放置襯底與傳送襯底的方法、支撐系統和光刻投影設備的製作方法

2023-06-22 07:06:16 2

專利名稱：放置襯底與傳送襯底的方法、支撐系統和光刻投影設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在襯底保持器的表面上放置襯底的方法，以及一種 包含計算機可執行代碼的計算機可讀介質，當其被加載入計算機組件中 時，使得該計算機組件能控制這種方法。本發明進一步涉及一種通過基 於有效的傳送數據的傳送器單元從第一襯底保持器向第二襯底保持器傳 送襯底的方法，還涉及一種包含計算機可執行代碼的計算機可讀介質， 當其被加載入計算機組件中時，使得該計算機組件能控制這種方法。本 發明進一步涉及一種用於支撐襯底的支撐系統、包含這種支撐系統的光 刻設備、使用這種光刻設備的器件製造方法以及包含計算機可執行代碼 的計算機可讀介質，當其被加載入計算機組件中時，使得該計算機組件 能控制這種器件製造方法。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上(通常到所述襯底的目標
部分上)的機器。例如，可以將光刻設備用在集成電路(ic)的製造中。
在這種情況下，可以將可選地稱為掩模或掩模版(reticle)的圖案形成裝置 用於生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案。可以將該圖案轉移到襯 底(例如，矽晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、 一個或多 個管芯)上。典型地，經由成像將所述圖案轉移到在所述襯底上設置的 輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常，單獨的襯底將包含連續形成圖案 的相鄰目標部分的網絡。公知的光刻設備包括所謂步進機，在所述步 進機中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標 部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向("掃 描"方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描 所述襯底來輻射每一個目標部分。還可以通過將所述圖案壓印 (imprinting)到所述襯底上，將所述圖案從所述圖案形成裝置轉移到所述襯底上。
在採用光刻設備的器件製造方法中，生產中的一個重要因素，即已 正確製造器件的百分比，是被印刷的層和與之相關的先前形成的層之間
的準確度。這被稱為重疊，而重疊誤差預計通常是10nm或者以下。為了 達到這樣的準確度，襯底應當在很高的準確度下對準將被轉移的掩模圖 案。
為了得到很好的圖像清晰度以及層的重疊精度，襯底的被輻射表面 應當準確的放置在支撐面(即襯底保持器)上，並且在曝光的過程中盡 可能的保持其在襯底保持器上的平坦和平穩。通常，為了實現上述目的， 襯底保持器設置有包括多個凸出物的板，凸出物也稱為節塊。在這種襯 底保持器上，襯底可以被放置以使其背面與全部位於明確定義的平面上 的節塊形成接觸。通過將襯底保持器上的孔與真空產生裝置連接，襯底 背面可以相對於節塊被牢固的夾住。採用這種方式的節塊可以確保僅僅 一部分背面區域實際上相對於實體表面而被壓住；這樣，晶片背面上的 任何微粒汙染物的形變效應都被最小化，因為該汙染物最有可能處在節 塊之間的空隙而不是被壓在節塊的上表面。
但是，如果襯底如上所描述的那樣被固定在襯底保持器上，則襯底 將在節塊上彎曲。其結果是在襯底上曝光的圖像將局部地偏移。當顯影 後的襯底再一次被放置在襯底保持器上進行第二次曝光時，因為相對於 凸出物的位置的不同，第二次曝光期間的局部圖像的偏移將不同於第一 次曝光期間的局部圖像的偏移。因此，重疊誤差被引入。
由於對更小的圖案成像從而製造具有更高密度的器件的持續需求， 迫切需要減小重疊誤差，這便帶來了在具有節塊的襯底臺上對襯底的放 置方式進行改進的要求。

發明內容
提供很有用的一种放置襯底的方法、 一種傳送襯底的方法以及一種 具有比至今己知技術提高了定位精度的傳送系統。最後，根據本發明的 實施例提供了在襯底保持器的表面上放置襯底的方法，該表面設置有多 個節塊，該方法包括獲取該多個節塊的位置，確定襯底放置數據，該襯底放置數據能使襯底放置在相對於襯底保持器表面上所述多個節塊位置 的一定位置上，以及根據該襯底放置數據在該一定位置上放置該襯底。
在一個實施例中，本發明提供了一種包含計算機可執行代碼的計算 機可讀介質，當其被加載入計算機組件中時，能使得該計算機組件能控 制如上所述的方法。
另外，在一個實施例中，本發明提供了一種通過基於有效的傳送數 據的傳送器單元從第一襯底保持器向第二襯底保持器傳送襯底的方法， 該第二襯底保持器包括設置有多個節塊的表面，該方法包括步驟提供 該襯底到第一襯底保持器上；根據傳送數據，通過該傳送單元從第一襯 底保持器向相對於第二襯底保持器上所述多個節塊的一定位置上傳送該 襯底；以及將該襯底放置在第二襯底保持器上的所述的一定位置上，其 中所述放置是根據上文所描述的在襯底保持器的表面上放置襯底的方法 來實施的。在一個實施例中，該方法包括獲取在襯底保持器上的多個節 塊的位置。
在一個實施例中，本發明提供包括計算機可執行代碼的計算機可讀 介質，當其被加載入計算機組件中時，使得該計算機組件能控制如上文 所述的傳送方法。
此外，在一個實施例中，本發明提供了一個用於支撐襯底的支撐系 統，該支撐系統包括配置來保持襯底的襯底保持器，該襯底保持器包括
設置有多個節塊的表面；配置為根據襯底放置數據把襯底放置在襯底保 持器上的襯底拿取裝置；配置為實施測量的測量單元，用於確定在襯底 保持器表面上設置的多個節塊的位置；配置為確定襯底放置數據的處理 器，該襯底放置數據能使在襯底保持器表面上的襯底放置在對應於多個 節塊位置的一定位置上。
