專利名稱：獲得改進前饋數(shù)據(jù)的方法、平版印刷設(shè)備和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于獲得通過設(shè)定點分布輪廓移動一個部件的系統(tǒng)的改進的前饋數(shù)據(jù)的方法，用于實現(xiàn)所述方法的平版印刷設(shè)備，以及利用平版印刷設(shè)備和改進的前饋數(shù)據(jù)的器件制造方法。
背景技術(shù)：
平版印刷設(shè)備是將期望的圖形施加到襯底上(通常施加到襯底的目標(biāo)部分上)的機器。例如可以使用平版印刷設(shè)備制造集成電路(IC)。在這種情況下，可以使用圖形制造裝置(還稱之為掩模或分劃板)產(chǎn)生要在集成電路單層上形成的電路圖形?？蓪⑦@種電路圖形轉(zhuǎn)印到襯底(如，硅晶片)的目標(biāo)部分(例如包括一個或幾個模片(die)的一部分)上。電路圖形的轉(zhuǎn)印通常要經(jīng)過向設(shè)置在襯底上的一層輻射敏感材料(抗蝕劑)的成像過程。在一般情況下，單個襯底包含要連續(xù)制圖的相鄰目標(biāo)部分的一個網(wǎng)格。已知的平版印刷設(shè)備包括所謂的步進器和所謂的掃描器；在步進器中，通過向目標(biāo)部分一次曝光整個圖形來照射每個目標(biāo)部分；在掃描器中，通過在一指定方向(“掃描方向”)經(jīng)過輻射束掃描圖形，同時在平行于或反向平行于這個方向同步地掃描所述襯底，照射每個目標(biāo)部分。還可能通過向襯底印刷所述圖形從圖形制造裝置向襯底轉(zhuǎn)印所述圖形。
平版印刷設(shè)備性能的一個重要的方面是準(zhǔn)確度，即，在照射期間要移動的部件能夠移動的準(zhǔn)確度，所述要移動的部件例如有包含需要照射的圖形的分劃板臺(圖形制造裝置臺)和包含要照射的襯底的襯底臺。在前饋控制下，部件的移動是利用標(biāo)準(zhǔn)的基于PID(比例-積分-微分)的控制系統(tǒng)進行控制的。然而，為了獲得納米大小的位置準(zhǔn)確度，建立時間為毫秒或毫秒以下的數(shù)量級，期望使用前饋控制。
除了通用的基于加速度、沖擊、甚至于突變的前饋控制設(shè)計(即，基于加速度和位置相對于時間的高階導(dǎo)數(shù)的設(shè)計)外，已經(jīng)提出建議應(yīng)用迭代學(xué)習(xí)控制來獲得短的建立時間。這種方法的優(yōu)點是，只需要有限的系統(tǒng)知識就可以實現(xiàn)高精度的前饋控制。所述方法基于對前饋信號或“力”的迭代學(xué)習(xí)，所述前饋信號或“力”在部件通過設(shè)定點分布輪廓的在一系列嘗試“運行”上使被測誤差信號(定義為從設(shè)定點分布輪廓移動的部件狀態(tài)的測量偏差，設(shè)定點分布輪廓確定狀態(tài)的預(yù)期時間演變)變?yōu)樽钚?。?dāng)將學(xué)習(xí)信號施加到系統(tǒng)或過程上時，學(xué)習(xí)信號對于在不同的嘗試過程中重復(fù)發(fā)生的誤差信號產(chǎn)生有效的抵銷影響(“重復(fù)性的影響”)。
在前饋信號的學(xué)習(xí)期間，在一個特定的嘗試期間的被測誤差信號可能包含非重復(fù)性的影響，如隨機噪聲，非重復(fù)性的影響在不同的嘗試中是不同的。這樣的影響可使學(xué)習(xí)的前饋信號向系統(tǒng)內(nèi)注入噪聲。這可能導(dǎo)致性能下降和/或限制使用基于迭代學(xué)習(xí)的控制獲得的改進。學(xué)習(xí)過程本身的效率取決于學(xué)習(xí)算法的增益，所述增益可能受到所述過程的穩(wěn)定性的限制。

發(fā)明內(nèi)容
期望提供一種系統(tǒng)，用于改進獲得迭代學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的方式。
按照本發(fā)明的一個實施例，提供一種方法，用于獲得用于前饋控制系統(tǒng)的改進的前饋數(shù)據(jù)，從而通過設(shè)定點分布輪廓移動一個部件，所述設(shè)定點分布輪廓包括部件的多個目標(biāo)狀態(tài)，每個目標(biāo)狀態(tài)基本上是在對應(yīng)序列的目標(biāo)時間之一獲得的，所述的方法包括a)按照設(shè)定點分布輪廓使用第一組前饋數(shù)據(jù)并且使用前饋控制系統(tǒng)來移動所述部件；b)在移動期間在多個時間測量部件的狀態(tài)；c)比較測量的狀態(tài)與通過設(shè)定點分布輪廓確定的對應(yīng)目標(biāo)狀態(tài)，以獲得一組誤差；d)對這組誤差應(yīng)用非線性濾波器；e)根據(jù)經(jīng)過濾波的誤差產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)，所述改進的前饋數(shù)據(jù)可以由前饋控制系統(tǒng)使用來更加準(zhǔn)確通過設(shè)定點分布輪廓移動部件。
按照本發(fā)明的另一個實施例，提供一種平版印刷投影設(shè)備，對所述設(shè)備進行安排，使其可以將圖形從一個圖形制造裝置投影到一個襯底上，所述設(shè)備包括用于一個部件的一個活動支撐；和通過設(shè)定點分布輪廓移動活動支撐的一個系統(tǒng)，所述設(shè)定點分布輪廓包括活動支撐的多個目標(biāo)狀態(tài)，每個目標(biāo)狀態(tài)基本上是在對應(yīng)序列的目標(biāo)時間之一獲得的，所述的系統(tǒng)包括按照設(shè)定點分布輪廓移動活動支撐的移動裝置；使用第一組前饋數(shù)據(jù)控制移動裝置的前饋控制系統(tǒng)；在移動期間在多個時間測量部件的狀態(tài)的測量系統(tǒng)；比較裝置，比較測量的狀態(tài)與對應(yīng)的目標(biāo)狀態(tài)以獲得一組誤差；濾波器，配置成濾波這組誤差；和前饋數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，設(shè)置成根據(jù)濾波的這組誤差產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)，所述改進的前饋數(shù)據(jù)可由前饋控制系統(tǒng)使用，以控制所述移動裝置，從而可以通過設(shè)定點分布輪廓更加準(zhǔn)確地移動活動支撐。
