光刻设备、对象定位系统和器件制造方法

摘要

本发明涉及提供一种用于光刻设备的温度调节系统。对象中的温度变化引起对象变形，这阻碍了对象被精确定位。温度调节系统使用对象中或上的设置有流体的导管系统以控制对象的温度，从而减小对象变形。以这种方式，可以更精确地定位对象的部分。然而，对象的加速和温度调节系统引发对象上或中的导管系统内的流体的压力变化，这也会引起对象变形。为了提供改进的导管系统，光刻设备还包括控制系统，其用于基于表示导管中的压力变化的测量值来控制对象的移动。

权利要求

1.一种光刻设备，包括：

对象，在至少一个方向上可移动；

温度调节系统，用于控制所述对象的温度，其中所述温度调节系统包括导管系统，用于传送流体，其中所述导管系统的至少一部分被布置在所述对象上或所述对象中；

测量系统，包括传感器以提供测量信号，所述测量信号表示所述导管系统内的至少一个位置处的所述流体的压力；

预测器，被布置为将所述测量信号转换为表示所述对象的估计偏移；

位置测量系统，被布置为提供表示所述对象的测量点的位置的位置信号；以及控制系统，基于所述对象的估计偏移、所述位置信号以及所述测量点与兴趣点之间的关系来控制所述对象在所述至少一个方向上的移动，以将所述兴趣点定位在期望位置。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述对象的移动引发所述流体的压力的变化，并且所述测量系统被配置为检测所述流体的压力的变化。

3.根据权利要求1或2所述的光刻设备，其中所述导管系统包括导管部分和导管连接部分，其中所述导管部分被布置在所述对象上或所述对象中，其中所述导管连接部分没有被布置在所述对象上或所述对象中，其中所述导管部分和所述导管连接部分相互连接，并且其中所述传感器位于所述导管连接部分处。

4.根据权利要求3所述的光刻设备，其中所述控制系统还包括连接至所述导管连接部分的至少一个压力脉冲限制器，并且其中所述传感器在所述对象和所述压力脉冲限制器之间位于所述导管连接部分处。

5.根据权利要求1或2所述的光刻设备，其中所述导管系统包括导管部分和导管连接部分，其中所述导管部分被布置在所述对象上或所述对象中，其中所述导管连接部分没有被布置在所述对象上或所述对象中，其中所述导管部分和所述导管连接部分相互连接，并且其中所述传感器位于所述导管部分上的位置上或所述导管部分上的位置处。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光刻设备，其中所述传感器是压力传感器，用于测量所述至少一个位置处的压力，以提供所述测量信号。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的光刻设备，其中所述传感器是应变传感器，其被配置为提供所述测量信号，所述测量信号表示所述至少一个位置处的所述导管系统的壁的一部分中的应变，其中所述应变与压力相关。

8.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，还包括致动器系统，其中所述控制器被配置为控制所述致动器系统以在所述控制系统的控制下移动所述对象。

9.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述对象的加速引起压力梯度，其中所述传感器被配置为提供表示所述压力梯度的测量信号。

10.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，还包括泵，用于沿着所述导管系统传送所述流体，其中所述流体的流动具有流动噪声，并且其中所述传感器被配置为提供表示所述流动噪声的测量信号。

11.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，包括投影系统、衬底台和支持结构，其中所述投影系统被配置用于将布置在图案形成装置上的图案投影到衬底上，其中所述支持结构被配置用于保持所述图案形成装置，其中所述衬底台被配置用于保持所述衬底，并且其中所述对象包括所述支持结构和所述衬底台中的至少一个。

12.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述至少一个方向对应于所述对象的临界操作期间的主移动方向。

13.一种对象定位系统，包括：

对象，在至少一个方向上可移动；

温度调节系统，用于控制所述对象的温度，其中所述温度调节系统包括导管系统，用于传送流体，其中所述导管系统的至少一部分被布置在所述对象上或所述对象中；

测量系统，包括传感器以提供测量信号，所述测量信号表示所述导管系统内的至少一个位置处的所述流体的压力；

预测器，被布置为将所述测量信号转换为表示所述对象的估计偏移；

位置测量系统，被布置为提供表示所述对象的测量点的位置的位置信号；以及控制系统，用于基于所述对象的估计偏移、所述位置信号以及所述测量点与兴趣点之间的关系来控制所述对象在所述至少一个方向上的移动，以将所述兴趣点定位在期望位置。

14.一种器件制造方法，其中使用根据权利要求1至12中任一项所述的光刻设备。

说明书

光刻设备、对象定位系统和器件制造方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2014年6月19日提交的EP申请14173146.3的权益，其内容通过引用整体合并于此。

技术领域

[0003] 本发明涉及光刻设备、对象定位系统和器件制造方法。

背景技术

[0004] 光刻设备是将期望图案施加到衬底上，通常衬底的目标部分上的机器。例如，可以在集成电路(IC)的制造中使用光刻设备。在这种情况下，图案形成装置(备选地，被称为掩模或掩模版)可用于生成形成在IC的各个层上的电路图案。该图案可以转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯的部分)上。图案的转移通常经由在设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上的成像。通常，单个衬底将包含被顺序图案化的相邻目标部分的网络。传统光刻设备包括所谓的步进器，其中通过一次在目标部分上暴露整个图案来照射每个目标部分。传统的光刻设备包括所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来照射每个目标部分，同时与该方向平行或逆平行地同步扫描衬底。还可以通过将图案压印在衬底上将图案从图案形成装置转移到衬底。

[0005] 光刻设备通常包括需要定位的一个或多个对象，例如衬底台或支持结构。更具体地，对象上或关于对象的特定点(称为兴趣点)需要被精确定位。例如，兴趣点可以位于目标部分处。不可以直接测量兴趣点的位置。因此，测量另一点(称为测量点)的位置。假设兴趣点相对于测量点的位置。然而，温度变化和其他效应会引起对象的变形，这会导致兴趣点相对于测量点的位置的变化。如果在位置控制中没有考虑温度变化和其他效应，则可以出现兴趣点位置的误差。

