CN115668058A - 衬底支撑***、光刻设备和暴露衬底的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种衬底支撑***,包括:支撑部件,支撑部件被配置为将衬底的底表面支撑在支撑平面上;可移动部件,可移动部件在可移动部件的顶端位于支撑平面下方的缩回位置与可移动部件的顶端位于支撑平面上方的延伸位置之间可移动,使得顶端将衬底的底表面支撑在处于延伸位置的支撑平面上方;以及测量***,被配置为测量可移动部件从缩回位置移动到延伸位置所花费的时间,将所测量的时间与参考时间进行比较,并且当所测量的时间与参考时间偏离超过预定量时生成信号。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年5月15日提交的EP申请20174973.6和于2021年2月19日提交的PCT申请PCT/CN2021/076817的优先权,其通过引用全部并入本文。
技术领域
本发明涉及一种衬底支撑***、光刻设备和暴露衬底的方法。本发明具体地但不排他地涉及测量衬底从支撑件的卸载时间并且将其与参考值进行比较的***、设备和方法。
背景技术
光刻设备是被构造为将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。例如,光刻设备可以将图案形成装置(例如掩模)的图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
随着半导体制造过程的不断发展,遵循一般称为“摩尔定律”的趋势,电路元件的尺寸被不断减小,而几十年来每个装置的功能元件(诸如晶体管)的数量却稳定增加。为了跟上摩尔定律,半导体行业正在寻求能够创建越来越小的特征的技术。为了将图案投影到衬底上,光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定了在衬底上图案化的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。
浸没技术已被引入到光刻***中,以提高较小特征的分辨率。在浸没式光刻设备中,具有相对较高的折射率的浸没液体的液体层被***到设备的投影***(图案化束通过该投影***朝向衬底投影)和衬底之间的空间中。浸没液体覆盖投影***的最终元件下的衬底的至少一部分。因此,至少衬底的暴露部分被浸没到液体中。浸没液体的影响是能够对较小的特征进行成像,因为暴露辐射在浸没液体中的波长比气体短。(液体的影响也可以被视为增大了***的有效数值孔径(NA),并且也增大了聚焦深度。)
在商业浸没式光刻中,浸没液体是水。通常,水是高纯度的蒸馏水,诸如通常在半导体制造厂中使用的超纯水(UPW)。在浸没***中,UPW通常被净化,并且在作为浸没液体供应到空间之前,它可以经历附加的处置步骤。除了水可以被用作浸没液体之外,具有高折射率的其他液体也可以被使用,例如:烃,例如氟代烃;和/或水溶液。进一步地,除了液体之外,还设想了其他流体用于浸没式光刻。在本说明书中,将在描述中引用局部浸没,其中浸没液体在使用中被限制到最终元件和面向最终元件的表面之间的空间。面向表面是衬底的表面或与衬底的表面共面的支撑台(或衬底支撑件)的表面。(请注意,除非另有明确规定,否则下文中对衬底表面的引用也指衬底支撑件的表面的补充或替代;反之亦然)。存在于投影***和工作台之间的流体处置结构被用于将浸没限制到空间。由浸没液体填充的空间在平面中小于衬底的顶表面,并且当衬底和衬底工作台在下方移动时,该空间相对于投影***保持基本静止。
在光刻***中,衬底被夹持到衬底台上。密封件存在于衬底的边缘附近,以确保负压可以被产生以保持衬底就位,并且将晶片“夹持”到衬底台。衬底搁置在衬底台上的许多突起或突节上。在将衬底装载到衬底台上期间,衬底边缘附近的突节的摩擦对衬底的任何变形都有很大影响。这对于首先与边缘附近的突节(例如外部突节)接触的所谓“伞形”衬底尤其重要。在浸没***中,衬底台上靠近外部突节的区域通常是湿润的,并且在衬底被装载时保持湿润。
在将衬底装载到衬底台上期间,突节的摩擦性质的变化可能导致衬底发生不可校正的变形。