按照本發(fā)明的又一個實施例，提供一種器件制造方法，所述的方法包括如下步驟使用平版印刷投影設(shè)備將圖形從圖形制造裝置投影到襯底上；為平版印刷設(shè)備的一個部件提供活動支撐，利用前饋控制系統(tǒng)并使用第一組前饋數(shù)據(jù)通過設(shè)定點分布輪廓移動活動支撐，所述設(shè)定點分布輪廓包括活動支撐的多個目標(biāo)狀態(tài)，每個目標(biāo)狀態(tài)基本上是在對應(yīng)序列的目標(biāo)時間之一獲得的；在移動期間在多個時間測量部件的狀態(tài)；比較測量的狀態(tài)與對應(yīng)的目標(biāo)狀態(tài)，從而獲得一組誤差；對這組誤差應(yīng)用濾波器；根據(jù)經(jīng)過濾波的這組誤差產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)；以及使用改進的前饋數(shù)據(jù)通過設(shè)定點分布輪廓移動活動支撐。


現(xiàn)在參照示意性的附圖僅僅借助于實例描述本發(fā)明的實施例，附圖中對應(yīng)的參考符號表示對應(yīng)的部件，其中圖1描述按照本發(fā)明的一個實施例的平版印刷設(shè)備；圖2a-c表示設(shè)定點分布輪廓，它們是分別按照加速度分布輪廓、速度分布輪廓、和位置分布輪廓確定的；圖3公開了一種平版印刷設(shè)備，其具有前饋控制系統(tǒng)用于實現(xiàn)按照本發(fā)明的實施例的方法；圖4以方框圖的形式描述按照本發(fā)明的一個實施例的方法；圖5更加詳細(xì)地描述圖3的前饋控制系統(tǒng)；圖6描述迭代學(xué)習(xí)控制方案；圖7描述表示對于不同強度的濾波器獲得的學(xué)習(xí)前饋信號的曲線；圖8描述的曲線與圖7的曲線對應(yīng)，表示用于不同強度的濾波器的測量誤差；以及圖9表示帶有非線性濾波器的前饋控制系統(tǒng)的高學(xué)習(xí)增益高穩(wěn)定性的性質(zhì)。
具體實施例方式
圖1示意地表示按照本發(fā)明的一個實施例的平版印刷設(shè)備。這個設(shè)備包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，配置成調(diào)節(jié)輻射束B(如紫外輻射或極紫外輻射)；支撐結(jié)構(gòu)(如掩模片)MT，構(gòu)造成支撐圖形制造裝置(如掩模)MA并且連接到配置成按照某些參數(shù)精確定位圖形制造裝置的第一定位器PM；襯底臺(如晶片臺)WT，構(gòu)造成支撐襯底(如涂敷抗蝕劑的晶片)W并且連接到配置成按照某些參數(shù)精確定位襯底的第二定位器PW；和投影系統(tǒng)(如折射投影透鏡系統(tǒng))PS，配置成通過圖形制造裝置MA向襯底W的目標(biāo)部分C(如包括一個或多個模片)投影給予輻射束B的圖形。
照射系統(tǒng)可以包括各種不同類型的光學(xué)部件，例如折射性的、反射性的、磁的、電磁的、靜電的或其它類型的光學(xué)部件、或它們的任意組合，用于引導(dǎo)、成形、或控制所述輻射。
支撐結(jié)構(gòu)支撐圖形制造裝置，即承受圖形制造裝置的重量。支撐結(jié)構(gòu)支撐圖形制造裝置的方式取決于圖形制造裝置的取向、平版印刷設(shè)備的設(shè)計、和其它的條件，例如是否將圖形制造裝置保持在真空環(huán)境。支撐結(jié)構(gòu)可以使用機械的、真空的、靜電的、或其它的夾緊技術(shù)來支撐圖形制造裝置。支撐結(jié)構(gòu)例如可以是框架或臺，它們可以根據(jù)需要進行固定或移動。支撐結(jié)構(gòu)可以保證圖形制造裝置處在例如相對于投影系統(tǒng)的期望位置。在這里任何地方使用的術(shù)語“分劃板”或“掩模”都可以被認(rèn)為是更加一般術(shù)語“圖形制造裝置”的同義詞。
應(yīng)該廣義地解釋在這里使用的術(shù)語“圖形制造裝置”，它指的是能夠給予輻射束在其橫向截面提供圖形例如在襯底的目標(biāo)部分產(chǎn)生圖形的任何裝置。應(yīng)當(dāng)說明的是，提供給輻射束的圖形可能不嚴(yán)格地對應(yīng)于在襯底的目標(biāo)部分上的期望圖形，例如，如果圖形包括移相特征或者所謂的幫助特征，就是這種情況。在一般情況下，為輻射束提供的圖形對應(yīng)于在目標(biāo)部分(如集成電路)中產(chǎn)生的裝置中的特定功能層。
圖形制造裝置可以是透射性的或者是反射性的。圖形制造裝置的例子包括掩模、可編程反光鏡陣列、和可編程LCD板。在平版印刷中掩模是眾所周知的，并且包括如二進制的、交替相移的、和衰減相移的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反光鏡陣列的一個例子利用小型反光鏡的矩陣安排，每個小型反光鏡都可單獨傾斜，因此能在不同方向反射入射的輻射束。傾斜的反光鏡在由反光鏡矩陣反射的輻射束中提供圖形。
