TWI425333B - 用於半導體設備之控制裝置 - Google Patents

Description

用於半導體設備之控制裝置

本發明相關於控制裝置。

在掃描曝光設備或高架型機械工具中，以高精確性同步控制複數個移動構件之位置或複數個控制軸的位置。因此，傳統上，已實施主從同步控制。在該主從同步控制中，複數個移動構件之一者係作為主體使用，其他移動構件係作為從屬使用，且當擾動在該主體中發生時，該等從屬跟隨該主體的移位。以此方式，同步精確性受到改善。發生在該等從屬中的擾動係藉由控制該等從屬而降低。

此外，已提出雙向同步控制以更加改善晶圓台及光罩台之間的同步精確性(日本特許公開專利申請案編號第08-241126號)。在該雙向同步控制中，當擾動在控制目標之任一者中發生時，將該主體及該從屬操作為使得彼等二者同時補償該同步誤差，無須區分彼此。此外，日本專利申請案案號第2006-310849號揭示將疊代學習控制施用至其的主從同步控制。

認為該雙向同步控制(或相似地，用於二或多個控制軸的多邊同步控制)的同步效能可能較該主從同步控制之同步效能為佳。然而，前者的控制系統具有複雜結構，且難以得到或調整該控制系統。結果，難以改善同步精確性。

根據本發明之實施樣態，一控制裝置包括：一第一控制電路，組態成控制該第一控制目標的一位置；一第二控制電路，組態成控制該第二控制目標的一位置；一計算單元，組態成計算該第一控制目標及該第二控制目標之間的一同步誤差；一疊代學習控制電路，包括將該同步誤差輸入至彼等的第一及第二學習濾波器，並組態為基於該第一學習濾波器之一輸出將一控制輸入前授至該第一控制目標及基於該第二學習濾波器之一輸出將一控制輸入前授至該第二控制目標。

本發明之其他特性及實施樣態會從以下對模範實施例的詳細描述及對該等隨附圖式之參考而變得更明顯。

在下文中，將描述第一模範實施例。

圖1係描繪同步控制半導體曝光設備中之晶圓台及光罩台的位置之控制裝置的方塊圖。該控制裝置包括控制晶圓台之位置的控制電路7(第一控制電路)及控制光罩台之位置的控制電路8(第二控制電路)，並同步該二控制電路。

偵測單元11及12係偵測控制目標之晶圓台(第一控制目標)及光罩台(第二控制目標)的位置y_W 及y_R 。假設該晶圓台的轉移函數為P_W 且該光罩台之轉移函數為P_R 。減法單元13及14將該等偵測單元的輸出從目標軌跡r及Nr(N係曝光倍率)減去，並將其間的偏差e_W 及e_R 輸入至反饋控制器(將轉移函數指稱為K_W 及K_R )。計算單元15計算同步誤差y_S[k] ，其係輸出Ny_W 及y_R 之間的差，並將該同步誤差輸入至疊代學習控制電路ILC。將疊代學習控制電路ILC的輸出加至輸出u_W 及u_R ，其係反饋控制器K_W 及K_R 的控制輸入，並將該等相加值提供給該等控制目標。

就此而言，在本發明之此模範實施例中，該同步誤差補償係在晶圓台P_W 及光罩台P_R 二者上實施，從而實施雙向同步控制。此外，疊代學習控制係針對該同步誤差補償實施。該疊代學習控制重覆地在目標軌跡上實施跟蹤控制，以減少該同步誤差。其次，將參考圓1描繪之該控制區塊及圖2描繪的流程圖描述該疊代學習控制。疊代學習控制電路ILC包括學習濾波器L，其中輸入訊號係同步誤差y_S[k] 、穩定濾波器Q_W 及Q_R ，不讓學習所不需要的頻帶通過、記憶體1及2儲存來自該等穩定濾波器的輸出。

在步驟S1中，實施第一操作。在此步驟中，該晶圓台及該光罩台無須以來自該疊代學習控制電路之任何輸入控制。將同步誤差y_S[1] 輸出至學習濾波器L，並將學習濾波器L的輸出經由穩定濾波器Q_W 及Q_R (第一穩定濾波器及第二穩定濾波器)作為f_W[2] 及f_R[2] 存入記憶體1及2(第一記憶體裝置及第二記憶體裝置)中。在步驟S2中，第k個(k>1)操作開始。在此情形中，因為實施數位控制，將第k操作期間之至第i樣本的控制輸入指稱為f_W[k]i 及f_R[k]i ，且將其之同步誤差指稱為y_S[k]i 。此處，假設一操作中的樣本總數為j。該等初始條件如下：同步誤差的最大值y_Smax 為0；且樣本的數字i為0。在步驟S3中，將之前儲存在該等記憶體中的控制輸入f_W[k]i 及f_R[k]i 前饋並加至輸出u_Wi 及u_Ri 。以此方式，在第k操作中，該等控制目標受控制。

