襯底臺、光刻設備、襯底邊緣平坦化方法及器件製造方法

2023-06-22 06:52:46 5

專利名稱：襯底臺、光刻設備、襯底邊緣平坦化方法及器件製造方法
技術領域：
本發明涉及一種襯底臺、一種光刻設備、一種使襯底的邊緣平坦的方法以及一種器件製造方法。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是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。 通常，圖案的轉移是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進行的。通常，單獨的襯底將包含被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的步進機，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；以及所謂的掃描器，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同步地掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底上的方式從圖案形成裝置將圖案轉移到襯底上。已經提出將光刻投影設備中的襯底浸入到具有相對高折射率的液體(例如水) 中，以便填充投影系統的最終元件和襯底之間的空間。在一實施例中，液體是蒸餾水，但是可以使用其他液體。本發明的實施例將參考液體進行描述。然而，其它流體也可能是適合的，尤其是潤溼性流體、不可壓縮的流體和/或具有比空氣高的折射率的流體，期望地，其為具有比水高的折射率的流體。除氣體之外的流體尤其是希望的。這樣能夠實現更小特徵的成像，因為在液體中曝光輻射將會具有更短的波長。(液體的影響也可以被看成提高系統的有效數值孔徑(NA)，並且也增加焦深)。還提出了其他浸沒液體，包括其中懸浮有固體顆粒(例如石英)的水，或具有納米懸浮顆粒(例如具有最大尺寸達IOnm的顆粒)的液體。 這種懸浮的顆粒可以具有或不具有與它們懸浮所在的液體相似或相同的折射率。其他可能合適的液體包括烴(例如芳香烴、氟化烴和/或水溶液)。將襯底或襯底與襯底臺浸入液體浴器(參見，例如美國專利US4，509，852)意味著在掃描曝光過程中需要加速很大體積的液體。這需要額外的或更大功率的電動機，而液體中的湍流可能會導致不希望的或不能預期的效果。在一浸沒設備中，浸沒流體由流體處理系統、裝置結構或設備來處理。在一實施例中，流體處理系統可以供給浸沒流體，因此是流體供給系統。在一實施例中，流體處理系統可以至少部分地限制浸沒流體，從而是流體限制系統。在一實施例中，流體處理系統可以提供對浸沒流體的阻擋件，因此是阻擋構件，諸如流體限制結構。在一實施例中，流體處理系統可以生成或使用氣體流，例如幫助控制浸沒流體的流動和/或位置。氣體流可以形成密封以限制浸沒流體，因此流體處理結構可以被稱為密封構件；這種密封構件可以是流體限制結構。在一實施例中，浸沒液體用作浸沒流體。在這種情況下，流體處理系統可以是液體處理系統。參考以上的描述，該段落中相對於流體限定的特徵也可以理解為包括相對於液體限定的特徵。在光刻曝光設備中，襯底由包括突節(突起)的襯底臺的襯底支撐件來支撐。典型地，通過施加真空將襯底吸附至襯底臺。在一浸沒系統(即，在曝光襯底時，將浸沒液體供給到投影系統和襯底之間的系統)中，襯底臺通常包括密封件，用於密封浸沒液體、使其與襯底和襯底臺之間的真空空間隔離。

發明內容
期望襯底的邊緣儘可能地平坦。由此，襯底的邊緣能夠儘可能地保持平坦。通過選擇優化的突節圖案並且結合密封位置(以及當具有更多真空區域時結合區域之間的相對壓差)，能夠實現這一點。然而，這是假設所有襯底是理想平坦的且具有恆定的厚度。並且，假定襯底和襯底支撐件是非常乾淨的，假定襯底支撐件製造的位置公差為零。事實上，一個或更多個塗層、襯底加工和汙染會擾亂邊緣平坦度，對於每個襯底這種擾亂都可以是不同的。附加地或可選地，在製造突節圖案過程中，錯誤的真空設置和/或公差會對邊緣平坦度造成恆定的偏差。這可能導致在邊緣上的散焦，從而不僅會破壞性能， 而且會降低產率，因為這些區域根本不能被曝光。由於汙染和/或磨損，邊緣性能會隨著時間而變化，並且會隨著時間而降低性能和產率。例如，期望提供能夠調整襯底邊緣的平坦度的襯底臺。根據一個方面，提供一種用於支撐襯底的襯底臺，所述襯底臺包括襯底支撐件， 用於支撐襯底，並且沿第一方向將彎曲力施加到襯底的邊緣；以及襯底邊緣操作裝置，配置用於沿第二方向將可變的彎曲力施加到襯底的邊緣，所述第二方向至少具有在方向上與第一方向相反的分量。根據一個方面，提供一種用於支撐襯底的襯底臺，所述襯底臺包括構件，所述構件配置成在使用時通過與襯底的上主面的物理接觸來彎曲由襯底臺支撐的襯底的邊緣。根據一方面，提供一種使襯底的邊緣平坦化的方法。所述方法包括向襯底的邊緣施加足夠的力，使得襯底的邊緣沿第一方向彎曲；以及沿在方向上與第一方向基本相反的第二方向向襯底的邊緣施加可變的力，以提高襯底的邊緣的平坦度。