在這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地理解為包含任何類型的投影系統(tǒng)，其中包括折射的、反射的、反折射的、磁的、電磁的、和靜電光學(xué)的系統(tǒng)，或者它們的任何組合，只要適宜于所用的照射輻射、或者適宜于諸如使用浸沒液體或者使用真空之類的其他因素。在這里使用的術(shù)語“投影透鏡”可以被認(rèn)為是更加一般術(shù)語“投影系統(tǒng)”的同義詞。
如這里所述的，所述設(shè)備是透射性的類型(如使用透射性的掩模)。按照另一種方式，所述設(shè)備可以是反射性類型(如使用上述的可編程反光鏡陣列的類型，或者使用反射性的掩模)。
平版印刷設(shè)備可以是具有兩個(雙級)或多個襯底臺(和/或兩個或多個掩模臺)的類型。在這種“多級”機器中，平行地使用附加臺，或者可在一個或多個臺上進行預(yù)備步驟，同時使用一個或多個另外的臺進行照射。
平版印刷設(shè)備還可以是下面的類型其中襯底的至少一部分可以由相對高折射率的液體如水來覆蓋，以便充滿投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。還可以將浸沒液體加到平版印刷設(shè)備中的另外空間，如在掩模和投影系統(tǒng)之間。浸沒技術(shù)用來增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑在本領(lǐng)域中是眾所周知的。在這里使用的術(shù)語“浸沒”并不意味著必須把襯底浸入液體里，而是指在照射期間液體定位在投影系統(tǒng)和襯底之間。
參照附圖1，照射器IL從輻射源SO接收輻射束。輻射源和平版印刷設(shè)備可以是分開的實體，例如，當(dāng)輻射源是一個準(zhǔn)分子激光器時。在這樣一些情況下，并不認(rèn)為輻射源形成平版印刷設(shè)備的一部分，借助于束傳遞系統(tǒng)BD，例如其中包括合適的導(dǎo)向反光鏡和/或束擴展器，將輻射束從輻射源SO傳遞到照射器IL。在另外一些情況下，輻射源可以是平版印刷設(shè)備的一個組成部分，例如，當(dāng)輻射源是水銀燈時。輻射源SO和照射器IL，如果需要，與束傳遞系統(tǒng)BD一起，可以稱之為輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括調(diào)節(jié)器AD，用于調(diào)節(jié)輻射束的角度強度分布。在一般情況下，至少可以調(diào)節(jié)強度分布在照射器的光瞳平面內(nèi)的外部和/或內(nèi)部的徑向范圍(通常分別稱之為σ外和σ內(nèi))。此外，照射器IL可以包括各種其它的部件，例如積分器IN、聚光器CO?？梢允褂谜丈淦髡{(diào)節(jié)輻射束，使其橫向截面具有期望的一致性和強度分布。
輻射束B入射到圖形制造裝置(如掩模MA)上，圖形制造裝置固定在支撐結(jié)構(gòu)(如掩模臺MT)上，輻射束B通過圖形制造裝置進行制圖。在輻射束B穿過掩模MA之后，輻射束B穿過投影系統(tǒng)PS，投影系統(tǒng)PS將所述輻射束聚焦到襯底W的目標(biāo)部分C上。借助于第二定位器PW和位置傳感器IF(如干涉測量裝置、線性編碼器、或電容性傳感器)，可以精確地移動襯底臺WT，從而例如可以在輻射束B的路徑上定位不同的目標(biāo)部分C。類似地，可以使用第一定位器PM和另外的位置傳感器(在圖1中沒有明顯地表示出來)精確地相對于輻射束B的路徑定位掩模MA，例如從掩模庫中用機械方式進行檢索之后或者在掃描期間。在一般情況下，借助于形成第一定位器PM的一部分的長程模塊(粗定位)和短程模塊(精細(xì)定位)可以實現(xiàn)掩模臺MT的移動。類似地，借助于形成第二定位器PW的一部分的長程模塊和短程模塊可以實現(xiàn)襯底臺WT的移動。在步進器的情況下(與掃描器的情況相反)，可將掩模臺MT只連接到短程執(zhí)行機構(gòu)上，或者可以是固定的。使用掩模對準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2可以對準(zhǔn)掩模MA和襯底W。雖然如圖所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占用了專用的目標(biāo)部分，但是它們可以定位在目標(biāo)部分(這些目標(biāo)部分稱為劃線對準(zhǔn)標(biāo)記)之間的空間內(nèi)。類似地，在掩模MA上提供的模片不止一個的情況下，掩模對準(zhǔn)標(biāo)記可以定位在模片之間。
在下述的至少一種方式中，可以使用以上所述的設(shè)備1.在步進方式，掩模臺MT和襯底臺WT基本上保持靜止，同時將提供給輻射束的整個圖形一次投影到目標(biāo)部分C上(即單次靜態(tài)照射)。然后在X和/或Y方向移動襯底臺WT，以使不同的目標(biāo)部分C都受到照射。在步進方式，照射場的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)照射中成像的目標(biāo)部分C的大小。
2.在掃描方式，同步地掃描掩模臺MT和襯底臺WT，同時將給予輻射束的圖形投影到目標(biāo)部分C(即，單次動態(tài)照射)。通過投影系統(tǒng)PS的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特征，可以確定襯底臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向。在掃描方式，照射場的最大尺寸限制了在單次動態(tài)照射中目標(biāo)部分的寬度(在非掃描方向)，而掃描移動的長度確定了目標(biāo)部分的高度(在掃描方向)。
