TWI620991B - 微影裝置、基板支撐系統、器件製造方法及控制程式 - Google Patents

微影裝置、基板支撐系統、器件製造方法及控制程式 Download PDF

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Abstract

一種微影裝置，其包括：一物件，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組態以作用於該受驅動物件，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定；一控制系統，其包括一變換矩陣，該控制系統經組態以回應於一設定點序列而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，其中該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該物件之該等順應動態性質。

Description

微影裝置、基板支撐系統、器件製造方法及控制程式
本發明係關於一種微影裝置、一種基板支撐系統、一種器件製造方法及一種控制程式。
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)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影裝置包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，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輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
已提議將微影投影裝置中之基板浸潤於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。 在一實施例中，液體為蒸餾水，但可使用另一液體。將參考液體來描述本發明之一實施例。然而，另一流體可合適，特別是濕潤流體、不可壓縮流體，及/或折射率高於空氣之折射率(理想地，高於水之折射率)之流體。排除氣體之流體特別理想。此情形之要點係實現較小特徵之成像，此係因為曝光輻射在液體中將具有較短波長。(液體之效應亦可被視為增加系統之有效數值孔徑(NA)且亦增加聚焦深度)。已提議其他浸潤液體，包括懸浮有固體粒子(例如，石英)之水，或具有奈米粒子懸浮液(例如，最大尺寸高達10奈米之粒子)之液體。懸浮粒子可具有或可不具有相似於或相同於懸浮有該等粒子之液體之折射率的折射率。可合適之其他液體包括烴，諸如，芳族、氟代烴及/或水溶液。
大多數當前微影裝置在所謂掃描模式中操作，以便在無需過大光學系統的情況下最大化可曝光場大小及產出率。在掃描曝光中，經由投影系統之視場而掃描圖案(例如，在光罩上)，而同時地，經由投影系統之影像場而同步地掃描基板。在此動態程序期間之定位誤差(例如，疊對誤差及聚焦誤差)應保持於可接受極限內，其傾向於隨著待形成特徵之大小縮減而變得愈來愈嚴格。增加基板大小亦會使定位基板台及關聯組件之問題較困難。
因此，需要提供一種用於改良微影裝置中之物件之動態定位以便縮減疊對及其他定位誤差的技術。
根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一受驅動物件，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組態以作用於該受驅動物件，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定；一控制系統，其包含一變換矩陣，該控制系統經組態以回應於一設定點而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，其中 該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該受驅動物件之該等順應動態性質。
根據本發明之一態樣，提供一種基板支撐系統，該基板支撐系統包含：一基板台，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組態以作用於該基板台，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定；一控制系統，其包含一變換矩陣，該控制系統經組態以回應於一設定點而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，其中該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該基板台之該等順應動態性質。
根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一受驅動物件，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組態以作用於該受驅動物件；複數個感測器，其各自經組態以提供指示該受驅動物件之一位置或位移之一感測器信號，其中該複數個感測器在一感測器自由度中被超定；一變換矩陣，其經組態以變換該等感測器信號以便在至少一自由度中未觀測到該受驅動物件之該等順應動態性質之效應；及一控制系統，其經組態以回應於一設定點及該等經變換感測器信號而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號。
根據本發明之一態樣，提供一種使用一微影裝置之器件製造方法，該方法包含：將一基板支撐於具有順應動態性質之一基板台及經組態以作用於該基板台之複數個致動器上，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定；將一經圖案化光束投影至該基板上以將其曝光至各別圖案，同時定位該基板台；其中定位該基板台包含將一變換矩陣施加至一設定點以產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該基板台之該等順應動態性質。
根據本發明之一態樣，提供一種使用一微影裝置之器件製造方 法，該方法包含：將一基板支撐於具有順應動態性質之一基板台及經組態以作用於該基板台之複數個致動器上；使用複數個感測器以產生指示該基板及該基板台中至少一者之一位置之各別感測器信號，其中該複數個感測器在一感測器自由度中被超定；將一經圖案化光束投影至該基板上以將其曝光至各別圖案，同時定位該基板台；及將一變換矩陣施加至該等感測器信號以產生經變換感測器信號，該變換矩陣經組態成使得該等經變換感測器信號在至少一自由度中未觀測到該基板台之該等順應動態性質。
根據本發明之一態樣，提供一種用於一微影裝置之控制程式，該微影裝置具有：一基板台，其具有順應動態性質；及複數個致動器，其經組態以作用於該基板台，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定，該程式包含程式碼，該程式碼在由一電腦系統執行時指示該電腦系統：將一變換矩陣施加至一設定點以產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該基板台之該等順應動態性質。
根據本發明之一態樣，提供一種用於一微影裝置之控制程式，該微影裝置具有：一基板台，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組態以作用於該基板台；及複數個感測器，其經組態以產生指示該基板台及由該基板台支撐之一基板中至少一者之一位置的各別感測器輸出信號，其中該複數個感測器在一感測器自由度中被超定，該程式包含程式碼，該程式碼在由一電腦系統執行時指示該電腦系統：將一變換矩陣施加至該等感測器信號以產生經變換感測器信號，該變換矩陣經組態成使得該等經變換感測器信號在至少一自由度中未觀測到該基板台之該等順應動態性質。
