TW202305878A - 處理裝置和物品製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供處理裝置和物品製造方法。所述處理裝置包括：第一結構，其由減振機構支撐；驅動機構，其由所述第一結構支撐並被構造為驅動將被處理物件；第二結構，其由所述第一結構支撐並面對所述物件；致動器，其被構造為向所述第一結構施加力；感應器，其被構造為檢測所述第二結構的振動；以及控制器，其被構造為基於前饋控制信息對所述致動器進行前饋控制，以減少所述第一結構和所述第二結構的振動。所述前饋控制信息包括基於來自所述感應器的輸出而預先確定的第一控制信息。

Description

處理裝置和物品製造方法
本發明涉及處理裝置和物品製造方法。
抑制振動的性能對於包括用於驅動將被處理物件的驅動機構的處理裝置是重要的。例如，將圖案形成或轉印到基板上的曝光裝置需要提高產能、套刻精度(overlay accuracy)和CD均一性，並且還需要提高支撐基板驅動機構、原版驅動機構、投影光學系統等的支撐結構的阻尼性能。
日本特開2001-140972號公報公開了一種防振設備，其包括防振台、在防振台上移動的機台、驅動防振台的多個致動器、測量防振台的位置的多個位移感應器以及測量防振台的振動的多個加速度感應器。在該防振設備中，基於來自位移感應器和加速度感應器的輸出，來控制多個致動器，以抑制防振台的振動。更具體地，用於驅動機台的加速度期望值被前饋，以抵消由機台的驅動而產生的振動。
儘管藉由上述前饋控制可以減少由伴隨機台的驅動的反作用力引起的大部分振動，但是仍然會殘留振動。這種振動將被稱為殘餘振動。可以藉由反饋控制來抑制殘餘振動。另一方面，為了提高阻尼從地板到支撐結構的振動的阻尼性能，反饋控制可以針對非常低的固有頻率。因此，藉由反饋控制抑制殘餘振動需要與自然振動周期相對應的長時間。這可能是在增加產能時，影響諸如套刻精度的曝光精度的原因。
即使以高精度實現支撐結構的振動的減少和機台的定位，也不總是會改良曝光精度。相應的誤差因素之一是投影光學系統的振動。即使以高剛性將投影光學系統固定到支撐結構，由於支撐結構和投影光學系統具有不同的本徵值，因此它們也會以不同的頻率振動。對於曝光裝置來說，抑制支撐結構的振動是重要的。然而，在曝光期間抑制投影光學系統的振動對於提高曝光精度更有效。在這種情況下，支撐結構可以理解為第一結構的示例，該第一結構接收由將被處理物件的驅動而產生的反作用力。此外，投影光學系統可以理解為由第一結構支撐的第二結構的示例。
本發明提供有利於減少由第一結構支撐的第二結構的振動的技術。
本發明的第一方面提供了一種處理裝置，其包括：第一結構，其由減振機構支撐；驅動機構，其由所述第一結構支撐並被構造為驅動將被處理物件；第二結構，其由所述第一結構支撐並面對所述物件；致動器，其被構造為向所述第一結構施加力；感應器，其被構造為檢測所述第二結構的振動；以及控制器，其被構造為基於前饋控制信息對所述致動器進行前饋控制，以減少所述第一結構和所述第二結構的振動，其中，所述前饋控制信息包括基於來自所述感應器的輸出而預先確定的第一控制信息。
本發明的第二方面提供了一種製造物品的物品製造方法，所述物品製造方法包括：使如第一方面所限定的處理裝置對基板進行曝光；對經過了所述曝光的所述基板進行顯影；以及藉由對經過了所述顯影的所述基板進行處理，來獲得所述物件，其中，在所述處理裝置中，所述第二結構包括投影光學系統，所述投影光學系統被構造為將原版的圖案投影到作為將被處理物件的基板上，並且所述感應器包括用於檢測所述投影光學系統的振動的加速度感應器。
本發明的第三方面提供了一種處理裝置，其包括：第一結構，其由減振機構支撐；驅動機構，其由所述第一結構支撐並被構造為驅動固持將被處理物件的固持單元；第二結構，其由所述第一結構支撐並面對所述物件；致動器，其被構造為向所述第一結構施加力；感應器，其由基準結構支撐並被構造為檢測所述第二結構的振動；測量儀器，其由所述基準結構支撐並被構造為測量所述固持單元的位置；以及控制器，其被構造為，藉由基於來自所述測量儀器的輸出操作所述驅動機構，來對所述固持單元進行反饋控制，並還基於前饋控制信息對所述致動器進行前饋控制，以減少所述第一結構和所述第二結構的振動，其中，所述前饋控制信息包括第一控制信息分量和第二控制信息分量，該第一控制信息分量被預先確定以減少藉由由所述驅動機構驅動所述固持單元所產生的所述第二結構的振動，該第二控制信息分量被預先確定以減少藉由由所述驅動機構驅動所述固持單元所產生的所述第一結構的振動。