[0006] 为了减小对象中的温度差，可以提供温度调节系统。温度调节系统可以包括布置在对象上或对象中的导管系统。温度调节系统可以被配置为接收导管系统内的流体。流体可用于根据对象的热条件传送来自对象的热量或将热量传送至对象。使用温度调节系统控制对象温度，因此可以减小变形，这会减小兴趣点定位中的误差。

发明内容

[0007] 对象、导管系统和其中的流体在加速方向上的加速引起流体与加速方向相反的压力梯度。该压力梯度可以激励导管系统中的流体的共振模式，这会导致导管系统内的压力脉冲的发生。压力脉冲可以导致对象上显著的动态扰动力。所得到的扰动力对定位对象的精度产生不利影响。例如，导管系统中压力的变化会使得扰动力作用于对象，并且在一些情况下，还使得对象的一部分变形。因此，即使温度调节系统可以减少对象变形以改进定位对象的精度，但压力的变化会引起变形。由压力变化引起的变形可以减小温度调节系统的有效性。如果对象是保持被曝光的衬底的衬底台，则衬底台的小的变形会改变衬底的位置，并且引起或增加图案化衬底过程中的重叠误差和/或聚焦误差。

[0008] 因此，期望提供对象上的点的改进定位。

[0009] 根据本发明的一个实施例，提供了一种光刻设备，包括：对象，在至少一个方向上可移动；导管系统，用于传送流体，其中导管系统的至少一部分被配置为对象上或对象中；测量系统，包括传感器以提供表示导管系统内至少一个位置处的流体的压力的测量信号；
以及控制系统，用于在测量信号的控制下控制至少一个方向上的对象的移动。

[0010] 根据本发明的另一实施例，提供了一种对象定位系统，包括：对象，在至少一个方向上可移动；导管系统，用于传送流体，其中导管系统的至少一部分被配置在对象上或对象中；测量系统，包括传感器以提供表示导管系统内至少一个位置处的流体的压力的测量信号；以及控制系统，用于在测量信号的控制下控制对象在至少一个方向上的移动。

[0011] 根据本发明的另一实施例，提供了一种光刻设备，包括：对象，在至少一个方向上可移动；导管系统，用于传送流体，其中导管系统的至少一部分配置在对象上或对象中；压力预测系统，被配置为生成表示导管系统内的至少一个位置处的流体的预测压力的信号；以及控制系统，用于在信号的控制下控制对象在至少一个方向上的移动。

[0012] 根据本发明的另一实施例，提供了一种器件制造方法，其中使用本发明的光刻设备。

附图说明

[0013] 现在将参照附图仅通过实例描述本发明的实施例，在附图中对应的参考标号表示对应部分，其中：

[0014] -图1示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备；

[0015] -图2示出了用于参考的包括导管系统的对象以及导管系统内流体的压力变化的模型，该导管系统包含流体，具有压力脉冲限制器；

[0016] -图3示出了根据本发明的一个实施例的对象定位系统；

[0017] -图4示出了包括根据本发明的一个实施例的导管系统的对象。

具体实施方式

[0018] 图1示意性示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。该设备包括：

[0019] -照射系统(照射器)IL，被配置为调节辐射束B。

[0020] -支持结构(例如，掩模台)MT，被构造为支持图案形成装置(例如，掩模)MA并且连接至第一定位器PM，第一定位器PM被配置为根据某些参数精确地定位图案形成装置MA；

[0021] -衬底台(例如，晶片台)WTa或WTb，被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接至第二定位器PW，第二定位器PW被配置为根据某些参数精确地定位衬底W；以及

[0022] -投影系统PS，被配置为将通过图案形成装置MA给予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。

[0023] 照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学部件，或者任何它们的组合，用于引导、成形或控制辐射。

[0024] 本文使用的术语“辐射束”包括所有类型的电磁辐射，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范围内的波长)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。

[0025] 支持结构MT支持图案形成装置MA，即承载其重量。支持结构MT以取决于图案形成装置MA的定向、光刻设备的设计和其他条件(诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中)的方式来保持图案形成装置MA。支持结构MT可以使用机械、真空、静电或其他夹钳技术来保持图案形成装置MA。支持结构MT可以是框或台，例如其可以根据需要固定或可移动。支持结构MT可以确保图案形成装置MA处于期望位置，例如相对于投影系统PS。

[0026] 本文使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为表示可用于将图案在辐射束的截面中给予辐射束(诸如在衬底W的目标部分C中创建图案)的任何装置。应该注意，给予辐射束的图案可以不精确地对应于衬底W的目标部分C中的期望图案，例如如果图案包括相移特征或者所谓的辅助特征。通常，给予辐射束的图案将对应于在目标部分C中创建的器件中的特定功能层(诸如集成电路)。

[0027] 图案形成装置MA可以是透射型或反射型。图案形成装置MA的实例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。在光刻中已知掩模，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的实例采用小反射镜的矩阵配置，每一个反射镜都可以单独倾斜以在不同方向上反射进入的辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。

[0028] 本文使用的术语“投影系统”应该被广义解释为包括任何类型的投影系统，根据被使用的曝光辐射或者其他因素(诸如浸液的使用或真空的使用)适当地包括折射、反射、反射折射、磁、电磁和静电光学系统或者任何它们的组合。

[0029] 如本文所示，设备是透射类型(例如，采用透射图案形成装置MA)。备选地，设备可以是反射型(例如，采用上面表示的可编程反射镜阵列或者采用反射图案形成装置)。

