TWI390372B - 用於控制物件之位置或位置相關量的控制系統、微影裝置、增加控制系統之頻寬的方法、獲得穩定控制系統之方法及元件製造方法 - Google Patents

用於控制物件之位置或位置相關量的控制系統、微影裝置、增加控制系統之頻寬的方法、獲得穩定控制系統之方法及元件製造方法 Download PDF

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Description

用於控制物件之位置或位置相關量的控制系統、微影裝置、增加控制系統之頻寬的方法、獲得穩定控制系統之方法及元件製造方法
本發明係關於一種用以控制物件之位置或位置相關量(諸如，物件之速度或加速度)之控制系統、一種包括控制系統之微影裝置，及一種用於增加位置控制系統之頻寬的方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化元件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。習知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向("掃描"方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化元件轉印至基板。
在已知微影裝置中，使用控制系統來控制物件之位置或位置相關量，諸如，物件之速度或加速度。可使用該控制系統以高精確度來控制可移動物件之位置，例如，基板支撐件或圖案化元件支撐件之伺服控制系統。類似地，可使用控制系統來控制物件之速度或加速度。因為物件之速度、加速度及位置緊密地相關(速度為加速度之時間積分且位置為速度之時間積分)，所以可將所有三者均視為物件之位置相關量。出於該原因，術語'位置控制'亦可用於速度或加速度或其他位置相關量為受控變數之情況。
在其他應用中，可使用控制系統來穩定實質上靜止物件之位置。該控制系統通常被稱作主動阻尼系統。在主動阻尼系統中，速度通常為實際受控變數。
該實質上靜止物件之實例為投影系統。該投影系統包括許多透鏡元件及/或鏡面，且在投影期間固持於圖案化元件與基板之間的光徑中。相對於投影系統來定位圖案化元件及基板以獲得最佳成像品質。然而，歸因於微影裝置中之振動及其他移動，可能發生投影系統之移動。為了抑制此等移動，已提議提供一種主動阻尼系統以最小化投影系統之移動、速度及/或加速度。
該控制系統之已知實施例包括用以量測物件之加速度的加速度感測器、用以基於經量測加速度來提供控制信號之控制器，及用以提供反作用力以抵消加速度及隨其之物件移動的致動器。致動器連接至物件且連接至反作用塊體。在已知實施例中，塊體為自由塊體，其意謂塊體僅連接至致動器。結果，反作用力不施加於(例如)框架上。或者，反作用力可施加於反作用框架或其類似物上。
已知實施例之缺點為：控制系統可容易變得不穩定，因為對於更高頻率，在相位交叉-180度時，系統之轉移函數的增益可增加。增加之增益為(例如)透鏡元件之結果，透鏡元件以有限硬度而安裝於投影系統中，且對於高於其共振頻率之頻率而變得自外殼去耦。以更高頻率來施加相同力因此導致更高加速度，因為當去耦透鏡元件時致動較少塊體。因此，對於更高頻率，增益可增加。對於高頻率之高增益或甚至增加之增益的組合增加不穩定系統之危險。
在許多控制系統中，應用第一或更高階低通濾波器來阻尼對於更高頻率之高增益以避免系統之不穩定性。然而，對於以上已知主動阻尼系統，該第一或更高階低通濾波器之應用可能為不可能的，因為增益之阻尼亦暗示相位滯後，隨其通常降低交叉-180度時之頻率且增加不穩定性之可能性。結果，可能難以或甚至不可能定位第一或更高階濾波器之截止頻率，使得獲得穩定系統。
通常，不需要增加位置控制系統之頻寬，頻寬經界定為開迴路轉移函數之增益下降至低於一(0dB)時的第一頻率。同時，需要具有穩定系統。
需要提供一種用以控制物件之位置或位置相關量(諸如，物件之速度或加速度)之穩定控制系統(特別為穩定主動阻尼系統)。此外，需要提供一種較佳地具有最佳頻寬之穩定系統。
根據本發明之一態樣，提供一種用於控制物件之位置或位置相關量的控制系統，其包括：量測系統，量測系統經組態以量測物件之位置或位置相關量；控制器，控制器經組態以基於經量測位置或位置相關量來提供控制信號；及致動器，致動器經組態以基於控制信號來致動物件，其中控制系統進一步包括至少一濾波器單元，至少一濾波器單元經組態以過濾經量測位置或位置相關量，其中至少一濾波器單元為部分階濾波器單元。
根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，其包括：照明系統，照明系統經組態以調節輻射光束；圖案化元件，圖案化元件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束；基板台，基板台經建構以固持基板；及投影系統，投影系統經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上，其中微影裝置包括用以控制微影裝置之物件之位置或位置相關量的控制系統，其中控制系統包括部分階濾波器單元。