11‧‧‧空間
12‧‧‧流體處置結構
13‧‧‧液體入口/液體出口
14‧‧‧出口
15‧‧‧氣體入口
16‧‧‧無接觸密封件/氣體密封件/高速氣流
90‧‧‧系統/設備
91‧‧‧增益排程器
92‧‧‧增益平衡器
93‧‧‧實體系統
94‧‧‧量測系統
95‧‧‧機械系統
421‧‧‧輻射光束
422‧‧‧琢面化場鏡面器件
424‧‧‧琢面化光瞳鏡面器件
426‧‧‧經圖案化光束
428‧‧‧反射元件
430‧‧‧反射元件
500‧‧‧控制系統
1501‧‧‧致動器
1502‧‧‧致動器
1503‧‧‧致動器
1504‧‧‧致動器
1505‧‧‧致動器
1506‧‧‧致動器
1507‧‧‧致動器
1508‧‧‧致動器
1509‧‧‧致動器
1601‧‧‧控制器
1602‧‧‧加法器
1603‧‧‧第一增益平衡器
1604‧‧‧第二增益平衡器
1605‧‧‧加法器
1606‧‧‧機械系統
4100‧‧‧極紫外線(EUV)微影裝置
4210‧‧‧極紫外線(EUV)輻射發射電漿/高度離子化電漿
4211‧‧‧源腔室
4212‧‧‧收集器腔室
4220‧‧‧圍封結構
4221‧‧‧開口
4230‧‧‧氣體障壁/污染物截留器/污染截留器/污染物障壁
4240‧‧‧光柵光譜濾光器
4251‧‧‧上游輻射收集器側
4252‧‧‧下游輻射收集器側
4253‧‧‧掠入射反射器
4254‧‧‧掠入射反射器
4255‧‧‧掠入射反射器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器/輻射收集器/近正入射收集器光學件
EB‧‧‧輻射光束
EIL‧‧‧極紫外線(EUV)照明系統/極紫外線(EUV)照明器
IF‧‧‧位置感測器(圖1)/虛擬源點/中間焦點(圖7)
IH‧‧‧液體供應系統
IL‧‧‧照明系統/照明器/照明光學件單元
IN‧‧‧積光器
LA‧‧‧雷射
M1‧‧‧圖案化器件對準標記/光罩對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記/光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構/圖案化器件支撐件
O‧‧‧光軸
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一***
PS‧‧‧投影系統
PS1‧‧‧位置感測器
PS2‧‧‧位置感測器
PW‧‧‧第二***
r‧‧‧位置設定點
SO‧‧‧輻射源/源收集器裝置
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應零件，且在該等圖式中：圖1描繪根據本發明之一實施例之微影裝置；圖2及圖3描繪供微影投影裝置中使用之液體供應系統；圖4描繪供微影投影裝置中使用之另外液體供應系統；圖5以橫截面描繪可在本發明之一實施例中用作浸潤液體供應系統之障壁部件；圖6描繪根據本發明之一實施例之微影裝置；圖7為圖6之裝置的更詳細視圖；圖8為圖6及圖7之裝置之源收集器裝置的更詳細視圖；圖9示意性地描繪本發明之一實施例之機械及量測系統的零件；圖10為習知6-DOF補償式機械系統中自Tx扭矩至x/y/z位移之轉移函數的波德(Bode)量值標繪圖；圖11描繪針對圖10之補償式機械系統之每模態順應度(圓圈)及總順應度(實線)；圖12為在不具有及具有體現本發明之控制系統之情況下的機械系統中自Tx扭矩至x位移之轉移函數的波德量值標繪圖；圖13描繪根據本發明之一實施例的在不具有及具有控制系統之情況下的針對補償式機械系統之每模態順應度(圓圈)及總順應度(實線)；圖14A至圖14F描繪針對習知控制系統設計及體現本發明之控制系統的相對於x軸之回應；圖15描繪根據本發明之一實施例的包括短衝程致動器系統之基板台；圖16描繪根據本發明之一實施例之控制方案；及圖17描繪在具有習知控制系統之情況下及在具有根據本發明之 一實施例之控制系統之情況下的基板固持器之內部變形。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影裝置。該裝置包含：-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、DUV輻射或EUV輻射)；-支撐結構或圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定位該圖案化器件之第一***PM；-基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定位該基板之第二***PW；及-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器件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，包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，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MT固持圖案化器件。支撐結構MT以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構MT可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指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創製圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中創製之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之系統，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。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可屬於反射類型(例如，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有諸如基板載物台或基板台之兩個或兩個以上基板支撐結構及/或用於圖案化器件之兩個或兩個以上支撐結構的類型。在具有多個基板載物台之裝置中，所有基板載物台可等效且可互換。在一實施例中，多個基板載物台中至少一者特別適合於曝光步驟，且多個基板載物台中至少一者特別適合於量測或預備步驟。在本發明之一實施例中，多個基板載物台中之一或多者係由一量測載物台 替換。量測載物台包括諸如感測器偵測器之一或多個感測器系統及/或感測器系統之目標的至少一部分，但不支撐基板。量測載物台可代替基板載物台或用於圖案化器件之支撐結構而定位於投影光束中。在此裝置中，可並行地使用額外台，或可在一或多個載物台上進行預備步驟，同時將一或多個其他載物台用於曝光。