本發明的第四方面提供了一種製造物品的物品製造方法，所述物品製造方法包括：使如第三方面所限定的處理裝置對基板進行曝光；對經過了所述曝光的所述基板進行顯影；以及藉由對經過了所述顯影的所述基板進行處理，來獲得物件，其中，在所述處理裝置中，所述第二結構包括投影光學系統，所述投影光學系統被構造為將原版的圖案投影到作為將被處理物件的基板上，並且所述感應器包括被構造為檢測所述投影光學系統的振動的一個或多個加速度感應器。
藉由以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特徵將變得清楚。
下文中將參照附圖詳細描述實施例。注意，以下實施例並不意圖限制本發明的範圍。在實施例中描述了多個特徵，但並不限於需要所有這些特徵的發明，而是可以適當組合這些特徵。此外，在附圖中，對相同或相似的構造賦予相同的元件符號，並且省略其冗餘描述。
作為根據本發明的處理裝置的示例，以下各實施例將描述也可以被理解為微影裝置、圖案形成裝置或轉印裝置的曝光裝置。然而，根據本發明的處理裝置可以應用於其他裝置，例如繪製裝置、檢查裝置、顯微鏡裝置和傳送裝置。
圖1示例性地示出了根據第一實施例的曝光裝置100的布置。曝光裝置100可以包括基板定位機構1、支撐結構2、投影光學系統3、反作用力消除致動器4、支撐致動器5、測量柱6、測量儀器7、一個或多個感應器8、儲存設備11、控制器12、原版定位機構14和照明光學系統16。
支撐結構2是第一結構的示例並且通過作為減振機構的支撐致動器(例如，空氣致動器)5被支撐在地板F上。支撐致動器5被構造為減少從地板F傳遞到支撐結構2的振動。支撐結構2可以被構造為支撐基板定位機構1、投影光學系統3和原版定位機構14。基板定位機構1可以包括固持作為將被處理物件的基板9的機台(固持單元)17和藉由驅動機台17來驅動或定位基板9的驅動機構15。驅動機構15可以被構造為相對於X軸、Y軸、Z軸、Qx軸、Qy軸和Qz軸來驅動或定位基板9。Qx軸表示繞X軸的旋轉，Qy軸表示繞Y軸的旋轉，Qz軸表示繞Z軸的旋轉。
投影光學系統3是由支撐結構2(第一結構)支撐並且面對作為將被處理物件的基板9的第二結構的示例。投影光學系統3可以將由原版定位機構14固持的原版10的圖案投影到由機台17固持的基板9上，並對基板9進行曝光。基板9預先塗覆有光阻劑(photoresist)。藉由曝光可以在光阻劑上形成與原版10的圖案對應的潛像。換言之，原版10的圖案可以藉由曝光而轉印到光阻劑或基板9上。
反作用力消除致動器4可以對支撐結構2施加力，以抵消或減少由於藉由基板定位機構1的驅動機構15驅動機台17(基板9)而作用在支撐結構2上的反作用力所造成的支撐結構2的振動。測量柱6支撐測量儀器7。測量柱6可以由支撐結構2支撐。測量儀器7可以被構造為測量機台17的位置和姿態。測量儀器7可以包括雷射干涉儀和編碼器中的至少一者。一個或多個感應器8可以被布置為檢測用於檢測投影光學系統3的振動的信息。感應器8可以是加速度感應器，其可以附接到投影光學系統3的預定位置以檢測該預定位置處的加速度。
儲存設備11可以儲存前饋信息(稍後描述)。控制器12可以由諸如FPGA(現場可程式閘陣列)的PLD(可程式邏輯裝置)、併入ASIC(特殊應用積體電路)或程式的通用或專用電腦、或者以上部件的全部或一些的組合來實現。原版定位機構14可以被構造為固持和定位原版10。照明光學系統16可以被構造為以選定的照明模式對原版10進行照明，以使用投影光學系統3將原版10的圖案投影到基板9上。此外，曝光裝置100可以包括檢測支撐結構2的位置的位置感應器210和檢測支撐結構2的加速度的加速度感應器211。
投影光學系統3通常由大透鏡的集合體構成。因此，即使投影光學系統3以高剛性固定到支撐結構2，投影光學系統3也會以不同於支撐結構2的頻率振動。投影光學系統3的振動改變了基板9與原版10之間的相對位置。這可能是降低套刻精度和由CD均一性(臨界尺寸均一性)表示的圖案形成精度的因素。術語“曝光精度”用作包含“圖案形成精度”和“套刻精度”的術語。曝光期間投影光學系統3的振動分量的振幅的中心與振幅的平均值之間的偏差量影響套刻精度，而曝光期間振動分量的振幅影響諸如CD均一性的圖案形成精度。為了同時滿足曝光精度要求和產能要求，需要更快地抑制投影光學系統3的振動。
造成投影光學系統3振動的主要因素是當驅動機構15驅動機台17時作用在支撐結構2上的反作用力。反作用力消除致動器4被配設以抵消或減少由該反作用力造成的支撐結構2的振動。反作用力消除致動器4向支撐結構2施加力。
圖2是與曝光裝置100中的反作用力消除致動器4和支撐致動器5的控制相關聯的控制方塊圖。參照圖2，“LPF”表示低通濾波器，“HPF”表示高通濾波器。另外，參照圖2，包括兩個或更多個“+”符號的各圓圈表示加法器，包括“+”和“-”符號的圓圈表示減法器。