此外，在一個實施例中，本發明提供了一種光刻投影設備，包括 配置為提供輻射束的照射系統；配置成支撐圖案形成裝置的支撐結構， 該圖案形成裝置用於將圖案在輻射束橫截面上賦予輻射束；用於支撐如 上文所述的襯底的支撐系統，以及配置為在襯底上曝光被圖案化的該輻 射束的投影系統。
在一個實施例中，本發明提供了一種製造器件的方法，包括採用上述的光刻投影設備在襯底上投影被圖案化的輻射束。
最後，在一個實施例中，本發明提供了一種包含計算機可執行代碼 的計算機可讀介質，當其被加載入計算機組件中時，使得該計算機組件 能控制上述的器件製造方法。


現在僅通過舉例並參考所附示意圖來描述本發明的實施例，附圖中 相應的附圖標記表示相應的部分，且其中
圖l描述了根據本發明的一個實施例的光刻設備； 圖2a-2c示意性的描述了本領域所公知的在襯底臺上襯底的放置形
式；
圖2d示意性的描述了如圖2c所示的在襯底臺上放置的襯底的細節；
圖3示意性的描述了一種可以在本發明實施列中使用的傳送系統；
圖4示例性地描述了根據本發明的第一實施例在襯底保持器表面上
放置襯底的方法的流程圖5示例性地描述了根據本發明的第二實施例在襯底保持器表面上 放置襯底的方法的流程圖6示例性地描述了根據本發明的第三實施例在襯底保持器表面上
放置襯底的方法的流程圖7a示例性地描述了包括設置有多個節塊的表面的襯底保持器的
俯視圖7b示例性地描述了圖7a所示的襯底保持器上放置了襯底的俯視
圖8示例性地描述了根據本發明的第四實施例在襯底保持器表面上 放置襯底的方法的流程圖9示例性地描述了可用於本發明實施例中的計算機組件的一個實
施例；
圖10示例性地描述了定位在襯底臺上的晶片的高度測量數據；
圖11示例性地描述了根據圖10的數據的離散傅立葉變換；
圖12描述了用於確定節塊位置的一個實施例中的模擬重疊誤差
具體實施例方式
圖l示意性地示出根據本發明的一個實施例的光刻設備。所述設備 包括
照射系統(照射器)IL，配置用於調節輻射束B (例如，紫外(UV)
輻射或極紫外(EUV)輻射)；
支撐結構(例如掩模臺)MT，配置用於支撐圖案形成裝置(例如 掩模)MA並與配置用於根據確定的參數精確地定位圖案形成裝置的第 一定位裝置PM相連；
襯底保持器，例如襯底臺(例如晶片臺)WT，配置用於保持襯底 (例如塗覆有抗蝕劑的晶片)W，並與配置用於根據確定的參數精確地 定位襯底的第二定位裝置PW相連；以及
投影系統(例如折射式投影透鏡系統)PS，所述投影系統PS配置用 於將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C (例如包括一根或多根管芯)上。
所述照射系統可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、 磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學部件、或其任意組合，以引 導、成形、或控制輻射。
支撐結構支撐，即承受圖案形成裝置的重量。支撐結構以依賴於圖 案形成裝置的取向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置是否保持在 真空環境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結構可以採 用機械的、真空的、靜電的或其他夾持技術保持圖案形成裝置。所述支 撐結構可以是框架或臺，例如，其可以根據需要成為固定的或可移動的。 所述支撐結構可以確保圖案形成裝置位於所需的位置上(例如相對於投 影系統)。在這裡任何使用的術語"掩模版"或"掩模"都可以認為與更 上位的術語"圖案形成裝置"同義。
這裡所使用的術語"圖案形成裝置"應該被廣義地理解為表示能夠 用於將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上 形成圖案的任何裝置。應當注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底 的目標部分上所需的圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特徵或所
10謂輔助特徵)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器件 中的特定的功能層相對應，例如集成電路。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包
括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在 光刻中是公知的，並且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、 衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型。可編程反射 鏡陣列的示例採用小反射鏡的矩陣布置，可以獨立地傾斜每一個小反射 鏡，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦 予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。
應該將這裡使用的術語"投影系統"廣義地解釋為包括任意類型的 投影系統，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電 型光學系統、或其任意組合，如對於所使用的曝光輻射所適合的、或對 於諸如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這裡使用的任 何術語"投影透鏡"可以認為是與更上位的術語"投影系統"同義。
如這裡所示的，所述設備是透射型的(例如，採用透射式掩模)。 替代地，所述設備可以是反射型的(例如，採用如上所述類型的可編程 反射鏡陣列，或採用反射式掩模)。