下面僅通過示例的方式，參考附圖對本發明的實施例進行描述，其中示意性附圖中相應的標記表示相應的部件，在附圖中圖1示出根據本發明實施例的光刻設備；圖2和圖3示出在光刻投影設備中使用的液體供給系統；圖4示出在光刻投影設備中使用的另一液體供給系統；圖5示出在光刻投影設備中使用的另一液體供給系統；圖6示出根據一實施例的襯底臺的橫截面視圖；圖7示出根據一實施例的襯底臺的橫截面視圖；圖8示出根據一實施例的襯底臺的橫截面視圖9示出圖7中的襯底臺的平面視圖；以及圖10示出一個實施例中的襯底臺的平面視圖。
具體實施例方式圖1示意地示出了根據本發明的一個實施例的光刻設備。所述光刻設備包括-照射系統(照射器)IL，其配置用於調節輻射束B(例如，紫外(UV)輻射或深紫外(DUV)輻射)；-支撐結構(例如掩模臺)MT，其構造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MA的第一定位裝置PM相連；-襯底臺(例如晶片臺)WT，其構造用於保持襯底(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W的第二定位裝置PW相連；和投影系統(例如折射式投影透鏡系統)PS，其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。照射系統IL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。所述支撐結構MT保持圖案形成裝置MA。支撐結構MT以依賴於圖案形成裝置MA 的方向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置MA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MA。所述支撐結構MT可以採用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術保持圖案形成裝置MA。所述支撐結構MT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MT可以確保圖案形成裝置MA位於所需的位置上(例如相對於投影系統PS)。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的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵)。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MA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。掩模在光刻術中是公知的，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，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，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。這裡使用的術語「投影系統」應該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)或更多臺的類型，所述至少一個臺或所有臺可以保持襯底(和/或兩個或更多個圖案形成裝置臺)。在這種「多臺」機器中，可以並行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執行預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用於曝光。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發出的輻射束。該源SO和所述光刻設備可以是分立的實體(例如當該源SO為準分子雷射器時)。在這種情況下，不會將該源SO 考慮成形成光刻設備的一部分，並且通過包括例如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。在其它情況下，所述源 SO可以是所述光刻設備的組成部分(例如當所述源SO是汞燈時)。