根據本發明之一態樣，提供一種用以增加控制系統之頻寬或獲得穩定控制系統的方法，其包括提供濾波器單元，濾波器單元為部分階濾波器單元。
根據本發明之一態樣，提供一種元件製造方法，其包括：圖案化輻射光束以形成經圖案化輻射光束；藉由投影系統而將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；及控制投影系統之位置或位置相關量，控制包含：量測投影系統之位置或位置相關量；基於經量測位置或位置相關量來提供控制信號；基於控制信號而將力施加於投影系統上；及過濾與經量測位置或位置相關量相關聯之信號，其中濾波器單元為部分階濾波器單元。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於控制物件之位置或位置相關量的控制系統，其包括：量測系統，量測系統經組態以量測物件之位置或位置相關量；控制器，控制器經組態以基於經量測位置或位置相關量來提供控制信號；致動器，致動器經組態以基於控制信號來致動物件；及濾波器單元，濾波器單元經組態以過濾與經量測位置或位置相關量相關聯之信號，其中濾波器單元為部分階濾波器單元。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或任何其他適當輻射)；支撐結構或圖案支撐件或支撐件(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化元件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化元件之第一定位元件PM。裝置亦包括基板台(例如，晶圓台)WT或"基板支撐件"，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位基板之第二定位元件PW。裝置進一步包括投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化元件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構以視圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化元件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化元件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化元件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語"主光罩"或"光罩"之任何使用均與更通用之術語"圖案化元件"同義。
本文所使用之術語"圖案化元件"應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何元件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之元件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化元件可為透射或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語"投影系統"應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語"投影透鏡"之任何使用均與更通用之術語"投影系統"同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台或"基板支撐件"(及/或兩個或兩個以上光罩台或"光罩支撐件")的類型。在該等"多平台"機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可在一或多個台或支撐件上進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間。浸沒技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語"浸沒"不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射器時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束藉助於包括(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之瞳孔平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化元件(例如，光罩)MA上，且由圖案化元件圖案化。