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時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之零件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體零件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角度強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈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)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，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佈。相似於輻射源SO，可認為或可不認為照明器IL形成微影裝置之零件。舉例而言，照明器IL可為微影裝置之整體零件，或可為與微影裝置分離之實體。在後者狀況下，微影裝置可經組態以允許照明器IL安裝於其上。視情況，照明器IL可拆卸，且可被分離地提供(例如，由微影裝置製造商或另一供應商提供)。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。基板W係由根據本 發明之一實施例且在下文進一步描述的基板固持器固持於基板台WT上。憑藉第二***PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一***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)在自圖案化器件庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一***PM之零件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。相似地，可使用形成第二***PW之零件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件MA上之情形中，圖案化器件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MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT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，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中成像之目標部分C之大小。
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MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性而判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之 最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(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MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
在許多微影裝置中，使用液體供應系統IH將流體(尤其是液體)提供於投影系統之最終元件與基板之間以實現較小特徵之成像及/或增加裝置之有效NA。下文參考此浸潤裝置來進一步描述本發明之一實施例，但可同樣地以非浸潤裝置來體現該實施例。可將用以將液體提供於投影系統之最終元件與基板之間的配置分類成至少兩種一般類別。此等類別為浴類型配置及所謂局域化浸潤系統。在浴類型配置中，基板之實質上全部及(視情況)基板台之部分浸沒於液體浴中。局域化浸潤系統使用液體供應系統，其中液體僅提供至基板之局域化區域。在後一類別中，由液體填充之空間在平面圖上小於基板之頂部表面，且經填充有液體之區域相對於投影系統保持實質上靜止，而基板在彼區域下方移動。本發明之一實施例所針對的另一配置為全濕潤解決方案，在全濕潤解決方案中，液體未受限制。在此配置中，基板之實質上整個頂部表面及基板台之全部或部分覆蓋於浸潤液體中。覆蓋至少該基板之液體之深度小。液體可為在基板上之液體膜，諸如，液體薄膜。
圖2至圖5中說明四個不同類型之局域化液體供應系統。圖2至圖 5之液體供應器件中任一者可用於未受限制系統中；然而，密封特徵不存在、未被啟動、不如正常一樣有效率，或以其他方式對於將液體僅密封至局域化區域無效。
針對局域化浸潤系統所提議之配置中之一者係使用液體限制系統而使液體供應系統將液體僅提供於基板之局域化區域上，及投影系統之最終元件與基板之間(基板相比於投影系統之最終元件通常具有較大表面積)。PCT專利申請公開案第WO 99/49504號中揭示一種已提議以安排此情形之方式。如圖2及圖3所說明，液體係由至少一入口供應至基板上(理想地，沿著基板相對於最終元件之移動方向)，且在已傳遞於投影系統下方之後由至少一出口移除。亦即，隨著在-X方向上於元件下方掃描基板，在元件之+X側處供應液體且在-X側處吸取液體。
圖2示意性地展示如下配置：液體係經由入口被供應且在元件之另一側上由連接至低壓力源之出口被吸取。基板W上方之箭頭說明液體流動方向，且基板W下方之箭頭說明基板台之移動方向。在圖2之說明中，沿著基板相對於最終元件之移動方向供應液體，但無需為此狀況。圍繞最終元件而定位之入口及出口之各種定向及數目係可能的，圖3中說明一實例，其中圍繞最終元件以規則圖案來提供在任一側上入口及出口之四個集合。液體供應器件及液體回收器件中之箭頭指示液體流動方向。
圖4中展示具有局域化液體供應系統之另外浸潤微影解決方案。液體係由投影系統PS之任一側上之兩個凹槽入口供應，且由經配置成自該等入口徑向地向外之複數個離散出口移除。可在中心具有孔之板中配置入口及出口，且投影光束被投影通過該孔。液體係由投影系統PS之一個側上之一個凹槽入口供應，且由投影系統PS之另一側上之複數個離散出口移除，從而在投影系統PS與基板W之間造成液體薄膜 之流動。對將使用入口及出口之哪一組合之選擇可取決於基板W之移動方向(入口及出口之另一組合係非作用中的)。在圖4之橫截面圖中，箭頭說明進入入口及離開出口之液體流動方向。
已提議之另一配置係提供具有液體限制部件之液體供應系統，液體限制部件沿著投影系統之最終元件與基板台之間的空間之邊界之至少一部分而延伸。圖5中說明此配置。液體限制部件在XY平面中相對於投影系統實質上靜止，但在Z方向上(在光軸之方向上)可存在某相對移動。密封件形成於液體限制部件與基板之表面之間。在一實施例中，密封件形成於液體限制部件與基板之表面之間，且可為諸如氣體密封件之無接觸密封件。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。
流體處置結構12包括液體限制部件且使在投影系統PS之最終元件與基板W之間的空間11中至少部分地含有液體。對基板W之無接觸密封件16可圍繞投影系統之影像場而形成，使得將液體限制於基板W之表面與投影系統PS之最終元件之間的空間內。空間係藉由定位於投影系統PS之最終元件下方且環繞投影系統PS之最終元件的流體處置結構12而至少部分地形成。由液體入口13將液體帶入至在投影系統下方且在流體處置結構12內之空間中。可由液體出口13移除液體。流體處置結構12可延伸至略高於投影系統之最終元件。液體液位上升至高於最終元件，使得提供液體緩衝。在一實施例中，流體處置結構12具有內部周邊，內部周邊在上部末端處緊密地符合投影系統或其最終元件之形狀且可(例如)為圓形。在底部處，內部周邊緊密地符合影像場之形狀(例如，矩形)，但並非需要為此狀況。
在一實施例中，可由氣體密封件16而使在空間11中含有液體，氣體密封件16在使用期間形成於流體處置結構12之底部與基板W之表面之間。氣體密封件係藉由氣體(例如，空氣、合成空氣、N2或另一惰 性氣體)而形成。在壓力下經由入口15而將氣體密封件中之氣體提供至流體處置結構12與基板W之間的間隙。經由出口14而抽取氣體。氣體入口15上之過壓、出口14上之真空位準及間隙之幾何形狀經配置成使得在內部存在限制液體之高速氣流16。氣體對流體處置結構12與基板W之間的液體之力使在空間11中含有液體。入口/出口可為環繞空間11之環形凹槽。環形凹槽可連續或不連續。氣流16對於使在空間11中含有液體有效。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。