3.在另一種方式，固定可編程圖形制造裝置的掩模臺MT基本上保持靜止不動，而移動或掃描襯底臺WT，同時將給予輻射束的圖形投影到目標(biāo)部分C。在這種方式，通常使用脈沖式輻射源，并且在每次移動襯底臺WT之后，或者在一次掃描期間的相繼輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新可編程圖形制造裝置。這種操作方式應(yīng)用到利用可編程圖形制造裝置(例如上述的可編程反光鏡陣列類型)的無掩模平版印刷中是很容易的。
還可以利用上述使用方式的組合和/或變型或者與上述完全不同的使用方式。
圖2a-c表示設(shè)定點分布輪廓的含義。圖中所示的三個示意曲線(從上到下)表示一個部件的加速度(圖2a)、速度(圖2b)、和位置(圖2c)，同時所述的部件正在通過簡化的設(shè)定點分布輪廓移動。在此例中，設(shè)定點分布輪廓包括三個不同的區(qū)域加速階段2、恒速階段4、和減速階段6。在一般情況下，設(shè)定點分布輪廓的特征在于部件在特定的目標(biāo)時間將要達到的目標(biāo)狀態(tài)序列。
如以上所述，使用前饋控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)移動的部件的精確控制。在這種系統(tǒng)中的前饋信號可以基于外在的系統(tǒng)知識(基于例如將要移動的部件的質(zhì)量之類的因子)和/或基于從先前的測量中導(dǎo)出的前饋數(shù)據(jù)。例如可以使用迭代學(xué)習(xí)方案。
如以上所述，迭代學(xué)習(xí)前饋數(shù)據(jù)只在每次移動要控制的部件通過設(shè)定點分布輪廓時產(chǎn)生抵消誤差才是有效的。非重復(fù)性影響，如隨機噪聲，并不由迭代學(xué)習(xí)控制算法處理，并且在迭代學(xué)習(xí)期間甚至于可能被放大。這可能在控制算法試圖適應(yīng)前饋數(shù)據(jù)以抵消非重復(fù)性分量時發(fā)生，即使在隨后的運行中不發(fā)生亦是如此。在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，如果不犧牲學(xué)習(xí)算法的穩(wěn)定性，就不能實現(xiàn)高的學(xué)習(xí)增益(即，快速收斂)或者系統(tǒng)是穩(wěn)定的但收斂所花的時間長，或者系統(tǒng)很快收斂但不穩(wěn)定。
圖3表示一個平版印刷設(shè)備，可用于導(dǎo)出迭代學(xué)習(xí)前饋數(shù)據(jù)并且使用控制系統(tǒng)移動圖形制造裝置和/或襯底，所述控制系統(tǒng)接收學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)作為輸入。按照這種安排，對于襯底臺WT和/或圖形制造裝置臺MT進行安排，以使它們可以移動通過設(shè)定點分布輪廓。提供移動裝置10a、或10b以便在控制信號的控制下分別移動襯底臺WT或圖形制造裝置臺MT，控制信號是由前饋控制系統(tǒng)12提供的。通過裝置18設(shè)定點分布輪廓可用于控制系統(tǒng)，裝置18可連接到輸入裝置，如外部計算機，或存儲裝置(未示出)。
在所示的實施例中，通過誤差確定裝置13導(dǎo)出圖形制造裝置臺MT或襯底臺WT的狀態(tài)誤差(例如，相對于要遵循的設(shè)定點分布輪廓所需要的位置、速度、或加速度的誤差)。對于誤差確定裝置13進行安排，使其可以從測量裝置14接收輸入，測量裝置14測量圖形制造裝置臺MT和/或襯底臺WT的狀態(tài)，并且比較這些測量值與通過裝置18輸入的設(shè)定點分布輪廓。在確定所述設(shè)定點分布輪廓就是在對應(yīng)的目標(biāo)時間序列獲得的狀態(tài)序列的情況下，就可以對于誤差確定裝置進行配置，使其可以與在對應(yīng)于一個或多個目標(biāo)時間的時間的測量狀態(tài)進行比較，或者，按照另一種方式，使用內(nèi)插法來確定發(fā)生在特定的目標(biāo)時間之間的那些時間的目標(biāo)狀態(tài)。一旦通過誤差確定裝置13確定了一組誤差，就將這組誤差傳遞到非線性濾波器15(下面將更加詳細(xì)地描述非線性濾波器15的操作)，濾波器15的作用是減小非重復(fù)分量的比例。然后，將經(jīng)過濾波的誤差數(shù)據(jù)傳送到前饋信號改進器17，前饋信號改進器17根據(jù)經(jīng)過濾波的這組誤差產(chǎn)生改進的前饋信號。然后，將改進的前饋信號傳遞到存儲裝置16，在這里所述的改進的前饋信號通過控制系統(tǒng)12可用作隨后運行中的前饋信號。下面參照附圖5更加詳細(xì)地描述控制系統(tǒng)12的操作。
圖4表示用于處理在被認(rèn)為的誤差信號中存在的噪聲的傳播/放大的方法，具體來說表示通過迭代學(xué)習(xí)控制算法的噪聲的傳播/放大的方法。在步驟50，使用前饋控制系統(tǒng)按照第一組前饋數(shù)據(jù)70通過設(shè)定點分布輪廓移動要進行控制的部件。在這個移動期間，在多個時間測量部件的狀態(tài)(框52)。在步驟54，在測量的狀態(tài)和從設(shè)定點分布輪廓導(dǎo)出的對應(yīng)目標(biāo)狀態(tài)之間進行比較以獲得一組誤差。在步驟56，這組誤差與閾值條件進行比較。如果滿足條件(“是”)，則過程停止，輸出當(dāng)前的前饋數(shù)據(jù)，以此作為在未來的運行中要使用的迭代學(xué)習(xí)前饋數(shù)據(jù)(框62)。如果不滿足閾值條件(“否”)，則學(xué)習(xí)過程繼續(xù)(至框58)。