控制器12可以根據作為用於控制機台17的驅動的驅動信息(例如指示移動方向、位置、移動量、速度和加速度的轉變的信息)的驅動曲線(drive profile)201，來計算驅動機台17的驅動機構15施加在支撐結構2上的反作用力。控制器12可以根據在驅動機構15驅動機台17期間的時段，反作用力發生的時序，來控制反作用力消除致動器4對支撐結構2施加力。在本說明書中，將該控制稱為“反作用力消除FF控制”。反作用力消除FF控制使得可以抵消或減少藉由驅動機構15驅動機台17而產生的反作用力所引起的支撐結構2的振動。參照圖2，經由開關203將驅動曲線201(加速度曲線)提供至反作用力增益乘法器207。反作用力增益乘法器207將驅動曲線201乘以增益(用於計算反作用力的係數)，以產生提供給反作用力消除致動器4的操縱變量(反作用力消除FF控制操縱變量)。
當開關206接通時，可以藉由基於來自加速度感應器211的輸出而向反作用力消除致動器4提供操縱變量，來形成用於支撐結構2的加速度的反饋控制的加速度反饋回路ALC。在這種情況下，可以對支撐結構2的加速度進行反饋控制，以將由加速度感應器211檢測到的加速度設置為0。當開關205接通時，可以藉由基於來自一個或多個感應器8的一個或多個輸出而向反作用力消除致動器4提供操縱變量，來形成用於投影光學系統3的加速度的反饋控制的加速度反饋回路。在這種情況下，可以對支撐結構2的加速度進行反饋控制，以將由一個或多個感應器8檢測到的投影光學系統3的加速度設置為0。
此外，可以藉由位置反饋回路來控制支撐結構2的位置。更具體地，可以對支撐結構2的位置進行反饋控制，以使來自位置感應器210的輸出與目標位置相匹配。更具體地，可以藉由使補償器209向支撐致動器5提供如下的操縱變量，來對支撐結構2的位置進行反饋控制，該操縱變量對應於目標位置與由位置感應器210檢測到的支撐結構2的位置之間的偏差。可以將由加速度感應器211或者一個或多個感應器8檢測到的加速度提供至補償器208，並且可以將來自補償器208的輸出與來自補償器209的輸出相加。
參照圖3，3a示例性地示出了驅動曲線201(加速度曲線)，3b示例性地示出了反作用力消除FF控制操縱變量，該反作用力消除FF控制操縱變量是藉由將圖3中的3a中的驅動曲線201(加速度曲線)與反作用力增益乘法器207的增益相乘而獲得的操縱變量。反作用力消除FF控制操縱變量被提供至反作用力消除致動器4。根據該操縱變量，反作用力消除致動器4向支撐結構2施加力。藉由該操作，雖然支撐結構2的與驅動曲線201(加速度曲線)同相的振動分量被去除，但一些振動仍然保有殘餘振動，其可以被傳遞到投影光學系統3。可以藉由基於來自位置感應器210的輸出(參見圖3中的3c)而對支撐致動器5進行反饋控制，並基於來自加速度感應器211的輸出(參見圖3中的3d)而對反作用力消除致動器4進行反饋控制，來減少這種殘餘振動。然而，增加這種反饋控制(伺服控制)的增益將更容易將振動從地板F傳遞到支撐結構2。因此，有必要藉由降低反饋控制的增益，來改善相對於從地板F到支撐結構2的振動的振動阻尼特性。因此，如圖3中的3e所示例性地示出，需要很長時間來藉由反饋控制減少殘餘振動。
在本實施例中，控制器12可以基於前饋控制信息而對反作用力消除致動器4進行前饋控制，以減少支撐結構(第一結構)2和投影光學系統(第二結構)3的振動。前饋控制信息可以包括基於來自一個或多個感應器8的(一個或多個)輸出而預先確定的第一控制信息。控制器12可以被構造為，基於預定驅動信息來控制由驅動機構15對基板(將被處理物件)9或機台17的驅動。當基於驅動信息來控制由驅動機構15對基板9或機台17的驅動時，第一控制信息可以是基於來自一個或多個感應器8的(一個或多個)輸出而預先確定的信息。前饋控制信息還可以包括預先確定的第二控制信息，以當基於驅動信息來控制由驅動機構15對基板9或機台17的驅動時，降低支撐結構2的振動。控制器12可以在第一時段中基於第一控制信息，對反作用力消除致動器4進行前饋控制，並且在第二時段中基於第二控制信息，對反作用力消除致動器4進行前饋控制。第一時段的至少一部分可以在第二時段的開始和第二時段的結束之後開始。
下面將參照圖4A和圖4B描述當基於驅動信息來控制由驅動機構15對基板9或機台17的驅動時，基於一個或多個感應器8的(一個或多個)輸出來決定第二控制信息的方法。圖4A的縱坐標表示提供至反作用力消除致動器4的操縱變量，圖4A的橫坐標表示時間序列。圖4B示出了從用於檢測投影光學系統3的振動的一個或多個感應器8的(一個或多個)輸出中獲得的評估值(也稱為投影光學系統3的評估值或為方便起見簡稱為評估值)。圖4B示出了與圖4A相同的時間序列。當在所有部件靜止的情況下，將圖4A中示例性地示出的脈衝輸入(脈衝輸入)作為第一操縱變量提供至反作用力消除致動器4時，控制器12從一個或多個感應器8獲取(一個或多個)脈衝響應作為(一個或多個)輸出響應。圖4B示例性地示出了這種輸出響應(脈衝響應)。控制器12或電腦(未示出)基於第一操縱變量與輸出響應之間的關係來確定第二操縱變量。第二操縱變量是藉由將可以在多個時間不同的係數乘以第一操縱變量來合成(組合)這些係數而獲得的操縱變量。控制器12或電腦(未示出)基於第一操縱變量和輸出響應以線性函數變化的假設，預測當將第二操縱變量提供至反作用力消除致動器4時可以獲得的投影光學系統3的評估值，作為輸出響應。第二操縱變量係藉由進行用於調整各個時間序列中的係數的近似計算來確定，使得預測的輸出響應與目標響應之間的差落入容許範圍內(較佳為0)。