所述光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或 更多的掩模臺)的類型。在這種"多臺"機器中，可以並行地使用附加 的臺，或可以在將一個或更多個其它臺用於曝光的同時，在一個或更多 個臺上執行預備步驟。
光刻設備也可以是以下類型的，其中襯底的至少一部分被具有相對 高折射率的液體，例如水，所覆蓋，以填充投影系統和襯底之間的空間。 浸沒液也可以用於光刻設備中的其他空間，例如用於掩模和投影系統之 間。浸沒技術是本領域中所公知的增加投影系統數值孔徑的技術。本文 中所使用的術語"浸沒"並不意味著例如襯底的結構必須浸沒在液體中， 而僅僅意味著在曝光期間液體處於投影系統和襯底之間。
參照圖l，所述照射器IL接收從輻射源SO發出的輻射束。該源和 所述光刻設備可以是分立的實體(例如當該源為準分子雷射器時)。在這 種情況下，不會將該源考慮成光刻設備的組成部分，並且通過包括例如
ii合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統BD的幫助，將所述輻射束
從所述源SO傳到所述照射器IL。在其他情況下，所述源可以是所述光 刻設備的組成部分(例如當所述源是汞燈時)。可以將所述源SO和所述 照射器IL、以及如果需要時的所述束傳遞系統BD —起稱作輻射系統。
所述照射器IL可以包括用於調整所述輻射束的角強度分布的調整 器AD。通常，可以對所述照射器的光瞳平面中的強度分布的至少所述 外部和/或內部徑向範圍(一般分別稱為cx-外部和"-內部)進行調整。此 外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO。 可以將所述照射器用於調節所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均 勻性和強度分布。
所述輻射束B入射到保持在支撐結構(例如，掩模臺MT)上的所 述圖案形成裝置(例如，掩模MA)上，並且通過所述圖案形成裝置來 形成圖案。已經穿過掩模MA之後，所述輻射束B通過投影系統PS， 所述PS將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分C上。通過第二定位裝 置PW和位置傳感器IF(例如，幹涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器) 的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分 C定位於所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取 之後，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感 器(圖1中未明確示出)用於將掩模MA相對於所述輻射束B的路徑精 確地定位。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行 程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現掩模臺MT的 移動。類似地，可以採用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程 模塊和短行程模塊來實現所述襯底臺WT的移動。在步進機的情況下(與 掃描器相反)，所述掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固 定的。可以使用掩模對準標記M1、 M2和襯底對準標記P1、 P2來對準 掩模MA和襯底W。儘管所示的襯底對準標記P1、 P2佔據了專用目標 部分，但是它們可以位於目標部分之間的空隙(這些公知為劃線對齊標 記)上。類似地，在將多於一個的管芯設置在掩模MA上的情況下，所 述掩模對準標記可以位於所述管芯之間。
可以將所述設備用於以下模式的至少一種
121. 在步進模式中，在將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目
標部分C上的同時，將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止(即， 單一的靜態曝光)。然後將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得 可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了 在單一的靜態曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。
2. 在掃描模式中，在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C 上的同時，對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進行掃描(即，單一的動 態曝光)。襯底臺WT相對於掩模臺MT的速度和方向可以通過所述投 影系統PS的(縮小)放大率和圖像反轉特徵來確定。在掃描模式中， 曝光場的最大尺寸限制了單一的動態曝光中的所述目標部分的寬度(沿 非掃描方向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所 述掃描方向)。
3. 在另一個模式中，將用於保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT 保持為基本靜止狀態，並且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分 C上的同時，對所述襯底臺WT進行移動或掃描。在這種模式中，通常 採用脈衝輻射源，並且在所述襯底臺WT的每一次移動之後、或在掃描 期間的連續輻射脈衝之間，根據需要更新所述可編程圖案形成裝置。這 種操作模式可易於應用於利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型 的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。