在第k操作中，第(k+1)控制輸入係在步驟S4中產生，然後儲存在記憶體1及2中。更具體地說，將同步誤差y_S[k]i 輸入至學習濾波器L，並藉由加法器16及17將該學習濾波器的輸出加至控制輸入f_W[k]i 及f_R[k]i 。然後，將該等相加值經由穩定濾波器Q_W 及Q_R 作為f_W[k+1]i 及f_R[k+1]i 存入記憶體1及2中。在步驟S5中，同步誤差y_S[k]i 與該同步誤差的最大值y_Smax 比較。若同步誤差y_S[k]i 多於該同步誤差的最大值y_Smax ，更新最大值y_Smax 。在步驟S6中，若j<i(在步驟S6中為是)，該程序前進至步驟S7。若j>i(在步驟S6中為否)，設定i=i+1，且該程序前進至步驟S3。在步驟S7中，第k操作結束。在步驟S8中，該同步誤差的最大值y_Smax 與預定設定值比較。若該最大值y_Smax 少於該設定值(在步驟S8中為是)，決定該偏差足夠小且學習結束。若該同步誤差的最大值y_Smax 多於該設定值(在步驟S8中為否)，設定k=k+1且該程序前進至步驟S2。

圖3A係描繪學習濾波器L之詳細結構的方塊圖。學習濾波器L包括第一學習濾波器L₁ 及第二學習濾波器L₂ ，彼等包括與下列運算式1及2實質相等的轉移函數：

此外，學習濾波器L包括將第一學習濾波器L₁ 的輸出加至第二學習濾波器L₂ 之輸出的濾波器F₁ 以及將第二學習濾波器L₂ 的輸出加至第一學習濾波器L₁ 之輸出的濾波器F₂ 。將該同步誤差輸入至學習濾波器L₁ 及L₂ 。學習濾波器L₁ 之輸出通過濾波器F₁ 並加至學習濾波器L₂ 的輸出。相似地，學習濾波器L₂ 之輸出通過濾波器F₂ 並加至學習濾波器L₁ 的輸出。因此，將該二學習濾波器之一者的輸出之一部分加至另一學習濾波器的輸出。將濾波器F₂ 的輸出已加至其之學習濾波器L₁ 的輸出輸入至加法器16，並將濾波器F₁ 的輸出已加至其之學習濾波器L₂ 之輸出輸入至加法器17。

圖3B顯示描繪於圖3A描繪的該學習濾波器之修改的方塊圖。學習濾波器L包括第一學習濾波器L₁ 及第二學習濾波器L₂ ，彼等包括與運算式1及2實質相等的轉移函數。此外，學習濾波器L包括濾波器F₁ '及濾波器F₂ '，並分類為包括彼此序列地連接之學習濾波器L₁ 、濾波器F₁ '、以及學習濾波器L₂ 的控制區塊群組A，以及包括彼此序列地連接之學習濾波器L₂ 、濾波器F₂ '、以及學習濾波器L₁ 的控制區塊群組B。更具體地說，將學習濾波器L₁ 的輸出乘於學習濾波器L₂ 的輸出。將該同步誤差輸入至該二控制區塊群組。將控制區塊群組A的輸出輸入至加法器16，並將控制區塊群組B的輸出輸入至加法器17。

該學習濾波器可能具有圖3C所描繪的該結構。學習濾波器L包括第一學習濾波器71及第二學習濾波器72。學習濾波器71包括晶圓台及光罩台的轉移函數P_W 及P_R ，以及該等反饋控制器的轉移函數K_W 及K_R 。學習濾波器72也包括晶圓台及光罩台的轉移函數P_W 及P_R ，以及該等反饋控制器的轉移函數K_W 及K_R 。將學習濾波器71的輸出輸入至加法器16，並將學習濾波器72的輸出輸入至加法器17。若於圖3A描繪的L1+L2F2為學習濾波器71且於圖3A描繪的L2+L1F1為學習濾波器72，描繪在圖3A中的該結構包括在描繪於圖3C中的該結構中。相似地，若描繪於圖3B中的控制區塊群組A為學習濾波器71且描繪於圖3B中的控制區塊群組B為學習濾波器72，描繪在圖3B中的該結構也包括在描繪於圖3C中的該結構中。

其次，將描述取得該學習濾波器的方法。首先，實施控制目標的模型化，以取得學習濾波器L。假設該晶圓台及該光罩台係一質量系統，該晶圓台及該光罩台的移位為x_W 及x_R ，控制輸入為u_W 及u_R ，且彼等之質量為m_W 及m_R ，該晶圓台及該光罩台係由下列運動方程式表示：

