CN105706001A - 在光刻术中的物体定位 - Google Patents

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Abstract

一种物体定位系统，包括：物体(P)；测量系统(MS)，用于测量物体的位置(APOS)；致动器系统(AS)，用于定位物体；控制系统(CU、OBS)，所述控制系统被配置用于驱动致动器系统，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，其中物体上的至少一个测量区域的位置取决于物体的位置，其中控制系统(CU、OBS)包括具有物体的动态模型的观测器(OBS)，以估计物体的内动态行为(IDB)，其中动态模型包括至少一个测量区域的位置对物体的位置的依赖性，并且其中控制系统(CU、OBS)同样被配置用于依赖于观测器(OBS)的输出(IDB)驱动致动器系统(AS)。

Description

在光刻术中的物体定位
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(umbrellamode)。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。
根据本发明的又一个实施例，提供了一种器件制造方法，其中使用根据本发明的物体定位系统。
附图说明
现在将仅通过示例的方式，参考所附示意图来描述本发明的实施例，在所附示意图中，对应的参考标记指示对应的部件，并且在所附示意图中：
图1示出根据本发明的实施例的光刻设备；
图2示意性地示出根据本发明的实施例的物体定位系统；
图3更详细地示出可应用于根据本发明的实施例的物体定位系统的测量系统；
图4更详细地示出可应用于根据本发明的实施例的物体定位系统的另一个测量系统；
图5示出用于根据本发明的实施例的物体定位系统的控制方案；
图6更详细地示出可应用于根据本发明的实施例的物体定位系统的观测器；
图7示出用于根据本发明的另一个实施例的物体定位系统的具有测量补偿的控制方案；以及
图8示出用于根据本发明的再一个实施例的物体定位系统的具有有源阻尼的控制方案。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的实施例的光刻设备LA。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，UV辐射或EUV辐射)；支撑结构或图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据特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)WTa或WTb，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据特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，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。
所述支撑结构支撑图案形成装置，即承载所述图案形成装置的重量。支撑结构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。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构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)或一个衬底台和一个校准台的类型。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。图1的示例中的两个衬底台WTa和WTb作为对此的图示。本文公开的发明可以独立方式使用，但是特别地其可以在单台或多台设备的预曝光测量台中提供附加的功能。
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。在本领域中公知，浸没技术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等结构必须浸没在液体中，而是仅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、以及如果需要时与所述束传递系统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，例如整合器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入射到保持在支撑结构(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。在已经穿过图案形成设备(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，干涉仪装置、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WTa/WTb，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)的帮助来实现支撑结构(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WTa/WTb的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构(例如掩模台)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(这些被已知为划线对齐标记)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，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WTa/WTb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WTa/WTb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，在对支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WTa/WTb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WTa/WTb相对于支撑结构(例如掩模台)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.