[0030] 光刻设备可以是具有两个(双台)或多个衬底台WT(和/或两个或多个支持结构)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加台，或者可以在一个或多个台上执行预备步骤，而一个或多个其他台被用于曝光。光刻设备可包括测量台，其被配置为保持测量设备，诸如传感器来测量投影系统PS的特性。在一个实施例中，测量台不能够保持衬底W。在图1的实例中，两个衬底台WTa和WTb是双台光刻设备的示意。

[0031] 光刻设备还可以是这样的类型，其中衬底W的至少一部分可以被具有相对较高折射率的流体(例如，水)覆盖，以填充投影系统PS和衬底W之间的空间。浸液还可以施加于光刻系统中的其他空间，例如图案形成装置MA和投影系统PS之间。浸没技术在本领域已知用于增加投影系统的数字孔径。本文使用的术语“浸没”不表示必须沉浸在液体中的结构(诸如衬底)，而是仅表示在曝光期间位于投影系统PS和衬底W之间。

[0032] 参照图1，照射系统IL接收来自辐射源SO的辐射束B。辐射源SO和光刻设备LA可以是分离的实体，例如当辐射源SO是准分子激光器时。在这种情况下，辐射源SO不被认为形成光刻设备LA的一部分。在这种情况下，辐射束在束传送系统BD的帮助下从辐射源SO传输到照射系统IL，其中束传送系统BD例如包括适当的引导反射镜和/或扩束器。在其他情况下，辐射源SO可以是光刻设备LA的集成部分，例如当辐射源SO是汞灯时。辐射源SO和照射系统IL在需要时与束传送系统BD一起可以称为辐射系统。

[0033] 照射系统IL可以包括调节器AD，其用于调节辐射束B的角强度分布。通常，可以调整照射器的光瞳面中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ外和σ内)。此外，照射系统IL可以包括各种其他部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射系统IL可用于调节辐射束，以在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。

[0034] 辐射束B入射到图案形成装置MA(其保持在支持结构MT上)上，并且通过图案形成装置MA来图案化。通过穿过图案形成装置MA，辐射束B通过投影系统PS，其将束聚焦在衬底W的目标部分C上。通过第二定位器PW和位置传感器IF(例如包括干涉设备、线性编码器或电容传感器)的帮助，衬底台WTa/WTb可以精确地移动，例如以在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(在图1中未精确示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA，例如在从掩模库中机械取回之后或者在扫描期间。

[0035] 通常，图案形成装置MA的移动可以通过长冲程模块和短冲程模块(它们都形成第一定位器PM的一部分)的帮助来实现。长冲程模块被配置为利用有限的精度在长范围上移动短冲程模块。短冲程模块被配置为利用高精度相对于长冲程模块在短范围上移动图案形成装置MA。类似地，可以使用长冲程模块和短冲程模块(它们都形成第二定位器PW的一部分)来实现衬底台WTa/WTb的移动。在步进器(与扫描器相对)的情况下，支持结构MT可以仅连接至短冲程致动器，或者可以固定。

[0036] 图案形成装置MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。尽管衬底对准标记P1、P2被示为占用专用的目标位置，但它们可以位于目标位置C之间的空间中。位于目标部分C之间的空间中的标记已知为划线对准标记。类似地，在图案形成装置MA上设置不止一个管芯的情况下，掩模对准标记M1、M2可位于管芯之间。

[0037] 所示设备可用于通过在各种模式中使用光刻设备LA来曝光衬底。例如，可以在扫描模式中形成曝光，其中衬底台WTa/WTb相对于支持结构MT的速度和方向可以通过投影系统PS的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制目标部分C在单个动态曝光中的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定目标部分C的高度(在扫描方向上)。

[0038] 图1的光刻设备LA是所谓的双台类型，其具有两个衬底台WTa和WTb以及其间可以交换衬底台WT的两个站(曝光站和测量站)。虽然在曝光站处曝光一个衬底台WT上的一个衬底W，但另一衬底W可以在测量站处位于另一衬底台WT上，使得可以执行各种准备步骤。准备步骤可以包括：使用水平传感器LS映射衬底W的表面，以及使用对准传感器AS测量衬底W上的衬底对准标记P1、P2的位置。这能够显著增加设备的吞吐量。如果位置传感器IF不能够在测量站和曝光站处测量衬底台WT的位置，则第二位置传感器可以被设置为能够在两个站处跟踪衬底台WT的位置。代替两个衬底台WTa和WTb，光刻设备可以包括一个衬底台WT和被配置为保持测量设备(诸如传感器以测量投影系统PS的特性)的测量台。

[0039] 光刻设备LA还包括光刻设备控制单元LACU，其控制各种所述致动器和传感器的所有移动和测量。光刻设备控制单元LACU还包括信号处理和数据处理能力，以实施与设备操作相关的期望的计算。实际上，光刻设备控制单元LACU将实施为许多子单元的系统，每一个都处理装置内的子系统或部件的实时数据获取、处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于第二定位器PW的伺服控制。独立单元可处理不同的致动器或不同的轴。另一子单元可专用于位置传感器IF的读出。光刻设备LA的总体控制可以通过中央处理单元来控制。中央处理单元可以与子单元、操作者以及光刻制造工艺中涉及的其他装置通信。

[0040] 支持结构MT和衬底台WTa/WTb是光刻设备内的对象的实例，它们需要相对于基准(例如，投影系统PS)精确地定位。可定位的对象的其他实例是投影系统PS中的光学元件或者定位器本身，例如第一定位器PM和/或第二定位器PW。

[0041] 为了相对于光刻设备LA内的基准定位对象，光刻设备LA包括根据本发明的至少一个对象定位系统，这将在下面进行更加详细的描述。

[0042] 参见图2，温度调节系统可通过在对象OB上或在对象OB中的导管系统CCS中提供流体CF来控制对象OB的温度。导管系统CCS在对象OB上或对象OB中的放置通常被选择以优化对象OB的温度控制。然而，不管由使用温度调节系统提供的优点，导管系统CCS内的流体CF中的扰动可能会影响对象OB。这些扰动会对定位对象OB的精度产生不利的影响。