目標響應是在執行前饋控制和反作用力消除FF控制並且根據驅動曲線驅動機台17的情況下，投影光學系統3的時間序列評估值。要考慮的目標響應的時段可以包括，從緊接在驅動機台17之前的時間直到完成機台17的驅動並且使支撐致動器5的位置和加速度以及投影光學系統3的評估值穩定(settled)的時間的時段。控制器12或電腦(未示出)可以基於以這種方式確定的第二操縱變量來確定第一控制信息。即，控制器12或電腦(未示出)可以基於脈衝響應，來預測當驅動機構15根據驅動信息操作時，從一個或多個感應器8輸出的(一個或多個)評估值的(一個或多個)轉變，並基於該(一個或多個)轉變來確定第一控制信息。
更具體地，在不向反作用力消除致動器4提供前饋操縱變量的情況下，控制器12或電腦(未示出)藉由使用一個或多個感應器8獲取對投影光學系統3的評估值的響應e(t)。控制器12或電腦(未示出)從投影光學系統3的評估值e(t)中提取包括進行曝光處理的時段的評估時段內的評估值e(t)，作為評估值資料e0。在這種情況下，假設評估值資料e0對應於90個樣本e1至e90並且由等式(1)給出。
Figure 02_image001
控制器12或電腦(未示出)在給定時間向反作用力消除致動器4提供前饋操縱變量∆f(t)，並藉由使用一個或多個感應器8獲取對應的響應∆y(t)，如圖4A和圖4B所示。然後，控制器12或電腦(未示出)從投影光學系統3的評估值∆y(t)中提取包括進行曝光處理的時段的評估時段內的評估值∆y(t)，作為響應資料y0。在這種情況下，響應資料y0表示為等式(2)。
Figure 02_image003
目前為止的資料是藉由使用一個或多個感應器8獲得的值，即測量值。但是，從現在開始，將產生虛擬資料。假設在將Δf(t)的前饋操縱變量提供至反作用力消除致動器4的一個樣本之後，當將相同的前饋操縱變量提供給反作用力消除致動器4時，會獲得相同的響應。在這種情況下，響應由y1表示。同樣，假設兩個樣本之後的響應、三個樣本之後的響應、...、n個樣本之後的響應分別由y2、y3、...、yn表示，則等式(3)成立。
Figure 02_image005
如果在提供至反作用力消除致動器4的操縱變量與投影光學系統3的評估值之間建立線性函數，則對前饋操縱變量g∆f(t)的響應由g∆y(t)表示。因此，令gn為n個樣本之後的前饋操縱變量的增益，則等式(4)成立。
Figure 02_image007
然後，當將n個樣本之後的所有前饋操縱變量提供至反作用力消除致動器4時，估計對投影光學系統3的評估值的響應。令Y為在包括進行曝光處理的時段的評估時段中，從該響應提取的響應資料。由於Y可以用n個響應的總和來表示，因此等式(5)成立。
Figure 02_image009
為了藉由將前饋操縱變量提供至反作用力消除致動器4來抵消在包括進行曝光處理的時段的評估時段內投影光學系統的評估值(e0)，至少需要使響應資料Y等於投影光學系統3的評估值資料e0。因此，前饋操縱變量的增益gn可以藉由使用類似等式(6)的偽逆矩陣來確定。
Figure 02_image011
控制器12向反作用力消除致動器4提供根據增益gn確定的前饋操縱變量(即，藉由將前饋操縱變量∆f(t+tn)乘以增益gn獲得的前饋操縱變量gn∆f(t+tn))。在這種情況下，前饋操縱變量gn∆f(t+tn)對應於第二操縱變量。控制器12基於第二操縱變量確定第一前饋操縱變量(第一控制信息)，以抵消投影光學系統3的評估值。在本說明書中，基於第一前饋操縱變量的前饋控制稱為“阻尼FF控制”。投影系統阻尼FF控制可以比單獨的前饋控制更快地降低在機台17的驅動之後投影光學系統3的振動。
圖5示例性地示出了反作用力消除FF控制和阻尼FF控制的執行時段。參照圖5，5a示例性地示出了機台17(基板9)的驅動曲線201(加速度曲線)，並且5b示例性地示出了反作用力消除FF控制操縱變量(第二控制信息)作為藉由將圖5中的5a中的驅動曲線201(加速度曲線)與反作用力增益乘法器207的增益相乘而獲得的操縱變量。在這種情況下，藉由由圖5中的5a所示的驅動曲線201提供的機台17的加速度和重量來確定藉由機台17的驅動而產生的反作用力，並且反作用力消除FF控制操縱變量被確定以抵消反作用力。參照圖5，5c示例性地示出了阻尼FF控制操縱變量曲線202(第一控制信息)。圖5中的兩條虛線表示驅動曲線中的Jerk 4時段的開始時序和Jerk 4時段的結束時序(即，驅動結束時序)。