本发明的目的是提供能够识别在夹持期间可能经历显著变形的衬底的***和方法,优选地不需要检查衬底本身。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种衬底支撑***,包括:支撑部件,该支撑部件被配置为将衬底的底表面支撑在支撑平面上;可移动部件,该可移动部件在可移动部件的顶端位于支撑平面下方的缩回位置与可移动部件的顶端位于支撑平面上方的延伸位置之间可移动,使得当在缩回位置和延伸位置之间移动时,顶端接触由支撑部件支撑的衬底的底表面,并且将衬底的底表面支撑在处于延伸位置的支撑平面上方;以及测量***,被配置为测量可移动部件从缩回位置移动到延伸位置所花费的时间,将所测量的时间与参考时间进行比较,并且当所测量的时间与参考时间偏离超过预定量时生成信号。
本发明的第二方面提供了一种工作台定位***,包括:衬底支撑***,被布置为支撑衬底;夹持***,被布置为当衬底正被暴露于辐射时,将衬底保持在衬底支撑件上;处理器;以及以下任一项:a)传感器,被布置为测量衬底从衬底支撑件移除所花费的时间,其中处理器被布置为将由传感器测量的时间与参考时间进行比较,并且当所述测量的时间与参考时间偏离超过预定量时生成信号,或者b)传感器,被布置为测量由夹持***用于将衬底夹持到衬底支撑件的压力变化,其中处理器被布置为将所测量的压力变化与参考进行比较,并且基于比较来生成信号。
本发明的第三方面提供了一种在光刻过程中暴露衬底的方法,该方法包括以下步骤:将衬底夹持到支撑结构;将夹持结构暴露于辐射;以及从支撑结构移除衬底,其中该方法还包括以下任一步骤:a)测量从支撑结构移除衬底所花费的时间;将测量的时间与预定参考时间进行比较;并且如果测量的时间与参考时间偏离超过预定量,则生成信号,或者b)测量用于在夹持步骤期间将衬底夹持到支撑结构的压力变化;将测量的压力变化与预定参考进行比较;以及基于比较来生成信号。
本发明的其他方面提供了一种计算机程序,该计算机程序包括计算机可读指令,该计算机可读指令当在合适的计算机设备上运行时,使计算机设备执行以上方面的方法以及一种在其上存储有这种计算机程序的计算机可读介质。
附图说明
本发明的实施例现在将仅通过示例参照所附示意图来描述,其中对应的参考符号指示对应的部件,并且其中:
图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备;
图2描绘了光刻设备的衬底台的外部部分;
图3示意性地示出了衬底与衬底台之间的相互作用;
图4示出了干燥的衬底台和湿润的衬底台的外部部分之间的比较;
图5a示出了已从湿润衬底台卸载的衬底的夹持指纹,而图5b示出了已从干燥衬底台卸载的衬底的夹持指纹;
图6示出了衬底从具有不同湿度的衬底台的衬底卸载时间;
图7示出了从衬底台卸载衬底期间e销随时间的移动;
图8示出了三批衬底的标记观察位置与其预期位置的变化,作为它在一批内的位置的函数;
图9示出了多个批次衬底的集合的标记观察位置与其预期位置的总体变化,作为它在一批内的位置的函数;以及
图10示出了多个衬底随时间的预夹持压力曲线。
具体实施方式
在本文档中,术语“辐射”和“束”被用于涵盖所有类型的电磁辐射,包括紫外辐射(例如波长为365、248、193、157或126nm)。
本文中采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为指代通用图案形成装置,它可以被用于向传入的辐射束赋予图案化的横截面,对应于将在衬底的目标部分中创建的图案。在该上下文中,术语“光阀”也可以被使用。除了经典的掩模(透射或反射的、二元的、相移的、混合的等)以外,其他这种图案形成装置的示例还包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。
图1示意性地描绘了光刻设备。该设备包括:
a.可选地,照射***(照射器)IL,被配置为调节辐射束PB(例如UV辐射或DUV辐射);
b.支撑结构(例如掩模台)MT,被构造为支撑图案形成装置(例如掩模)MA,并且被连接至第一***PM(被配置为根据某些参数准确地定位图案形成装置MA);
c.支撑台,例如用于支撑一个或多个传感器的传感器台或被构造为保持衬底(例如抗蚀剂涂覆的衬底)W的衬底台WT,被连接至第二***PW(被配置为根据某些参数准确地定位台的表面,例如衬底W的表面);以及
d.投影***(例如反射投影透镜***)PS,被配置为将由图案形成装置MA赋予辐射束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。