圖5之實例為局域化區域配置，其中在任一時間將液體僅提供至基板W之頂部表面之局域化區域。其他配置係可能的，包括使用如(例如)美國專利申請公開案第US 2006-0038968號所揭示之單相抽取器或二相抽取器之流體處置系統。
許多其他類型之液體供應系統係可能的。本發明之實施例不限於任何特定類型之液體供應系統，亦不限於浸潤微影。本發明之實施例可同樣地應用於任何微影中。在EUV微影裝置中，實質上抽空光束路徑，且不使用上文所描述之浸潤配置。
圖1所展示之控制系統(亦被廣泛地稱為控制器)500控制微影裝置之總操作，且尤其執行下文進一步所描述之最佳化程序。控制系統500可被體現為包含中央處理單元以及揮發性儲存器及非揮發性儲存器之經合適程式化的一般用途電腦。視情況，控制系統可進一步包含諸如鍵盤及螢幕之一或多個輸入及輸出器件、一或多個網路連接，及/或至微影裝置之各種零件之一或多個介面。應瞭解，控制電腦與微影裝置之間的一對一關係係不必要的。在本發明之一實施例中，一個電腦可控制多個微影裝置。在本發明之一實施例中，多個網路連接式電腦可用以控制一個微影裝置。控制系統500亦可經組態以控制微影製造單元(lithocell)或叢集(cluster)中之一或多個關聯程序器件及基板 處置器件，微影裝置形成該微影製造單元或叢集之零件。控制系統500亦可經組態為從屬於微影製造單元或叢集之監督控制系統及/或工廠(fab)之總控制系統。
圖6示意性地描繪包括源收集器裝置SO之EUV微影裝置4100。該裝置包含：-照明系統(照明器)EIL，其經組態以調節輻射光束B(例如，EUV輻射)；-支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩或比例光罩)MA，且連接至經組態以準確地定位該圖案化器件之第一***PM；-基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位該基板之第二***PW；及-投影系統(例如，反射投影系統)PS，其經組態以將由圖案化器件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，包含一或多個晶粒)上。
EUV微影裝置之此等基本組件在功能上相似於圖1之微影裝置之對應組件。以下描述主要涵蓋差異區域，且省略相同組件之態樣之重複性描述。
在EUV微影裝置中，需要使用真空或低壓力環境，此係因為氣體可吸收過多輻射。因此，可憑藉一真空壁及一或多個真空泵而將真空環境提供至整個光束路徑。
參看圖6，EUV照明器EIL自源收集器裝置SO接收極紫外線輻射光束。用以產生EUV輻射之方法包括但未必限於運用在EUV範圍內之一或多種發射譜線將具有至少一元素(例如，氙、鋰或錫)之材料轉換成電漿狀態。在一種此類方法(常常被稱為雷射產生電漿「LPP」) 中，可藉由運用雷射光束來輻照燃料(諸如，具有所要譜線發射元素之材料小滴、串流或叢集)而產生電漿。源收集器裝置SO可為包括雷射(圖6中未繪示)之EUV輻射系統之零件，該雷射用以提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射，例如，EUV輻射，該輻射係使用安置於源收集器裝置中之輻射收集器予以收集。舉例而言，當使用CO2雷射以提供用於燃料激發之雷射光束時，雷射及源收集器裝置可為分離實體。
在此等狀況下，不認為雷射形成微影裝置之零件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源收集器裝置。在其他狀況下，舉例而言，當源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱作DPP源)時，源可為源收集器裝置之整體零件。
EUV照明器EIL可包含用以調整輻射光束EB之角度強度分佈之調整器。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈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)。另外，EUV照明器EIL可包含各種其他組件，諸如，琢面化場鏡面器件及琢面化光瞳鏡面器件。EUV照明器EIL可用以調節輻射光束EB，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束EB入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在自圖案化器件(例如，光罩)MA反射之後，輻射光束EB傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二***PW及位置感測器PS2(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束EB之路徑中。相似地，第一***PM及另一位置感測器PS1可用以相對於輻射光束EB之路徑來準確地定位圖案化器 件(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。
所描繪裝置可以相同於圖1之裝置之模式的模式予以使用。
圖7更詳細地展示EUV裝置4100，其包括源收集器裝置SO、EUV照明系統EIL及投影系統PS。源收集器裝置SO經建構及配置成使得可將真空環境維持於源收集器裝置SO之圍封結構4220中。可藉由放電產生電漿源而形成EUV輻射發射電漿4210。可藉由氣體或蒸汽(例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)而產生EUV輻射，其中創製電漿4210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由造成至少部分離子化電漿之放電而創製電漿4210。為了輻射之有效率產生，可需要為(例如)10帕斯卡之分壓之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適氣體或蒸汽。在一實施例中，提供受激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由電漿4210發射之輻射係經由定位於源腔室4211中之開口中或後方的選用氣體障壁及/或污染物截留器4230(在一些狀況下，亦被稱作污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室4211傳遞至收集器腔室4212中。污染物截留器4230可包括通道結構。污染截留器4230亦可包括氣體障壁，或氣體障壁與通道結構之組合。如在此項技術中為吾人所知，本文進一步所指示之污染物截留器或污染物障壁4230至少包括通道結構。
收集器腔室4212可包括可為所謂掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側4251及下游輻射收集器側4252。橫穿收集器CO之輻射可由光柵光譜濾光器4240反射以聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點，且源收集器裝置經配置成使得中間焦點IF位於圍封結構4220中之開口4221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿4210之影像。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，照明系統IL可包括琢面化場鏡面器 件422及琢面化光瞳鏡面器件424，琢面化場鏡面器件422及琢面化光瞳鏡面器件424經配置以提供在圖案化器件MA處的輻射光束421之所要角度分佈，以及在圖案化器件MA處的輻射強度之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化器件MA處的輻射光束421之反射後，隨即形成經圖案化光束426，且由投影系統PS將經圖案化光束426經由反射元件428、430而成像至由基板載物台或基板台WT固持之基板W上。