在橫穿圖案化元件(例如，光罩)MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位元件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測元件、線性編碼器，或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位元件PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來精確地定位圖案化元件(例如，光罩)MA。一般而言，可借助於形成第一定位元件PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構(例如，光罩台)MT之移動。類似地，可使用形成第二***PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或"基板支撐件"之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，支撐結構(例如，光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件(例如，光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"及基板台WT或"基板支撐件"保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT或"基板支撐件"在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"及基板台WT或"基板支撐件"(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或"基板支撐件"相對於支撐結構(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，且移動或掃描基板台WT或"基板支撐件"。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT或"基板支撐件"之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2展示經組態以控制投影系統2之速度的主動阻尼系統1。提供阻尼元件1以最小化投影系統2之速度，且隨其將投影系統2固持於大體上靜止位置中。舉例而言，由圖案化元件支撐件或基板支撐件之移動所導致的外部影響(諸如，空氣流動及振動)可激勵投影系統2。然而，需要將投影系統2固持於大體上靜止位置中，因為投影系統2之移動可導致成像誤差(諸如，聚焦及/或未對準誤差)。為了最小化投影系統2之移動，提供主動阻尼系統1。
主動阻尼系統1包括加速度感測器3、控制器單元4及致動器5。
加速度感測器3經組態以量測在至少一方向上投影系統2之加速度。控制器單元4經組態以基於經量測加速度來提供控制信號。控制信號饋入至致動器5，致動器5在相反於外部干擾力之方向上將力施加於投影系統2上以阻尼由干擾力所激勵之任何移動。
如圖2所示之主動阻尼元件1僅在單一方向上提供阻尼。當需要時，可有可能提供經組態以在兩個或兩個以上方向上阻尼移動之阻尼元件，或提供用以在兩個或兩個以上方向上阻尼移動之兩個或兩個以上阻尼元件。
為了將阻尼力施加於投影系統上，將致動器連接至計數器塊體6，計數器塊體6僅機械地連接至致動器。結果，致動器可僅施加臨時力且不施加永久力。然而，當位置控制系統僅用於阻尼投影系統2之移動時，通常不需要永久力。或者，反作用力可轉移至微影裝置之其他部分(例如，框架)，其將允許施加永久力。
在投影系統2之外殼7之內部中，安裝許多透鏡元件8。此等透鏡元件8以有限硬度而連接至外殼7。此有限硬度擔當彈簧。對於增加之頻率(特別為高於將元件安裝至外殼7所利用之共振頻率)，透鏡元件可變得自外殼7去耦。因此，力與所得加速度之間的關係具有相對增加之增益，亦即，當施加相同力但在更高頻率下時，加速度變得更高。
圖3展示此系統之力與加速度之間的轉移的典型示意性 波德圖(Bode plot)。自力至加速度之轉移函數通常由一系列***振/共振組合組成，其中相位在0度與+180度之間切換，如圖3中可見。此外，波德圖展示當透鏡元件8之塊體自系統去耦時對於更高頻率之增加之增益。
為了控制此系統之移動，提供具有積光器行為(K/s)之控制器單元4。在替代實施例中，亦可應用其他適當類型之控制器。