在操作中,照射***IL从源SO或辐射(例如经由束递送***BD)接收辐射束。照射***IL可以包括各种类型的光学组件,诸如折射、反射、磁性、电磁、静电和/或其他类型的光学组件或其任何组合,以用于定向、整形和/或控制辐射。照射器IL可以被用于调节辐射束B,以使在其横截面中在图案形成装置MA的平面处具有期望的空间和角强度分布。
本文使用的术语“投影***”PS应该被广义地解释为涵盖各种类型的投影***,包括折射、反射、反射折射、变形、磁性、电磁和/或静电光学***或其任何组合,如对于所使用的暴露辐射和/或其他因素(诸如使用浸没液体)来说所适合的。本文中的术语“投影透镜”的任何使用都可以被认为与更通用的术语“投影***”同义。
光刻设备可以是其中衬底W的至少一部分可以被具有相对较高的折射率的浸没液体(例如水)覆盖的类型,以填充投影***PS与衬底W之间的浸没空间,这也被称为浸没式光刻。关于浸没技术的更多信息在US 6,952,253中给出,其通过引用并入本文。
光刻设备可以是具有两个或多个衬底台WT的类型(也称为“双工作台”)。在这种“多工作台”机器中,衬底台WT可以被并行使用,和/或准备随后暴露衬底W的步骤可以对位于衬底台WT中的一个衬底台WT上的衬底W执行,而其他衬底台WT上的另一衬底W被用于在其他衬底W上暴露图案。
除了衬底台WT之外,光刻设备可以包括测量工作台(图1中未描绘)。测量工作台被布置为保持传感器和/或清理装置。传感器可以被布置为测量投影***PS的性质或辐射束B的性质。测量工作台可以保持多个传感器。清理装置可以被布置为清理光刻设备的一部分,例如投影***PS的一部分或提供浸没液体的***的一部分。当衬底台WT远离投影***PS时,测量工作台可以在投影***PS下方移动。
在操作中,辐射束B被入射到图案形成装置(例如掩模)MA上,并且通过在图案形成装置MA上存在的图案(设计布局)来图案化,该图案形成装置MA被保持在掩模支撑件MT上。在穿过掩模MA后,辐射束B经过投影***PS,该投影***PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二***PW和位置测量***IF(例如干涉装置、线性编码器、2D编码器或电容式传感器),衬底台WT可以被准确地移动,例如以便在辐射束B的路径中将不同的目标部分C定位在聚焦且对准的位置处。类似地,第一***PM和可能的另一位置传感器(未在图1中明确描绘)可以被用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。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。尽管所图示的衬底对准标记P1、P2占用了专用目标部分,但是它们可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时,这些被称为划线对准标记。
在本说明书中,笛卡尔坐标系被使用。笛卡尔坐标系具有三个轴,即,x轴、y轴和z轴。三个轴中的每个轴都与其他两个轴正交。围绕x轴的旋转被称为Rx旋转。围绕y轴的旋转被称为Ry旋转。围绕z轴的旋转被称为Rz旋转。x轴和y轴限定了水平平面,而z轴在竖直方向上。笛卡尔坐标系未限制本发明,并且仅被用于阐明。相反,诸如圆柱形坐标系等另一坐标系可以被用于阐明本发明。笛卡尔坐标系的定向可以不同,例如使得z轴具有沿着水平平面的分量。
局部液体供应***或流体处置***被设置在投影***PS和衬底W之间。液体供应***被提供有流体处置结构IH(或液体限制结构),它沿着投影***PS的最终元件与衬底台WT或衬底W之间的空间边界的至少一部分延伸。流体处置结构IH在XY平面中相对于投影***PS基本静止,尽管在Z方向(光轴方向)上可能存在一些相对移动。在示例中,在流体处置结构IH和衬底W的表面之间形成密封,并且可以是无接触密封件,诸如气体密封(在EP1,420,298中公开了具有气体密封的这种***)或液体密封。
流体处置结构IH至少部分地将浸没液体限制在投影***PS的最终元件和衬底W之间的空间中。该空间至少部分地由位于投影***PS的最终元件下方并且包围投影***PS的最终元件的流体处置结构IH形成。浸没液体由液体开口中的一个液体开口引入到投影***PS下方的空间中以及流体处置结构IH内。浸没液体可以由液体开口中的另一液体开口移除。