[0043] 导管系统CCS可以经由软管连接至光刻设备的静止部分。软管可以通过布置在对象OB和静止部分之间的载体系统来承载。为了将导管系统CCS与由载体系统的移动引起的动态扰动隔离，导管系统CCS可以包括至少一个压力脉冲限制器PPL。例如，压力脉冲限制器PPL可以采用压力容器或膨胀容器的形式。压力脉冲限制器PPL可以位于载体系统或导管系统CCS上的任何点处。压力脉冲限制器PPL可以位于载体系统和导管系统CCS之间的连接处。压力脉冲限制器PPL可以尽可能接近对象OB放置。

[0044] 导管系统CCS内的流体CF可以被描述为动力系统。动力系统将对象OB中的流体CF表示为质量和弹簧的系统。例如，导管系统CCS中的流体CF可以在导管系统CCS的纵向上用作多质量弹簧阻尼系统，例如这是由于流体CF的弹性和/或导管系统CCS的弹性和/或可连接至导管系统CCS的软管的弹性。

[0045] 每个压力脉冲限制器PPL都可以通过动力系统中非常软的弹簧来表示，并且可以用作动力系统中的开放端。压力脉冲限制器PPL可以抵消从导管系统CCS的外部引入(例如，通过载体系统)的流体CF中的压力变化。因此，导管系统CCS中的流体CF可以建模为隔离系统。将压力脉冲限制器PPL定位为尽可能接近对象OB可以降低流体CF中的压力变化。

[0046] 即使当压力脉冲限制器PPL有效地隔离系统时，导管系统CCS中的流体CF也产生显著的扰动。已经发现，对象OB的加速度在加速度方向上引起导管系统CCS内的流体CF中的压力梯度。压力梯度可以激励导管系统CCS中的流体CF的共振模式，这会导致压力脉冲的发生。此外或可选地，导管系统CCS内的流体CF中的压力梯度可以通过连接至导管系统CCS的软管的加速而产生。软管可以是柔性的，并且可以在对象OB加速时变形，引起流体CF中的压力梯度。

[0047] 在加速期间，在导管系统CCS中生成压力变化，这可以通过以下简化的等式来管理：

[0048] 压力变化＝ρ·加速度·L

[0049] 其中，L是与压力脉冲限制器PPL的点(此处计算压力变化)的距离，以及ρ是流体CF的密度。压力的变化可以被称为准静态压力的变化。压力变化的幅度将在衬底台WT中是最大的，因为当压力脉冲限制器PPL位于特定位置(例如，如图2所示)时，压力脉冲限制器PPL处的压力变化原则上为0。图2中示出了现有技术的压力变化的模型和导管系统CCS的示例。将压力脉冲限制器PPL尽可能接近衬底台WT放置(优选在衬底台WT下方)降低了流体CF在衬底台WT中的压力变化。然而，由于压力脉冲限制器PPL和衬底台WT的对应尺寸，通常不可以将压力脉冲限制器PPL放置在衬底台WT下方，并且可能具有需要位于衬底台WT上或中的其他部件。

[0050] 作为实例，加速期间的压力变化会达到近似0.1-0.3bar。在一个实例中，对衬底台WT的机械灵敏度为7nm/bar。机械灵敏度可以具有任何合理值，例如在0.01-20nm/bar的范围内，或者在0.1-10nm/bar的范围内。机械灵敏度表示对象OB的变形与流体CF的压力之间的关系。机械灵敏度可能受对象刚度影响。可以选择用于对象OB的材料，或者可以按照改变和选择机械刚度的方式来制造对象OB。可以通过测试对象OB对不同压力变化的响应(例如，通过测量对象OB的变形)来确定机械灵敏度。在该实例中，压力跨衬底台WT线性增加。在该实例中，在衬底台WT的边缘处会存在近似0.7-2.1nm的衬底台WT的局部位移，因此存在由衬底台保持的衬底W的类似变形。因此，可以在衬底(例如，目标部分C)上的兴趣点会相对于测量点移动，并且不再会精确地知道兴趣点的相对位置。测量点是对象上布置位置测量系统以进行位置测量的位置。测量点可以是对象上的固定位置，或者可以是根据对象位置改变的位置。

[0051] 此外，如果对象OB的不同部分以不同方式变形，例如如果兴趣点由于一个方向上的变形而移动且测量点由于另一方向上的变形而移动，则兴趣点的已知位置相对于测量点的误差是组合误差，其甚至可以更大。

[0052] 衬底W的局部位移(由于衬底台WT的变形)可以称为径向位置误差。径向位置误差朝向衬底W的边缘趋于更大并且随着衬底尺寸的增加而增加。因此，尽管控制对象OB的温度可以降低重叠误差，但仍然会存在对象OB的一些变形。由温度调节系统提供的可能的降低由于温度调节系统本身引起的误差而受到限制。降低由温度调节系统所引发的误差可以降低总体误差，因此减少重叠。

[0053] 流过导管系统CCS的流体CF可以显示出与流动现象无关的纵向动力学。第一共振频率例如可以为大约50Hz。共振频率不远离台移动的频率，这表示由光刻设备LA图案化衬底W要求的移动还可能引发压力脉冲，这降低了被图案化的衬底W上的兴趣点的定位精度。流体CF的动力学通常被较差地阻尼。可以通过X和/或Y方向上的加速来激励对应于第一频率的模式。衬底台WT中的压力脉冲可能在共振频率处容易被激励，并且仍然可能在衬底W曝光期间存在。

[0054] 本发明的目的在于提供一种对象定位系统，其进一步改进使用温度调节系统的优势。本发明通过测量、确定或估计导管系统CCS内的流体CF的压力并且通过将对象OB的位置控制以这些测量为基础来进行。