將狀態向量表示如下：

狀態方程式及藉由運算式3及4得到的輸出方程式表示如下：

y _W =[1 0]x _W =C _W x _W 　(7)

y _R =[1 0]x _R =C _R x _R 　(9)。

為取得雙向疊代學習控制系統，待取得描繪於圖4中的增強系統，其中觀測輸出係該晶圓台的移位y_W 、光罩台的移位y_R 、以及該晶圓台及該光罩台之間的同步誤差y_S 。在圖4中，P_W 顯示運算式6及7所表示之該晶圓台的模型，且P_R 顯示運算式8及9所表示之該光罩台的模型。因為N係投影倍率，將該晶圓台及該光罩台之間的同步誤差y_S 描述為Ny_W -y_R 。將該狀態方程式及該增強系統的輸出方程式表示如下：

x _e =[x _W x _R ] ^T ,u _e =[u _W u _R ] ^T 　(12)。

圖5描繪將該疊代學習控制施用於其之同步控制的方塊圖。

係運算式10所表示的增強系統。在第k疊代操作中，反饋控制器輸出控制輸入u_W[k] 及u_R[k] 以跟蹤該晶圓台及該光罩台的目標軌跡r及Nr。e_W[k] 及e_R[k] 代表該晶圓台及該光罩台之目標軌跡r及Nr與移位y_W[k] 及y_R[k] 的跟蹤誤差。將該晶圓台及該光罩台之間的同步誤差y_S[k] 輸入至學習濾波器L。將該學習濾波器之輸出加至第k疊代操作中的前饋輸入f_W[k] 及f_R[k] ，然後經由以下的穩定濾波器在該記憶體m中儲存為第(k+1)前饋輸入f_W[k+1] 及f_R[k+1] ，該穩定濾波器不讓不需要學習的頻帶通過：

在此情形中，該疊代學習控制的學習規則界定如下：

f _{[ k ]} =[f _{W [ k ]} f _{R [ k ]} ] ^T 　(15)。

將閉迴路系統P_c1 界定成如圖6所描繪，其中意指該增強系統且意指該反饋控制系統。藉由使用閉迴路系統P_c1 ，圖5所描繪之該方塊圖與圖7所描繪的該結構等效地交換。閉迴路系統P_c1 的輸出僅係同步誤差y_S[k] ，然而，至穩定濾波器的輸入係至該晶圓台及該光罩台的前饋輸入。因此，取得具有一輸入及二輸出的學習濾波器L。因為下列方程式係建立自圖6：

y_S[k] =P_c1 f_[k] 　(16)。

f_[k+1] 及f_[k] 之間的以下關係係藉由運算式14而建立：

若認為該同步誤差y_S[k] 的收斂等同於藉由該疊代學習控制之該前饋輸入的收斂，可滿足下列條件：

滿足上述條件的多輸入多輸出學習濾波器L係藉由將圖7中之虛線所包圍的部分使用為使用一般化控制對象並使用H^∞ 控制理論而取得。

在此模範實施例中，假設該晶圓台及該光罩電路之質量m_W 及m_R 為40kg。假設該晶圓台及該光罩台的期望伺服帶寬係根據機械結構的條件而彼此不同，並將該反饋控制系統設計成使得該伺服帶寬為350Hz及250Hz。此處，假設反饋控制系統係用於各台之分散式控制系統，且不考慮該反饋控制系統的雙向性質。當考慮該反饋控制系統的雙向性質時，該系統也可能相似地設計如下。首先，用於該晶圓台及該光罩台的穩定濾波器Q_W 及Q_R 二者係使用具有300Hz之截止頻率的第5階巴特渥斯濾波器設計。第二，如圖6所描繪的，取得增強系統P_c1 。其次，形成如運算式13所表示的穩定濾波器，並使用增強系統P_c1 及穩定濾波器產生由圖7之虛線所表示的該一般化對象。最後，藉由使用該H^∞ 控制理論取得學習濾波器L。

圖8係描繪已取得學習濾波器之增益的圖。根據同步誤差產生至該晶圓電路及該光罩台之前饋輸入的該等學習濾波器係分別由實線及虛線表示。

其次，將描述使用根據本模範實施例之控制裝置同步控制該晶圓台及該光罩台的模擬回應。在該模擬中，將用於跟蹤目標驅動的前饋輸入提供入該疊代學習控制及反饋控制，該前饋輸入係藉由將二階微分位置輪廓所得到的該加速度乘於質量而得到。此外，在該模擬中，將零相位低通濾波器使用為該穩定濾波器Q_W 及Q_R 。因為該零相位低通濾波器不能即時濾波資料，每當一疊代操作結束時，將同步誤差y_S 存入記憶體1及2中並實施由運算式14所表示的學習。