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WTa/WTb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WTa/WTb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。
光刻设备LA为所谓的双台类型，其具有两个衬底台WTa和WTb和两个站——曝光站和测量站，衬底台可在两个站之间交换。当一个衬底台上的一个衬底正在曝光站处曝光时，另一个衬底可以在测量站处被装载到另一个衬底台上，使得可以执行各种预备步骤。预备步骤可以包括使用水平传感器LS对衬底的表面进行绘图和使用对准传感器AS测量对准标记在衬底上的位置。这使得设备的生产量大幅增长。如果当衬底台在测量站处以及在曝光站处时位置传感器IF不能测量衬底台的位置，那么可以设置第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪衬底台的位置。替代地，光刻设备可以具有衬底台WTa和校准台，其中衬底台WTa被配置用于保持晶片，并且其中校准台被配置用于保持衬底台的有源传感器部分。
所述设备还包括光刻设备控制单元或控制器LACU，其控制所描述的各种致动器和传感器的所有移动和测量。LACU还包括信号处理和数据处理能力(即，它包括一个或多个物理处理器)，以执行与设备的操作有关的期望的计算。实际上，控制单元LACU将被实现为许多子单元的系统，每个子单元处理实时的数据采集、设备内的子系统或部件的处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于衬底定位装置PW的伺服控制。独立的单元可以甚至处理粗和精致动器，或者不同的轴。另一个单元可以专用于位置传感器IF的读取。可以利用操作员和包含在光刻制造过程中的其它设备通过与这些子系统处理单元通信的中央处理单元或中央处理器来控制设备的整体控制。
如上所述，支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WTa/WTb是光刻设备内可能需要相对于参照物(例如投影系统PS)定位(精确地)的物体的示例。可能是可定位的物体的其它示例是投影透镜中的光学元件和校准台。
为了相对于光刻设备内的参照物定位物体，光刻设备包括一个或多个根据本发明的、将在下面更详细地描述的物体定位系统。虽然在本说明书的其余部分使用上位术语“物体”，但是应当领会该术语在适用的情况下可以被衬底台、掩模台、光学元件、投影透镜等取代。
根据本发明的实施例的物体定位系统被示意性地示出在图2中，并且包括：相对于参照物RE(例如投影系统)待定位的物体OB(例如如图1所示的衬底台或掩模台)；具有一个或多个传感器(例如图1的位置传感器IF)的测量系统MS，用于测量物体相对于参照物RE在一个或多个自由度(例如平移方向X、Y或旋转方向Rz)上的位置；具有一个或多个致动器的致动器系统AS，用于例如通过将力F施加在物体OB上来定位物体OB；和控制系统CS，所述控制系统被配置用于依赖于测量系统MS的输出OP和代表物体OB的期望的位置的设定点SP来驱动致动器系统AS。
在图2中，致动器系统AS被示出为在物体OB和参照物RE之间施加力F，然而本身不必将力施加在参照物RE上。为了最小化由于所施加的力导致的干扰，可以设置所谓的独立力框架(separateforceframe)，其与参照物RE不耦合，允许将力F施加在物体上而不干扰参照物RE，所述参照物被测量系统MS使用以确定物体相对于参照物RE的位置。
在图2中，测量系统MS被示出为测量物体OB相对于参照物RE的位置。虽然该附图可以建议执行直接测量，但是测量系统被配置用于测量物体相对于另一个结构的位置也是可行的。测量系统MS被考虑用于测量物体相对于参照物RE在一个或多个自由度上的位置，只要该位置可以从测量系统MS的输出中扣除或推断出即可。可被测量系统MS测量的自由度的示例为X方向、与X方向垂直的Y方向和围绕与X方向和Y方向都垂直的轴线(通常称为Z方向)的旋转方向Rz。
可以通过设定点发生器SPG提供设定点SP给控制系统CS。设定点发生器和控制系统CS二者都可以作为光刻设备控制单元LACU(也如图1所示)的一部分。
图3示意性地示出了可以作为图2的测量系统MS的一部分的传感器SE。该传感器包括具有用于朝向物体OB发射辐射束RB的辐射源的传感器头SH。
辐射束RB至少部分地被例如为分束器等光学元件OE引导向物体OB，被表面SU朝向光学元件OE反射回来以与参照束(例如初始辐射束RB的一部分)干涉，该干涉被检测器DE检测以确定物体OB在X方向上的位置。辐射束在物体上反射的区域形成测量区域MSA，物体的该位置实际上在物体的测量区域上被测量，以确定物体OB的位置。
当物体OB仅沿X方向移动时，检测器DE的输出将对应于沿X方向的移动而改变，但是在物体上的测量区域MSA相对于物体OB的位置保持不变。然而，当物体OB仅沿Z方向移动时，检测器DE的输出将不改变，但是测量区域MSA在物体上的位置将随着沿Z方向的移动而改变。因此，测量区域MSA在物体OB上的位置取决于物体在至少一个自由度(即在本实例中为Z方向)上的位置。