[0055] 本发明的一个实施例的对象定位系统的实例在图3中示意性示出，并且包括对象OB(例如，图1所示的衬底台WT或支持结构MT)，其相对于基准RE(例如，投影系统PS)来定位。对象OB具有在对象OB上或在对象OB中的导管系统CCS，其与图3中的对象OB组合来表示。导管系统CCS设置有流体CF。位置测量系统PMS还被示出具有一个或多个传感器(例如，图1的位置传感器IF)，用于在相对于基准RE的一个或多个自由度(例如，平移方向X和/或Y和/或旋转方向Rz)上基于对象OB的位置提供输出OP。此外，还示出测量系统MS具有一个或多个传感器(例如，压力传感器)，用于基于导管系统CCS内的流体CF的压力提供作为测量信号SIG的输出。测量信号SIG被传输至用于产生信号Δ的预测器PD。基于来自测量系统MS的测量，信号Δ表示测量点和兴趣点之间的估计偏移。

[0056] 此外，示出了致动器系统ACS。致动器系统ACS可以具有用于定位对象OB的一个或多个致动器，优选通过向对象OB施加力F。此外还示出了控制系统CS，其被配置为驱动致动器系统ACS。控制系统CS可以被配置为基于位置测量系统PMS的输出OP、信号Δ和表示对象OB的期望位置的设置点SP来控制致动器系统ACS以定位对象OB。

[0057] 在图3中，致动器系统ACS被示为在对象OB和基准RE之间施加力F。基准RE被位置测量系统PMS用于确定对象OB相对于基准RE的位置。然而，不是必须将力F施加于基准RE。为了最小化由施加力所产生的扰动，可以提供单独的力框架(未示出)。单独的力框架可以与基准RE解耦，使得力F可以被施加给对象OB而不扰动基准RE。

[0058] 控制系统CS使用致动器控制系统ACS在至少一个方向上控制对象OB的位置。例如，至少一个方向可以是任何平移方向X和/或Y和/或旋转方向Rz。至少一个方向可以对应于对象OB的临界操作期间的主移动方向。例如，临界操作可以包括在扫描或步进或测量等期间移动对象OB。

[0059] 在图3中，位置测量系统PMS被示为测量对象OB相对于基准RE的位置。位置测量系统PMS在对象OB上的测量点处测量对象OB的位置。尽管该图可以建议执行直接测量，但还可以使位置测量系统PMS被配置为测量对象OB相对于另一结构的位置。可以通过位置测量系统PMS测量的自由度的实例可以是X方向、垂直于X方向的Y方向以及绕着垂直于X和Y方向的轴的旋转方向Rz(通常称为Z方向)。位置测量系统PMS可以包括任何类型的位置传感器，例如干涉测量设备、编码器网格板、加速计和电容传感器等。

[0060] 在图3中，测量系统MS被示为测量对象OB或导管系统CCS的特性。测量系统MS包括传感器SE(图3中未示出)以提供测量信号SIG。测量系统MS可以是压力测量系统。测量信号SIG表示导管系统CCS中的至少一个点处的流体CF的压力。测量系统MS可以包括传感器SE以直接测量流体CF的压力，例如压力传感器。用于直接测量压力的传感器SE测量流体CF的压力。用于间接测量压力的传感器SE测量流体CF和/或导管系统CCS的另一特性。间接测量可用于确定压力。

[0061] 可以使用各种类型的压力传感器。在一个实施例中，使用高频压力传感器。在这种情况下，高频压力传感器是足够快进行测量以精确地测量对象OB的高速移动和/或流体CF中的压力脉冲的传感器。在一些情况下，可以使用压电压力传感器。备选地，可以使用光纤布拉格光栅。

[0062] 来自测量系统MS的输出是发送给预测器PD的测量信号SIG。预测器PD转换测量信号SIG以基于测量压力表示测量位置处特定方向上的对象OB的估计偏移。由于压力，估计偏移是兴趣点相对于测量点的估计的空间变化。在图3中，表示估计偏移的信号被表示为Δ。通过预测器PD将Δ提供给控制系统CS。可以使用系统的动力学模型通过预测器PD确定估计偏移。备选地，预测器可以使用一些种类的校准工艺来确定估计偏移和测量压力之间的关系。

[0063] 图2、图3和图4所示X方向和Y方向上的兴趣点的位置可以影响估计偏移。如前所述，误差趋于在衬底W的边缘处较大。相反，误差可以在特定点(例如，在衬底W的中心)处较小，或者甚至可以忽略。因此，基于不同位置处引发的变形的变化，可以基于兴趣点的X方向和Y方向上的位置来计算估计偏移。

[0064] 基于表示由测量系统MS测量的压力的输出(即，测量信号SIG)，由预测器PD来计算估计偏移。在该实施例中，预测器PD使用测量压力与由压力变化引起的估计偏移之间的预定关系来估计偏移。例如，如上所述，当机械灵敏度被假设恒定时，对象OB内的变形(即，估计偏移)可以与压力成正比。因此，估计偏移和压力可以与预定常数具有线性关系。压力和估计偏移之间的关系可以更加复杂。结构模型可用于估计偏移。压力和估计偏移之间的关系例如可以通过使用一些种类的校准工艺以经验导出，以确定估计偏移与测量压力之间的关系。在控制系统CS中使用估计偏移表示对象OB可以被控制以抵消扰动力的影响。因此，可以减小由温度调节系统引发的误差。以这种方式，与控制系统CS在控制对象OB的位置时不使用估计偏移的情况相比，可以更加精确地定位对象OB。

[0065] 设置点SP可以通过设置点发生器SPG提供给控制系统CS。设置点发生器SPG、预测器PD和/或控制系统CS可以是图1所示的光刻设备控制单元LACU的一部分。