比所展示元件多之元件通常可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器4240。可存在比諸圖所展示之鏡面多的鏡面，例如，在投影系統PS中可存在比圖7所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
如圖7所說明，收集器光學件CO被描繪為具有掠入射反射器4253、4254及4255之巢套式收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器4253、4254及4255經安置成圍繞光軸O軸向地對稱，且此類型之收集器光學件CO在一實施例中結合放電產生電漿源(常常被稱為DPP源)予以使用。
或者，源收集器裝置SO可為如圖8所展示之LPP輻射系統之零件。雷射LA經配置以將雷射能量沈積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之燃料中，從而創製具有數十電子伏特之電子溫度之高度離子化電漿4210。在此等離子之去激發及再結合期間產生之高能輻射係自電漿發射、由近正入射收集器光學件CO收集，且聚焦至圍封結構4220中之開口4221上。
在微影領域中，存在縮減可成像之最小特徵大小之連續目標。為了滿足此目標，關於疊對(其為平行於基板表面之XY平面中之曝光的定位誤差)及聚焦(其為曝光期間基板在垂直或Z位置中之誤差)之規範變得愈來愈嚴格。在掃描曝光模式中，在曝光期間使用設定點剖 面。設定點界定在晶粒或目標部分之曝光期間用於基板之預定軌跡。在一實施例中，設定點考量如在預曝光量測或特性化程序期間判定之基板表面剖面。為了準確地遵循此等設定點，已知的是結合加速度前饋控制而使用高頻寬回饋控制。
在一實施例中，基板台為具有感測器(諸如，光點感測器、能量感測器或像差感測器)、用於干涉位移量測系統之鏡面及/或用於以柵格為基礎之位移量測系統之感測器、用於對準系統之基準及用於基板固持器之短衝程定位系統的複雜本體。基板台之主要零件係由具有低熱導率係數之剛性材料(諸如，Zerodur(TM))製成，且硬。在已知微影裝置中，使用數目等於基板台被定位之自由度之數目的致動器將基板台控制為剛體。已知基板台係使用六個致動器而在六個自由度(X、Y、Z、Rx、Ry及Rz)中定位。
本發明之發明人已判定出，僅考量基板固持器之剛體動態性質之已知控制系統不滿足進一步縮減待成像特徵之大小及/或使用大小增加之基板所需要的增加之效能準則。為了改良已知系統中之定位準確度，將有可能增加受驅動物件之硬度，使得其可再次被認為是剛體。然而，增加受驅動本體之硬度將會需要額外空間及/或將會增加受驅動本體之質量，此等情形中每一者皆不良。
為了滿足日益嚴格之定位要求，本發明之發明人提議亦考量微影裝置中之基板台及其他經定位物件之可撓性動態性質(flexible dynamics)。基板台或其他受驅動物件之可撓性動態性質可被認為是低頻部分及高頻部分，其在本文中分別被稱作「順應行為(compliant behavior)」及「諧振行為(resonant behavior)」。順應行為支配介於0赫茲直至受驅動物件之第一諧振模態之間的諧振行為，在基板台或固持器之狀況下，受驅動物件之第一諧振模態可介於100Hz與1000Hz之間。在本發明之一實施例中，順應行為被認為是受驅動物件對自0Hz 至預定頻率(例如，受驅動物件之第一諧振模態之頻率的一半)之頻率干擾的回應。在一實施例中，預定頻率為50Hz、200Hz、250Hz、300Hz或500Hz。
根據本發明之一實施例，提議將額外致動器及/或額外感測器提供於控制系統中以用於定位受驅動物件，以便避免激發可撓性模態之順應行為或避免在測定位置中觀測到順應行為。
額外致動器之供應意謂致動器之數目大於受驅動物件被定位之自由度之數目。在此內容背景中，致動器可為由若干不同實體致動器組成之邏輯致動器，該等不同實體致動器係以特定比率而啟動，以便沿著一線或圍繞自該等實體致動器中任一者之作用線位移的軸線施加淨力。在本發明之一實施例中，邏輯致動器之數目大於受驅動物件被定位之自由度之數目。在本發明之一實施例中，單一實體致動器為兩個或兩個以上邏輯致動器之零件，但一系統中之實體致動器之總數目不小於該系統中之邏輯致動器之總數目。在此文件中，至少一額外邏輯或實體致動器被提供之自由度被稱作「過度致動(over-actuated)」。
額外感測器之供應意謂量測受驅動物件之位置之感測器的數目大於受驅動物件之位置被量測之自由度的數目。相似地，如同致動器一樣，感測器可為基於一個以上實體感測器之輸出組合而提供量測值的邏輯感測器。單一實體感測器可為兩個或兩個以上邏輯感測器之零件，但一系統中之實體感測器之總數目不小於該系統中之邏輯感測器之總數目。感測器可包括命令至位置或位移值之感測器輸出之控制電路系統。在此文件中，至少一額外感測器被提供之自由度被稱作「過度感測(over-sensed)」。
圖9中示意性地描繪本發明之一實施例之定位系統的零件。可被稱作待控制設備之所描繪系統90形成未被展示之回饋迴路及/或前饋控制系統之零件。系統90表示至少一額外致動器被提供之一個自由 度，例如，Z方向。至所描繪系統之輸入為力設定點f。增益排程器91將提供於預定參考框架中之力設定點f變換至經變換參考框架中之經變換力值u。經變換參考框架係基於待曝光或正被曝光之晶粒或目標部分之部位。在本發明之一實施例中，可省略增益排程器。
增益平衡器92將經變換力值(或在省略增益排程器之情況下為力設定點)乘以平衡矩陣以產生經修改力u0，經修改力u0使剛體模態解耦以及使順應動態性質解耦，使得疊對誤差及聚焦誤差縮減。增益平衡器控制各別致動系統之增益。對可處置之剛體模態之額外約束的數目通常等於額外致動器之數目(亦即，過度致動程度)。在本發明之一實施例中，提供一個額外致動器(例如，第四垂直(Z)致動器)，且可針對低頻率(例如，高達受驅動物件之第一諧振頻率之約一半)來最小化自控制力至一個軸線之順應度串擾(compliance crosstalk)。在本發明之另一實施例中，提供多個額外致動器，且同時地最小化對多個軸線之串擾。
經修改力u0施加至實體系統93，實體系統93包括回應於經修改力值u0而將力施加至受驅動物件之致動器，及提供表示受驅動物件之位置之輸出y0的感測器。量測系統94將感測器輸出y0轉換至預定參考框架中之位置值y。實體系統93及量測系統94可被稱作原始機械(raw mechanics)。
作為一實例，現在描述在本發明之一實施例中至機械系統之輸入處(亦即，增益平衡器92中)之順應度解耦。該實例用以示範可如何最小化在X方向上由針對圍繞X軸之扭矩(Tx)之設定點(及亦由在其他方向上之力及扭矩)造成的變形。圖10展示在不具有順應度解耦(亦即，不根據本發明)之情況下的在參考系統中之六個自由度補償式機械中自Tx扭矩至個別X、Y及Z位移之轉移函數。圖10中之水平軸線表示頻率且垂直軸線表示相對量值。
可將具有「u」中之邏輯力及扭矩以及「y」中之邏輯輸出的轉移函數矩陣寫為N個模態振型(mode shape)之求和(方程式1)。此求和假定無阻尼的可撓性基板台，其大致真實，此係因為定位系統受到稍微阻尼。
數目i=1至6表示六個剛體模態，且i=7至N表示可撓性模態或非剛體(Non-Rigid Body,NRB)模態。nyx1行向量v i y 表示在y之各別條目處之位移，亦即，歸因於第i模態而在量測系統94之輸出y處之位移。1xnu列向量v i u 表示在u中之個別邏輯輸入處之位移，亦即，歸因於第i模態而在增益平衡器91之輸入處之位移。應注意，v i y 及v i u 為如分別由量測系統及致動器系統看到的可撓性結構之本徵向量。v i y 與v i u 之相乘得到nyxnu矩陣。在方程式(1)中，k i 為模態硬度。順應度為硬度之倒數：1/k i 。可藉由將用於ynrb之表達式中之s=0代入方程式1從而引起方程式2來判定u中之輸入與y中之輸出之間的總順應度。此情形涵蓋「準靜態(quasi-static)」頻率範圍(在方程式2中加註解「qs」於下標中)，其以0Hz開始且可高達約500Hz之頻率，例如，如圖10所展示。