圖4中展示此控制系統之示意性開迴路波德圖。可見，系統可變得不穩定。通常，振幅針對更高頻率而變得線性地更小，而相位在-90度與+90度之間移位。然而，在某一點，相位將(例如)由於內部共振(在本情況下，在8 kHz下)而交叉-180度。因為當透鏡元件8之塊體將自外殼7去耦時轉移函數之振幅對於更高頻率而保持較高，所以當相位交叉-180度而振幅大於0 dB時可能出現不穩定性。
然而，當存在許多高於0 dB之峰值時，可能並不可能引入第一階低通濾波器，因為該濾波器將在更高頻率下引入90度額外相位滯後，而(例如)在交叉頻率下之增益仍將過高。結果，所得系統可仍不穩定。通常，以上所描述之主動阻尼系統可能極難以或甚至不可能定位第一階低通濾波器之截止頻率而不獲得不穩定系統。
根據本發明之一實施例，提議應用部分階濾波器，使得在所要頻率下，可降低系統之增益而不獲得過大相移且隨其獲得不穩定系統。
舉例而言，半階濾波器(half-order filter)可提供0度至-45度之相移及每十者-10dB之增益斜率。當需要某一增益衰減時，該部分階濾波器可提供解決方案，但不可能引入第一階濾波器，因為90度相移將導致不穩定系統。
現將描述半階濾波器單元之實際應用。第一階低通濾波器可描述為：
半階低通濾波器接著具有轉移函數：
然而，每一已知實施僅能夠以具有整數係數之s 來使用多項式。
需要藉由僅具有s之整數冪的濾波器來近似H (s )因為此為濾波器之實際實施所需要。為了進行此過程，以僅具有s之整數冪的s而藉由轉移函數來近似。可能方法為"牛頓迭代"(Newton's Iteration)，其描述於："Weisstein,Eric W."Newton's Iteration"From MathWorld-A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/NewtonsIteration.html"。
此處，觀測到，若，則x 2 =s 且因此。
現在，藉由將新x 視為x 與之平均值而在迭代過程中判定x ：
舉例而言，若選擇起始值x 0 =1，則，其為之第一近似值。
其次近似值將為、，等等。注意，若，則，從而允許以增加之精確度來計算之近似值。因此，出現以s 來含有分子及分母多項式之轉移函數，其包括許多迭代以獲得之近似值。
當檢測由以上程序產生之轉移函數且將其用作半階積光器時，可觀測到，確實出現斜率，其中相位為-45度。近似值針對以1rad/s(0.16Hz)以中心之範圍(例如，自0.03rad/s至30rad/s(0.005Hz至5Hz))為正確的。
然而，在作為用於投影系統之主動阻尼系統之應用中，更高頻率範圍為所關注的(例如，10rad/s至10000rad/s)。在此情況下，可藉由將近似轉移函數中之所有極點及零點乘以較大數目(例如，乘以3000)來獲得更好近似值，其有效地移位中心頻率，可接受行為圍繞中心頻率自1rad/s至3000rad/s(或自0.16Hz至500Hz)出現。注意，所得濾波器仍近似。或者，可選擇迭代過程中除了1以外之起始值。觀測到，所得濾波器將展示圍繞等於迭代起始值之頻率的可接受行為。
以上展示半階積光器之近似值。為了形成半階低通濾波器，藉由來替換，或換言之：使之近似值的所有極點及零點在s 平面中於距離-ω0 內移位。圖5中展示近似值之四個階度的所得波德圖(分別導致階2、4、8及16之濾波器)。展示甚至低階近似值(第四階濾波器，n=2)為相對精確的且可用作部分階濾波器。
在替代實施例中，可應用另一部分階之濾波器單元。舉例而言，可藉由使用(例如)2/3階濾波器來獲得更高衰減(roll-off)。此將給出-60度之平均相移，其將仍為可行的，因為當與第一階濾波器單元相比時仍留下30度穩定性裕度(stability margin)。遵循半階積光器之線，若，則x 3 =s 2 。再次，藉由將新x 為x 與之平均值而在迭代過程中判定x ：
舉例而言，若選擇起始值x 0 =1，則，其為之 第一近似值。若，則。因此，出現以s 含有分子及分母多項式之轉移函數，其包括許多迭代以獲得之近似值。濾波器階現分別為3、9及27。由於以上迭代公式，階在此情況下傾向於快速地變得更高。應瞭解，亦可應用其他階部分濾波器。
圖6展示先前技術之第一階低通濾波器與根據本發明之部分階低通濾波器(特別為如以上所描述之半階低通濾波器及2/3階低通濾波器)之間的比較。½階濾波器及2/3階濾波器使用第三階近似值，其分別導致8及27之濾波器階。
可見，半階濾波器具有大約-45度之相移，2/3階濾波器具有大約-60度之相移，而習知第一階濾波器具有-90度之相移。另外，對於高於截止頻率之頻率，增益具有對於第一階濾波器而言每十者-20 dB之斜率、對於半階濾波器而言每十者大約-10 dB之斜率，及對於2/3階濾波器而言每十者大約-15 dB之斜率。