圖9係描繪係該晶圓台及該光罩台的目標軌跡之位置輪廓的圖。投影倍率為1/4。圖10A至10D描繪當第一至第四操作實施時的模擬回應。實線指示該晶圓台之目標軌跡的跟蹤誤差，且虛線指示該光罩台之目標軌跡的跟蹤誤差。該晶圓台的跟蹤誤差為四倍。

圖11A至11D描繪若疊代學習控制係在該晶圓台及該光罩台上獨立地實施(換言之，未實施主從同步控制或雙向同步控制)時，當第一至第四操作實施時的模擬回應。在下文中，將此控制指稱為獨立疊代學習控制，並與主從同步控制或雙向同步控制區分。

如可從圖10A至11D看到的，根據本模範實施例，當疊代次數上昇時，該晶圓台的跟蹤誤差更接近該光罩台之跟蹤誤差。

在本模範實施例中，將該晶圓台的伺服帶寬設定成高於該光罩台的伺服帶寬。因此，當未發生擾動時，作為主體使用的該晶圓台及作為從屬使用之該光罩台可彼此同步。在該疊代學習控制施用至其的該雙向同步控制中，學習係實施為使得該晶圓台的移位自動地跟蹤該光罩台之移位，從而減少該同步誤差。

在圖12中，實線指示由圖10A至10D所描繪之疊代學習控制施用至其的該雙向同步控制所導致的同步誤差，且虛線指示由圖11A至11D所描繪之獨立疊代學習控制所導致的同步誤差。在圖12中，該水平軸指示時間。圖12描繪該第四操作在0.1秒之前的回應。

在該獨立疊代學習控制中，該同步誤差保持在約為0.09秒。然而，在該疊代學習控制施用於其的該雙向同步控制中，該同步誤差在0.07秒時約為零。更具體地說，在該疊代學習控制施用於其的該雙向同步控制中，可能以相同的疊代數量迅速地收斂該同步誤差。

在該疊代學習控制施用於其的該雙向同步控制中，該學習濾波器係使用將該等台之間的動態特徵列入考慮之模型設計，該等台包括於圖6描繪的該反饋控制系統。同時，在根據習知技術的雙向同步控制中，同步路徑控制器待藉由試誤法根據該台的動態特徵及在該反饋控制系統中的變異而調整。然而，在本發明之本模範實施例中，該學習濾波器係僅基於該台及該控制系統的模型而設計，且適當的同步控制係僅藉由該疊代操作而達成。因此，可能相對地易於取得或調整同步控制系統。

其次，將描述當將正弦波擾動施加至該晶圓台時之同步控制模擬的回應。圖13A至13D描繪當第一至第四操作在該疊代學習控制施用於其之該雙向同步控制中實施時的模擬回應。在圖13A至13D中，實線指示該晶圓台的跟蹤誤差，且虛線指示該光罩台的跟蹤誤差。圖14A至14D描繪當第一至第四操作在該獨立疊代學習控制中實施時的模擬回應，其係比較範例。

當擾動施加至該晶圓台時，該晶圓台的可控制性惡化。在此情形中，在該疊代學習控制施用於其之該雙向同步控制中，由於該擾動施加至該晶圓台而發生的該同步誤差係由至該光罩台的控制輸入所補償。因此，將該光罩台同步化以跟蹤該晶圓台，且該晶圓台在高頻帶內在至0.05秒的操作期間內跟蹤該光罩台。像這樣，將該雙向同步控制特徵化為該等台補償於其間的同步誤差而無須區分主體及從屬。在習知技術中，難以調整該雙向同步控制的控制系統。然而，在本發明之本模範實施例中，可能藉由重複地實施疊代操作而輕易地調整該控制系統。

在圖15中，實線指示由圖13A至13D所描繪之疊代學習控制施用至其的該雙向同步控制所產生的同步誤差，且虛線指示由圖14A至14D所描繪之獨立疊代學習控制所產生的同步誤差。與無擾動時相似，在該疊代學習控制施用於其的該雙向同步控制中，相較於該獨立疊代學習控制，可能以相同的疊代數量迅速地收斂該同步誤差。

圖16描繪在該疊代學習控制施用於其之該雙向同步控制及該疊代學習控制施用於其的該主從同步控制之回應間的比較。在圖16中，實線指示該疊代學習控制施用於其之該雙向同步控制的同步誤差。粗虛線指示該疊代學習控制施用於其之該主從同步控制的同步誤差，且細虛線指示該獨立疊代學習控制的同步誤差。