可以在第一時段T1中，執行阻尼FF控制。可以在第二時段T2中，執行反作用力消除FF控制。第二時段T2可以是基板9(機台17)從第一位置(例如，基板9上的給定拍攝區域的中心與支撐結構2的光軸重合的位置)移動到第二位置(例如，基板9上的下一個拍攝區域的中心與支撐結構2的光軸重合的位置)的時段。第一時段T1可以包括使基板9或機台17的位置穩定的時段。在第一時段T1中，投影光學系統3(第二結構)可以利用能量照射基板9(將被處理物件)。更具體地，在第一時段T1中，投影光學系統3(第二結構)可以利用曝光光來照射基板9(將被處理物件)並使基板9曝光。
在圖5所示的情況下，第一時段T1的開始時間是與第二時段T2的結束時間重疊的時間或緊接在第二時段T2的結束時間之後的時間。反作用力消除FF控制有利於藉由抵消或減少由機台17的驅動而產生的反作用力，來降低支撐結構2的振動。與此相反，阻尼FF控制是基於第一控制信息(基於投影光學系統3的評估值所確定的該第一控制信息)的前饋控制，因此有利於降低投影光學系統3的振動。在這種情況下，在機台17的驅動期間(機台17從第一位置移動到第二位置的時段)同時進行反作用力消除FF控制和阻尼FF控制，將會使用相同的反作用力消除致動器4，來控制支撐結構2和投影光學系統3這兩個控制目標。在這種情況下，反作用力消除FF控制和阻尼FF控制可能會相互干擾。因此，較佳防止反作用力消除FF控制與阻尼FF控制之間的干擾。
在圖2所示的情況下，開關203可以控制關於反作用力消除致動器4之反作用力消除FF控制操縱變量(第二控制信息)的提供。開關203是布置在用於將基於第二控制信息的操縱變量提供至反作用力消除致動器4的路徑中的開關。當開關203接通時，反作用力消除FF控制操縱變量(第二控制信息)被提供至反作用力消除致動器4。當開關203斷開時，反作用力消除FF控制的操縱變量(第二控制信息)不被提供至反作用力消除致動器4。
開關204可以控制阻尼FF控制的操縱變量(第一控制信息)的提供至反作用力消除致動器4。開關204是布置在用於將基於第一控制信息的操縱變量提供至反作用力消除致動器4的路徑中的開關。當開關204接通時，阻尼FF控制的操縱變量(第一控制信息)被提供至反作用力消除致動器4。當開關204斷開時，阻尼FF控制的操縱變量(第一控制信息)不被提供至反作用力消除致動器4。將要在加速度反饋回路中使用的感應器係根據從反作用力消除FF控制到阻尼FF控制的切換時序，從加速度感應器211切換為一個或多個感應器8。此操作係藉由控制開關205和206來進行。
例如，如圖5中的5c中的粗線所示例性地表示的，可以在第二時段T2中的基板9(將被處理物件)減速的時段中開始第一時段T1。在圖5中的5c中的粗線所示例性地表示的情況下，第一時段T1開始於圖5中的5a中的驅動曲線中的Jerk 4區間(即，在加速度的絕對值減小的區間)。在這種情況下，如圖2所示例性地示出的，可以提供增益調節器213。增益調節器213被構造為將從阻尼FF控制操縱變量曲線202提供的操縱變量與調整增益的乘積提供至反作用力消除致動器4，並且能夠在第一時段T1的初始階段逐漸增大調整增益。可以將調整增益設置為傾斜上升。這種控制使從反作用力消除FF控制向阻尼FF控制的轉變平滑，並且有利於提高阻尼效果。可以使用參數值來設置第一時段T1的開始時序相對於第二時段的結束時序提前多少。
用於阻尼FF控制的投影光學系統3的評估值可以基於來自如下加速度感應器的輸出來獲取，該加速度感應器檢測X軸、Y軸和Z軸方向上的加速度，並且被布置為例如位於投影光學系統3的上端和下端的多個感應器8。更具體地，投影光學系統3固定到支撐結構2的位置的中心被設置為支點，並且投影光學系統3的六個軸(即X軸、Y軸、Z軸、Qx軸、Qy軸和Qz軸)的平移值和傾斜值(旋轉量)可以根據從支點到在所述上端和下端的加速度感應器的距離之比來獲得。可以將藉由將振動轉換為轉印到基板9上的圖案的平移位移而獲得的值設置為評估值。可以執行阻尼FF控制以最小化評估值。然而，投影光學系統3的振動不限於剛體運動的振動模式。振動可以是包括變形部件的振動。因此，可以建立計算公式以包括用於來自多個加速度感應器的輸出值的權重參數，並且可以在根據藉由改變權重參數獲得的評估值進行阻尼FF控制的同時，進行曝光處理，從而根據與曝光處理結果的相關性，來決定用於計算評估值的權重參數。藉由使用這種技術的阻尼FF控制，來抑制評估值有利於提高曝光精度。