也可以採用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。
圖2a-2c示意性的描述了本領域中公知的襯底在襯底保持器(像襯底 臺WT)上的放置模式。襯底臺WT配備有多個突出物1，也可稱為突起 或者節塊。在本文中，採用節塊來表示但是應當理解這兩者是可互換的。 通常在晶片的邊緣上存在所謂的真空密封。在採用EUV的光刻設備中， 通常存在靜電夾持。本發明的多個實施例並不限於真空系統，也可應用 於經典夾持。
如圖2a所示，襯底W向襯底臺WT移動，直到襯底與配備在襯底臺 WT表面上的多個節塊相接觸。
襯底W位於襯底臺WT上，其背面與襯底臺WT表面上的多個節塊1相接觸，如圖2b示意性描述的情況。
在這一階段，通過將襯底臺WT中的孔3與真空產生裝置5相連接， 從在多個節塊之間的空隙中吸走空氣。空氣的抽吸在圖2c中用箭頭示意 性的示出。
圖2d示意性的描述了，放置在襯底臺WT上的襯底W的細節，即如 圖2c中虛線圓圈所示的部分。因為介於襯底W和襯底臺WT之間的真空以 及由於多個節塊1所造成的襯底臺WT上的非平坦表面，襯底W局部變形。 因此，在襯底W上被曝光的圖像將相對於所期望的圖案而局部偏移。當 顯影后的襯底W再次被放置在襯底臺WT上進行第二次曝光時，因為相對 於多個節塊l的位置不同，第二次曝光期間的局部圖像的偏移將不同於第 一次曝光期間的局部圖像的偏移。因此，重疊誤差被引入。
圖3示意性的描述了本發明一個實施例中採用的傳送系統。圖3中所 描述的傳送系統適用於光刻投影設備。它被配置為基於有效傳送數據來 傳送襯底。該傳送系統包括第一襯底保持器ll、第二襯底保持器13以及 傳送單元15。
第一襯底保持器11被配置用來保持襯底12。在一個實施例中，第一 襯底保持器ll可圍繞其中心(即該襯底被保持所在的表面的中心)旋轉。 因此，旋轉軸大致垂直於上述表面。
第二襯底保持器13同樣被配置用來在其表面上保持襯底12。第二襯
底保持器13的上述表面可裝備有多個節塊。可以獲取該多個節塊的位置。 在實施例中，獲取該多個節塊的位置包括至少四個節塊的位置。獲取該 位置可以包括校準，尤其是相對於固定部分(例如襯底臺的一部分)的 相對位置。
如果傳送系統用於光刻投影設備，則第二襯底保持器13可以對應於 襯底臺WT，而被保持的襯底12可以對應於襯底W。而且，第一襯底保持 器ll可以對應於在預對準單元中使用的襯底臺。
該傳送器單元15被配置為從第一襯底保持器11向第二襯底保持器 13傳送襯底12。根據前述的傳送數據來執行該傳送。在圖3所示的示例性 的實施例中，傳送單元15包括兩個子單元，即，設置為從第一襯底保持 器11拾取襯底12並向第二襯底保持器13移動該襯底12的抓取器單元16，以及位於第二襯底保持器13中的三個或更多的可延伸的銷，所謂E銷17。 E銷17的位置和運動都通過E銷控制器19來控制，例如，洛倫茲馬達，其 被局部的電子裝置依次控制。為了保證停電發生時候測量的安全性，該 E銷17可以被設置為在自然的重力作用下降低到它們的最低位置。這樣 的方式保證了E銷17不被損壞。現在可以設置傳送單元15以控制被抓取 器單元16保持的襯底12的運動與E銷17的運動協作，分別用箭頭51和52 來示例性地描述。傳送單元15可以控制抓取器單元16沿朝著E銷17的方 向運動，在圖3中向左運動，從而襯底12被適當地定位在E銷17的上方。 該傳送單元15然後可以控制E銷17朝著襯底12延伸，在圖3中是朝上，直 到接觸到襯底12。傳送單元15隨後控制襯底12從抓取器單元16分離並且 隨後移動抓取器單元16遠離E銷17，例如，圖3中朝右方運動直到抓取器 單元16不再阻擋襯底12朝著第二襯底保持器13的運動。最後，傳送單元 15可以控制E銷17的回縮，直到襯底12被定位在第二襯底保持器13上。
該傳送系統進一步包括測量單元23，例如，像CCD相機之類的成像 設備或測量傳感器。在測量單元23是成像設備的情況下，該測量單元23 可以被配置成獲取在第二襯底保持器13的表面上多個節塊的圖像。在該 測量單元23是測量傳感器的情況下，第二襯底保持器13的表面上多個節 塊的每一個節塊的位置都可被測量。可選擇地或額外地，可以配置測量 單元23來測量設置在襯底12上的標記的位置或者設置在第二襯底保持器 13上的標記的位置。
該傳送系統進一步包括處理器25。在本發明的實施例中，配置該處 理器25以計算襯底放置數據，該襯底放置數據能使襯底12放置在相對於 襯底保持器13上多個節塊位置的優化的位置。在圖3所示的傳送系統中， 配置處理器25以發送前述襯底放置數據到傳送單元15，從而使得傳送單 元15能根據襯底放置數據來控制襯底的放置。
在一個實施例中，處理器25與測量單元23通信連接。然後，利用從 測量單元23收到的信息來計算襯底放置數據。此外，該處理器25可以與 存儲器27通信。存儲在存儲器27中的信息可以被處理器25用來計算前述 的襯底放置數據。參考圖4-6和8來描述關於處理器25功能性的更多細節。
第二襯底保持器13的運動可以通過控制單元29來控制，其依次通信連接到處理器25或傳送單元15，在襯底精確放置的情況下，考慮到襯底 放置數據，第二襯底保持器13的移動是所需的或要求的。在圖3中示例性 地用箭頭55來表示處理器25和控制單元29的數據流。
可以理解的是，雖然在圖3中，處理器25、傳送單元15和控制單元 29被表示為分離的元件，但是處理器25可以被集成在傳送單元15和控制 單元29中的一個中，例如，在控制單元29採用如圖9所示的計算機組件形 式的情況下。
在光刻投影設備中的襯底臺WT的定位通常是通過所謂的長行程臺 模塊和短行程臺模塊來實現，在圖3中分別用附圖標號31和33來指示。這 樣兩個臺模塊31， 33的複合定位能力提供了準確和快速的定位。長行程 臺模塊33通常提供了短行程臺模塊31在多個方向(通常為3個方向)的粗 定位和移動。短行程模塊31通常提供放置在其上的襯底W在6個自由度上 的精確運動和定位。通過空氣軸承35，短行程臺模塊31可以與長行程臺 模塊33分離開，且短行程臺模塊31可以由至少一個洛倫茲馬達(未示出) 驅動。