[0066] 如图3所示，控制系统CS具有三个输入：来自预测器PD的Δ(如上所述，是表示基于导管系统CCS内的流体的压力测量对由温度调节系统引发的偏移的估计的信号)、来自位置测量系统PMS的输出OP(其表示对象OB的实际位置)和设置点SP(表示对象OB的期望位置)。根据三个输入，控制系统CS确定将对象OB定位在期望位置中所需的力。如此，控制系统CS可以基于表示流体压力的输出、位置测量和表示对象OB的期望位置的设置点在至少一个方向上控制对象OB的移动。

[0067] 如上所述，来自位置测量系统PMS的输出OP表示对象OB上的测量点。使用兴趣点和测量点之间的已知关系，控制系统CS可以使用测量点的位置来确定兴趣点的实际位置。尽管这些点之间的关系已知(或者至少被假设)，但对象OB中的任何变形将引发兴趣点相对于测量点的位置误差。估计偏移可用于减小或去除测量点和兴趣点之间的已知关系的误差。控制系统CS使用这些输入将兴趣点定位在期望位置处。

[0068] 在图3中，虚线用于表示，来自预测器PD的信号FΔ可以被直接发送给致动器系统ACS。在该实施例中，预测器PD可以不将信号Δ发送给控制系统CS。在该实施例中，控制系统CS可以基于来自位置测量系统PMS的输出OP和设置点SP来确定施加给对象OB的力F。此外，预测器可以基于测量信号SIG来确定估计偏移力。在该实施例中，控制系统CS尽可能精确地控制致动器系统ACS以定位对象OB，并且预测器PD可以表明针对测量点与兴趣点之间的误差而施加的力F的偏移。

[0069] 在上述实施例中，流体CF中的惯性力影响对象的定位。然而，使用测量压力允许光刻设备LA适配施加给对象OB的力F以更好地定位对象OB。

[0070] 在上述实施例中，可以测量温度调节系统对对象的不利影响，并且在以一些方式控制对象的位置时使用。因此，对象OB的位置可以被改变以减小，甚至去除使用温度调节系统的不利影响。

[0071] 图4示出了对象OB的示意性顶视图，对象OB包括用于接收流体CF的导管系统CCS以控制对象OB的温度。通过铣削并随后用顶部(未示出)覆盖铣削后的导管系统CCS，导管系统CCS的一部分例如可以形成在对象OB中。对象OB可以形成为具有或不具有形成在对象OB中的导管系统CCS，例如通过电火花加工、化学蚀刻、铣削、化学气相渗透(例如，使用SiC)或者任何这些工艺的组合。

[0072] 导管系统CCS优选为包括热交换器和泵的温度调节系统(未示出)的一部分。热交换器被配置为在流体CF被施加给对象OB之前热调节流体CF。泵被配置为将流体CF传送至对象OB和传送来自对象OB的流体。流体CF被设置为遍及导管系统CCS。图4中的对象OB可在至少两个方向(对应于X方向和Y方向)上移动。

[0073] 在图4中，导管系统CCS由导管部分CC和导管连接部分CCP组成。可以看出，导管系统CCS的导管部分CC可以配置在对象OB的圆周周围。导管部分CC可以表示位于对象OB上或中的导管系统CCS的一部分。例如，导管系统CCS的部分壁与对象OB接触。在这种情况下，导管连接部分CCP是导管系统CCS的一部分或多个部分，这一部分或多个部分不具有导管系统CCS与对象OB接触的壁的一部分。在图4中，导管系统CCS的壁不再直接与对象OB直接接触的点(即对象OB的边缘处)是导管部分CC和导管连接部分CCP连接的地方。

[0074] 在一个实施例中，导管部分CC和导管连接部分CCP可以是一个管，即完整管。在一个实施例中，导管部分CC可以是具有对象OB的通道，并且每个导管连接部分CCP均可以是连接至导管部分CC的单独的管。

[0075] 在一个备选实施例中，导管连接部分CCP和导管部分CC均可以通过使用连接到一起的单独的管来形成。导管连接部分CCP可以包括两个管，每一个都在对象OB的边缘处连接至导管部分CC。此外，导管部分CC和导管连接部分CCP可以不同。例如，不同的材料可用于不同的部分和/或不同的截面形状。

[0076] 在上述实施例中，对导管部分CC和导管连接部分CCP的参考限定导管系统CCS的部分之间的差异，其中导管的壁在该点处与对象OB直接接触。然而，管可用于延伸到至少一个导管连接部分CCP的一部分中的导管部分CC。备选地或另外地，用于导管连接部分CCP的管可延伸到导管部分CC中。以这种方式，可以使用多个管，它们在导管系统CCS中的一些点处相互连接。

[0077] 在导管部分CC和每个导管连接部分CCP之间或者在用于上述部分的管之间可能具有连接器(未示出)。每个连接器都可以包括笔直的分段和/或可具有设置的半径或弯曲以在特定方向上重定向导管系统CCS。

[0078] 在图4中示出了压力脉冲限制器PPL，其位于两个导管连接部分CCP的端部处。如图4所示，测量系统MS可以设置在一个导管连接部分CCP上。如先前参照图3所述，测量系统MS检测导管系统CCS内的流体CF的压力。

[0079] 测量系统MS可以包括压力传感器SE以测量导管系统CCS中的流体CF的压力，并且可以将对应于测量压力的测量信号SIG发送给预测器PD(图4中未示出)。通过控制系统CS(或上述预测器)来使用这种测量，以使由于温度调节系统的存在而施加于对象OB的扰动的影响最小化。