可以將所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要時設置的所述束傳遞系統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IL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σ-外部和ο-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IL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。與所述源SO類似，所述照射器IL可以被認為或可以不被認為形成光刻設備的一部分。例如，照射器IL可以是光刻設備的組成部分或可以是與光刻設備分立的實體。在後一種情況中，光刻設備可以被配置成允許照射器IL安裝在其上。可選地，照射器IL是可拆卸地，並且可以單獨地提供(例如，通過光刻設備製造商或者其他供應商)。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MA來形成圖案。已經穿過圖案形成裝置MA 之後，所述輻射束B通過投影系統PS，所述投影系統PS將輻射束B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)用於相對於所述輻射束B的路徑精確地定位圖案形成裝置MA。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)的幫助來實現支撐結構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)，支撐結構MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。可以使用圖案形成裝置對準標記M1、M2和襯底對準標記P1、P2來對準圖案形成裝置MA和襯底W。儘管所示的襯底對準標記佔據了專用目標部分，但是它們可以位於目標部分C之間的空間(這些公知為劃線對齊標記)中。類似地，在將多於一個的管芯設置在圖案形成裝置MA上的情況下，所述圖案形成裝置對準標記可以位於所述管芯之間。可以將所示的設備用於以下模式中的至少一種中1.在步進模式中，在將支撐結構MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束B的整個圖案一次投影到目標部分C上(S卩，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，在對支撐結構MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束B的圖案投影到目標部分C上(即，單一的動態曝光)。襯底臺WT相對於支撐結構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動態曝光中所述目標部分C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C的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一種模式中，將用於保持可編程圖案形成裝置的支撐結構MT保持為基本靜止，並且在對所述襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上。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) 的無掩模光刻術中。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。本發明的實施例可應用於光刻設備，尤其是浸沒式光刻設備。本發明的實施例也可應用於非浸沒式光刻設備，例如應用於極紫外(EUV)光刻設備。浸沒式光刻設備的示例如下所述，因為這裡所述的襯底邊緣操作裝置能夠附加地用作密封件，用於密封襯底W的邊緣與襯底臺WT的頂部表面之間的間隙，在浸沒設備中這是期望的。然而，以下所述的原理能夠等同地應用於非浸沒設備。用於在投影系統的最終元件和襯底之間提供液體的布置能夠分成至少三種主要類別。兩種主要類別是浴器型布置和所謂的局部浸沒系統。在浴器型布置中，基本上整個襯底W和(任選地)一部分襯底臺WT浸入到液體浴器中。所謂的局部浸沒系統採用僅將液體提供到襯底的局部區域的液體供給系統。在後一種類別中，液體填充的空間在平面圖中小於襯底的頂部表面，並且在填充液體的區域相對於投影系統基本上保持靜止的同時， 襯底在所述區域下面移動。本發明實施例涉及的另一種類別是全浸溼方案，其中液體是不受限制的。