控制單元29可以分別地包括用來控制短行程臺模塊31與長行程臺 模塊33運動和定位的分離的控制模塊。可選擇地，可以設置同一控制單 元29來控制短行程臺模塊31與長行程臺模塊33兩者的運動和定位，這樣 的情形在圖3中分別用箭頭56和57來描述。
如圖3中示例性地描述，第二襯底保持器13可以不僅包括短行程臺 模塊31，還包括附加元件37。該附加元件37可以設置有大到足夠容納襯 底12的凹陷區。然後，該凹陷的表面設置有前述的多個節塊以及進一步 地在所述多個節塊之間設置有孔，以建立如圖2a-d所討論的真空環境。 在浸沒式光刻投影設備中，在附加元件37中的凹陷還可具有容納和控制 浸沒流體的目的。
此外，第二襯底保持器13可以設置有至少一個標記39。
在設置有多個節塊的襯底保持器表面上放置襯底的方法的實施例 中，該方法包括確定襯底放置數據和根據該襯底放置數據放置襯底。襯 底位置數據能使襯底放置在相對於襯底保持器表面上所述多個節塊位置 的一定位置上，即多個節塊作為一個整體的位置以及多個節塊相對於彼此的位置和取向。該一定位置涉及相對於多個不同的標準來確定的優化 位置。
首先，該優化位置可以涉及相對於重疊的優化位置，即導致最小重 疊誤差的位置被確認為優化位置。換言之，考慮在光刻設備中襯底的第 一次曝光發生在相對於襯底保持器(例如，圖3中示例性地描述的第二襯 底保持器)表面上排列成一定圖形的多個節塊的一定位置的情況。然後， 在將同一襯底保持器用於光刻設備中的接下來的第二次曝光的情況下， 襯底的該優化位置精確地對應於襯底在第一次曝光中的位置。然而，在 使用不同的襯底保持器(即第三襯底保持器)的情況下，例如將同一個 光刻設備中的不同的襯底保持器或不同光刻設備中的類似的襯底保持器 用於光刻設備的接下來的第二次曝光中，該情況也是不同的。在第三襯 底保持器包括設置有與在用於第一次曝光的襯底保持器(例如第二襯底 保持器)上布置方式同樣的多個節塊的表面的情況下，該襯底的優化位置 是與第一次曝光中同樣的相對於多個節塊的襯底所在的位置。在每個襯 底保持器上的多個節塊的排列都不同的情況下，利用更加困難的計算來 計算得到最好重疊效果的優化位置，例如，其中對即將發生的在多個節 塊的特定排列節塊上的襯底變形的預測也應該被考慮進去。
其次，優化位置可能涉及變形。參考圖2d中的描述，由於在多個節
塊之間的空間中形成了真空，襯底局部地變形，在這種條件下如果在光 刻設備中曝光該襯底，則導致局部的曝光誤差。優化位置可能涉及局部 變形最小化的位置。在一個實施例中，局部變形的最小化對應於確定最
小二乘或者99.7%的間距，並分別選定一個最小二乘被最小化的位置或 99.7%的間距被優化了的位置。可選擇地，它可能意味著該位置是選擇 了其中平均局部變形最小的位置。在另一個實施例中，局部變形的最小 化可能意味著在圖形化最臨界的特徵的位置上，該局部變形被最小化， 其可能意味著在襯底的其他位置的局部變形程度高於平均值。
最後，該優化位置可以預先確定，即襯底放置位置被存儲在與至少 一個光刻投影設備通信的計算機組件的一個存儲器中，也被稱作"匹配機 器"。將要在這些匹配機器之一中被處理的每一個襯底都需要被放置在其 各自的襯底保持器上的預定位置。然後確定該襯底放置數據以建立前述的放置。
當然，當重疊和變形兩者緊密相關的時候，該優化位置也可以同時 與重疊和變形相關。畢竟，再次考慮到當襯底被放置在光刻設備的某個 襯底保持器的表面上時曝光該襯底的情況，該表面設置有排列成一定圖 案的多個節塊。然後，當襯底被放置在光刻設備中的不同的襯底保持器 的表面上且該表面具有布置成與之前相似的圖案的多個節塊時，與第一 次曝光相比，在後續曝光中用於襯底的優化位置相對於多個節塊是不同 的位置。這可能是這樣一種情形，位於用在第一次曝光中的襯底保持器 表面上的多個節塊在形狀和/或尺寸上不同於位於用在後續的第二次曝 光中的襯底保持器表面上的多個節塊。
圖4示例性地示出了根據本發明的第一實施例在襯底保持器表面上 放置襯底的方法的流程圖。首先，在動作61中，在襯底保持器表面上的 多個節塊的圖像被成像設備獲取。在使用圖3所示的傳送系統的情況下，
在第二襯底保持器13上設置多個節塊並且該成像設備對應於測量單元 23。
隨後，在動作63中，通過處理圖像確定了襯底保持器表面的多個節 塊的位置。這個處理是通過處理器來執行的。在使用圖3所示的傳送系統 的情況下，該處理器對應於處理器25。在一個實施例中，圖像處理包括 使用模式識別技術。
然後，在動作65中，通過該處理器計算能使襯底放置在相對於所確
定的多個節塊位置的優化位置的襯底放置數據。
最後，在動作67中，襯底被放置在根據所計算的襯底放置數據的前 述的優化位置。
圖5示例性地示出了根據本發明的第二實施例在襯底保持器表面上 放置襯底的方法的流程圖。在這個實施例中，在動作71中，首先，藉助 測量傳感器測量設置在襯底保持器表面的多個節塊中的每一個節塊的位 置。在使用圖3所示的傳送系統的情況下，該測量傳感器對應於測量單元 23，且該襯底保持器對應於第二襯底保持器13。
隨後，在動作73中，通過處理所測量的每個節塊的位置確定了襯底 保持器表面的多個節塊的位置。該構建的處理是通過處理器來執行的。
18在使用圖3所示的傳送系統的情況下，該處理器對應於處理器25。
然後，在動作75中，再計算出能使襯底放置在相對於所構建的多個
節塊位置的優化位置上的襯底位置數據。
最後，在動作77中，襯底被放置在根據所計算的襯底放置數據的前
述的優化位置。
圖6示例性地示出了根據本發明的第三實施例在襯底保持器表面上 放置襯底的方法的流程圖。首先，在動作81中，提供了存儲器。該存儲 器包括關於在襯底保持器表面上的多個節塊的位置的位置數據。在使用 圖3所示的傳送系統的情況下，該存儲器對應於存儲器27。
此外，在動作83中，提供了襯底。該襯底包括多個標記。