[0080] 在一个实施例中，测量系统MS设置在尽可能接近对象OB的位置处。与远离对象的情况相比，接近对象OB进行的测量更精确地表示对象OB中的流体CF的压力。

[0081] 如上所述，该系统可以建模为动力系统，其中控制系统CS使用这种模型的输出(即，估计偏移)来控制对象OB的移动。如前所述，由于压力脉冲限制器PPL，图4所示的导管系统CCS可以建模为隔离系统，即在导管系统CCS中不存在从连接器外部到压力脉冲限制器PPL的压力变化。测量系统MS允许导管系统CCS内的压力变化的测量，使得这可以包括在控制系统CS计算中，从而确定对象OB的位置。如上所述，预测器PD可以确定由于温度调节系统所引起的估计偏移，其对应于测量系统MS所检测的压力中的变化。在一个备选实施例中，预测器PD可以将测量信号SIG直接转换为力(其具有也由图3中的Δ表示的信号)，这也在控制系统CS中考虑。备选地，预测器PD可以将代表力的信号FΔ直接发送给致动器系统ACS，以适配对象OB的控制。

[0082] 在上述实施例中，对象OB被描述为一个导管系统CCS。然而，可以具有多个导管系统CCS，它们中的所有都部分地位于同一对象OB中或上。此外，导管系统CCS被示出为对象OB的圆周周围具有简单的圆形。然而，导管系统CCS(或每个导管系统CCS)的形状可以是不同形状。导管系统CCS的形状可影响对象OB内的压力分布。

[0083] 在本发明的图4中，测量系统MS被示为在导管连接部分CCP上。测量系统MS被示为位于对象OB和压力脉冲限制器PPL之间。测量系统MS被定位为使得可以在对象OB中精确地测量压力。该位置可以尽可能接近对象OB。测量系统MS的位置可以根据被测量的特性和/或对象的移动来优化。测量系统MS可以放置在导管系统MS上的任何点处。测量系统MS可以位于导管部分CC上。测量系统MS可以位于对象OB上或对象OB中。传感器SE可以直接连接至测量系统MS。备选地，传感器SE可以不直接连接至测量系统MS，并且例如可以向测量系统MS无线地传输测量结果。上述测量系统MS的位置可以是传感器SE本身的位置和/或测量系统MS的位置。

[0084] 从图4所示的导管系统CCS外的源(未示出)提供导管系统CCS中设置的流体CF。经由管和/或软管从压力脉冲限制器PPL外的源提供流体CF。流体CF是液体和/或气体。例如，流体CF可以是调节水(conditioned water)、CO2流体、气体和液体CO2的混合物、氦流体、二醇或者制冷剂(例如，氟利昂)等。

[0085] 在图4中，两个压力脉冲限制器PPL位于与对象OB相距相同距离的类似位置处。然而，压力脉冲限制器PPL可以位于不同位置和/或与对象OB具有不同距离。一个压力脉冲限制器PPL可以位于载体系统或导管系统CCS上的任何位置。备选地，可以提供多个压力脉冲限制器PPL。

[0086] 在图4中，本实施例被示为在测量系统MS中具有一个传感器SE。然而，可以使用多个传感器。

[0087] 在上述实施例中，测量系统MS包括传感器SE以直接测量流体CF的流体压力。在一个实施例中，测量系统MS包括传感器SE以间接地测量流体CF的流体压力。间接测量压力的传感器SE例如可以测量导管系统CCS的不同于压力的特性。例如，诸如应变计压力传感器的应变传感器可用于测量导管系统CCS的壁中的应变。应变测量可用于估计压力，并且这可用于确定用于如上所述控制对象OB的估计偏移或估计偏移力。任何类型的应变传感器可用于测量应变，例如压电应变传感器。优选地，所使用的应变传感器被配置为测量nε量级(甚至可以为pε)的应变。应变传感器可以位于导管系统CCS的壁的外侧、内侧或在其中。备选地，可测量的导管系统CCS的不同特性可以是流体CF的密度、流体CF的光学特性(例如，使用双折射传感器或干涉仪)等。

[0088] 在一个实施例中，导管系统CCS可以完全包含在对象OB内。在该实施例中，导管系统CCS仅可以包括导管部分CC。在该实施例中，测量系统MS可以测量对象OB内的导管系统CCS的压力。例如，导管系统CCS可以填充有调节水，并且可以在加速对象OB之前密封端口。在该实施例中，导管系统CCS可以不包括压力脉冲限制器PPL。在密封系统中，当对象OB加速时，压力将在一些区域中增加而在其他区域中降低。由于压力变化，对象OB的变形仍然会发生，但是压力和估计偏移之间的关系将不同，并且必须被不同地建模。除这些差异之外，上述实施例可用于检测压力并控制对象OB的移动。

[0089] 在该实施例中，测量系统MS还可以位于对象OB内，并且可以将测量信号SIG无线地传输至控制系统CS。导管系统CCS还可以仅包括导管部分CC，即，完全位于对象OB内的一个部分。尽管如上所述，导管部分CC可以包括多个管，其中这些管没有延伸到对象外或远离对象。管可以是不同的，在于它们具有不同的直径、截面和/或是不同类型的管。

[0090] 预测器PD可以是或者可以不是光刻设备控制单元LACU的一部分，即，预测器PD可以是单独的控制单元。如图3所示，预测器PD可以与LACU内的控制系统CS分离。备选地，预测器PD可以是控制系统CS的一部分，使得控制系统接收来自测量系统MS的测量信号SIG并直接使用该信号。

[0091] 根据上述实施例，对象OB可以是衬底台WT、支持结构WT、光学元件、投影系统PS、第一定位器PM、第二定位器PW或在适用的情况下需要在光刻设备中定位的任何其他对象OB。

[0092] X方向上的定位精度可以不像Y方向上要求那么高，或者所需的定位精度仅可适用于对象OB仅在Y方向上加速，使得X方向上的行为不太相关。因此，即使仅在一个方向上，基于测量系统MS的输出Δ来控制对象OB也可以是有用的。上述实施例使用X、Y和Rz方向作为可移动或定位对象OB的方向的实例。然而，可以在包括X、Y和/或Z方向的任何轴向上以及相对于这些方向的旋转方向上，或者沿着基于可相对于图中所示X-Y轴旋转或平移的任何其他轴的方向来移动或定位对象OB。