浸没液体可以由无接触密封(诸如气体密封)限制在空间中,气体密封在使用期间被形成在流体处置结构IH的底部和衬底W的表面之间。气体密封中的气体在压力下方经由入口被设置到流体处置结构IH与衬底W之间的间隙。气体经由出口来提取。气体入口上的过压、出口上的真空水平和间隙的几何形状被布置为使得存在向内的高速气流,从而限制浸没液体。这种***在US 2004/0207824中公开,其通过引用全部并入本文。在示例中,流体处置结构IH不具有气体密封。
液体供应***的另一示例在US 2010/0045949 A1中公开,其通过引用全部并入本文。
图2示意性地图示了根据本发明的实施例的光刻设备的一部分。图2图示和下文描述的布置可以被应用于上面描述和图1图示的光刻设备。图2是通过衬底台WT和衬底W的横截面。间隙5存在于衬底W的边缘和衬底台W的边缘之间。当衬底W的边缘被成像时,或在其他时间,诸如当衬底W首先在投影***PS下方移动(如上所述)时,由液体限制结构IH(例如)填充有液体的浸没空间将至少部分地穿过衬底W的边缘和衬底台WT的边缘之间的间隙5。这可能会导致来自浸没空间的液体进入间隙5。
衬底W由包括一个或多个突起32(即,突节)的支撑体30(例如凸斑或突节台)保持。支撑体30是物体保持装置的示例。物体保持装置的另一示例是掩模保持装置。在衬底W和衬底台WT之间施加的负压有助于确保衬底W被牢固地保持就位。然而,如果浸没液体进入衬底W和支撑体30之间,则这可能导致困难,特别是在卸载衬底W时。
为了处理进入间隙5的浸没液体,至少一个排水管道10、20被设置在衬底W的边缘处,以移除进入间隙5的浸没液体。在图2的实施例中,两个排水管道10、20被图示,但是可能只有一个排水管道,或者可能有多于两个排水管道。在实施例中,排水管道10、20中的每个排水管道是环形的,使得衬底W的整个***被包围。
第一排水管道10(位于衬底W/支撑体30的边缘的径向向外)的主要功能是帮助防止气泡进入液体限制结构IH的液体存在的浸没空间。这种气泡可能有害地影响衬底W的成像。第一排水管道10的存在有助于避免间隙5中的气体逃逸到液体限制结构IH中的浸没空间中。如果气体确实逸出到浸没空间中,则这可能导致气泡在浸没空间内漂浮。如果在投影束的路径中,则这种气泡可能导致成像误差。第一排水管道10被配置为从衬底W的边缘和衬底台WT中的凹槽的边缘之间的间隙5中移除气体,衬底W被放置在该间隙5中。衬底台WT中的凹槽的边缘可以由盖环130限定,该盖环130可选地与衬底台WT的支撑体30分离。盖环130在平面上可以被成形为环,并且包围衬底W的外边缘。第一排水管道10提取大部分气体,并且仅提取少量浸没液体。
第二排水管道20(位于衬底W/支撑体30的边缘的径向内侧)被提供,以帮助防止液体找到路径从间隙5进入衬底W下方的空间,从而防止衬底W在成像后从衬底台WT有效释放。第二排水管道20的提供减少或消除了由于液体在衬底W下方找到路径而可能发生的任何问题。
如图2所描绘的,在实施例中,光刻设备包括用于两相流通过的通道46。通道46被形成在块内。第一排水管道10和第二排水管道20分别被提供有开口42、22和通道46、26。通道46、26通过通路44、24与相应开口42、22流体连通。一个或多个外部突起32a可以被设置在与第二排水管道20相同的区域中。第二排水管道20的开口22可以被阻挡在外部突起32的位置中,或者开口22可以包括多个单独的开口,这些开口与外部突起32a交替,或者以某种其他重复或非重复的图案布置。
如图2所描绘的,盖环130具有上表面。上表面在支撑体30上围绕衬底W周向延伸。在使用光刻设备时,衬底台WT相对于液体限制结构IH移动。在该相对移动期间,液体限制结构IH可以位于盖环130和衬底W之间的间隙5上的位置处。在实施例中,相对移动是由衬底台WT在液体限制结构IH下方移动引起的。在替代实施例中,相对移动由液体限制结构IH在衬底台WT上方移动引起。在又一替代实施例中,相对移动由衬底台WT在液体限制结构IH下方的移动和液体限制结构IH在衬底WT上方的移动提供。在以下描述中,液体限制结构IH的移动将被用于表示衬底台WT相对于液体限制结构IH的相对移动。