總順應度為每一模態之順應度貢獻之總和。此情形係在圖10中針對Tx扭矩輸入與X、Y及Z邏輯位移輸出之間的單輸入單輸出轉移函數予以說明。
圖11展示針對機械系統95(在不具有順應度解耦之情況下)自Tx控制扭矩至自量測系統94之X(細線)、Y(中線)及Z(粗線)位移之每模態順應度(圓圈)及總順應度(實線)。圖11中之水平軸線為模態數目，垂直 軸線為以奈米/牛頓為單位之順應度。
為了說明在本發明之一實施例中可如何縮減總順應度，需要以下表達式，其給出歸因於u0中且對應於第i模態之實體致動器而在u中之邏輯輸入處之位移：
應注意，v i u 及v i u0 分別為具有尺寸1xnu及1xnu0之列向量，且GB為nu0xnu矩陣。GB為體現於增益平衡92中之增益平衡矩陣。將用於v i u 之此表達式代入方程式2會得到：
若以下關係成立，則自u中之邏輯輸入至y中之邏輯輸出的順應度串擾為零：
完全順應度解耦僅在足夠過度致動程度之狀況下係可能的，此係因為對於剛體解耦已經需要六個致動器。一般而言，一個額外致動器將實現朝向一個額外邏輯輸出之順應度解耦。現在將選擇矩陣S添加至方程式5，以表達y中之輸出中哪一者經受順應度解耦。S為可藉由採取單位矩陣且跳過對應於不經受順應度解耦之輸出之彼等列而產生的「大矩陣(big matrix)」：
除了用以使剛體運動解耦以最小化與某一運動自由度有關之順應度串擾之約束以外，此約束亦係由增益平衡器92實現。鑒於剛體解耦，在本發明之一實施例中，增益平衡器92經設計成強制補償式機械系統(其可被稱作所要機械系統Pd)之對角化剛體行為。定義原始機械Pr：=MS．P0，其中P0為實體系統93之剛體模型，其具有非零交叉項且MS為量測系統94之輸出。用於剛體解耦之增益平衡矩陣現在達到以下 方程式：
應注意，此處不存在1/s2(表示剛體動態性質)，此係因為Pd中之1/s2與P0中之1/s2相消。GS為體現於增益排程器91中之增益排程矩陣。增益排程器91係選用的，且若省略增益排程器91，則GS經設定為相關方程式中之單位矩陣I。現在將方程式7與方程式6堆疊在一起以給出用於增益平衡矩陣之以下明確表達式，該增益平衡矩陣達成用於所有六個運動自由度之同時剛體解耦及用於S中選擇之運動自由度之順應度解耦：
在運用適當數目個致動器的情況下，確切矩陣反轉係可能的：nu0(致動器之數目)應等於ny(感測器之數目，通常為六)加待順應度解耦輸出之數目(亦即，S中之列之數目)。
對於此處所考慮之特定狀況，圖12展示針對習知增益平衡器(實線)及針對本發明之一實施例(虛線)的自Tx扭矩輸入至X位移輸出之轉移。圖12中之水平軸線表示頻率且垂直軸線表示相對量值。可看出，順應度線針對本發明之實施例已消失。圖13中亦展示途徑之有效性，其中個別模態之順應度貢獻(粗線)之總和針對本發明之實施例為零。圖13中之水平軸線為模態數目，垂直軸線為以奈米/牛頓為單位之順應度。在僅實現剛體模態的情況下，順應度貢獻(細線)之總和為非零。圖14展示出，X方向事實上不僅針對Tx-扭矩而順應度解耦，而且針對所有六個力及扭矩控制輸入而順應度解耦。為了亦補償Y軸及Z軸中之順應度，將需要兩個額外致動器(更通常，為了補償「N」個軸線中之順應度，除了用於剛體控制之致動器以外，亦需要「N」個 額外致動器)。
在圖15中，展示用於本發明之一實施例之致動器佈局。在此實施例中，用於基板台之短衝程驅動系統具有九個有效致動器1501至1509以補償三個平移X、Y及Z中之順應度。應注意，在水平平面中，存在施加力Fx1、Fx2、Fy1及Fy2之僅四個(而非八個)有效致動器1501至1504，而在垂直平面中，存在施加力Fz1至Fz5之五個有效致動器1505至1509。水平過度致動與垂直過度致動之組合用於朝向X、Y及Z之順應度解耦，而在上文所描述之第一實施例中，僅垂直過度致動用於針對X之順應度解耦(且等效地亦可已用於Y或Z)。
在運用提供順應度解耦的本發明之一實施例中之增益平衡器設計的情況下，有可能的是，相比於在運用習知增益平衡器設計的情況下，某些可撓性模態在其諧振動態性質方面被更多地激發。此情形在圖12中可被清楚地看到為約350Hz。此可能降級之原因為：在本發明之一實施例中，無需用以防止此情形發生之明確措施。然而，基板設定點剖面之頻率含量通常低於200Hz。在一實施例中，執行順應度解耦之增益平衡器限於僅用於晶圓設定點之前饋路徑，如圖16所展示。
在圖16之實施例中，主回饋迴路係藉由控制器1601(例如，PID控制器)及機械系統1606而形成，機械系統1606包含受驅動物件、致動器及感測器系統以及控制器。自位置設定點r減去機械系統1606之感測器輸出以將輸入提供至控制器1601。基於r中之x/y設定點而在加法器1602中將控制器1601之輸出與前饋力命令FF setp 進行組合。組合式前饋力命令及回饋力命令提供至第一增益平衡器1603，第一增益平衡器1603分佈待橫越可用致動器而施加之力，以便使剛體運動及諧振模態兩者解耦，因此防止諧振動態性質之激發。用以處理基板拓撲FF sub 之前饋校正係由實施本發明之一實施例且使順應行為解耦之第二增益平衡器1604處理，且由加法器1605加至第一增益平衡器1603之 輸出。
在使用干涉計量測系統的本發明之實施例中，方程式4至8中之向量v i y 依據實際位置p而變化。需要提供v i y (p)之模型以改良順應度解耦。在使用編碼器量測系統的本發明之實施例中，v i y 針對使用相同(數目個)編碼器之區固定，且可省略此模型。
在本發明之一實施例中，量測系統經進一步組態以考量曝光之部位(其被稱作真實關注點(Point Of Interest,POI))，從而考量受驅動物件(例如，基板載物台)之內部變形(Internal Deformation,ID)。換言之，該實施例考量POI與控制點(Point Of Control,POC)之間的差。POC之位置係由圖9中之y表示，且為基於y0中之感測器資訊及量測系統95中之假定(例如，剛體行為)的實際POI之位置之估計。在此實施例中，提供額外感測器，使得受驅動物件被「過度感測」。下文進一步描述此情形。在另一實施例中，朝向基板上之關注點執行順應度解耦。在此實施例中，方程式4至8中之v i y 係由v i poi 替換，其中上標「poi」係指如在關注點處看到之位移(本徵向量)，而非如在v i y 中含有之控制點處看到之位移。
在本發明之一實施例中，增益平衡器經組態成使得順應度解耦縮減受驅動物件之內部變形(ID)，受驅動物件之內部變形(ID)被定義為關注點與控制點之間的差。在此狀況下，方程式4至8中之v i y 應由差(v i poi -v i y )替換。圖17中展示此途徑之有效性，圖17展示在典型曝光移動之部分中作為時間T之函數的內部變形ID。可看出，歸因於Rx-晶圓設定點而在x方向上之ID在本發明之實施例中(實線)相比於習知裝置(虛線)縮減為原先的1/20。
在本發明之一實施例中，在至機械系統之輸入處發生順應度解耦，從而避免順應動態性質之激發。在本發明之一實施例中，或者或另外，在機械系統之輸出(作為量測系統94而非增益平衡器92之部分) 處進行順應度解耦。為了實現該輸出處之順應度解耦，提供額外感測器，使得代替被過度致動或除了被過度致動以外，系統亦被過度感測。以彼方式，測定軸線之剛體估計得以改良，使得回饋控制器不對原本將存在於測定軸線中之順應效應作出反應。開始點再次為方程式2。然而，代替包括增益平衡矩陣之方程式3，引入包括MS矩陣(體現於量測系統94中)之以下方程式：
