近处有效地使用第二增益平衡矩阵，第二中间控制信号16通过配置用以使仅在特定频带内的(即围绕共振频率选定的多个频率的范围)多个信号通过的陷波滤波器17。然后，最终的第三中间控制信号18与第一中间控制信号14通过加法器19求和。

应该认识到，在实际应用中，陷波滤波器更容易设置成不通过在窄频率范围内的多个信号，而不是通过在窄频率范围内的多个信号，如本发明要求的那样。因此，如图2所示，陷波滤波器17可以由配置成不通过在期望频带内的多个信号的陷波滤波器部件17a和用于倒转最终信号并将其加到原始的第二中间控制信号16中的布置形成。这种布置可以仅提供想要的第三中间控制信号18，如上面讨论的。

正如认识到的，加法器19的输出是第二控制信号20，其表示通过致动器系统中的多个致动器提供的一组力。当该控制信号被提供至致动器系统，其导致机械系统21(也就是致动器系统和被致动的物体的组合)的致动。

随后，如上所述，测量系统22可以测量物体的最终位置和/或位移，由此提供表示最终位置和/或位移的测量信号23。如果期望，这可以用于控制系统的反馈回路中。

还应该认识到，上面参照图2讨论的实施例仅是将对于不同频率使用不同增益平衡矩阵的控制系统具体化的一种方式。

图3示出用于在不同的相应的频率下使用两个不同增益平衡矩阵的替换的布置。仅讨论与图2中示出的布置的不同之处。就图2中示出的布置来说，第一增益平衡矩阵13被应用至第一控制信号12以提供第一中间控制信号14。然而，在该实施例中，第二增益平衡矩阵31本身也被直接应用至第一控制信号12以便提供第二中间控制信号32。然后，根据多个信号的频率组合第一和第二中间控制信号14、32，以便提供第二控制信号20。

具体地，第一陷波滤波器41被应用于第一中间控制信号14以提供第三中间控制信号43。第一陷波滤波器41被选择使所有多个信号通过，除了具有与同第二增益平衡矩阵31相关的共振频率相对应的频率的那些信号。

第二陷波滤波器42被应用于第二中间控制信号32以提供第四中间控制信号44。第二陷波滤波器42对应陷波滤波器41并阻拦与第二增益平衡矩阵31相关的共振频率。因为从输入32减去陷波滤波器42的输出，第四中间控制信号44仅包含信号32的未通过滤波器42的分量(即，与第二增益平衡矩阵31相关的共振频率)。第三和第四中间控制信号43、44通过加法器45求和以提供第二控制信号20。

应该认识到，在图2和3中示出并且在上文中讨论的布置都配置成使得有效地提供频率控制开关，用于根据第一控制信号12的频率选择使用第一增益平衡矩阵或第二增益平衡矩阵生成的中间控制信号。应该认识到，还可以提供用于根据频率在由两个不同增益平衡矩阵生成的多个信号之间切换的替换布置。

如上所述，本发明可以与其中存在多于一个有问题的共振频率的控制系统一起使用。在该情形中，期望提供增益平衡矩阵用于每个有问题的共振频率。所述多个增益平衡矩阵可以每一个仅用在相应的共振频率附近的频率处。可以具体地提供这种增益平衡矩阵以减小系统在所选的共振频率处的响应。在其他频率处，也就是离开有问题的共振频率的那些频率处，可以使用增益平衡矩阵，其基于物体在致动器系统的控制下作为刚性体的假设。

应该认识到，上面讨论的布置中的任一个可以进行修改、以与多个不同的增益平衡矩阵一起使用，每个增益平衡矩阵与相应的有问题的共振频率相关并且每一个仅用在与有问题的共振频率对应的频率处。

图4例如示出对应图2的修改的布置。和前面一样，仅讨论与图2中的布置的不同之处。如图所示，除了设置用于第一共振频率的第一差分增益平衡矩阵15之外，提供附加的差分增益平衡矩阵51、61，每个与有问题的共振频率相关。差分增益平衡矩阵51、61中的每一个对应用于物体的刚性体行为的第一增益平衡矩阵13和期望用在有问题的共振频率处以便最小化系统在共振频率处的响应的增益平衡矩阵之间的差。差分增益平衡矩阵51、61中的每一个被应用于第一控制信号12，以形成相应的中间控制信号52、62。