多个销(或e销)38通过衬底台WT上的孔39突出。图2所示的e销38处于缩回位置,其中e销38的上表面位于支撑平面P的下方,该支撑平面P由突起32和外部突起32a的端面限定,并且在搁置在突起32和外部突起32a上时与衬底W的底表面重合。当对图案化辐射的暴露已完成时,e销38被用于从衬底台WT卸载衬底W。为了卸载衬底W,e销38被向上移动到延伸位置,使得e销38的上表面首先接触衬底W的底表面,然后将衬底W抬离突起32和外部突起32a。一旦衬底W已经从突起32和外部突起32a上抬离,衬底W就可以被光刻设备内的其他机构拾取并且重新定位。
由于在光刻设备中的处置,衬底W可能会变形。这种变形通常是不期望的,因为它可能会导致衬底W的后续对准和所施加的图案化的问题。虽然一些变形可以在光刻过程的后续步骤中测量和调整,但可能不可以调整过度和/或异常变形,这因此可能导致后续过程中的不准确性。因此,期望在已经或可能已经导致这种变形之后,在光刻过程中尽早识别已经或可能遭受过度和/或异常变形的衬底W。
光刻过程内的各种动作导致的变形有时被称为“指纹”。例如,由工作台定位***(包括包括衬底台WT的衬底支撑***和夹持***)对衬底W进行装载、夹持和卸载过程产生的变形可以被称为“衬底夹持指纹”。在将衬底W装载到衬底台WT上期间,靠近衬底W的边缘的突起32的摩擦在很大程度上确定了衬底夹持指纹。具体地,突起32(尤其是衬底台WT的边缘周围的突起)的摩擦性质的任何突然变化都可能导致不可校正的衬底夹持指纹。
这对于所谓的“伞形衬底”可能特别重要,该“伞状衬底”具有相对于衬底台WT大致凹进的圆顶结构,因此首先接触衬底台WT的边缘附近的突起32(例如外部突起32a),如图3的左手侧所示。图3的右手侧示出了衬底W的外部区域,衬底W由衬底台WT上的突起32、外部突起32a支撑在支撑平面P上。
在浸没***中,朝向衬底台WT的边缘的突起32附近的区域(以及放置在衬底台上时的衬底W)是湿润的,并且在衬底W被装载时保持湿润。液体通过提取开口22被缓慢地移除。
本发明人注意到,内部(即,第一)密封件和外部(即,第二)密封件之间存在不同量的液体可能会导致该区域中的突起(例如第二突起)的摩擦性质发生显著变化。这在图4中的衬底台的照片中示出,其中上图示出了在被形成内部密封件34和外部密封件36之间的外部突起32a(即第二突起)和提取开口22的区域中的干燥衬底台WT。图4中的下图示出了当衬底台WT湿润时的相同区域,这是由于该区域的颜色较深而示出的。
本发明人还观察到,当外部突起32a的区域中的区域干燥时,例如由于***操作的延迟,衬底台WT和衬底W之间的摩擦发生变化。这导致被装载到干燥衬底台WT上的衬底W(例如在延迟之后直接装载)可能示出大的夹持指纹。
图5在上图中示出了a)用于衬底W的典型夹持指纹,该衬底W在正常操作期间被装载,并且其中衬底台WT的边缘区域保持完全湿润,以及在下图中示出了b),用于同一衬底W在被装载到衬底台WT上之后的指纹,其中衬底台WT特别是在图5b的右上方处看到的衬底W的部分所接触的区域中进行了有意的局部干燥。
在夹持指纹中,箭头示出了对准标记相对于其预期非变形位置的位置。每个箭头的原点是对准标记的预期位置,而每个箭头的长度描绘了对准标记从预期位置移动的程度。
可以看出,局部干燥的衬底经历了更大的变形,并且穿过衬底W的大部分,标记的观察位置与其预期位置的所有变化的平均值三西格玛为11.9nm。相比之下,完全湿润的指纹仅示出了最小的局部变形,平均三西格玛变化为0.8nm。
因此,经历与衬底台WT局部(或完全)干燥地接触的衬底W很可能已经显著变形,并且可能需要从光刻过程中废弃。如果在经历变形之后,特别是在它们经受进一步处理之前,这种衬底W可以被及时地标记和/或废弃,那么可以在整个光刻过程中节省成本。
本发明人发现,衬底台WT的边缘附近的液体量与衬底W的卸载时间之间存在联系。图6示出了三个实验的衬底卸载时间,在每个实验中,两个衬底W从衬底台WT卸载(例如“晶片台卡盘1”和“晶片台卡盘2”)。在实验1中,模拟了“正常”布置,其中两个衬底台WT的边缘完全湿润,并且记录了超过0.6s的长卸载时间。在实验2中,不同的流体处置结构IH在衬底台WT上的移动轮廓被使用。品片台卡盘2上的衬底台WT的边缘保持完全湿润,并且再次记录了超过0.6s的卸载时间。晶片台卡盘1上的衬底台WT的边缘部分干燥,并且记录了约0.56s的较短卸载时间。针对实验3,流体处置结构控制IH被故意调整,使得不存在浸没液体(例如UPW)。这导致两个衬底台WT保持完全干燥,并且两个都记录了略超过0.4s的更快卸载时间。因此可以看出,即使被装载在部分干燥的衬底台WT上的衬底W的卸载时间也小于被装载在完全湿润的衬底台W上的衬底的卸载时间。