[0093] 根据上述实施例，兴趣点可以变化。例如，如果对象OB是支持衬底W的衬底台WT，则衬底可以移动以暴露衬底W的不同目标部分C。在这种情况下，衬底W上的兴趣点将发生变化。在针对特定的兴趣点确定估计偏移之后，可以使用用于其他兴趣点的估计偏移。例如，可以假设估计偏移的幅度在给定半径处恒定(即使估计偏移的方向发生变化)。因此，来自一个兴趣点的估计偏移可用于其他兴趣点，例如同一半径处的其他点。

[0094] 在根据任何上述实施例的一个实施例中，可以不提供压力脉冲限制器PPL。在该实施例中，由于缺乏压力脉冲限制器PPL，所以由对象移动所引起的压力变化可以较大，但是控制系统可用于移动对象OB以抵消上述压力变化的影响。

[0095] 在一个实施例中，压力脉冲限制器PPL可以是有效的。在这种情况下，有效表示压力脉冲限制器PPL可被控制以影响导管系统CCS内的流体CF的压力。这可以基于来自测量系统MS的输出SIG。

[0096] 在上述实施例中，在控制系统中使用估计偏移来控制对象OB的移动，而使用测量信号SIG来负责流体中的压力变化的影响。然而，估计偏移可以不以这种方式被控制系统使用。作为备选，估计偏移可施加作为由位置传感器测量的位置上的测量系统校正。如此，已被适配用于负责压力变化的测量可被控制系统直接用于与兴趣点的期望位置的比较。以这种方式，控制系统基于关于设置点SP的输入和来自位置测量系统PMS的输出OP来控制对象OB的位置，这将是更加精确的，因为测量点和兴趣点之间的距离变化已经被包括在内。

[0097] 除引发的压力脉冲之外，由于导管系统CCS内的流体CF的路径中的不规则行为而存在流体CF中的力扰动。这些力不规则行为可以表示为流体CF中的流动噪声。流动噪声可以根据噪声相对于流体CF的压力扰动的位置来激励流体CF的某些共振模式。每个模式都可以以不同的方式或不同的程度来影响对象OB。流动噪声可以在除加速方向之外的方向上生成扰动力，即，可以在对象上引发力。测量系统PRS可用于测量扰动力，并且可以生成表示扰动力的测量信号SIG。测量信号SIG可被预测器PD(或控制系统CS)使用来确定流动噪声的影响并且负责在对象OB的移动的控制中的流动噪声。

[0098] 上述实施例可用于降低由于流体CF中的流动噪声而引起的扰动力的影响。这可以代替上述减小压力脉冲的影响或者除减小压力脉冲的影响之外完成。为了减小流动噪声的影响，可以使用不同的传感器。至少一个传感器可用于测量导管系统CCS的特性，其被配置为足够快地进行测量以精确地测量流动噪声的效应。还可以在任何上述实施例中通过控制系统CS定位对象OB中考虑流动噪声的影响。

[0099] 在任何上述实施例中，由于对象OB的加速和流动噪声所引起的压力梯度可能影响施加于对象OB的扰动力，这在定位对象OB中引起误差。定位对象OB的误差可以导致兴趣点中的直接偏移。可以如上述实施例确定偏移，并且如此，可以控制对象OB以减小任何扰动力的影响。这可以使用任何上述实施例来进行，例如通过确定位置偏移，例如使用一点处流体CF的压力的测量或预测，或者通过直接向致动器发送表示力偏移的信号。

[0100] 在本发明的一个实施例中，导管系统CCS设置有流体CF，其中至少一部分导管系统CCS被布置在对象上或对象中。在该实施例中，其他特征可以与任何上述实施例相同，除了没有设置提供表示导管系统内的流体的压力的测量信号SIG的测量系统RPS。在本实施例中，可以使用模型，例如如关于质量和弹簧系统所描述的，从而预测流体CF的压力变化。压力预测系统可用于生成表示预测压力的信号。压力预测系统可以是或者可以不是光刻设备控制单元LACU的一部分。预测压力可在上述实施例中用于控制系统CS，以控制对象OB的移动。以这种方式使用模型允许减小上述实施例中描述的温度调节系统的不利影响。

[0101] 虽然上面描述了本发明的具体实施例，但应该理解，可以除上述之外的方式来实践本发明。例如，本发明的控制系统可以采用计算机程序的形式，其包含描述以上所公开的方法的机器可读指令的一个或多个序列，或者存储有这种计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。

[0102] 尽管在本文中具体参考了在IC的制造中对光刻设备的使用，但应该理解，本文所述的光刻设备可具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本文所指的衬底W可以在曝光之前或之后例如在轨道(通常向衬底W施加抗蚀剂层并显影曝光的抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检查工具中被处理。在适用的情况下，本公开可应用于这些和其他衬底处理工具。此外，衬底W可以被处理不止一次，例如以创建多层IC，使得本文使用的术语W还可以表示已经包含多个处理层的衬底W。

[0103] 尽管上面在光学光刻的条件下使用本发明的实施例进行了具体描述，但应该理解，可以在其他应用中使用本发明(例如压印或电子束光刻)，并且在上下文允许的情况下不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的形貌限定衬底W上创建的图案。图案形成装置MA的形貌可以压到供应于衬底W的抗蚀剂层中，通过施加电磁辐射、热量、压力或它们的组合来固化抗蚀剂。将图案形成装置MA从抗蚀剂移动开，在固化抗蚀剂之后在其中留下图案。

[0104] 上面的描述用于说明而非限制。因此，本领域技术人员应该明白，在不脱离以下阐述的权利要求的范围的情况下，可以对本发明进行修改。