控制器12在曝光裝置啓動時，依重設順序重新獲取阻尼FF控制的響應資料。當重新獲取的響應資料與先前的響應資料之間的差超過臨限值範圍時，控制器12可以更新響應資料並且可以相應地更新第一控制信息。
參照圖5，5d示例性地示出了阻尼FF控制期間的評估值。對應於“校驗值”線的時段是執行曝光處理的曝光時段，並且控制器12可以被構造為在曝光時段中監控評估值。控制器12可以被構造為當評估值在曝光時段中超過臨限值時，重新獲取響應資料並相應地更新第一控制信息。在這種情況下，控制器12可以被構造為監控評估值在曝光時段中的平均值和評估值在曝光時段中的標準偏差，當平均值和標準偏差分別超過臨限值時，重新獲取響應資料，並且根據重新獲取的資料，更新第一控制信息。控制器12可以基於例如機台17的驅動曲線，來更新伴隨響應資料的重新獲取的第一控制信息。
投影光學系統3的本徵值可以包括使阻尼FF控制發散的本徵值。可以藉由使用帶通濾波器、一階和二階低通濾波器以及陷波濾波器處理第一控制信息來產生阻尼FF控制操縱變量。這使得可以穩定阻尼FF控制。
假設使用加速度感應器來測量機台17在驅動期間的振動。在這種情況下，在振動較大時，使用高精度的加速度感應器會超出加速度感應器的檢測範圍。在這種情況下，不能進行適當的前饋控制。相反，當使用具有寬檢測範圍的加速度感應器時，檢測靈敏度降低。為了滿足檢測靈敏度要求和檢測範圍要求，可以同時使用具有寬檢測範圍的加速度感應器和具有窄檢測範圍的加速度感應器。但是，這會增加成本。因此，在機台17的驅動期間，可以僅進行反作用力消除FF控制，而不使用任何加速度感應器。在這種情況下，作為在機台17的驅動之後用於阻尼FF控制的加速度感應器，可以使用具有窄檢測範圍但具有高檢測靈敏度的加速度感應器。這可以獲得高阻尼效果和高成本價值。
在上述情況下，加速度感應器布置在投影光學系統3的上端和下端。然而，加速度感應器可以布置在投影光學系統3被支撐結構2所固持的位置的上側和下側的任意位置。或者，加速度感應器可以僅布置在投影光學系統3被支撐結構2所固持的位置的上側和下側的任意位置之一。
可以藉由例如模擬、試誤法、機器學習或其他方法來確定第一控制信息。
當附接到投影光學系統3的加速度感應器被使用作用於檢測投影光學系統3的振動的感應器時，可以藉由縮小檢測範圍來增加檢測靈敏度。另外，加速度感應器可以布置在投影光學系統3上的任意位置。相反，當重視多個檢測目標位置之間的相對位置時，使用位置感應器檢測相對於同一基準的相對位置有時會產生更有利的效果。
圖6示出了根據第二實施例的曝光裝置100的布置。第二實施例中未提及的事項可以參照第一實施例。在第二實施例中，可以藉由使用一個或多個感應器13來檢測投影光學系統3的一個或多個部分的(一個或多個)位置。一個或多個感應器13例如是(一個或多個)雷射干涉儀。使用一個或多個感應器13代替第一實施例中的一個或多個感應器8。一個或多個感應器13和測量機台17的位置的測量儀器7由相同的測量柱(基準結構)6支撐。測量儀器7例如是雷射干涉儀。這種布置使得可以獲得阻尼FF控制的評估值與機台17(基板9)的位置控制之間的相關性。即，減小阻尼FF控制中的評估值將有助於減少機台17(基板9)的位置控制中的誤差並提高曝光精度。
在第一實施例中，執行阻尼FF控制的第一時段可以在執行反作用力消除FF控制的第二時段的結束時間或緊接該時間之後開始，或者在開始第二時段之後和結束第二時段之前的時間開始。或者，在第一實施例中，阻尼FF控制可以在反作用力消除FF控制變弱之後開始。相反，在第二實施例中，如圖7所示例性地示出，阻尼FF控制可以在機台17的驅動開始時開始。在這種情況下，圖7中的7a示例性地示出了機台17(基板9)的驅動曲線201(加速度曲線)。參照圖7，7b示例性地示出了反作用力消除FF控制操縱變量(第二控制信息)，作為藉由將驅動曲線201(加速度曲線)乘以反作用力增益乘法器207的增益而獲得的操縱變量。參照圖7，7c示例性地示出了阻尼FF控制操縱變量曲線202(第一控制信息)。參照圖7，7d示例性地示出了阻尼FF控制中的評估值。圖7中的虛線指示機台17的驅動開始時序。在第二實施例中，反作用力消除FF控制和阻尼FF控制可以從機台17的驅動開始時序開始。
控制器12藉由基於來自測量儀器7的輸出操作驅動機構15，來對機台17進行反饋控制，並且還基於預設的前饋控制信息對反作用力消除致動器4進行前饋控制。執行前饋控制以減少支撐結構(第一結構)2和投影光學系統(第二結構)3的振動。前饋控制信息可以包括第一控制信息分量和第二控制信息分量。第一控制信息分量是被預先確定的第一控制信息，用以減少藉由以驅動機構15驅動機台17而產生的投影光學系統(第二結構)3的振動。第二控制信息分量是被預先確定的第二控制信息，用以減少藉由以驅動機構15驅動機台17而產生的支撐結構(第一結構)2的振動。