因此,衬底W的卸载时间可以被用作衬底台WT是完全湿润还是至少部分干燥的指示器。这种方法的益处可以是,当衬底W被卸载时,能够立即识别潜在的问题,特别是,被认为可能比例如测量衬底对准残差更准确,该衬底对准残差可能由于衬底对准标记的采样不足而错过由夹持引起的变形,并且通常也不允许区分对准残差的不同潜在原因。衬底对准残差也无法被用于检测零组合层中的问题,因为衬底对准未在这种层中执行,并且对准标记尚未被形成。
在实施例中,衬底W的卸载时间可以由测量***500使用可移动部件相对于衬底台WT的支撑体30的移动被准确地测量。在实施例中,e销38被用于从衬底台WT的表面抬升衬底W,因此可以形成可移动部件。e销38在光刻设备中的移动已被高度控制和测量,因此提供了衬底卸载时间的高度可靠的指示器。当e销38的移动已被测量时,没有附加的物理组件或传感器需要被添加到现有光刻设备,以通过这种方式测量衬底卸载时间。
图7示出了衬底卸载期间的e销38的相对高度z(y轴)。衬底卸载时间可以被测量为,从e销38从位于支撑平面P下方的缩回位置向上移动的开始时间(te)到e销38到达延伸位置的时间(ts),在延伸位置中,e销38的顶端从缩回位置或支撑位置P上方达到预定高度,并且衬底W被支撑在突起32和外部突起32a的上方并且不与它们接触。图7的示例中的预定高度为6mm。
在替代实施例中,衬底W由不同的机构(诸如与衬底W的侧面和/或顶部接合的夹子(附图中未示出)或涡流夹具)从衬底台WT卸载。在这种布置中,使用该不同机构卸载每个衬底W所花费的时间可以通过测量该机构的移动和/或位置来类似地确定。
衬底卸载时间可以备选地或附加地从光刻设备中使用的其他传感器的信号导出。这些传感器的示例是压力传感器和/或热传感器。
专用附加传感器可以被备选地或附加地提供以测量衬底卸载时间,但这些传感器可能难以在现有***上实施。
通过以上任何方法或其他替代方法确定的衬底卸载时间可以与参考时间进行比较,该参考时间被确定为有助于在卸载期间区分湿润衬底台WT和干燥衬底台WT。例如,在图6所示的实验中测试的设备中,0.6s可以被选择为参考时间。当测量或计算的衬底卸载时间比参考时间小超过预定量时,警报信号可以被生成。
参考时间和预定量的确切选择将取决于以下一项或多项:光刻设备、衬底W、卸载机构和期望准确性和公差以及其他因素。将了解到,选择参考时间和/或预定量(该参考时间和/或预定量引起针对观察到的或预测的正常卸载时间的甚至很小的变化生成警报信号)可能导致更高比例的假阳性结果。相反,选择从观察到的或预测的正常卸载时间远离太远的参考时间和/或预定量可能导致潜在变形衬底W的低检测率。
本发明人还确定,对夹持压力(在光刻过程期间将衬底W保持到衬底台WT上的衬底W下方的负压)的监测可以被用于检测潜在变形的衬底W。
已经发现,外部突起32a的局部干燥和由此产生的摩擦变化可能对于衬底台WT特别重要,其中内部(即,第一)密封件34和外部(即,第二)密封件36之间的水管理的变化和/或夹持压力设计的变化可以显著加快干燥时间。即使在正常操作期间并且没有长延迟,局部效应在衬底W的对准/叠加中也可以是可见的。
图8和9示出了在衬底台WT上对初始衬底进行的一系列测试的示例性能。在图8和9中,针对在x轴上指示的顺序位置中的每个顺序位置处的衬底,在y轴上绘制了标记的观察位置离开其预期位置的变化。在图8中,示出了三个批次的对准性能。图9示出了来自多个批次的初始衬底的平均对准性能。十字示出了单个读数,水平线示出了平均值,并且框示出了读数的三西格玛变化。
从图8和9可以看出,批次内的位置1至3中的衬底性能明显降低。据信,启动批次所需的额外动作(诸如关闭衬底的处置)可能会引入大约几秒钟的定时延迟,从而产生叠加效应。例如,观察到在装载衬底3之前发生大约6秒的延迟,这仍然导致性能降低。
在生产光刻过程期间,分析了若干批次的衬底台WT预夹持压力构建,并且与稍后批次进行比较。图10示出了被发现存在对准问题的衬底W和其余衬底(未出现对准问题)的记录的预夹持压力曲线(即,在约3.1Pa的负压处夹持之前的负压变化)随时间的变化。每个批次的衬底1和3被装载在卡盘2上(图10中的右手示图),而来自每个批次的衬底2被装载在卡盘1上(图10中的左手示图)。图10中分析压力曲线的三个批次与在图8中示出对准误差的三个批次相同。