接著，在動作85中，襯底被放置在襯底保持器表面上的第一位置， 測量多個標記中的每一個標記的位置，並且計算出質量指標。質量指標 是用於表示一定位置的質量的數值，即，對於重疊誤差的測量或對發生 在一定位置的平均變形量的測量。在圖7a中，示例性地描述了包括設置 有多個節塊105的表面103的襯底保持器101的俯視圖。在圖7b中，俯視圖 示例性地描述了包括多個標記109、 113的襯底107、 111。
然後，在動作87中，襯底被移動到襯底保持器表面上的第二位置。 在這個第二位置上測量多個標記中的每一個標記的位置並且計算出質量 指標。移動、測量和計算被執行了預定的次數，標示為動作89。考慮到 動作89預定的次數等於0的動作85和87被示例性地表示在圖7b中。在圖7b 中的襯底107， 111被放在圖7a中襯底保持器101上的兩個不同位置。在一 個位置上，例如，第一位置，襯底107的圓周是實線表示的，而用虛線標 示圓周的襯底lll表明襯底在另一個位置，例如，第二位置。比對在"實 線圓周"的位置中的襯底107上的多個標記109，大概地描述了在後續位置 的多個標記113。
接著，在動作91中，計算出襯底放置數據。它們是通過處理器計算 出來的。襯底放置數據能使襯底的放置相對於多個節塊位置處在優化位 置。在計算襯底放置數據的過程中，使用所計算出的具有最小重疊誤差 的襯底位置。
最後，在動作93中，襯底被放置在根據所計算的襯底放置數據的前
19述的優化位置。
圖8示例性地描述了根據本發明的第四實施例在襯底保持器表面上 放置襯底的方法的流程圖。首先，在動作121中，提供了存儲器。在使用
圖3所示的傳送系統的情況下，該存儲器對應於存儲器27。該存儲器包括 的位置數據涉及在襯底保持器表面上的多個節塊相對於襯底保持器上至 少三個標記段(即，在所有的標記都提供關於一個方向(例如X方向或Y 方向)信息的情況中的至少3個標記，或者在其中一個標記提供關於一個 方向(例如X方向或Y方向)的信息的情況中的至少2個標記)的位置的 位置，以及一個基本垂直的方向(例如分別為指向上述Y方向和X方向情 況下)。應當理解，術語標記段不是必須涉及標記的一部分，而是也可以 涉及作為某種參考的其他元件，例如，不接觸襯底的參考節塊或者某種 記號(seal)。
參考圖7a和7b，提供了三個標記117，其三個標記117與在襯底保持 器101表面103上的多個節塊105具有已知的關係。
接著，在動作123中，測量設置在襯底保持器表面上的至少三個標 記段的位置。該測量可以通過任何適合的測量單元來執行。在採用如圖3 中示例性描述的傳送系統的情況下，該測量單元對應於測量單元23。此 外，在動作125中，相對於該至少三個標記段的位置，在各個襯底保持器 上的多個節塊的位置被從存儲器中讀取出來。涉及該至少三個標記段的 相對位置的該數據被提供給處理器。在採用如圖3中示例性描述的傳送系 統的情況下，該處理器對應於處理器25。進一步地通過測量單元獲取的 測量數據也被提供給處理器。
緊接著，在動作127中，襯底放置數據被處理器計算出來。襯底位 置數據能使襯底相對於所述多個節塊的位置處於優化位置。在通過處理 器執行的計算中，採用了所測量的至少三個標記段的位置以及所讀取的 相對於該至少三個標記段的位置的多個節塊的位置。
最後，在動作129中，襯底被放置在根據所計算的襯底放置數據的 優化位置。
圖9示例性地描述了用在本發明一個實施例中的計算機組件的實施 例。這種計算機組件200可以是控制單元形式的專用計算機，例如，控制單元29。該計算機組件200可以被設置用來加載包含計算機可執行代碼的
計算機可讀介質。當在計算機中加載計算機可讀介質上的可執行代碼時，
這可以使得計算機組件200能夠執行前述方法中的實施例，該方法是基於 有效的傳送數據藉助傳送單元從第一襯底保持器向第二襯底保持器傳送 襯底的方法。附加地或可選地，當加載計算機可讀介質時，這可以使得 計算機組件200能夠執行一種器件製造方法，該方法中，利用包括這樣的 傳送系統的光刻投影設備來圖案化襯底上的目標部分。
計算機組件200包括處理器201，例如，與控制單元29通信連接的處 理器25，並可以進一步包括存儲器205，例如連接到處理器25的存儲器27。 該存儲器205，其連接到處理器201，可以包括多個存儲部件，例如硬碟 211、只讀存儲器(ROM) 212，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM) 213和隨機存儲器(RAM) 214。並不是需要出現所有上述的存儲部件。 此外，上述所提到的存儲部件與處理器201或者存儲部件彼此之間的物理 上的接近並不重要。它們可以位於比較遠的位置。
處理器201也可以被連接到某種用戶界面，例如鍵盤215或滑鼠216。 也可以使用觸控螢幕、軌跡球、語音變換器或者本領域技術人員已知的其 他界面。
處理器201可以連接到讀取單元217，其被設置為讀取來自計算機可 讀介質上的，例如為計算機可執行代碼形式的數據，並在一些條件下在 計算機可讀介質上存儲數據，計算機可讀介質例如是軟盤218或CDROM 219。還可以使用DVD或本領域技術人員己知的其他計算機可讀介質。
該處理器201也可以連接到印表機220，在紙上來列印輸出數據，以 及連接到顯示器221，顯示器例如是監視器或LCD (液晶顯示器)，或本 領域技術人員己知的其他類型的顯示器。
該處理器201也可以通過響應於輸入/輸出(I/O) 223的發送器/接收 器連接到通信網絡222，例如公共開關電話網絡(PSTN)、區域網(LAN)、 廣域網(WAN)等。該處理器201可以設置為通過通信網絡222連接到其 他通信系統。在本發明的一個實施例中，外部計算機(未示出)，例如操 作者的個人電腦，可以通過通信網絡222登錄處理器201。
處理器201實現方式可以是獨立的系統，也可以是採用多個並行操
21作的處理單元，在其中配置每一個處理單元來執行一個較大程序的多個 子任務。該處理單元也可被分成至少一個具有多個子處理單元的主處理 單元。處理器201的一些處理單元甚至可以位於遠離其他處理單元的位置
並通過通信網絡222通信。