圖7展示圖2所示之系統中之半階低通濾波器單元及低通2/3階濾波器之應用的結果。圖7之波德圖展示在無低通濾波器、具有半階低通濾波器及2/3階低通濾波器之情況下圖4之開迴路控制系統的曲線。所有低通濾波器均具有100 Hz之截止頻率。對濾波器進行增益調整，使得在500 Hz下，所有曲線之振幅均相同。以此方式，直至至少500 Hz，阻尼性質不因部分低通濾波器之應用而劣化。當低頻率振幅在100 Hz與500 Hz之間增加時，存在甚至某種改良。部分低通濾波器之濾波器階對於½及2/3階濾波器分別為8及9。可見，儘管相位交叉-180度，但已充分地降低8 kHz峰值以確保穩定系統，因為增益實質上小於0 dB。
對於使用經量測加速度對致動器力之回饋的主動阻尼系統，一般問題為歸因於待阻尼之物件中之塊體去耦的對於更高頻率之增加之增益。當使用先前技術濾波器單元之低通過濾不為選擇時(因為甚至第一階濾波器已經引入90度額外相位滯後，其導致不穩定性)，藉由根據本發明之部分階濾波器的過濾可為有吸引力的替代例。部分階濾波器單元允許在較大頻率範圍內之過濾，因為相位滯後僅為90度之一分率，例如，對於半階濾波器，相移等於大約45度。部分階濾波器之實施使用(例如)近似(半階濾波器)或(2/3階濾波器)之多項式轉移函數或任何其他適當轉移函數。
在上文中，已展示當第一階濾波器單元之相移過大而使得該第一階濾波器單元之實施將導致不穩定系統時，部分階濾波器單元之應用為有益的。藉由使用部分階濾波器單元，可僅獲得該-90度相移之一部分。部分階濾波器單元亦可用以增加位置控制系統之頻寬，因為由濾波器之應用產生之相移不再由濾波器單元之每階-90度之階躍限制。
在上文中，已描述部分階低通濾波器單元以展示部分階濾波器單元之可能優點。部分階濾波器單元及其藉由有理轉移函數之近似值亦可用於任何其他類型之濾波器單元(諸如，帶通濾波器、高通濾波器，等等)，其中部分階濾波器單元之以上所描述之特性為有利的。
注意，根據本發明之一實施例的位置控制系統/主動阻尼元件可包括(緊接於部分階濾波器單元)第一階或更高階(亦即，第二階、第三階、第四階等等)之一或多個濾波器單元。該組合可用作一系列單獨濾波器單元，而且用作組合式濾波器單元(例如，階濾波器單元)。將該等組合式濾波器單元視為根據本發明之部分階濾波器單元。
儘管在此本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語"晶圓"或"晶粒"之任何使用分別與更通用之術語"基板"或"目標部分"同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化元件中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化元件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化元件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語"輻射"及"光束"涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5nm至20nm之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語"透鏡"在情境允許時可指代各種類型之光學組件之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
1．．．主動阻尼系統
2．．．投影系統
3．．．加速度感測器
4．．．控制器單元
5．．．致動器
6．．．計數器塊體
7．．．外殼
8．．．透鏡元件
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IL．．．照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化元件
MT．．．支撐結構
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位元件
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位元件
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向
Y．．．方向
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2描繪根據本發明之一實施例的投影系統及主動阻尼系統；
圖3描繪圖2之投影系統之致動器力與加速度之間的轉移函數的波德圖；
圖4描繪圖2之先前技術主動阻尼系統及投影系統之開迴路的波德圖；
圖5描繪由不同階之有理轉移函數所近似之半階濾波器的波德圖；
圖6描繪第一階、半階及2/3階之低通濾波器的波德圖；且
圖7描繪展示根據本發明之部分階低通濾波器之應用之結果的波德圖。
1．．．主動阻尼系統
2．．．投影系統
3．．．加速度感測器
4．．．控制器單元