圖16描繪在從0.05秒至0.07秒之週期期間的回應。此處，該晶圓台及光罩台的穩定濾波器Q_W 及Q_R 具有相同的截止頻率，且該疊代學習控制施用於其的該雙向同步控制略佳於該疊代學習控制施用於其的該主從同步控制，但彼等之間無太大不同。此係因為該光罩台作為主體使用，該晶圓台作為從屬使用，且該雙向同步控制的效果難以出現。因此，將該晶圓台之穩定濾波器Q_R 的截止頻率改變成357Hz並重新設計該學習濾波器。

以此方式，將具有較寬頻率成份的前饋輸入施加至該光罩台，且該光罩台之同步誤差的雙向補償改善。在此情形中，產生超出該光罩台之伺服帶寬的前饋輸入。因此，該前饋輸入待調整為使得其不激發該光罩台的振動模式。在該主從同步控制中，因為沒有至該光罩台的前饋輸入，無須實施該調整。結果，如圖16所描繪的，該疊代學習控制施用於其之該雙向同步控制可將該同步誤差最小化。

圖24係概要地描繪根據本發明模範實施例之包括該控制裝置的掃描曝光設備。根據本實施例的該曝光設備僅係範例，且本發明未受限於其。從照明光學系統181發出的光入射在係原始板的光罩182上。光罩182上的圖樣微縮並以微縮投影鏡頭184的投影倍率投影，且圖樣影像形成在成像表面上。

將光罩182載置在可移動光罩台183上，且該光罩台183的位置資訊始終以雷射干涉儀190量測。將用於反射該干涉儀之量測光的反射鏡189固定至光罩台183。將光阻施加至晶圓185的表面上，其係待曝光的基材，並將形成在曝光製程中的閃光配置在該晶圓的表面上。將晶圓185裝載在移動晶圓台186上，且晶圓186的位置資訊始終以干涉儀188量測。將用於反射該干涉儀之量測光的反射鏡187固定至晶圓台186。在掃描(曝光)期間，晶圓台186及光罩台183係同步受控制的。

根據本發明模範實施例的疊代學習控制裝置180基於從干涉儀190及干涉儀188輸出的位置資訊產生控制訊號。然後，疊代學習控制裝置180控制光罩台183及晶圓台186的位置，在曝光開始之前實施疊代操作數次，並產生控制輸入。在曝光開始之後，疊代學習控制裝置180可能或可能不更新該控制輸入。

其次，將描述根據本發明模範實施例之製造裝置(例如。半導體裝置或液晶顯示裝置)的方法。此處，製造半導體裝置的方法將描述為範例。

半導體裝置係藉由將積體電路形成在晶圓上的前製程及將積體電路晶片形成在晶圓上的後製程而製造為產品。該前製程包括使用上述曝光設備將具有光敏劑施加於其上之晶圓曝光的製程及顯影該晶圓之製程。該後製程包括組合製程(切塊及壓焊)及封裝製程(封裝)。該液晶顯示裝置係以形成透明電極之製程製造。形成透明電極的製程包括將光敏劑施加在具有透明導電膜熱黏著於其之玻璃基材上的製程、使用上述曝光設備將具有光敏劑施加於其上之玻璃基材曝光的製程、以及顯影該玻璃基材的製程。

根據本模範實施例的裝置製造方法，相較於習知技術，可能製造高品質裝置。

第一模範實施例相關於該雙向同步控制。在第二模範實施例中，將描述多邊同步控制的範例。在該第二模範實施例中，將省略與第一模範實施例中的組件相似之組件的描述。

圖17係描繪根據第二模範實施例之控制裝置的控制方塊圖。該控制裝置包括控制系統P_S 及疊代學習控制電路ILC，該控制系統包括複數個目標。該控制系統P_S 輸出w₁ 、w₂ 、…、w_n (n係待同步之軸的數量)，且算術單元31、32、以及33計算同步誤差h₁ 、h₂ 、…、h_n-1 。將同步誤差h₁ 、h₂ 、…、h_n-1 輸入至疊代學習控制電路ILC。疊代學習控制電路ILC基於該等輸入產生前饋控制輸入f₁ 、f₂ 、…、f_m ，並輸出己產生的控制輸入至控制系統P_S 。

圖18係描繪該控制系統P_S 之詳細結構的方塊圖。該控制系統包括具有m個輸入及1個輸出的控制目標P(m及1係等於或大於2的自然數)、偵測該控制目標之位置y的偵測單元6、具有1個輸入及m個輸出的反饋控制器K、以及將該偵測單元之輸出從目標軌跡r減去的減法單元5。前饋控制輸入係經由加法器4至該控制目標的輸入。控制系統P_S 取得待於該控制目標之1個輸出之間同步的n個輸出(n係等於或大於2的自然數)，並計算用於任意配置該等己取得輸出的矩陣C_W 。