在這種布置中，襯底的基本上整個頂部表面和襯底臺的全部或一部分被浸沒液體覆蓋。至少覆蓋襯底的液體的深度小。所述液體可以是位於襯底上的液體膜，例如位於襯底上的液體薄膜。圖2-5中的任何液體供給裝置都可以用於這種系統；然而，密封特徵並不存在，不起作用，不如正常狀態有效，或者以其它方式不能有效地僅將液體密封在局部區域。圖2-5中示出了四種不同類型的液體局部供給系統。提出來的布置之一是液體供給系統通過使用液體限制系統只將液體提供在襯底的局部區域上(通常襯底具有比投影系統的最終元件更大的表面積)以及在投影系統的最終元件與襯底之間的位置上。提出來的一種用於設置上述布置的方法在公開號為 W099/49504的PCT專利申請出版物中公開了。如圖2和圖3所示，液體期望地沿著襯底相對於最終元件移動的方向，通過至少一個入口供給到襯底上，並且在已經通過投影系統下面後，液體通過至少一個出口去除。也就是說，當襯底在所述元件下面沿著-χ方向掃描時， 液體在元件的+X —側供給並且在-X —側去除。圖2是所述布置的示意圖，其中液體通過入口供給，並在元件的另一側通過與低壓源相連的出口去除。襯底W上方的箭頭示出液體流的方向，襯底W下面的箭頭示出襯底臺的移動方向。在圖2中，液體沿著襯底相對於最終元件的移動方向供給，但這並不是必須的。可以在最終元件周圍設置各種方向和數目的入口和出口，圖3示出了一個實例，其中在最終元件的周圍在兩側上以規則的重複方式設置了四組入口和出口。液體供給和液體回收裝置中的箭頭示出液體流的方向。在圖4中示出了另一種採用液體局部供給系統的浸沒式光刻方案。液體由位於投影系統PS兩側上的兩個槽狀入口供給，由布置在入口的沿徑向向外的位置上的多個離散的出口去除。所述入口和出口可以設置在板上，所述板在其中心有孔，投影束通過該孔投影。液體由位於投影系統PS的一側上的一個槽狀入口供給，而由位於投影系統PS的另一側上的多個離散的出口去除，這造成投影系統PS和襯底W之間的液體薄膜流。選擇使用哪組入口和出口組合可以依賴於襯底W的移動方向(另外的入口和出口組合是不起作用的)。 在附圖4的橫截面視圖中，箭頭示出流入入口以及流出出口的液體流動方向。在歐洲專利申請公開出版物EP1420300和美國專利申請公開出版物 US2004-0136494中(在此以引用的方式將該兩個申請的內容整體併入本文中)，公開了一種成對的或雙臺浸沒式光刻設備的方案。這種設備設置有兩個臺用以支撐襯底。調平 (levelling)測量在沒有浸沒液體的臺的第一位置處進行，曝光在存在浸沒液體的臺的第二位置處進行。在一布置中，所述設備僅具有一個臺，或者具有兩個臺，其中僅有一個臺能夠支撐襯底。PCT專利申請公開出版物WO 2005/064405公開一種全浸溼布置，其中浸沒液體是不受限制的。在這種系統中，襯底的整個頂部表面覆蓋在液體中。這可以是有利的，因為之後襯底的整個頂部表面基本上在相同條件下進行曝光。這對於襯底的溫度控制和處理是有利的。在WO 2005/064405中，液體供給系統提供液體到投影系統的最終元件和襯底之間的間隙。允許液體洩漏到(或流到)襯底的其他部分上。襯底臺的邊緣處的阻擋件防止液體溢出，使得液體可以從襯底臺的頂部表面上以受控制的方式去除。雖然這樣的系統改善了襯底的溫度控制和處理，但是浸沒液體的蒸發仍然可能出現。幫助緩解這個問題的一種方法在美國專利申請公開出版物US2006/0119809中有記載。設置覆蓋襯底W的所有位置的構件，並且所述構件布置成使浸沒液體在所述構件和襯底和/或保持襯底的襯底臺的頂部表面之間延伸。已經提出的另一種布置是提供具有流體處理結構的液體供給系統。所述流體處理結構可以沿投影系統的最終元件和襯底臺之間的空間的至少一部分邊界延伸。圖5示出了這種布置。儘管在Z方向上可以存在一些相對移動(在光軸的方向上)，但所述流體處理結構相對於投影系統在XY平面內基本上是靜止的。在流體處理結構和襯底表面之間形成密封。在一實施例中，密封形成在所述流體處理結構和襯底表面之間，並且可以是例如氣體密封等非接觸密封。這樣的系統在美國專利申請公開出版物No. US 2004-02078M中公開。 在另一實施例中，流體處理結構具有非氣體密封，因此可以稱為液體限制結構。圖5示意地顯示了具有形成阻擋構件或液體限制結構的主體12的液體局部供給系統或流體處理結構或裝置IH，其中所述主體12沿投影系統PS的最終元件和襯底臺WT或襯底W之間的空間11的至少一部分邊界延伸(請注意，如果沒有特別說明，下文中提到的襯底W的表面也可以另外或可選地指襯底臺WT的表面)。儘管可以在Z方向上存在一些相對移動(通常在光軸的方向上)，然而液體限制結構相對於投影系統PS在XY平面內基本上是靜止的。在一實施例中，在主體12和襯底W的表面之間形成密封，並且所述密封可以是非接觸密封，例如氣體密封或者流體密封。