閾值條件確定了何時誤差落入可接受的邊界內(nèi)，并且確定閾值條件的方法有多種。例如，當(dāng)在這組誤差中的所有誤差都低于一個預(yù)定的目標(biāo)閾值時，可以認(rèn)為閾值條件是滿足的。按照另一種方式，當(dāng)在這組誤差中的一個預(yù)定子組低于一個預(yù)定的目標(biāo)閾值或一組預(yù)定的目標(biāo)閾值(對應(yīng)于所考慮的子組誤差)時，可以認(rèn)為閾值條件是滿足的。為此目的，還可以使用整個誤差組來代替一個子組。
在步驟58，對這組誤差應(yīng)用非線性濾波器，例如依賴于幅度的濾波器。然后，根據(jù)經(jīng)過濾波的誤差，產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)組(框60)。然后，前饋控制系統(tǒng)使用經(jīng)過改進的前饋數(shù)據(jù)組移動所述部件，使其第二次通過設(shè)定點分布輪廓。重復(fù)這個過程，直到滿足在框56中測試的條件，然后輸出最后版本的改進的前饋數(shù)據(jù)(框62)。
按照本發(fā)明的一個實施例，對于濾波器58進行選擇，使其具有一個死區(qū)非線性。濾波器的這種選擇是基于如下的認(rèn)識在許多情況下，在所考慮的誤差信號中的噪聲的幅度是很小的，至少與誤差信號中應(yīng)該通過學(xué)習(xí)控制算法處理以改進性能的那些部分相比是很小的。這就是說，根據(jù)幅度特征，可以將隨機噪聲與對信號的重復(fù)影響區(qū)別開來，對信號的重復(fù)影響在一般情況下與所用的特定設(shè)備的物理特征相關(guān)。例如，使用死區(qū)濾波器(或其它非線性濾波器)的效果是，信號影響的幅度越小，對于學(xué)習(xí)過程的影響越少?？赡馨l(fā)生兩種限制情況i)如果部件位于死區(qū)長度(或閾值幅度)內(nèi)，則這個部件全然不受學(xué)習(xí)過程的支配(即被濾出)；和ii)如果部件比死區(qū)長度大得多，則完全受學(xué)習(xí)過程支配。對于在這兩個限值之間的任何部件，所接收的學(xué)習(xí)量按比例變化(例如按照下面給出的函數(shù)(x)變化)。
還可以使用基于區(qū)分重復(fù)影響和非重復(fù)影響的其它原理進行操作的濾波器。例如，可以使用更加復(fù)雜的依賴于幅度的濾波器，甚至于可以使用主要不依賴于非重復(fù)影響的幅度特征的濾波器。例如，可以使用頻率特征。更加具體地，濾波器可以基于光譜分析，例如子波分析。在這里，可以將誤差信號分解為分立的頻率組/頻帶，在這里死區(qū)非線性可單獨地作用在每一個這樣的頻率組上。結(jié)果，各頻率組可經(jīng)受不同量的學(xué)習(xí)過程。
更加一般地，濾波器的一個重要的性質(zhì)是它可以減小在經(jīng)過濾波的這組誤差內(nèi)存在非重復(fù)影響的程度。
濾波步驟58旨在保證通過迭代學(xué)習(xí)控制算法只能傳遞誤差信號中的可學(xué)習(xí)的成分。通過所述的算法不能傳遞代表非重復(fù)性的噪聲的信號(或者至少傳遞較少的程度)。結(jié)果，使非重復(fù)性的噪聲對于學(xué)習(xí)作用力的影響最小，于是減小了施加到系統(tǒng)“動態(tài)”(例如移動裝置10a、10b的操作)的噪聲電平(通過錯誤地影響控制系統(tǒng)12的操作)。
死區(qū)濾波器特征的特殊優(yōu)點包括i)在信號超過濾波器的上噪聲帶(用δ表示)的時間間隔和信號不超過濾波器的上噪聲帶的時間間隔之間存在隔離(這就意味著，通過學(xué)習(xí)過程的噪聲放大只限于信號超過上噪聲帶的時間間隔)；和ii)從誤差信號中扣除噪聲帶，使其不受學(xué)習(xí)算法的影響(結(jié)果，可以施加大得多的學(xué)習(xí)增益，這產(chǎn)生非常快的收斂速度，而不存在學(xué)習(xí)算法的穩(wěn)定性問題)。
下面更加詳細(xì)地描述死區(qū)濾波器的特例，但還可以設(shè)計其它形式的具有上述兩個性質(zhì)的濾波器，例如這種濾波器可以具有更加復(fù)雜的輸入-輸出關(guān)系。
圖5概括地表示如何配置前饋控制系統(tǒng)12進行操作。在點32，來自設(shè)定點分布輪廓裝置18的設(shè)定點分布輪廓信號與將要移動的部件的測量位置信號(對于圖3的實施例，這個信號由一個或兩個測量裝置14提供)進行比較，并且將誤差信號34提供給控制器28。期望這種反饋控制能考慮到非重復(fù)性的擾動和在所施加的設(shè)定點前饋中的任何失配或時間偏差。將控制器28的輸出加到慣性前饋信號36并且加到來自裝置16的學(xué)習(xí)前饋信號30。慣性前饋信號36是由模塊26從輸入設(shè)定點數(shù)據(jù)導(dǎo)出的，并且將所述慣性前饋信號36設(shè)計成已經(jīng)考慮了所討論系統(tǒng)的已知物理性質(zhì)，從而可以確定合適的作用力，以使被控的部件可以遵循設(shè)定點分布輪廓，例如襯底臺WT或掩模臺MT以及相關(guān)部件的質(zhì)量。將最終的信號傳遞到移動裝置10a/10b，移動裝置10a/10b實現(xiàn)要移動的部件的位置X、速度v和/或加速度a的變化。
在圖6的方框圖表示中，表示的是可用于導(dǎo)出裝置16的數(shù)據(jù)的迭代學(xué)習(xí)算法的一個比較詳細(xì)的例子。在這里，ey(k)代表對于第k次迭代的n個采樣誤差的支點(colon)(數(shù)據(jù)點的一個陣列，所述的數(shù)據(jù)點是以特定的采樣頻率如5千赫茲進行采樣的)，其中的ey(0)＝ey0。Filc(k)代表學(xué)習(xí)前饋數(shù)據(jù)或者“控制作用力”的n個采樣的陣列，其中的Filc(0)＝0，L代表學(xué)習(xí)增益矩陣，學(xué)習(xí)增益由LΦ(它具有包含在L中的線性部分和包含在Φ中的非線性部分)給出，z-1是z變換表示中的一個采樣時間延遲，I是單位矩陣，Sp是一個所謂的Toeplitz矩陣，代表閉合回路過程靈敏度的動態(tài)?；旧?，Sp描述的是設(shè)定點位置信號r對于閉合回路誤差信號e、LΦ學(xué)習(xí)增益(即，用于減小這個誤差的增益)的影響效果，z-1I是更新機制中需要更新將要構(gòu)成的前饋信號的部分。