中间控制信号52、62通过相应的陷波滤波器53、63。陷波滤波器53、63以与陷波滤波器17相同的方式配置，使得它们仅使在对应于与相应的差分增益平衡矩阵相关的共振频率的频率处的多个信号通过。例如，如图所示，可以由配置成使在期望的频带内的多个信号不通过的陷波滤波器部件53a、63a和用于倒转最终信号并将其加到原始的相应的中间控制信号52、62的布置一起形成陷波滤波器53、63的每一个。

陷波滤波器53、63的输出54、64被加至第一和第二中间控制信号14、18，以便提供第二控制信号20。

因此，在多个有间题的共振频率处，有效地使用具体的增益平衡矩阵，其减小系统在共振频率处的响应，但是在其他频率处使用设计用于物体的刚性体行为的增益平衡矩阵13。

上面讨论的布置可以例如用在基于测量系统22测量的物体位置的测量值使用反馈的控制系统中。因此，例如，输入控制信号10可以至少部分地由控制系统内的反馈回路得出。在这情形中，可以重新调整反馈控制器使得新的全部控制系统具有较高的带宽。

应该认识到，本发明还可以用在使用前馈控制的控制系统中。

此外，本发明还可以用在使用来自反馈回路和前馈路径的两个输入的控制系统中。图5示出这种布置的一个示例。与图2和4中示出的那些部分相对应的部分以类似的附图标记标示，并且其具体的讨论被省略。

如图所示，从控制系统的反馈回路得出的输入控制信号10可以通过增益调度矩阵11转换为第一控制信号。和前面一样，针对物体的刚性体行为得出的第一增益平衡矩阵13可以用以将第一控制信号12转换为第一中间控制信号14。附加地，可以提供差分增益平衡矩阵15和相关的陷波滤波器17用于具体的共振频率，并且布置成使得第一控制信号12被应用于第一增益平衡矩阵13和差分增益平衡矩阵15的效果是：使得在相关的共振频率处，组合输出等价于将第一控制信号12应用于第二增益平衡矩阵(差分增益平衡矩阵是其与第一增益平衡矩阵13之间的差)，但在其他频率处，有效的输出等价于将第一增益平衡矩阵13应用于第一控制信号12。

除了上述的使用反馈得出的信号的系统，图5中示出的布置还接收由控制系统的前馈路径得出的输入控制信号70。对应的增益调度矩阵71被用于将此转换为第三控制信号72，其表示由前馈路径得出的期望被施加至物体重心的一组力。

第三控制信号72可以与第一控制信号12通过加法器73求和，以便提供用于第一增益平衡矩阵13的修改的输入信号。因此，第一中间控制信号14，即第一增益平衡矩阵13的输出对应于基于物体的刚性体分析期望通过致动器施加的一组组合的力。

以与上述相同的方式设置第二差分增益平衡矩阵75和相应的陷波滤波器76，以便具体地针对由前馈路径得出的输入控制信号70有效地在特定共振频率处应用第二增益平衡矩阵。来自陷波滤波器76的中间控制信号77输出通过加法器19与第一和第二中间控制信号14、18一起求和。

因此，在图5中示出的组合系统的效果是，对于由反馈回路得出的输入控制信号10和由前馈路径得出的输入控制信号70，通常可以使用增益平衡矩阵13，其由物体的刚性体分析且在有问题的共振频率处得出，不同的增益平衡矩阵可以应用于输入控制信号10、70。

应该认识到，依赖于系统的具体情况，有问题的共振频率对于反馈和前馈路径可以是相同的或者可以是不同的。因此，分别用于反馈和前馈路径的陷波滤波器17、76可以配置成在基本上相同的频率处通过多个信号，或因此在不同的频率处通过多个信号。还应该认识到，如果陷波滤波器17、76配置成通过相同的频率，则它们在围绕该频率的通频带的宽度方面可以不同。例如，陷波滤波器17的通频带可以选择为相对窄，以便允许合适的闭合回路控制设计，而陷波滤波器76的通频带可以相对宽以允许大的加速前馈力的衰减。相反的选择也是有利的。