图4示出了可以作为图2的测量系统MS的一部分的传感器SE。该传感器包括具有用于向物体OB发射辐射束RB的辐射源的传感器头SH。物体OB还被示出在另一个位置，如虚线OB’所示，由虚线表示的物体OB相对于由实线表示的物体OB被沿Z方向移位。
辐射束RB被表面SU反射向检测器DE，对于位置OB’，表面由附图标记SU’表示，所述检测器处理入射的被反射的辐射束以导出物体OB的位置。表面SU例如可以包括光栅(未示出)，所述光栅允许根据传感器头SH和检测器DE的类型和构造确定物体在X方向和/或Z方向上的位置。
对于以实线示出的物体OB，辐射束RB在物体OB上的测量区域MSA上被反射。当物体OB仅沿X方向移动时，检测器DE的输出可以对应于沿X方向的移动而改变，而且测量区域MSA在物体OB上的位置将随着沿X方向的移动而改变。
当物体OB仅沿Z方向朝向以虚线示出的位置OB’移动时，测量区域的位置相应地变到位置MSA’。
因此，在图4中，测量区域在物体上的位置依赖于物体在至少两个自由度(即在本实例中为X方向和Z方向)上的位置。
图5示意性地示出了代表根据本发明的实施例的物体定位系统的方框图的一部分。方框图包括代表待定位的物体的实际行为的方框P。输入给方框P的是信号u，该信号可以是通过致动系统的致动器施加的力。信号u可以基于设定点，所述设定点代表目标位置和测量位置MPOS，并且通过控制系统CS计算，控制系统未完全示出。信号u也可以称作对物体的输入。
输入u产生物体的实际位置APOS。实际位置APOS被考虑作为方框P的输出。实际位置APOS通过测量系统MS测量。测量系统MS提供输出OP，例如呈干涉仪束长度的形式，其不必对应于所关注的自由度，使得输出OP可能不得不被计算单元CAL转换为在期望的自由度上的测量位置MPOS。
控制系统CS包括具有物体的动态模型的观测器OBS，以基于设定点(在本实施例中其被通过信号u间接地提供给观测器OBS)和测量系统MS的输出OP估计物体的内动态行为，该输出OP通过信号e和增益L被提供给观测器OBS，这将在下面更详细地解释。
在该实施例中，观测器OBS还包括测量系统的模型，并且输出对应于测量系统MS的输出OP的被估计的输出EOP。由于物体的实际的动态行为与动态模型之间的差异和/或施加在物体上的外部干扰，所估计的输出EOP可能与实际的输出OP不同。信号e为输出OP与所估计的输出EOP之间的差。误差信号通过增益L被反馈给观测器以补偿该差异，以使所估计的输出EOP与输出OP一致。
在根据本发明的实施例的物体定位系统中，测量系统包括一个或多个传感器，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，例如如图3和4所示。
动态模型包括至少一个测量区域的位置对物体沿至少一个自由度的位置的依赖性。
图6示出了在示意性的方框图中示出的观测器OBS的可能的状态空间表示。观测器的状态通过附图标记XOBS指示。装置P和测量系统MS的动态模型通过矩阵A’、B’和C’表示。
决定观测器的方程因而服从：
状态方程
EOP＝C′·xOBS输出方程
项L(OP-EPO)为修正项，其辅助减小由于动态模型和实际系统P、MS之间的差异产生的影响，例如在动态模型的A’和B’分别与实际系统的A矩阵和B矩阵之间存在差异时。矩阵L作为加权矩阵。
在本发明的可能的实施例中，至少一个测量区域的位置对物体的在至少一个自由度上的位置的依赖性可以通过提供输出方程的至少一个系数包括在动态模型中，在本实例中是至少一个C’矩阵的系数，其依赖于物体在至少一个自由度上的位置。这可以通过C’(p)表示，其中p为物体在至少一个自由度上的位置。位置p可以为物体的测量位置MPOS，或者可以为设定点SP(参见图1)。设定点SP作为输出方程所依赖的位置p具有如下好处，即获得了更稳定的系统。
在一个实施例中，加权矩阵L也依赖于物体在至少一个自由度上的位置。因此，方程可以写为：
状态方程
EOP＝C′(p)·xOBS输出方程
当e＝OP-EOP时，下面的误差方程可以用公式表示为：
d d t e = ( A ′ - L ( p ) · C ′ ( p ) ) · e
使输出方程以及加权矩阵依赖于物体的位置的好处在于：给定的A’和C’(p)和L(p)可以被选择成使得(A’-L(p)*C’(p))的特征值为常数，这意味着误差行为与物体的位置无关。
再次参照图5，可以使用改进的观测器估计内动态行为IDB，例如以内动态模式的形式。根据本发明的实施例，使用内动态行为作为观测器的输出来驱动致动器系统。下面将参照图7和8描述使用内动态行为的两个示例。
图7示出了与图5一致的具有测量系统MS的示意性的方框图，具有输出OP和观测器OBS，观测器具有代表对应的物体的内动态行为的输出IDB。如上所述地确定内动态行为。例如以内动态模式形式的内动态行为对输出OP有贡献，这意味着内动态行为对测量系统的每个传感器的输出有影响。图示了转换矩阵CM，将内动态行为IDB转换为对输出OP的贡献ΔOP。贡献ΔOP包括每个传感器的贡献，并且可以从输出OP中减去，以获得补偿的输出COP，在补偿的输出中内动态行为存在更少。因此，内动态行为对物体的测量位置的影响被最小化。结果，驱动致动系统的控制系统观察到较少的内动态行为，使得带宽可以被增大。
图8示出了与图5类似的示意性的方框图，但是其具有附加的用于内动态行为的有源阻尼反馈。观测器的内动态行为IDB的输出被提供给控制单元CU，所述控制单元提供控制信号COS给致动器系统AS，以便衰减内动态行为。当内动态行为被有源地衰减时，用于驱动致动系统以定位物体的控制系统观察到更少的内动态行为，使得带宽可以被增大。作为替代或组合，可以使用无源阻尼来衰减内动态行为。
本发明的实施例的另一个好处是如果有前馈可以改进前馈。在一个实施例中，应用于系统上的前馈是系统的逆。当内动态行为出现更少时，即控制系统观察到更少的内动态行为，前馈可以被设计为与物体的位置无关。