所述算法的操作如下。從學(xué)習(xí)設(shè)定點分布輪廓期間(圖4的框50、52、54)收集的誤差陣列開始，通過對于所述陣列的濾波函數(shù)Φ(圖4的框58)濾波所述的誤差陣列。通過濾波的誤差陣列乘以學(xué)習(xí)增益矩陣L(圖4的框60)，對于校正的前饋作用力的陣列進行計算。在隨后的嘗試運行中，遵循相同的學(xué)習(xí)設(shè)定點輪廓，但現(xiàn)在具有來自(施加到)系統(tǒng)的前一次運行的校正的前饋作用力。在一般情況下，這將產(chǎn)生比先前小的誤差，但由于L的有限增益限制，誤差將不等于0。因此，通過濾波函數(shù)Φ濾波所得到的誤差并且乘以L，從而產(chǎn)生前饋作用力的一個附加陣列，這個附加的陣列加到前饋作用力的現(xiàn)行陣列上。在第三次運行中(還是在相同的學(xué)習(xí)輪廓下)將前饋作用力的自適應(yīng)陣列加到系統(tǒng)上，如此等等。在一個接一個的運行中，重復(fù)這個過程，一直到實現(xiàn)誤差的最終陣列或所加的前饋作用力的陣列足夠快的收斂(圖4的框56)時為止。
前饋數(shù)據(jù)與設(shè)定點分布輪廓要準(zhǔn)確地同步，同步的方式與在學(xué)習(xí)期間獲得的方式相同；在一般情況下，由所產(chǎn)生的前饋數(shù)據(jù)代表的校正作用力應(yīng)該與應(yīng)補償?shù)恼`差匹配。
矩陣Φ(ey(i))代表本發(fā)明的一個實施例，即一個依賴于幅度的濾波器矩陣，將這個矩陣加到輸入ey(i)上，所述矩陣用于避免噪聲從誤差的測量中經(jīng)過學(xué)習(xí)作用力Filc注入到反饋回路。它的定義如下
其中φ(x)=ϵ(x)-δϵ(x)|x|]]>和 這就是說，在ey中的所有測量的誤差項-初始測量的誤差信號的嘗試-它們的絕對值由閾值δ進行限制，認(rèn)為是噪聲的作用，并且因此不進行學(xué)習(xí)過程。對于δ的選擇受到如下事實的啟發(fā)只有絕對值超過噪聲電平δ的影響p才由學(xué)習(xí)算法進行處理。例如，對于誤差分量ey(i)＝δ+p，其中的p大于0，可以得到濾波器誤差分量為φ(ey(i)),ey(i)=φ(δ+p)(δ+p)=pδ+p(δ+p)=p]]>即，學(xué)習(xí)控制算法不會暴露到來自預(yù)定的噪聲帶δ內(nèi)部任何輸入。對于δ的4個預(yù)定值δε{0 5 10 15}nm(在每個圖中，δ分別在下部、0nm、上部、和15nm)，所得的結(jié)果示于圖7和圖8中。
圖7表示的曲線描述4個所考慮的δ值的學(xué)習(xí)作用力以及刻度的基準(zhǔn)設(shè)定點輪廓(虛線)。圖8表示對應(yīng)的誤差信號起始的誤差信號(虛線)和在施加學(xué)習(xí)作用力后的誤差信號(實線的)。可以看出，直到由閾值δ(在圖8的每個曲線中由水平虛線所示的)確定的水平，誤差信號是減小的。可以看出(圖7)，所選的δ越小，學(xué)習(xí)作用力隨后包含的噪聲電平越高(具體來說參見掃描區(qū)，即速度恒定區(qū)，對于較小的δ值來說，大致在0.05秒和0.15秒之間)。通過進一步減小δ值來繼續(xù)進行這個過程。
除了避免或減小(非重復(fù)性的)噪聲放大以外，在學(xué)習(xí)控制方案中使用非線性濾波誤差數(shù)據(jù)的方法，還可以在利用高的學(xué)習(xí)增益達到的學(xué)習(xí)算法的性能(即，所述算法是如何快速地收斂到期望的精度)和算法的穩(wěn)定性(即，對于模型的不確定性的可靠性)之間實現(xiàn)較好的平衡折衷。如果使用線性的學(xué)習(xí)算法(即，不使用上述對于本發(fā)明的實施例描述的非線性濾波器)，高增益和穩(wěn)定性難以一起達到。如果使用具有非線性濾波器的學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)快速收斂和穩(wěn)定性則是有可能的。
圖9比較線性學(xué)習(xí)算法的性能(曲線80)與按照本發(fā)明的一個實施例的非線性濾波的學(xué)習(xí)算法(曲線90-實際使用的濾波器，對應(yīng)于以上參照函數(shù)(x)的濾波器)。如能夠看到的，對于前3次迭代，兩種算法對于所述的誤差實現(xiàn)了類似的收斂速度(使用誤差陣列ey(k)的歐幾里得范數(shù)作為性能的度量)，但隨后線性學(xué)習(xí)算法的誤差變得不穩(wěn)定(甚至于放大)。然而，非線性濾波的算法實現(xiàn)了穩(wěn)定的收斂(誤差繼續(xù)減小，但這種減小比誤差幅度仍舊很大時前幾次迭代過程緩慢)。與高增益的線性的學(xué)習(xí)濾波器相比，這種行為表示非線性學(xué)習(xí)增益的自適應(yīng)性質(zhì)。非線性濾波器平衡了收斂速率與穩(wěn)定性質(zhì)，并且跟蹤誤差范數(shù)的減小。用數(shù)學(xué)的話說，所述濾波器減小了與學(xué)習(xí)增益矩陣L的小奇異值對應(yīng)的噪聲影響，否則學(xué)習(xí)增益矩陣L的小奇異值會限制學(xué)習(xí)算法有關(guān)穩(wěn)定性的收斂速度。