在第二實施例中，用於控制機台17的測量儀器7和用於檢測投影光學系統3的振動的一個或多個感應器13由相同的測量柱6(基準結構)支撐。因此，減小投影光學系統3的評估值將有助於減少投影光學系統3相對於機台17的振動。即，第二實施例中的阻尼FF控制的副作用比第一實施例小。此外，與使用加速度感應器的情況相比，使用雷射干涉儀作為感應器13可以在寬檢測範圍內獲得高檢測靈敏度。
藉由將無法以阻尼FF控制和反作用力消除FF控制去除的殘餘振動與機台17的目標值相加可以獲得更高的阻尼性能。這種情況下的殘餘振動可以是被轉換為基板9的位置控制誤差的評估值。在機台17的控制中，與支撐結構2的振動控制不同，增加控制帶將有助於提高精度。因此，即使藉由將目標值與殘餘振動相加的反饋控制，也能夠使機台17在短時間內追隨投影光學系統3的振動。
第一實施例適用於在使基板和原版靜止時曝光基板的步進器。除了步進器之外，第二實施例還適用於對基板進行掃描和曝光的掃描器。雖然不是必需的，但是掃描器可以在機台加速之後的等速區間中進行掃描曝光。這種掃描器需要在等速區間內的穩定區間內充分抑制投影光學系統的振動。在這點上，第二實施例也有利於減少投影光學系統在加速區間和等速區間上的殘餘振動，這是因為阻尼FF控制和反作用力消除FF控制不需要被切換並且兩者都可以從開始機台的驅動起執行。
對於感應器13，除了雷射干涉儀之外，也可以使用能夠檢測投影光學系統3相對於基準位置的位置的任何類型的感應器。在這種情況下，例如，可以使用渦流接近位移檢測器。
將示例性地描述藉由使用上述曝光裝置製造物品(半導體IC元件、液晶顯示元件、MEMS等)的物品製造方法。使用上述曝光裝置，藉由對塗敷有光敏劑的基板(晶片、玻璃基板等)進行曝光的曝光步驟、對基板(光敏劑)進行顯影的顯影步驟以及在其他已知步驟中對經過了顯影步驟的基板進行處理的處理步驟，來製造物品。其他已知步驟包括蝕刻、抗蝕劑去除、切割、黏合和封裝。與傳統方法相比，該物品製造方法可以製造出品質更高的物品。
雖然參照示例性實施例對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明並不限於所公開的示例性實施例。應當對所附申請專利範圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結構和功能。
1:基板定位機構 2:支撐結構 3:投影光學系統 4:反作用力消除致動器 5:支撐致動器 6:測量柱 7:測量儀器 8:感應器 9:基板 10:原版 11:儲存設備 12:控制器 13:感應器 14:原版定位機構 15:驅動機構 16:照明光學系統 17:機台 100:曝光裝置 201:驅動曲線 202:阻尼FF控制操縱變量曲線 203:開關 204:開關 205:開關 206:開關 207:反作用力增益乘法器 208:補償器 209:補償器 210:位置感應器 211:加速度感應器 213:增益調節器
[圖1]是示例性地示出根據第一實施例的曝光裝置的布置的圖；
[圖2]是與根據第一實施例的曝光裝置中的反作用力消除致動器和支撐致動器的控制相關聯的控制方塊圖；
[圖3]是示例性地示出當不進行阻尼FF控制時的操作的圖；
[圖4A]和[圖4B]是示例性地示出脈衝響應的圖；
[圖5]是示例性地示出當根據第一實施例進行阻尼FF控制和反作用力消除FF控制時的操作的圖；
[圖6]是示例性地示出根據第二實施例的曝光裝置的布置的圖；以及
[圖7]是示例性地示出當根據第二實施例進行阻尼FF控制和反作用力消除FF控制時的操作的圖。
1:基板定位機構
2:支撐結構
3:投影光學系統
4:反作用力消除致動器
5:支撐致動器
6:測量柱
7:測量儀器
8:感應器
9:基板
10:原版
11:儲存設備
12:控制器
14:原版定位機構
15:驅動機構
16:照明光學系統
17:機台
100:曝光裝置
210:位置感應器
211:加速度感應器
F:地板

Claims (19)

  1. 一種處理裝置，其包括： 第一結構，其由減振機構支撐； 驅動機構，其由所述第一結構支撐並被構造為驅動將被處理物件； 第二結構，其由所述第一結構支撐並面對所述物件； 致動器，其被構造為向所述第一結構施加力； 感應器，其被構造為檢測所述第二結構的振動；以及 控制器，其被構造為基於前饋控制信息對所述致動器進行前饋控制，以減少所述第一結構和所述第二結構的振動， 其中，所述前饋控制信息包括基於來自所述感應器的輸出而預先確定的第一控制信息。
  2. 根據請求項1所述的處理裝置，其中，所述控制器基於驅動信息來控制由所述驅動機構對所述物件的驅動，並且 所述第一控制信息是當基於所述驅動信息控制由所述驅動機構對所述物件的驅動時，基於所述感應器的輸出而確定的信息。