在另一個實施例中，採用加載在襯底支撐件13上的晶片W的實際高 度測量數據來確定節塊的位置。根據圖3中的光刻設備可採用己知的技術 能夠執行對加載在支撐件上的晶片W的高度測量。根據這個實施例，在 晶片表面上的至少一條線上的多個點執行高度測量。優選的採用一條直 線上的多個點，特別是涉及重疊測量，其將在下文進一步地描述。在另 外的優選實施例中，採用的測量點的直線與光刻設備的X和/或Y方向平 行。該X和Y方向平行於根據圖3中的長行程31和短行程33臺模塊。在另 一個實施例中，選用了一個位置的弧來測量高度數據。該弧優選平行於 節塊的位置。由於節塊優選位於環繞中心的圓周，該弧優選遵循該圓。
圖10示出了對於多個測量點或標記(X軸)的測臺數據的例子以及 在這些標記處的晶片的相對高度。這裡x表示沿著X軸的一排標記。
通常在晶片臺設計的多個部分中節塊具有相等的間隔。這些相等間 隔的節塊導致了高度數據信號的周期性。在本發明的一個實施例中，採 用離散傅立葉變換來允許獲得該周期性信號的相位。然後能利用這個相 位來確定該臺的位置。確定該臺的位置將使得能夠在後續加載晶片過程 中校準該臺的位置。
圖11示例性地描述了根據圖10的數據的傅立葉變換後的結果。多數
噪聲被消除並保持了尖銳的峰值，其用來確定該信號的相位。然後利用 這個相位來確定節塊的位置以及臺的位置。
圖11中測量的頻率為400處的最大值，對應於節塊的頻率大約是 2.5mm。
在一個實施例中，利用比正常晶片更柔性的晶片來實施對位於晶片 臺上的晶片的校準測量。在一個優選的測量中，更加柔性的晶片臺是和 高度測量相結合的。該晶片柔性的增加提高了信噪比。
在另外的實施例中，該類似於圖10中的周期性信號通過實施重疊測 量來確定。在這個實施例中，採用具有(濃密的)等間距標記的多條線的晶片。在這個實施例中，晶片被加載到襯底支撐件上，並且測量在第
一方向上的線上的標記，第一方向優選是x方向。然後將晶片以沿第一
方向的一個偏移重新加載定位，該第一方向優選是X方向。該偏移優選
等於在第一位置所確定的節塊之間的間隔的一半。接著再次測量該標記。
位置的差異產生一個周期性信號。現在通過在Y方向的偏移對Y作了一個
相似的測量。
在一個實施例中，影響了晶片的彎曲。通過降低夾持的壓力從而降 低彎曲。在重疊測量中可以採用這樣的動作而不是採用重新定位。
重疊測量將具有周期性信號。在採用重新定位的實施例中，信號將
顯示出周期性的偏移。模擬這種第一和第二測量，並在圖12中示出各自 的數據。線300是在第一位置模擬的彎曲，而線301是晶片在第二位置模 擬的彎曲。在這個例子中，該位置的偏移大約等於0.3倍的節塊距離。
採用頻率分析，例如離散傅立葉變換，將能夠確定節塊的頻率，類 似於確定在高度數據中的節塊頻率。頻率分析具有好的信噪比。節塊的 位置可以從重疊信號302獲得，該重疊信號是數據300和301之間的差值。 節塊的位置可以用多種方式從重疊信號302獲得，可能依賴於第一和第二 位置之間的偏移的符號(signs)和方向，採用差值信號的最大值和最小 值。
令人驚訝的發現，在節塊之間的晶片彎曲顯示出具有第四階多項式 的相似性。這個函數可以用調和函數(harmonic function)來描述，可以 是一個調和函數的組合。離散傅立葉變換是一個可能的工具，其用來確 定用於描述晶片彎曲和額外地節塊的位置的主調和函數的頻率。
儘管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設備用於製造IC， 但應當理解這裡所述的光刻設備可以有其他的應用，例如，集成光學系 統、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCDs)、 薄膜磁頭等的製造。本領域技術人員應該理解的是，在這種替代應用的 情況中，可以將其中使用的任意術語"晶片"和"管芯"分別認為是與 更上位的術語"襯底"或"目標部分"同義。這裡所指的襯底可以在曝 光之前或之後進行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層塗到襯底 上，並且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗工具
23中。在可應用的情況下，可以將所述公開內容應用於這種和其他襯底處
理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產生多層ic，使
得這裡使用的所述術語"襯底"也可以表示己經包含多個己處理層的襯 底。
這裡使用的術語"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括
紫外輻射(例如具有約365、 355、 248、 193、 157或126 nm的波長)。
在上下文允許的情況下，所述術語"透鏡"可以表示各種類型的光
學部件中的任何一種或它們的組合，包括折射式、反射式、磁性式、電
磁式和靜電式的光學部件。
儘管以上已經描述了本發明的特定的實施例，但是應該理解的是本
發明可以以與上述不同的形式實現。例如，本發明可以採取包含用於描
述上述公開的方法的一個或更多個機器可讀指令序列的電腦程式的形
式，或者採取具有在其中存儲的這種電腦程式的數據存儲介質的形式 (例如，半導體存儲器、磁碟或光碟)。
以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，本領域的技術人
員應當理解，在不背離所附的權利要求的保護範圍的條件下，可以對本
發明進行修改。
權利要求
1、一種在襯底保持器的表面上放置襯底的方法，所述表面設置有多個節塊，該方法包括獲取所述多個節塊的位置；確定襯底放置數據，該襯底放置數據能使襯底放置在相對於所述襯底保持器表面上所述多個節塊位置的一定位置上；根據所述襯底放置數據在所述一定位置上放置所述襯底。
2、 如權利要求l所述的方法，其中所述一定位置是在導致最小化的 重疊誤差的襯底放置的位置。
3、 如權利要求l所述的方法，其中所述一定位置是在導致最小化的 襯底變形的襯底放置的位置。