应该认识到，虽然上述本发明的实施例已经使用陷波滤波器以通过或不通过在特定频带内的多个信号，但是本发明不限于使用陷波滤波器。也可以使用其他滤波器。还可以使用例如低通滤波器、通带滤波器、高通滤波器、一阶滤波器、高阶滤波器和/或其任何组合。

还应该认识到，虽然在图5中示出了与图4中示出的布置相同的布置，其对反馈和前馈路径的每一个设置单个的附加增益平衡矩阵用于相关的有问题的共振频率，但是例如前馈和反馈路径中的一个或两者可以设置有附加的增益平衡矩阵、用在附加的有问题的共振频率处。

还应该认识到，本发明的效果还可以通过修改增益调度矩阵和/或反馈控制器来实现。然而，在两个情形中，由于共振频率在控制系统中作为物体的位置函数表现各异的事实，这通常需要位置相关的补偿。因此，积分增益平衡矩阵中的这些函数是比较简单的并且是优选的。

虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理解到，这里所述的光刻设备可以有其他应用，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(LCDs)、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，可以将这里使用的任何术语“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他衬底处理工具中。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。

虽然上面详述了本发明的实施例在光学光刻技术的应用，应该注意到，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻，并且只要情况允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，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、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，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种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学部件。

尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面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，或具有存储其中的所述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。

上述本说明书是示例性的而不是限制的。因此，本领域技术人员清楚在不脱离所附权利要求的范围的情况下可以对本发明进行修改。

Claims (19)

1.一种控制器，配置成控制用以控制定位装置内的物体的位置的致动器系统，其中所述致动器系统包括布置用以作用在所述物体上的多个致动器；

其中所述控制器包括处理器，所述处理器配置成使用增益平衡矩阵以将表示期望施加至物体的重心的一组力的第一控制信号转换成表示通过所述多个致动器提供的等价的一组力的第二控制信号；和