本發(fā)明的實施例可以應(yīng)用到平版印刷的移動系統(tǒng)的領(lǐng)域，如以上所述的對于分劃板臺或襯底臺的控制。所述系統(tǒng)還可以用于電子顯微鏡成像臺、激光切割的MagLev臺、或者在更加通用方面中的重復(fù)移動系統(tǒng)。其它的應(yīng)用領(lǐng)域例如包括超高功率(UHP)燈的控制，在這里先前已經(jīng)引入了一種迭代學(xué)習(xí)控制方案。
雖然在本說明書中對于集成電路的制造過程中使用平版印刷設(shè)備進行了特定的引用，但應(yīng)該理解，這里描述的平版印刷設(shè)備還可以有其它的應(yīng)用場合，例如，集成的光學(xué)系統(tǒng)的制造、用于磁疇存儲器、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的導(dǎo)向和檢測圖形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，在這樣的可替換的應(yīng)用場合中，在這里使用的任何術(shù)語“晶片”或“模片”分別都可以被認(rèn)為是更加一般的術(shù)語“襯底”或“目標(biāo)部分”的同義語。在這里引用的襯底可以在照射之前或之后例如在一個磁道(一種工具，一般用于向襯底涂敷一層抗蝕劑并且顯影經(jīng)過照射的抗蝕劑)上、計量工具上和/或檢查工具上進行處理。只要可行，這里的公開內(nèi)容就可以應(yīng)用到這樣的或其它的襯底處理工具上。進而，襯底被處理可以不止一次，例如為了產(chǎn)生多層集成電路，因此在這里使用的術(shù)語襯底還可以指已經(jīng)包含多個經(jīng)過處理的層的襯底。
雖然上面具體地引用了本發(fā)明的實施例在光學(xué)平版印刷方面的應(yīng)用，但應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明還可以用在其它的場合，例如印刷光刻術(shù)，并且，只要情況允許，本發(fā)明的應(yīng)用不限于印刷光刻術(shù)。在印刷光刻術(shù)中，圖形制造裝置的拓樸結(jié)構(gòu)確定了在襯底中產(chǎn)生的圖形。圖形制造裝置的拓樸結(jié)構(gòu)可以壓入提供給襯底的一層抗蝕劑，在襯底上通過施加電磁輻射、熱、壓力、或它們的組合來固化所述的抗蝕劑。在抗蝕劑固化后，從抗蝕劑中移出圖形制造裝置，在其中留下一個圖形。
在這里使用的術(shù)語“輻射”和“輻射束”包括所有類型的電磁輻射和粒子束；電磁輻射包括紫外(UV)輻射(如波長為或約為365、355、248、193、157、或126nm)和極紫外(EUV)輻射(如波長范圍為5-20nm)；粒子束例如有離子束或電子束。
術(shù)語“透鏡”在情況允許的地方指的是各種不同類型的光學(xué)部件的任何一個或其組合，其中包括折射的、反射的、磁的、電磁的、和靜電的光學(xué)部件。
雖然以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實施例，但應(yīng)該認(rèn)識到，還可以按除以上所述的方式以外的方式來實施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以采取計算機程序的形式，計算機程序包含描述以上公開方法的一個或多個機器可讀指令的序列，或者本發(fā)明還可以采取數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的形式(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)，數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)中存儲這樣的計算機程序。
以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，可以對所述的發(fā)明進行改進而不偏離以下闡述的權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于獲得用于前饋控制系統(tǒng)的改進的前饋數(shù)據(jù)，從而通過設(shè)定點分布輪廓移動一個部件，所述設(shè)定點分布輪廓包括所述部件的多個目標(biāo)狀態(tài)，每個目標(biāo)狀態(tài)基本上是在對應(yīng)序列的目標(biāo)時間之一上獲得的，所述的方法包括a)按照設(shè)定點分布輪廓使用第一組前饋數(shù)據(jù)并且使用前饋控制系統(tǒng)來移動所述部件；b)在所述移動期間在多個時間上測量所述部件的狀態(tài)；c)比較測量的狀態(tài)與通過所述設(shè)定點分布輪廓確定的對應(yīng)目標(biāo)狀態(tài)，以獲得一組誤差；d)用非線性濾波器濾波所述這組誤差；e)根據(jù)經(jīng)過濾波的誤差產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)，所述改進的前饋數(shù)據(jù)可以由所述前饋控制系統(tǒng)使用來更加準(zhǔn)確通過設(shè)定點分布輪廓移動所述部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的濾波取決于所述這組誤差的幅度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的濾波包括抑制小幅度誤差的量大于抑制較大幅度誤差的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的濾波包括分解誤差信號使之成為多個分立的頻帶，并且對于每個頻帶單獨地施加一個選擇的濾波操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