流體處理結構至少部分地將液體保持在投影系統PS的最終元件和襯底W之間的空間11中。對襯底W的非接觸密封，例如氣體密封16，可以圍繞投影系統PS的像場形成， 使得液體被限制在襯底W表面和投影系統PS的最終元件之間的空間11內。所述空間11 至少部分地由位於投影系統PS的最終元件下面並圍繞投影系統PS的所述最終元件的主體 12形成。液體通過液體入口 13被引入到投影系統PS下面的空間11中和主體12內。所述液體可以通過液體出口 13去除。主體12可延伸到略微高於投影系統PS的最終元件的位置處。液面上升到最終元件上方，以提供液體的緩衝。在一實施例中，主體12具有內周，所述內周在上端處與投影系統PS或其最終元件的形狀緊密一致，並且可以是例如圓形的。在底端，所述內周與像場的形狀緊密一致，例如矩形，但這不是必需的。所述內周可以是任意形狀的，例如所述內周可以與投影系統的最終元件的形狀一致。所述內周可以是圓形的。液體通過在使用過程中在主體12的底部和襯底W表面之間形成的氣體密封16而被限制在空間11中。氣體密封16通過氣體形成，例如空氣或合成空氣，但在一實施例中是通過隊或其他惰性氣體形成。氣體密封16中的氣體在壓力下通過入口 15提供到主體12 和襯底W之間的間隙。氣體通過出口 14被抽取。加在氣體入口 15上的過壓、出口 14上的真空水平和間隙的幾何構型布置成使得存在向內的、限制所述液體的高速氣流。氣體作用在主體12和襯底W之間的液體上的力將液體限制在空間11中。入口 /出口可以是圍繞空間11的環形槽。所述環形槽可以是連續的或非連續的。氣流有效地將液體限制在空間11 中。這樣的系統在美國專利申請公開出版物No. US 2004-02078M中公開。圖5的示例是所謂的局部區域布置，其中在任一時刻液體僅提供至襯底W的頂部表面的局部區域。其他的布置也是可以的，包括利用單相抽取器或者兩相抽取器的流體處理結構，例如在美國專利申請公開出版物US2006-0038968中所公開的。在一實施例中，單相或兩相抽取器可以包括覆蓋在多孔材料中的入口。在單相抽取器的實施例中，多孔材料用於將液體與氣體分離，以能夠實現單液相液體抽取。多孔材料下遊的腔保持在輕微的負壓下並且由液體填充。在腔中的負壓使得形成在多孔材料的孔中的彎液面能夠防止周圍氣體被抽吸到腔中。然而，當多孔表面與液體接觸時，沒有彎液面限制流動，液體能夠自由地流入所述腔中。多孔材料具有大量的直徑在5至300微米，期望地5至50微米範圍內的小孔。在一實施例中，多孔材料至少是稍微親液的(例如，親水的)，即具有對於浸沒液體(例如，水)的小於90度的接觸角。在浸沒式光刻設備的實施例中，浸沒式光刻設備的確切的類型(是局部液體供給型、浸溼型、浴器型，等等)是不重要的。此外，流體處理系統的具體類型也是不重要的，本發明能夠應用於所有類型的流體處理系統。在襯底W上的塗層可以具有在使襯底W連接至襯底臺WT的襯底支撐件100之後使襯底W的邊緣向上或者向下彎曲的作用。附加地，塗層可以具有能夠導致襯底W邊緣的平坦度變化的厚度變化。襯底W邊緣的平坦度變化的另一原因是例如由於拋光導致的襯底 W的厚度變化。如果在邊緣的特定位置處較多的材料從襯底W的頂部去除，則將導致邊緣處的不均勻表面。另外，如果在襯底W連接至襯底支撐件100時較多的材料從襯底W的底側去除，則這會導致襯底W邊緣的向下彎曲。襯底W背面或者襯底支撐件100的被對稱汙染或者被非對稱汙染的邊緣可以導致襯底W的邊緣處的不平坦變化，例如隨著時間而變化。磨損會隨著時間消逝而降低邊緣性能。本發明的實施例能夠通過補償邊緣性能隨時間的改變
9來延長設備的使用壽命。襯底W邊緣處的不平坦會導致較差的調平，從而導致較差的聚焦性能。雖然能夠在成像之間測量襯底W的表面以確定襯底W的所有部分的水平度、並且在成像期間改變襯底W的高度，但是從計算方面來說這樣做是非常昂貴的，且會導致生產率的損失。而且，如果邊緣是彎曲的，則不可能在邊緣處保持整個場的焦點對準。例如，所述場的一部分離投影系統PS的距離可能大於焦距，而所述場的另一部分離投影系統PS的距離可能小於焦距。在這種情況下，需要選擇焦距的最佳設置，這必然需要折衷。此外，襯底邊緣的局部傾斜會導致較差的重疊性能。因此，希望將襯底的邊緣保持為儘可能平坦。這會改善襯底邊緣處的重疊性能，並且能夠實現更高的產率，因為在襯底上能夠使用更多的可用管芯。如果襯底W的邊緣處存在平坦度的系統誤差，則可以使用被動技術，使得當襯底W 定位在襯底支撐件100上時襯底W的邊緣沿所期望的方向彎曲。例如，以下參考附圖6描述一些被動技術。也可以或可選地使用用於校正邊緣平坦度的主動技術，如下所述。