所述处理器配置成使得至少在第一控制信号处于第一频带内时使用第一增益平衡矩阵，并且至少在第一控制信号处于第二频带内时使用第二增益平衡矩阵。

2.如权利要求1所述的控制器，其中，所述处理器配置成：

将第一增益平衡矩阵应用至第一控制信号以提供第一中间控制信号；

将第二增益平衡矩阵应用至第一控制信号以提供第二中间控制信号；和

根据第一控制信号的频率在第一和第二中间控制信号之间切换，以便提供所述第二控制信号。

3.如权利要求1或2所述的控制器，其中，所述处理器配置成：

将第一增益平衡矩阵应用至第一控制信号以提供第一中间控制信号；

将差分增益平衡矩阵应用至第一控制信号以提供第二中间控制信号，所述差分增益平衡矩阵是第一和第二增益平衡矩阵之间的差；

应用滤波器至第二中间控制信号以提供第三中间控制信号，所述滤波器配置成使所述第二频带内的信号通过；和

对第一和第三中间控制信号求和，以提供所述第二控制信号。

4.如权利要求1或2所述的控制器，其中，所述处理器配置成：

将第一增益平衡矩阵应用至第一控制信号以提供第一中间控制信号；

将第二增益平衡矩阵应用至第一控制信号以提供第二中间控制信号；

将滤波器应用至第一中间控制信号以提供第三中间控制信号，所述滤波器配置成使具有除所述第二频带以外的频率的信号通过；

将第二滤波器应用至第二中间控制信号以提供第四中间控制信号，所述第二滤波器配置成使在所述第二频带内的信号通过；和

对第二和第四中间控制信号求和，以提供所述第二控制信号。

5.如权利要求1或2所述的控制器，其中，所述第二频带包括所述物体的共振频率。

6.如权利要求5所述的控制器，其中，所述共振频率对应于所述物体的扭转振动模式和所述物体的鞍状振动模式中的一个。

7.如前述权利要求中任一项所述的控制器，其中，所述处理器配置成使得在第一控制信号处于与所述第一频带和所述第二频带不同的相关频带时至少使用第三增益平衡矩阵。

8.如权利要求7所述的控制器，其中，在所述第一控制信号不处于与另一增益平衡矩阵相关的频带内时使用第一增益平衡矩阵。

9.如权利要求1或2所述的控制器，其中，所述第一增益平衡矩阵被选择成提供在所述物体是刚性体的情形中在第一控制信号和第二控制信号之间必要的关系。

10.如权利要求1或2所述的控制器，其中，所述处理器还配置成使用增益调度矩阵以将表示相对于惯性的参考物作用在所述物体上的所需要的力的输入控制信号转换成所述第一控制信号。

11.如权利要求1或2所述的控制器，其中，由所述致动器系统的控制中的反馈回路得出所述第一控制信号。

12.如权利要求1或2所述的控制器，其中，由所述致动器系统的控制中的前馈路径得出所述第一控制信号。

13.如权利要求11所述的控制器，其中，所述处理器还配置成使用附加的第三控制信号以生成所述第二控制信号；

其中，所述第三控制信号表示由致动器系统的控制中的前馈路径得出的期望被施加至物体的重心的一组力。

14.如权利要求13所述的控制器，其中，所述处理器配置成：

对第一控制信号和第三控制信号求和以提供第一中间控制信号；

将第一增益平衡矩阵应用至第一中间控制信号以提供第二中间控制信号；

将第一差分增益平衡矩阵应用至第一控制信号以提供第三中间控制信号，所述第一差分增益平衡矩阵是第一增益平衡矩阵和第二增益平衡矩阵之间的差；

将第一滤波器应用至第三中间控制信号以提供第四中间控制信号，第一滤波器配置成使在所述第二频带内的信号通过；

将第二差分增益平衡矩阵应用至第三控制信号以提供第五中间控制信号，所述第二差分增益平衡矩阵是提供用以与第三控制信号一起使用的第三增益平衡矩阵和第一增益平衡矩阵之间的差；

将第二滤波器应用至第五中间控制信号以提供第六中间控制信号，所述第二滤波器配置成使在第三频带内的信号通过；和

对第二、第四以及第六中间控制信号求和，以提供所述第二控制信号。

15.如权利要求14所述的控制器，其中，所述第三频带与所述第二频带相同。

16.如权利要求1或2所述的控制器，其中，所述致动器系统设置成控制衬底台和用于图案形成装置的支撑装置中的一个的定位系统的短行程台的位置。

17.一种光刻设备，包括：

照射系统，配置成调节辐射束；

支撑装置，构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以形成图案化辐射束；

衬底台，构造成保持衬底；

投影系统，配置成将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上；

致动器系统，配置成控制支撑装置和衬底台中的一个的位置；和

根据前述权利要求中任一项所述的控制器，配置成控制所述致动器系统。

18.一种控制光刻设备中的物体的位置的方法，包括：

使用多个致动器以将力应用至所述物体；

使用增益平衡矩阵以将表示期望施加至物体的重心的一组力的第一控制信号转换成表示通过所述多个致动器施加的等价的一组力的第二控制信号；

其中至少在第一控制信号在第一频带内时使用第一增益平衡矩阵，并且至少在第一控制信号在第二频带内时使用第二增益平衡矩阵。

19.一种器件制造方法，包括将支撑在支撑装置上的图案形成装置的图案转移至支撑在衬底台上的衬底的步骤；

其中在转移所述图案的所述步骤期间通过下列步骤控制所述支撑装置和所述衬底台中的至少一个的位置：

使用多个致动器将力施加至支撑装置和衬底台中的所述一个；

使用增益平衡矩阵以将表示期望被施加至支撑装置和衬底台中的所述一个的重心的一组力的第一控制信号转换成表示通过所述多个致动器施加的等价的一组力的第二控制信号；

其中，至少在第一控制信号处于第一频带内时使用第一增益平衡矩阵，并且至少在第一控制信号处于第二频带内时使用第二增益平衡矩阵。