从图10所示的记录压力曲线可以看出,存在对准问题的衬底W在累积夹持压力时示出不同的压力曲线。
因此,在其他实施例中,夹持压力或夹持压力变化的测量被用于确定衬底W是否可能因夹持而变形。
在第一这种实施例中,夹持压力累积的截止时间值被测量。这被定义为夹持压力达到最终夹持压力的95%所花费的时间,如图10中的“95%”虚线所指示的。从图10可以看出,具有对准问题的衬底比正常衬底更快地达到95%值,使得测量的截止时间可以与参考阈值进行比较,以确定衬底W是否可能因夹持而变形。在图10所示的示例中,该阈值可以是例如1秒。
要了解的是,截止时间的替代定义可以被使用。从图10所示的记录压力曲线中可以看出,这些曲线在最终夹持压力的大约70%和最终夹持压力100%之间存在偏差,尽管偏差在最终夹持压力的大约85%至100%之间更大。
针对不同类型的光刻设备(以及可能的不同衬底W),可能需要根据经验确定截止时间的参考阈值的适当选择,并且还取决于截止时间的定义。
在第二这种实施例中,针对光刻设备和衬底W的特定组合,可以根据经验确定已知良好的衬底W和有问题的衬底W的压力累积曲线,并且被存储为参考曲线。这些存储的参考曲线可以在光刻设备的操作期间与测量的曲线进行比较,并且取决于测量的曲线是否与问题衬底或良好衬底的存储曲线更好地拟合来进行确定。
确定衬底W可能因夹持而变形(例如因为衬底卸载时间被测量为小于预期卸载时间的限定比例,或者夹持压力偏离预期曲线),衬底废弃策略可以被实施,它防止这种衬底W在光刻过程中被进一步使用。用于废弃的具体阈值可以在用户对用户的基础上设置,并且可以取决于衬底W和/或光刻设备的期望准确性和/或特性来选择。
备选地或附加地,***重新湿润过程可以被发起,以确保衬底台WT在未来的衬底装载和卸载时完全湿润。这可能涉及重新装载已被确定为遭受变形的衬底W或替代衬底。替代衬底可以是封闭衬底或虚拟衬底,它已经在许多光刻设备中使用,以便例如在***空闲时保护衬底台WT,或者在不存在生产衬底W时用于其他功能。一旦这种衬底被重新装载,标准暴露过程就可以被运行(包括衬底台WT的湿润),然后该衬底被卸载,并且后续衬底W可以被照常装载以暴露于图案化辐射。
备选地或附加地,该设备可以被布置为使用与标准方法不同的对准方法,其中任何衬底W都被识别为可能遭受变形。这可能包括改变对准策略或使用扩展的标记布局进行测量,以更好地捕获叠加/对准指纹。它还可以包括在对准过程中改变一个或多个参数或设置。
如将了解的,上述特征中的任何一个都可以与任何其他特征一起使用,并且本申请中覆盖的不仅仅是明确描述的那些组合。
虽然在本文中可以具体引用光刻设备在IC制造中的使用,但是应该理解的是,本文描述的光刻设备可以在制造具有微尺度甚或纳米尺度特征的组件时具有其他应用,诸如集成光学***的制造、用于磁畴存储器的指导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
在上下文允许的情况下,本发明的实施例可以被实施在硬件、固件、软件或其任何组合中。本发明的实施例还可以被实施为存储在机器可读介质上的指令,该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以由机器(例如计算装置)可读的形式存储或发送信息的任何机构。例如,机器可读介质可以包括只读存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);磁性存储介质;光学存储介质;闪存装置;电气、光学、声学或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)和其他。进一步地,固件、软件、例程、指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而,应该了解的是,这种描述仅仅是为了方便,并且这种动作事实上是由执行固件、软件、例程、指令等的计算装置、处理器、控制器或其他装置导致的,并且这样做可能会导致致动器或其他装置与物理世界交互。
尽管本发明的具体实施例已经在上面描述,但是要了解的是,本发明可以以不同于所描述的方式来实践。以上描述旨在是说明性的,而不是限制性的。因此,对本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下,修改可以对所描述的本发明进行。