此處，v i y0 為ny0x1行向量，其中在ny0實體感測器及MS處之位移具有尺寸nyxny0，其中ny為邏輯軸線之數目(通常為六)。將方程式9代入方程式2則會得到：
完全順應度耦合(亦即，使ynrb,qs等於零)將需要足夠過度感測程度，此係因為對於量測系統中之剛體解耦已經需要六個感測器。因此，再次添加選擇矩陣S，但現在，此選擇矩陣係與u中之控制輸入之條目有關，而非與y中之量測系統輸出之條目有關：
此處，S為可藉由採取單位矩陣且跳過對應於不經受順應度解耦之輸入之彼等行而產生的「高矩陣(tall matrix)」。連同量測系統應追求剛體解耦之要求，引起量測系統之以下明確表達式，其達成所有運動自由度之同時剛體解耦及S中選擇之輸入之順應度解耦(相比於方程式8)：
在運用適當數目個感測器的情況下，確切矩陣反轉係可能的： ny0等於nu(邏輯輸入或致動器之數目，通常為六)加待順應度解耦輸入之數目(S之行之數目)。
當應用以上工序時，強制對應於u中之選定輸入的P中之行(表示設備90)不展現順應動態性質(而對於輸出處之順應度解耦，強制P中之某些列不具有順應動態性質)。此情形可在某些控制輸入將猛烈地激發順應動態性質(比如，積極性基板設定點)之狀況下有用。舉例而言，對於用於積極性Rx基板設定點之Tx扭矩，現在可由此實施例之量測系統獲得與圖10中相似之結果。
由歸因於基板設定點之內部夾盤變形造成之疊對誤差及聚焦誤差係由本發明之實施例運用順應度解耦而顯著地縮減。
應瞭解，上文所描述之特徵中任一者可與任何其他特徵一起使用，且其不僅僅為本申請案中所涵蓋的明確地描述之彼等組合。詳言之，儘管本發明之實施例已在上文關於基板台予以描述，但本發明適用於微影裝置中之任何其他受驅動物件，包括用於圖案化構件之支撐結構(例如，光罩台)、光學系統中之反射器(例如，EUV微影裝置之投影系統中之鏡面)及光罩遮蔽葉片。本發明可應用於長衝程定位系統(例如，在至少一方向上具有大於100毫米之範圍的定位系統)，及/或應用於短衝程定位系統(例如，在至少一(且理想地所有)方向上具有小於10毫米之範圍的定位系統)。
在本發明之一實施例中，微影裝置可具備經組態以縮減受驅動物件之內部變形之變換矩陣。
在本發明之一另外實施例中，受驅動物件係選自由如下各者組成之群組：基板台、基板固持器、用於圖案化構件之支撐結構、光罩台、反射器、光罩遮蔽葉片。
在本發明之一實施例中，提供一種基板支撐系統，該基板支撐系統包含：一基板台，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組 態以作用於該基板台，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定；一控制系統，其包含一變換矩陣，該控制系統經組態以回應於一設定點而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，其中該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該基板台之該等順應動態性質。
在本發明之一實施例中，該微影裝置包含複數個感測器，該複數個感測器各自經組態以提供指示該受驅動物件之一位置或位移之一感測器信號，其中該複數個感測器在一感測器自由度中被超定，且其中該複數個感測器包含經組態及配置以在六個自由度中量測該受驅動物件之該位置之六個以上感測器。
在本發明之一另外實施例中，該微影裝置具備一變換矩陣，該變換矩陣經組態以變換該等感測器信號以便在至少一自由度中未觀測到該受驅動物件之該等順應動態性質之效應，且其中該變換矩陣經組態成使得該等經傳送感測器信號在至少一自由度中未觀測到具有低於一預定頻率之一頻率的該受驅動物件之順應動態性質。
在本發明之一實施例中，提供一種用於一微影裝置之控制程式，該微影裝置具有：一基板台，其具有順應動態性質；及複數個致動器，其經組態以作用於該基板台，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定，該程式包含程式碼，該程式碼在由一電腦系統執行時指示該電腦系統將一變換矩陣施加至一設定點以產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該基板台之該等順應動態性質。
在本發明之一實施例中，提供一種用於一微影裝置之控制程式，該微影裝置具有：一基板台，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組態以作用於該基板台；及複數個感測器，其經組態以產生 指示該基板台及由該基板台支撐之一基板中至少一者之一位置的各別感測器輸出信號，其中該複數個感測器在一感測器自由度中被超定，該程式包含程式碼，該程式碼在由一電腦系統執行時指示該電腦系統將一變換矩陣施加至該等感測器信號以產生經變換感測器信號，該變換矩陣經組態成使得該等經變換感測器信號在至少一自由度中未觀測到該基板台之該等順應動態性質。
在本發明之一實施例中，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一物件，其具有順應動態性質；複數個致動器，其經組態以作用於該物件，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定；一控制器，其包含一變換矩陣，該控制器經組態以回應於一設定點而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，其中該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發該物件之該等順應動態性質。
儘管在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在製造具有微米尺度或甚至奈米尺度特徵之組件時具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁疇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，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(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，可將本文之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便創製多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。
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365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射及反射光學組件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，本發明(至少在如本文所描述之裝置之操作方法之形式上)可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐。舉例而言，至少在裝置之操作方法的形式上，本發明之實施例可採取如下形式：一或多個電腦程式，其含有描述操作如上文所論述之裝置之方法的機器可讀指令之一或多個序列；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此電腦程式。另外，可以兩個或兩個以上電腦程式來體現機器可讀指令。可將兩個或兩個以上電腦程式儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