圖19係描繪該疊代學習控制電路ILC之詳細結構的方塊圖。該疊代學習控制電路重複地在該目標軌跡上實施跟蹤控制，與第一模範實施例相似。所有該等移動構件(控制軸)具有相同的目標軌跡r，或一個移動構件(控制軸)的目標軌跡係其他移動構件(控制軸)之位置的整數倍。

疊代學習控制電路ILC包括學習濾波器L、將學習濾波器L之學習頻帶截止的m個穩定濾波器群組Q₁ 、Q₂ 、…、Q_m 、以及儲存該等穩定濾波器之輸出的記憶體裝置91至94。

當疊代學習操作的數量為k時，學習濾波器L基於n-1個同步誤差h_1[k] 、h_2[k] 、…、h_n-1[k] 產生m個控制輸入f_1[k] 、f_2[k] 、…、f_m[k] ，彼等係輸入。將已產生的輸入前饋至與各控制輸入對應的移動構件(控制軸)。

因此，在該模範實施例中，將該控制輸入及該同步誤差表示如下：

f_[k] =[f_1[k] ,…,f_m[k] ]^T 　(19)，以及

h_[k] =[h_1[k] ,…,h_n-1[k] ]^T 　(20)。

因為數位控制係以與第一模範實施例相似的方式實施，將第k操作中的第i樣本之該控制輸入及該同步誤差指稱為f_[k]i 及h_[k]i 。

因為根據第二模範實施例的程序流程與根據第一模範實施例的程序流程實質相同，將不重覆其之詳細描述。首先，在第k(k>2)操作中，將控制輸入f_[k]i 施加至該控制目標。在此情形中，將同步誤差h_[k]i 輸入至學習濾波器L。學習濾波器L的輸出係藉由加法器81至84加至控制輸入f_[k]i ，且該相加值經由穩定濾波器Q₁ 、Q₂ 、…、Q_m 作為以下之第(k+1)控制輸入儲存在該等記憶體中：

f_[k+1]i =[f_1[k+1] ,…,f_m[k+1] ]^T 　(21)。

將該操作重覆實施至決定一操作期間之所有同步誤差的最大值h_max 足夠小。

其次，將描述多邊疊代學習控制模擬的結果。在該模擬中，控制目標具有四軸。假設各軸係一質量系統，且其質量為40kg。

當將該等軸的輸出描述為w₁ 、w₂ 、w₃ 、以及w₄ 時，將該等軸之間的同步誤差描寫如下：

h₁ =w₁ -w₂ 　(22)

h₂ =w₂ -w₃ 　(23)，以及

h₃ =w₃ -w₄ 　(24)。

反饋控制器係針對各軸設計，且彼等之伺服頻寬為355Hz、306Hz、217Hz、以及177Hz。所有該等穩定濾波器均係具有300Hz截止頻率的5階巴特渥斯濾波器，且具有三個輸入及四個輸出之學習濾波器係藉由與第一模範實施例相同的製程取得。

圖22描繪當將上述控制裝置用於控制所有軸以跟蹤該目標軌跡時的第5疊代操作的跟蹤誤差。使用以圖9中之實線所表示的該目標軌跡。第一軸係以實線表示、第二軸係以粗虛線表示、第三軸係以單點鏈線表示、而第四軸係以虛線表示。將具有不同頻率的正弦波擾動施加至該第一及第三軸。圖20描繪在該疊代學習控制實施之前的跟蹤誤差，其係比較範例。

圖23描繪在第五疊代操作中的該等軸之間的同步誤差。第一軸及第二軸之間的同步誤差係以實線表示，第二軸及第三軸之間的同步誤差係以虛線表示，且第三軸及第四軸之間的同步誤差係以單點鏈線表示。圖21描繪在該疊代學習控制實施之前的同步誤差，其係比較範例。

可從圖22看出，所有該等軸的跟蹤誤差均彼此實質相等。可從圖23看出，該等軸之間的同步誤差減少。可從圖22及20之間的比較看出，不存在為其他軸跟蹤的特定軸。換言之，多邊同步控制藉由該疊代學習控制實現。