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(LCDs)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的背景中，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，所述衬底可以被处理一次以上，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，本发明的实施例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，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的形貌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5-20nm的范围内的波长)以及粒子束，诸如离子束或电子束。
在情形允许的情况下，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，在不背离所附的权利要求的范围的条件下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种物体定位系统，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，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的位置的设定点来驱动致动器系统，
其中测量系统的所述一个或多个传感器中的每个传感器具有相关联的在物体上的测量区域，所述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来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，
其中控制系统被配置用于依赖于观测器的输出来驱动致动器系统。
2.根据权利要求1所述的系统，其中当物体的动态模型被描述为具有用于估计内动态行为的状态方程和用于基于所估计的内动态行为来估计测量系统的输出的输出方程的微分方程时，所述微分方程的输出方程的至少一个系数取决于至少一个测量区域的位置，所述至少一个测量区域的位置依赖于物体在至少一个自由度上的位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中观测器包括反馈回路，所述反馈回路用于产生用于所估计的内动态行为的修正项，所述修正项能够被描述为加权矩阵乘以测量系统的输出与由观测器得到的所估计的测量系统的输出之差，并且其中所述加权矩阵包括取决于所述至少一个测量区域的位置的至少一个系数，所述至少一个测量区域的位置依赖于物体在至少一个自由度上的位置。
4.根据权利要求3所述的系统，其中加权矩阵被选定为使得测量系统的输出与由观测器限定的所估计的测量系统的输出之差的动态行为较少依赖于所述至少一个测量区域的位置，所述至少一个测量区域的位置依赖于物体在至少一个自由度上的位置。
5.根据权利要求1或3所述的系统，其中依赖于物体在至少一个自由度上的位置的所述至少一个测量区域的位置由设定点确定。
6.根据权利要求1所述的系统，其中控制系统被配置用于使用所估计的内动态行为为内动态行为补偿测量系统的输出。
7.根据权利要求1所述的系统，其中控制系统被配置用于使用所估计的内动态行为衰减内动态行为。
8.根据权利要求1所述的系统，其中测量系统包括比物体能够定位所基于的自由度更多的传感器。
9.根据权利要求1所述的系统，其中测量系统的一个或多个传感器为干涉仪，所述干涉仪具有相对于参照物固定布置的辐射源，其中来自辐射源的辐射指向物体上的测量区域。
10.根据权利要求1所述的系统，其中测量系统的一个或多个传感器为编码器类型的传感器，所述编码器类型的传感器具有传感器头和光栅，其中传感器头相对于参照物固定布置，并且光栅被布置在物体上。
11.根据权利要求10所述的系统，其中测量系统的光栅被布置在物体的上表面和下表面两者上。
12.一种光刻设备，包括根据权利要求1所述的物体定位系统。
13.根据权利要求12所述的光刻设备，还包括：
照射系统，所述照射系统被配置用于调节辐射束；
支撑件，所述支撑件被构造用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够沿其横截面为辐射赋予图案，以形成图案化的辐射束；
衬底台，所述衬底台被构造用于保持衬底；和
投影系统，所述投影系统被配置用于将图案化的辐射束投影到目标部分上，
其中物体为支撑件和衬底台中的一个。
14.一种用于定位物体的方法，包括：
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，其中测量系统的一个或多个传感器中的每个传感器具有相关联的在物体上的测量区域，所述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；
a.提供具有一个或多个致动器的致动器系统，用于定位物体；
b.提供代表物体的期望的位置的设定点；
c.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；
d.通过对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使用动态模型估计物体的内动态行为；
e.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。
15.一种器件制造方法，其中使用根据权利要求1所述的物体定位系统。
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