當由位於微影裝置之至少一組件內之一或多個電腦處理器讀取一或多個電腦程式時，本文所描述之任何控制器可各自或組合地可操作。該等控制器可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。一或多個處理器經組態以與該等控制器中至少一者通信。舉例而言，每一控制器可包括用於執行包括用於操作上文所描述之裝置之方法的機器可讀指令之電腦程式之一或多個處理器。該等控制器可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此等媒體之硬體。因此，該(該等)控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。
本發明之一實施例可應用於寬度(例如，直徑)為300毫米或450毫米或任何其他大小之基板。
本發明之一或多個實施例可應用於任何浸潤微影裝置，尤其(但不獨佔式地)為上文所提及之彼等類型，而不管浸潤液體係以浴之形 式被提供、僅提供於基板之局域化表面區域上，抑或在基板及/或基板台上未受限制。在一未受限制配置中，浸潤液體可流動遍及基板及/或基板台之表面，使得基板台及/或基板之實質上整個未經覆蓋表面濕潤。在此未受限制浸潤系統中，液體供應系統可不限制浸潤液體或其可提供浸潤液體限制之比例，但未提供浸潤液體之實質上完全限制。本發明亦可應用於非浸潤微影裝置。
應廣泛地解釋本文所預料之液體供應系統。在某些實施例中，液體供應系統可為將液體提供至投影系統與基板及/或基板台之間的空間之機構或結構組合。液體供應系統可包含一或多個結構、一或多個液體入口、一或多個氣體入口、一或多個氣體出口及/或將液體提供至空間之一或多個液體出口之組合。在一實施例中，空間之表面可為基板及/或基板台之部分，或空間之表面可完全地覆蓋基板及/或基板台之表面，或空間可包覆基板及/或基板台。液體供應系統可視情況進一步包括用以控制液體之位置、量、品質、形狀、流率或任何其他特徵之一或多個元件。
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將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。

Claims (16)

  1. 一種微影裝置，其包含：一受驅動物件，其具有順應動態性質(compliant dynamics)，其中該受驅動物件具有一第一諧振模態，該第一諧振模態在所有該受驅動物件之諧振模態之中為最低頻率之諧振模態；複數個致動器，其經組態以作用於該受驅動物件，其中該複數個致動器在一致動器自由度(degree of freedom)中被超定(over-determined)；一控制系統，其包含一變換矩陣，該控制系統經組態以回應於一設定點而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，其中該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發具有低於該第一諧振模態之該頻率之一頻率的該受驅動物件之該等順應動態性質。
  2. 如請求項1之裝置，其中該複數個致動器在兩個或兩個以上致動器自由度中被超定，且該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在一數目等於被超定之致動器自由度之數目的自由度中未激發該受驅動物件之該等順應動態性質。
  3. 如請求項1或2之裝置，其中該複數個致動器包含經組態及配置以在六個自由度中定位該受驅動物件之六個以上致動器。
  4. 如請求項1或2之裝置，其中該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發具有低於該第一諧振模態之該頻率之一半之一頻率的該受驅動物件中之順應動態性質。
  5. 如請求項1或2之裝置，其中該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發具有低於一預定頻率之一 頻率的該受驅動物件中之順應動態性質。
  6. 如請求項1或2之裝置，其中該變換矩陣GB滿足以下條件： 其中S為指示順應行為未被激發之自由度之一選擇矩陣，v i y 表示如由量測系統所量測之歸因於第i模態的該受驅動物件之位移，v i u0 表示在該等實體致動器處之歸因於第i模態的該受驅動物件之位移。
  7. 如請求項1或2之裝置，其中該變換矩陣經進一步組態以強制該受驅動物件之一對角化剛體(diagonalized rigid body)行為。
  8. 如請求項1或2之裝置，其中該控制系統回應於一設定點序列而產生一控制器輸出信號序列。
  9. 如請求項1或2之裝置，其中該變換矩陣MS滿足以下條件： 其中S為指示順應行為未被觀測到之自由度之一選擇矩陣，v i yo 表示如在實體感測器處所量測之歸因於第i模態的該受驅動物件之位移，v i u 表示如在控制器輸出處所定義之歸因於第i模態的該受驅動物件之位移。
  10. 如請求項9之裝置，其中該控制系統回應於一設定點序列而產生一控制器輸出信號序列。
  11. 一種微影裝置，其包含：一受驅動物件，其具有順應動態性質，其中該受驅動物件具有一第一諧振模態，該第一諧振模態在所有該受驅動物件之諧振模態之中為最低頻率之諧振模態；複數個致動器，其經組態以作用於該受驅動物件；複數個感測器，其各自經組態以提供指示該受驅動物件之一 位置或位移之一感測器信號，其中該複數個感測器在一感測器自由度中被超定；一變換矩陣，其經組態以變換該等感測器信號，使得該等經變換感測器信號在至少一自由度中未觀測到具有低於該第一諧振模態之該頻率之一頻率的該受驅動物件之該等順應動態性質；及一控制系統，其經組態以回應於一設定點及該等經變換感測器信號而產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號。
  12. 如請求項11之裝置，其中該複數個感測器在兩個或兩個以上感測器自由度中被超定，且該變換矩陣經組態成使得該等經變換感測器信號在一數目等於被超定之感測器自由度之數目的自由度中未觀測到該受驅動物件之該等順應動態性質。
  13. 如請求項11或12之裝置，其中該變換矩陣經組態成使得該等經傳送感測器信號在至少一自由度中未觀測到具有低於該第一諧振模態之該頻率之一半之一頻率的該受驅動物件中之順應動態性質。
  14. 如請求項11或12之裝置，其中該控制系統回應於一設定點序列而產生一控制器輸出信號序列。
  15. 一種使用一微影裝置之器件製造方法，該方法包含如下步驟：將一基板支撐於具有順應動態性質之一基板台及經組態以作用於該基板台之複數個致動器上，其中該複數個致動器在一致動器自由度中被超定，其中該基板台具有一第一諧振模態，該第一諧振模態在所有該基板台之諧振模態之中為最低頻率之諧振模態；將一經圖案化光束投影至該基板上以將其曝光至各別圖案， 同時定位該基板台；其中定位該基板台包含將一變換矩陣施加至一設定點以產生用於該複數個致動器中每一者之控制器輸出信號，該變換矩陣經組態成使得該等控制器輸出信號在至少一自由度中未激發具有低於該第一諧振模態之該頻率之一頻率的該基板台之該等順應動態性質。
  16. 一種使用一微影裝置之器件製造方法，該方法包含如下步驟：將一基板支撐於具有順應動態性質之一基板台及經組態以作用於該基板台之複數個致動器上，其中該基板台具有一第一諧振模態，該第一諧振模態在所有該基板台之諧振模態之中為最低頻率之諧振模態；使用複數個感測器以產生指示該基板及該基板台中至少一者之一位置之各別感測器信號，其中該複數個感測器在一感測器自由度中被超定；將一經圖案化光束投影至該基板上以將其曝光至各別圖案，同時定位該基板台；及將一變換矩陣施加至該等感測器信號以產生經變換感測器信號，該變換矩陣經組態成使得該等經變換感測器信號在至少一自由度中未觀測到具有低於該第一諧振模態之該頻率之一頻率的該基板台之該等順應動態性質。
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