步還包括使用最近獲得的改進的前饋數(shù)據(jù)代替第一組前饋數(shù)據(jù)按迭代方式重復(fù)步驟(a)到(e)，直到確定在步驟(c)獲得的這組誤差滿足一個閾值條件時為止；和輸出滿足閾值條件的改進的前饋數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在移動期間，測量部件狀態(tài)的多個時間對應(yīng)于所述多個目標(biāo)時間的至少一個子組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述目標(biāo)狀態(tài)包括以下所述的至少一個所述部件的目標(biāo)位置、所述部件的目標(biāo)速度、所述部件的目標(biāo)加速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對于所述濾波器進行配置，使其可以傳遞對幅度大于預(yù)定的噪聲帶的誤差的成分并且排斥其它的成分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的這組誤差由數(shù)據(jù)點ey(i)的一個陣列表示，其中0≤i≤n，n是組中的采樣數(shù)，所述的濾波器由一個依賴于幅度的濾波器矩陣Φ(ey(i))表示，步長(d)對應(yīng)于Φ(ey(i))和ey(i)的乘積。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述的Φ(ey(i))的定義如下 其中φ(x)=ϵ(x)-δϵ(x)|x|]]>和
11.一種平版印刷投影設(shè)備，所述平版印刷投影設(shè)備設(shè)置成使其可以將圖形從一個圖形制造裝置投影到一個襯底上，所述設(shè)備包括(a)配置成支撐部件的一個活動支撐；和(b)通過設(shè)定點分布輪廓移動活動支撐的一個系統(tǒng)，所述設(shè)定點分布輪廓包括所述活動支撐的多個目標(biāo)狀態(tài)，每個目標(biāo)狀態(tài)基本上是在對應(yīng)序列的目標(biāo)時間之一獲得的，所述的系統(tǒng)包括(i)配置成按照所述設(shè)定點分布輪廓移動所述活動支撐的移動裝置；(ii)配置成使用第一組前饋數(shù)據(jù)控制移動裝置的前饋控制系統(tǒng)；(iii)配置成在所述活動支撐的移動期間在多個時間測量所述部件的狀態(tài)的測量系統(tǒng)；(iv)比較裝置，配置成比較測量的狀態(tài)與對應(yīng)的目標(biāo)狀態(tài)以獲得一組誤差；(v)非線性濾波器，配置成濾波這組誤差；和(vi)前饋數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，配置成根據(jù)濾波的這組誤差產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)，所述改進的前饋數(shù)據(jù)可由前饋控制系統(tǒng)使用，以控制所述移動裝置，從而可以通過設(shè)定點分布輪廓更加準(zhǔn)確地移動所述活動支撐。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的部件是襯底或圖形制造裝置中的至少一個。
13.一種器件制造方法，所述的方法包括如下步驟將圖形從圖形制造裝置投影到襯底上；為一個部件提供活動支撐；利用前饋控制系統(tǒng)并使用第一組前饋數(shù)據(jù)通過設(shè)定點分布輪廓移動活動支撐，所述設(shè)定點分布輪廓包括所述活動支撐的多個目標(biāo)狀態(tài)，每個目標(biāo)狀態(tài)基本上是在對應(yīng)序列的目標(biāo)時間之一獲得的；在所述移動期間在多個時間測量部件的狀態(tài)；比較測量的狀態(tài)與對應(yīng)的目標(biāo)狀態(tài)，從而獲得一組誤差；利用非線性濾波器濾波這組誤差；根據(jù)經(jīng)過濾波的這組誤差產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)；和，使用改進的前饋數(shù)據(jù)通過設(shè)定點分布輪廓移動活動支撐。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中部件是襯底或者圖形制造裝置。
全文摘要
提出一種方法，所述方法獲得用于前饋控制系統(tǒng)的改進的前饋數(shù)據(jù)，從而通過設(shè)定點分布輪廓移動一個部件。所述設(shè)定點分布輪廓包括部件的多個目標(biāo)狀態(tài)，每個目標(biāo)狀態(tài)基本上是在對應(yīng)序列的目標(biāo)時間之一獲得的。所述的方法包括按照設(shè)定點分布輪廓使用第一組前饋數(shù)據(jù)并且使用前饋控制系統(tǒng)來移動所述部件；在移動期間在多個時間測量部件的狀態(tài)；比較測量的狀態(tài)與通過設(shè)定點分布輪廓確定的對應(yīng)目標(biāo)狀態(tài)，以獲得一組誤差；用非線性濾波器濾波這組誤差；根據(jù)經(jīng)過濾波的誤差產(chǎn)生改進的前饋數(shù)據(jù)，所述改進的前饋數(shù)據(jù)可以由前饋控制系統(tǒng)使用來更加準(zhǔn)確通過設(shè)定點分布輪廓移動部件。
文檔編號H01L21/027GK101059658SQ20071009663
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
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