Claims (15)
1.衬底支撑***,包括:
支撑部件,所述支撑部件被配置为将衬底的底表面支撑在支撑平面上;
可移动部件,所述可移动部件能够在所述可移动部件的顶端位于所述支撑平面下方的缩回位置与所述可移动部件的所述顶端位于所述支撑平面上方的延伸位置之间移动,使得当在所述缩回位置和延伸位置之间移动时,所述顶端接触由所述支撑部件支撑的衬底的所述底表面,并且在所述延伸位置将所述衬底的所述底表面支撑在所述支撑平面上方;以及
测量***,被配置为测量所述可移动部件从所述缩回位置移动到所述延伸位置所花费的时间,将所测量的时间与参考时间进行比较,并且当所测量的时间与所述参考时间偏离超过预定量时生成信号。
2.根据权利要求1所述的衬底支撑***,其中所述支撑部件包括支撑体,并且所述可移动部件包括能够移动通过所述支撑体的多个销。
3.根据权利要求2所述的衬底支撑***,其中所述支撑部件具有多个第一突起,所述多个第一突起从形成所述支撑平面的所述支撑体延伸并且被布置为支撑所述衬底的所述底表面。
4.根据权利要求3所述的衬底支撑***,还包括:在所述支撑部件的边缘区域处从所述支撑体延伸的第一密封构件,所述第一密封构件包围所述多个第一突起;以及在所述支撑部件的所述边缘区域处从所述支撑体延伸的第二密封构件,所述第二密封构件包围所述第一密封构件。
5.根据权利要求4所述的衬底支撑***,还包括:多个第二突起,所述多个第二突起从所述支撑体延伸并且被布置在所述第一密封构件与所述第二密封构件之间,所述多个第二突起被配置为将所述衬底支撑在所述支撑平面上。
6.根据权利要求4或5所述的衬底支撑***,还包括:多个提取开口,所述多个提取开口被形成在所述支撑体中,用于流体从所述支撑部件与所述衬底之间提取到空间中。
7.根据权利要求6所述的衬底支撑***,其中所述多个提取开口被布置在所述第一密封构件与所述第二密封构件之间。
8.一种工作台定位***,包括:
衬底支撑***,被布置为支撑衬底;
夹持***,被布置为当所述衬底正被暴露于辐射时,将所述衬底保持在所述衬底支撑件上;
处理器;以及以下任一项:
a)传感器,被布置为测量衬底从所述衬底支撑件移除所花费的时间,
其中所述处理器被布置为将由所述传感器测量的时间与参考时间进行比较,并且当所测量的时间与所述参考时间偏离超过预定量时生成信号,或者
b)传感器,被布置为测量由所述夹持***用于将所述衬底夹持到所述衬底支撑件的压力变化,
其中所述处理器被布置为将所测量的压力变化与参考进行比较,并且基于所述比较来生成信号。
9.根据权利要求8所述的工作台定位***,其中所述处理器被布置为比较所测量的时间,并且所述夹持***被布置为将所述衬底保持在支撑平面中,并且进一步地,其中所述传感器被布置为测量所述衬底从所述支撑平面被移动到与所述支撑平面分离的位置所花费的所述时间。
10.根据权利要求8或9所述的工作台定位***,其中所述处理器被布置为比较所测量的时间,并且所述衬底支撑***是根据权利要求1至7中任一项的衬底支撑***,其中所述测量***由所述工作台定位***的所述传感器和所述处理器提供。
11.根据权利要求8或9所述的工作台定位***,其中被布置为测量衬底从所述衬底支撑件移除所花费的时间的所述传感器是压力传感器或热传感器。
12.根据权利要求8所述的工作台定位***,其中所述处理器被布置为比较所测量的压力变化,并且还被布置为:
测量所测量的压力变化达到预定压力阈值所花费的时间;
将测量的所花费的时间与预定时间阈值进行比较;以及
如果所测量的时间低于或高于所述时间阈值,则生成所述信号。
13.根据权利要求8所述的工作台定位***,其中所述处理器被布置为比较所测量的压力变化,并且还被布置为:
记录压力随时间的变化,以生成压力曲线;
将所记录的压力曲线与压力变化的存储曲线进行比较;以及
如果所记录的压力曲线与所存储曲线相匹配或者如果所记录的曲线与所存储曲线不匹配,则生成所述信号。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的工作台定位***,其中所述工作台定位***还被布置为如果所述信号被生成,则从所述工作台定位***移除所述衬底。
15.一种光刻设备,包括根据权利要求8至14中任一项的所述工作台定位***。
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