  3. 根據請求項2所述的處理裝置，其中，所述前饋控制信息還包括第二控制信息，所述第二控制信息被預先確定以當基於所述驅動信息控制由所述驅動機構對所述物件的驅動時，減少所述第一結構的振動， 所述控制器在第一時段中，基於所述第一控制信息對所述致動器進行前饋控制，並且在第二時段中，基於所述第二控制信息對所述致動器進行前饋控制，及 所述第一時段是在開始所述第二時段之後開始的時段。
  4. 根據請求項3所述的處理裝置，其中，所述第二時段是所述物件從第一位置移動到第二位置的時段。
  5. 根據請求項3所述的處理裝置，其中，所述第一時段包括使所述物件的位置穩定的時段。
  6. 根據請求項3所述的處理裝置，其中，在所述第一時段中，利用來自所述第二結構的能量照射所述物件。
  7. 根據請求項3所述的處理裝置，其中，所述第一時段的開始時間與所述第二時段的結束時間重疊或與緊接在所述結束時間之後的時間重疊。
  8. 根據請求項3所述的處理裝置，其中，所述第一時段在開始所述第二時段之後和結束所述第二時段之前開始。
  9. 根據請求項8所述的處理裝置，其中，所述第一時段在所述第二時段的所述物件減速的時段中開始。
  10. 根據請求項8所述的處理裝置，其中，所述控制器包括乘法器，所述乘法器被構造為，藉由將所述第一控制信息與增益相乘，來產生要提供至所述致動器的操縱變量，並且 所述增益在所述第二時段中逐漸增大。
  11. 根據請求項3所述的處理裝置，所述處理裝置還包括： 加速度反饋回路，其被構造為，使所述第一結構基於來自檢測所述第一結構的加速度的加速度感應器的輸出，而對所述致動器進行反饋控制； 第一開關，其布置在向所述致動器提供基於所述第一控制信息的操縱變量的路徑中；以及 第二開關，其布置在向所述致動器提供基於所述第二控制信息的操縱變量的路徑中。
  12. 根據請求項10所述的處理裝置，所述處理裝置還包括： 位置感應器，其被構造為檢測所述第一結構的位置； 支撐致動器，其被構造為支撐所述第一結構；以及 補償器，其被構造為，控制所述支撐致動器，以基於來自所述位置感應器的輸出，對所述第一結構的位置進行反饋控制， 其中，所述第一控制信息和所述第二控制信息與所述支撐致動器的操縱變量相加。
  13. 根據請求項3所述的處理裝置，其中，所述控制器基於作為當將脈衝輸入作為操縱變量提供至所述致動器時來自所述感應器的輸出的脈衝響應，來預測當所述驅動機構根據所述驅動信息操作時來自所述感應器的輸出的評估值的轉變，並基於該轉變確定所述第一控制信息。
  14. 根據請求項3所述的處理裝置，其中，所述控制器基於來自所述感應器的輸出的評估值，來確定或更新所述第一控制信息。
  15. 根據請求項1所述的處理裝置，其中，所述第二結構包括投影光學系統，所述投影光學系統被構造為將原版的圖案投影到作為將被處理物件的基板上，並且 所述感應器包括用於檢測所述投影光學系統的振動的加速度感應器。
  16. 一種製造物品的物品製造方法，所述物品製造方法包括： 使根據請求項15所限定的處理裝置對基板進行曝光； 對經過了所述曝光的所述基板進行顯影；以及 藉由對經過了所述顯影的所述基板進行處理，來獲得物件。
  17. 一種處理裝置，其包括： 第一結構，其由減振機構支撐； 驅動機構，其由所述第一結構支撐並被構造為驅動固持將被處理物件的固持單元； 第二結構，其由所述第一結構支撐並面對所述物件； 致動器，其被構造為向所述第一結構施加力； 感應器，其由基準結構支撐並被構造為檢測所述第二結構的振動； 測量儀器，其由所述基準結構支撐並被構造為測量所述固持單元的位置；以及 控制器，其被構造為，藉由基於來自所述測量儀器的輸出而操作所述驅動機構，來對所述固持單元進行反饋控制，並還基於前饋控制信息對所述致動器進行前饋控制，以減少所述第一結構和所述第二結構的振動， 其中，所述前饋控制信息包括第一控制信息分量和第二控制信息分量，所述第一控制信息分量被預先確定以減少藉由由所述驅動機構驅動所述固持單元所產生的所述第二結構的振動，所述第二控制信息分量被預先確定以減少藉由由所述驅動機構驅動所述固持單元所產生的所述第一結構的振動。
  18. 根據請求項17所述的處理裝置，其中，所述第二結構包括投影光學系統，所述投影光學系統被構造為將原版的圖案投影到作為將被處理物件的基板上，並且 所述感應器包括被構造為檢測所述投影光學系統的振動的一個或多個加速度感應器。
  19. 一種製造物品的物品製造方法，所述物品製造方法包括： 使根據請求項18所限定的處理裝置對基板進行曝光； 對經過了所述曝光的所述基板進行顯影；以及 藉由對經過了所述顯影的所述基板進行處理，來獲得物件。
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