根據本模範實施例，在雙向(多邊)同步控制中，在簡單地取得或調整控制系統的同時，改善該同步精確性係可能的。

當已參考模範實施例而描述本發明後，待理解本發明並未受限於該等已揭示之模範實施例。下文之申請專利範圍待受最廣泛之解釋以包含所有修改、等效結構、以及功能。

1、2、91、92、93、94、m．．．記憶體

4、16、17、81、82、83、84．．．加法器

5．．．減法單元

6．．．偵測單元

7、8．．．控制電路

11、12．．．偵測單元

13、14．．．減法單元

15．．．計算單元

31、32、33．．．算術單元

71、L₁ ．．．第一學習濾波器

72、L₂ ．．．第二學習濾波器

180．．．疊代學習控制裝置

181．．．照明光學系統

182．．．光罩

183．．．可移動光罩台

184．．．微縮投影鏡頭

185．．．晶圓

186、P_W ．．．晶圓台

187、189．．．反射鏡

188、190．．．雷射干涉儀

C_W ．．．矩陣

e_R 、e_W ．．．偏差

e_R[k] 、e_W[k] ．．．跟蹤誤差

F₁ 、F₂ 、F₁ '、F₂ '．．．濾波器

f_[k]i 、f_m[k] 、f_R[k] 、f_W[k] 、u_R[k] 、u_W[k] ．．．控制輸入

h_n-1 、y_S 、y_S[k] ．．．同步誤差

ILC．．．疊代學習控制電路

K、K_R 、K_W 、‧‧‧反饋控制器

L‧‧‧學習濾波器

N‧‧‧投影倍率

N_yW 、u_R 、u_W 、w_n ‧‧‧輸出

P‧‧‧控制目標

‧‧‧增強系統

P_c1 ‧‧‧閉迴路系統

P_R ‧‧‧光罩台

P_S ‧‧‧控制系統

Q_m ‧‧‧穩定濾波器群組

Q_W 、Q_R 、‧‧‧穩定濾波器

r、Nr‧‧‧目標軌跡

y‧‧‧位置

y_R 、y_W 、y_R[k] 、y_W[k] ‧‧‧移位

併入並構成本說明書之一部分的該等隨附圖式描繪本發明之模範實施例、特性、及實施樣態，連同該描述用於解釋本發明之原理。

圖1係描繪根據第一模範實施例之疊代學習控制的方塊圖。

圖2係描繪根據第一模範實施例之疊代學習控制的流程圖。

圖3A、3B、以及3C係描繪於圖1描繪的學習濾波器之詳細結構的方塊圖。

圖4係描繪相關於將晶圓台及光罩台的移位，以及同步誤差作為輸出之增強系統的方塊圖。

圖5係描繪使用圖4所描繪的該增強系統之雙向疊代學習控制的方塊圖。

圖6係描繪閉迴路系統的方塊圖，其係描繪於圖4之增強系統及反饋系統的組合。

圖7係描繪用於取得疊代學習濾波器之一般化控制對象的方塊圖。

圖8係描繪已取得學習濾波器之增益的圖。

圖9係描繪該晶圓台及該光罩台之目標軌跡的圖。

圖10A至10D係描繪作為根據第一模範實施例的模擬回應之跟蹤誤差的圖。

圖11A至11D係描繪作為獨立疊代學習控制模擬的回應之跟蹤誤差的圖。

圖12係描繪作為根據第一模範實施例的模擬回應之同步誤差的圖。

圖13A至13D係描繪當擾動在第一模範實施例中發生時，作為模擬回應之跟蹤誤差的圖。

圖14A至14D係描繪當施用擾動時，作為獨立疊代學習控制模擬的回應之跟蹤誤差的圖。

圖15係描繪當擾動在第一模範實施例中發生時，作為模擬回應之同步誤差的圖。

圖16係描繪作為根據第一模範實施例的模擬回應之同步誤差的圖。

圖17係描繪根據第二模範實施例之疊代學習控制的方塊圖。

圖18係描繪於圖17中描繪的控制系統P_S 之詳細結構的圖。

圖19係描繪於圖18中描繪的疊代學習控制電路ILC之詳細結構的圖。

圖20係描繪當根據第二模範實施例的疊代學習控制未實施時，作為模擬回應之跟蹤誤差的圖。

圖21係描繪當根據第二模範實施例的疊代學習控制未實施時，作為模擬回應之同步誤差的圖。

圖22係描繪作為根據第二模範實施例的模擬回應之跟蹤誤差的圖。

圖23係描繪作為根據第二模範實施例的模擬回應之同步誤差的圖。

圖24係描繪曝光設備的圖。

1、2．．．記憶體

16、17．．．加法器

7、8．．．控制電路

11、12．．．偵測單元

13、14．．．減法單元

15．．．計算單元

e_R 、e_W ．．．偏差

f_R[k] 、f_W[k] ．．．控制輸入

K_R 、K_W ．．．反饋控制器

L．．．學習濾波器

N．．．投影倍率

u_R 、u_W ．．．輸出

Q_W 、Q_R ．．．穩定濾波器

y_R 、y_W ．．．移位

ys[k]．．．同步誤差

P_W ．．．晶圓台

P_R ．．．光罩台

ILC．．．疊代學習控制電路

f_W[k+1]i 、f_R[k+1]i ．．．存入記憶體

Claims (17)