5．．．致動器
6．．．計數器塊體
7．．．外殼
8．．．透鏡元件

Claims (25)

  1. 一種用於控制一物件之一位置或位置相關量的控制系統，其包含：一量測系統，該量測系統經組態以量測該物件之一位置或位置相關量；一控制器，該控制器經組態以基於該經量測位置或位置相關量來提供一控制信號；一致動器，該致動器經組態以基於該控制信號來致動該物件；及一濾波器單元，該濾波器單元經組態以對該經量測位置或位置相關量進行濾波(filter)，其中該濾波器單元為一部分階(partial order)濾波器單元，且其中該部分階濾波器單元基於其本身之頻率移位及阻尼特性來選擇其本身之部分階。
  2. 如請求項1之控制系統，其中該部分階濾波器單元為一半階濾波器單元。
  3. 如請求項1之控制系統，其中該控制器包含一積光器控制單元。
  4. 如請求項1之控制系統，其中該部分階濾波器單元包含一表示一部分階之有理轉移函數。
  5. 如請求項4之控制系統，其中該系統係基於一第四階轉移函數。
  6. 如請求項1之控制系統，其中該位置控制系統為一主動阻尼系統。
  7. 如請求項1之控制系統，其中該致動器配置於該物件與一保證質量之間，該保護質量僅連接至該致動器。
  8. 如請求項1之控制系統，其中該濾波器單元為一低通濾波器。
  9. 如請求項1之控制系統，其中該物件為一微影裝置之一投影系統。
  10. 一種微影裝置，其包含：一照明系統，該照明系統經組態以調節一輻射光束；一圖案化元件，該圖案化元件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，該基板台經建構以固持一基板；一投影系統，該投影系統經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；及一控制系統，該控制系統用以控制該微影裝置之一物件的一位置或位置相關量，其中該控制系統包含一部分階濾波器單元，該部分階濾波器單元基於其本身之頻率移位及阻尼特性來選擇其本身之部分階。
  11. 如請求項10之微影裝置，其中該位置控制系統為一主動阻尼系統。
  12. 如請求項10之微影裝置，其中該物件為該投影系統。
  13. 如請求項10之微影裝置，其中該部分階濾波器單元為一低通濾波器單元。
  14. 如請求項10之微影裝置，其中該部分階濾波器單元為一 半階濾波器單元。
  15. 如請求項10之微影裝置，其中該部分階濾波器單元包含一表示一部分階之有理轉移函數。
  16. 一種增加一控制系統之一頻寬的方法，其包含提供一濾波器單元，該濾波器單元為一部分階濾波器單元。
  17. 如請求項16之方法，其中提供該濾波器單元包含提供一近似一部分階濾波器單元之有理轉移函數。
  18. 如請求項17之方法，其包含將一轉移函數之頻率範圍移位至一所要頻率範圍。
  19. 如請求項17之方法，其中提供該濾波器單元包含調整一增益，其中在該部分階濾波器單元之應用之前及之後使對於一所要頻率之該增益維持實質上相等。
  20. 如請求項16之方法，其中提供一濾波器單元包含基於該部分階濾波器單元之頻率移位及阻尼特性來選擇該部分階濾波器單元之部分階。
  21. 一種獲得一穩定控制系統之方法，其包含提供一濾波器單元，該濾波器單元為一部分階濾波器單元。
  22. 一種增加一控制系統之一頻寬的方法，其包含藉由一部分階濾波器單元來對一控制信號進行濾波。
  23. 一種用於控制一物件之一位置或位置相關量的控制系統，其包含：一量測系統，該量測系統經組態以量測該物件之一位置或位置相關量；一控制器，該控制器經組態以基於該經量測位置或位 置相關量來提供一控制信號；一致動器，該致動器經組態以基於該控制信號來致動該物件；及一濾波器單元，該濾波器單元經組態以對一與該經量測位置或位置相關量相關聯之信號進行濾波，其中該濾波器單元為一部分階濾波器單元，且其中該部分階濾波器單元基於其本身之頻率移位及阻尼特性來選擇其本身之部分階。
  24. 如請求項23之控制系統，其中該位置相關量為該物件之加速度。
  25. 一種元件製造方法，其包含：圖案化一輻射光束以形成一經圖案化輻射光束；藉由一投影系統而將該經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上；及控制該投影系統之一位置或位置相關量，該控制包含：量測該投影系統之該位置或位置相關量；基於該經量測位置或位置相關量來提供一控制信號；基於該控制信號而將一力施加於該投影系統上；及以一濾波器單元對一與該經量測位置或位置相關量相關聯之信號進行濾波，其中該濾波器單元為一部分階濾波器單元，且其中該部分階濾波器單元基於其本身之頻率移位及阻尼特性來選擇其本身之部分階。
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