4、 如權利要求3所述的方法，其中最小化的襯底變形是通過99.7%的間隔最小化、最小二乘的最小化和平均局部變形最小化之一來確定的。
5、 如權利要求l-4任意之一所述的方法，所述確定襯底放置數據包括通過成像設備來獲取在所述襯底保持器表面上所述多個節塊的圖通過處理所述圖像來確定在所述襯底保持器表面上所述多個節塊 的位置；以及計算出襯底放置數據，該襯底放置數據能使所述襯底放置在相對於 所確定的所述多個節塊位置的一定位置上。
6、 如權利要求5所述的方法，其中通過處理所述圖像來確定所述多 個節塊的位置是採用模式識別技術來實現的。
7、 如權利要求l-4任意之一所述的方法，其中所述確定襯底放置數 據包括步驟-通過測量傳感器來測量所述多個節塊中每一個的位置； -通過處理所測量的所述多個節塊中每一個的位置構建所述襯底 保持器表面上的所述多個節塊的位置；和-計算出襯底放置數據，該襯底放置數據能使所述襯底放置在相對於所構建的所述多個節塊位置的一定位置上。
8、 如權利要求l-4任意之一所述的方法，其中所述確定襯底放置數據包括步驟-提供存儲器，其包括涉及所述多個節塊的位置的位置數據； -提供包括多個標記的襯底；-把所述襯底放置在所述襯底保持器表面上的第一位置，並且測量 所述多個標記的每一個標記的位置；-把所述襯底移動到所述襯底保持器的所述表面上的第二位置，並 且測量所述多個標記的每一個標記的位置；-以預定的次數重複所述移動和所述測量；-對每一次測量計算重疊誤差；-當採用所計算出的具有最小誤差的襯底位置的時候，計算出襯底 放置數據，該襯底放置數據能使所述襯底放置在相對於多個節塊位置的 一定位置上。
9、 如權利要求l-4任意之一所述的方法，其中所述確定襯底放置數 據包括步驟-提供存儲器，其包括位置數據，該位置數據涉及所述多個節塊相 對於設置在所述襯底保持器上的至少三個標記段位置的位置；-測量設置在所述襯底保持器上的所述至少三個標記段的位置； -從所述存儲器中讀取出所述多個節塊相對於所述至少三個標記 段位置的位置；-採用所測量的該至少三個標記段的位置以及所讀取的多個節塊 相對於該至少三個標記段的位置的位置來計算襯底放置數據，所述計算 能使所述襯底放置在相對於所述多個節塊位置的所述一定位置上。
10、 一種包含計算機可執行代碼的計算機可讀介質，其中，當其被 加載入計算機組件中時，使得該計算機組件能控制如權利要求l-9任意之 一所述的放置方法。
11、 一種通過傳送單元基於有效的傳送數據從第一襯底保持器向第 二襯底保持器傳送襯底的方法，該第二襯底保持器包括設置有多個節塊 的表面，該方法包括-在所述第一襯底保持器上提供所述襯底；-根據所述傳送數據，通過所述傳送單元從第一襯底保持器向相對 於所述第二襯底保持器上所述多個節塊位置的一定位置傳送該襯底；以 及-在所述第二襯底保持器上的所述一定位置放置所述襯底；其中所 述放置是根據權利要求l-9中任意之一所述的在襯底保持器的表面上放 置襯底的方法來實施的。
12、 一種包含計算機可執行代碼的計算機可讀介質，其中，當其被 加載入計算機組件中時，使得該計算機組件能控制如權利要求ll所述的 傳送方法。
13、 一個用於支撐襯底的支撐系統，所述支撐系統包括 -配置用於保持所述襯底的襯底保持器，所述襯底保持器包括設置有多個節塊的一表面；-襯底拿取裝置，配置為根據襯底放置數據把襯底放置在所述襯底 保持器上；-測量單元，配置為實施用於確定設置在所述襯底保持器的表面上 的所述多個節塊位置的測量；-配置用於確定襯底放置數據的處理器，所述襯底放置數據能使在所 述襯底保持器的表面上的所述襯底放置在相對於多個節塊位置的一定位 置上。
14、 如權利要求13所述的支撐系統，其中該測量單元是配置用於獲 取襯底保持器表面上多個節塊的圖像的成像設備，且進一步地該處理器 被配置為通過處理來確定多個節塊的位置並且來計算襯底放置數據。
15、 如權利要求14所述的支撐系統，其中該處理器被配置為通過使用模式識別技術來處理所述圖像。
16、 如權利要求14所述的支撐系統，其中該測量單元是配置為測量所述多個節塊中每一個的位置的測量傳感器，且進一步地該處理器被配 置為通過處理所測量的所述多個節塊中的每一個的位置構建該多個節塊 的位置並計算出襯底放置數據。
17、 如權利要求14所述的支撐系統，其中襯底保持器設置有至少三個標記段，該支撐系統進一步包括與所述處理器通信連接的存儲器，該 存儲器包括位置數據，該位置數據涉及所述多個節塊相對於所述至少三 個標記段位置的所述多個節塊的位置，且該測量單元配置用於測量所述 至少三個標記段的位置。
18、 一種光刻投影設備，包括-配置用於提供輻射束的照射系統；-配置用於支撐圖案形成裝置的支撐結構，該圖案形成裝置用於將圖案在所述輻射束的橫截面上賦予該輻射束；-用於支撐如權利要求13-17任一項所述的襯底的支撐系統；以及 -配置用於在所述襯底上曝光所述圖案化的輻射束的投影系統。
19、 一種器件製造方法，所述方法包括採用如權利要求18所限定的 光刻投影設備在襯底上投影圖案化的輻射束。
20、 一種包含計算機可執行代碼的計算機可讀介質，其中，當其被 加載入計算機組件中時，使得該計算機組件能控制如權利要求19所述的 器件製造方法。
全文摘要
本發明涉及一种放置襯底與傳送襯底的方法、支撐系統和光刻投影設備。該放置襯底的方法用於將襯底在放置表面上設置有多個節塊的襯底保持器的表面上。在該方法中，首先，計算出襯底放置數據，該襯底放置數據能使襯底放置在相對於襯底保持器表面上所述多個節塊的位置的一定位置上。然後，根據該襯底放置數據在該一定位置上放置該襯底。該一定位置可以是基於導致最小化重疊誤差的襯底放置的位置，或者是基於導致最小化襯底變形的襯底放置的位置。
文檔編號G03F7/20GK101470358SQ20081019110
公開日2009年7月1日 申請日期2008年10月10日 優先權日2007年10月10日
發明者A·A·索特豪特, F·E·格倫斯密特, G·P·M·范努恩, J·A·M·阿爾貝蒂, R·T·P·孔佩 申請人:Asml荷蘭有限公司