1. 一種控制裝置，包含：一第一控制電路，組態成控制一第一控制目標的一位置；一第二控制電路，組態成控制一第二控制目標的一位置；一計算單元，組態成計算該第一控制目標及該第二控制目標之間的一同步誤差；以及一疊代學習控制電路，包括將該同步誤差輸入至彼等的第一及第二學習濾波器，並組態為基於該第一學習濾波器之一輸出將一控制輸入前授至該第一控制目標及基於該第二學習濾波器之一輸出將一控制輸入前授至該第二控制目標。
2. 如申請專利範圍第1項之控制裝置，其中該第一及第二學習濾波器各者包括該第一及第二控制目標的轉移函數及該第一及第二控制電路之控制器的轉移函數。
3. 如申請專利範圍第1項之控制裝置，其中該第一學習濾波器包括該第一控制目標的一轉移函數及該第一控制電路之一控制器的一轉移函數，且該第二學習濾波器包括該第二控制目標的一轉移函數及該第二控制電路之該控制器的該轉移函數。
4. 如申請專利範圍第3項之控制裝置，其中將該第一學習濾波器之該輸出的一部分加至該第二學 習濾波器之該輸出，以及將該第二學習濾波器之該輸出的一部分加至該第一學習濾波器之該輸出。
5. 如申請專利範圍第1項之控制裝置，其中該疊代學習控制電路包括：一第一穩定濾波器，組態為傳輸該第一學習濾波器之該輸出的一預定頻帶；以及一第二穩定濾波器，組態為傳輸該第二學習濾波器之該輸出的一預定頻帶。
6. 如申請專利範圍第1項之控制裝置，其中該疊代學習控制電路包括：一第一記憶體裝置，組態成儲存該第一學習濾波器的該輸出；以及一第二記憶體裝置，組態成儲存該第二學習濾波器的該輸出。
7. 一種控制裝置，包含：一控制電路，組態成控制複數個控制目標各者的一位置；一計算單元，組態成計算該複數個控制目標之間的一同步誤差；以及一疊代學習控制電路，包括將該同步誤差輸入至彼等之複數個學習濾波器，並組態為基於該等學習濾波器各者之一輸出將一控制輸入前授至對應於該等學習濾波器各者的該控制目標。
8. 如申請專利範圍第7項之控制裝置，其中該複數個學習濾波器包括該複數個控制目標的轉移函數及該複數個控制電路之控制器的轉移函數。
9. 如申請專利範圍第7項之控制裝置，其中將該等學習濾波器各者之輸出加至其他學習濾波器的輸出。
10. 一掃描曝光設備，包含：如申請專利範圍第1至4項之任一項的控制裝置，其中具有載置於其上之一基材的一台及具有載置於其上之一原始板的一台係藉由該控制裝置彼此相互同步。
11. 一種製造一裝置的方法，包含：使用如申請專利範圍第10項之掃描曝光設備，將一基材曝光於一圖樣；以及顯影該已曝光基材。
12. 一種控制方法，包含：控制一第一控制目標的一位置；控制一第二控制目標的一位置；計算該第一控制目標及該第二控制目標之間的一同步誤差；以及一疊代學習控制方法，包括輸入該同步誤差至彼等的第一及第二學習濾波器，並基於該第一學習濾波器的一輸出將一控制輸入前授至該第一控制目標及基於該第二學習濾波器之一輸出將一控制輸入前授至該第二控制目標。
13. 如申請專利範圍第12項之控制方法， 其中該第一及第二學習濾波器各者包括該第一及第二控制目標的轉移函數及該第一及第二控制電路之控制器的轉移函數。
14. 如申請專利範圍第12項之控制方法，其中該第一學習濾波器包括該第一控制目標的一轉移函數及該第一控制電路之一控制器的一轉移函數，且該第二學習濾波器包括該第二控制目標的一轉移函數及該第二控制電路之該控制器的該轉移函數。
15. 如申請專利範圍第14項之控制方法，其中將該第一學習濾波器之該輸出的一部分加至該第二學習濾波器之該輸出，以及將該第二學習濾波器之該輸出的一部分加至該第一學習濾波器之該輸出。
16. 如申請專利範圍第12項之控制方法，其中該疊代學習控制方法包括：傳輸該第一學習濾波器之該輸出的一預定頻帶；以及傳輸該第二學習波濾器之該輸出的一預定頻帶。
17. 如申請專利範圍第12項之控制方法，另外包括：儲存該第一學習濾波器的該輸出；以及儲存該第二學習濾波器的該輸出。