例如在光刻設備的外面、在光刻設備中的測量位置處、或在光刻設備的曝光位置處，測量襯底W的邊緣的平坦度。在一實施例中，在襯底安裝在襯底支撐件上時測量襯底W的邊緣的平坦度。根據測量的結果，可以使用主動方法，將力施加在襯底W的邊緣上，由此使襯底的邊緣彎曲並且補償不平度。在已經施加補償力之後，能夠再次測量襯底W的平坦度。在再次測量襯底W的平坦度之後，襯底W可以被成像，或者如果需要，能夠再次測量邊緣的平坦度並且根據需要再次調整施加到襯底W的邊緣上的力。這個循環可以根據需要或者根據要求進行許多次。可以對每個襯底、或者可選地可以僅僅對每個批次中的一個襯底實施上述過程， 其中相同的彎曲力施加到每個襯底W上。在一實施例中，根據測量的平坦度從查詢表中確定調整力。圖6示出襯底臺WT，所述襯底臺W具有包括多個突起(突節)110的相關的襯底支撐件100。襯底W支撐在襯底支撐件100上。襯底支撐件100適於沿第一方向120向襯底 W的邊緣施加彎曲力。在一實施例中，襯底支撐件100是靜電襯底支撐件。S卩，襯底W由靜電力保持在襯底支撐件100上。在一實施例中，襯底支撐件100通過在襯底W和襯底支撐件100之間產生負壓而將襯底W吸至其上。以下對負壓的參照也應該理解為對靜電力的參照，因為參照負壓襯底支撐件100所描述的相同的原理可等同地應用於靜電襯底支撐件。所述彎曲力可以通過襯底支撐件100以多種不同的方式施加。通過將負壓施加在襯底支撐件100和襯底W之間並由此朝向襯底支撐件100向下拉襯底W以使得襯底W安置在突起110的頂部表面上，來操作襯底支撐件100。可以通過負壓(通過一個或更多個開口 130施加)的主動或被動變化，或者通過突起110中的一個或更多個突起的主動或被動變化，而將彎曲力施加到襯底W上。例如，在一實施例中，最外面的突起1IOA的位置可以偏移靠近或遠離襯底W的邊緣，從而改變襯底W 的邊緣上的彎曲力。在一實施例中，突起110之間的節距、突起110的剛度、橫截面面積和 /或高度可以設置為使得沿第一方向120的力通過襯底支撐件100施加到襯底W上。在一主動系統中，突起110的平面位置和/或橫截面高度可以例如使用壓電致動器調整。
10
密封件112設置在襯底支撐件110的邊緣處。密封件112將襯底W下面的空間與襯底邊緣和襯底臺WT之間的空間分隔開。在一實施例中，密封件112接觸襯底W的下表面。在一實施例中，密封件112不接觸襯底W的下表面，並且襯底W的下表面與密封件112 的頂部之間的間隙的尺寸設置為使得很少的流體在W和密封件112之間滲漏而移動經過該密封件到達密封件112的左邊或右邊，如圖所示。密封件112可以例如是環形的。密封件 112允許使用負壓將襯底W保持到襯底支撐件100上，以在不與襯底W的邊緣和襯底臺WT 之間的間隙中密封件112的徑向向外位置處的負壓幹涉的情況下被優化。這一點在可以採用從襯底W的邊緣與襯底臺WT的邊緣之間的間隙抽取液體的步驟的浸沒式光刻設備中尤其是有用的。在以下圖7和圖8的實施例中，密封件112允許襯底邊緣操作裝置200施加的力應用到襯底W的邊緣，以獨立於襯底支撐件100施加到襯底W上的力來調節襯底邊緣操作裝置200所施加的力。在一實施例中，在襯底W中引入的彎曲量通過施加在襯底W的邊緣與襯底支撐件 100之間的局部負壓來確定。在一實施例中，如圖6所示，提供襯底邊緣操作裝置200。襯底邊緣操作裝置200 包括構件210。在使用時，構件210與襯底W的上主面物理接觸，期望地在襯底W的邊緣處進行物理接觸。通過構件210與襯底W的上主面的物理接觸，可以在襯底W的邊緣中引起彎曲。即，構件210沿方向220將彎曲力施加至襯底W的邊緣。在一實施例中，方向220至少在與方向120相反的方向上具有分量。在一實施例中，方向120與方向220為同一方向。在一實施例中，構件210配置為將可變力施加到襯底W的邊緣。構件210可以沿箭頭230所示的方向被致動，以便將可變力施加到襯底W的邊緣和/或以便允許將襯底W 定位在襯底支撐件100上。在一實施例中，還如圖10所示，構件210可以沿箭頭240所示的方向定位。沿方向MO的移動可以允許容易地將襯底W裝載到襯底支撐件100上。構件210可以被致動器250致動。致動器250可以例如是壓電致動器、電磁致動器、氣動致動器、靜電致動器，等等。在一實施例中，致動器250連接至襯底臺WT。在一實施例中，致動器250連接至襯底支撐件100。用於測量襯底W的平坦度的測量裝置600(在圖1中示出)產生指示襯底W的邊緣的平坦度的信號。可以在沒有力施加到襯底W上的情況下，或者僅有來自襯底支撐件100 和構件210中的一個或兩者的名義上的力(被動力)的情況下，進行測量。該信號發送至控制器300，所述控制器300由此控制致動器250。S卩，致動器250被致動，以改變構件210 施加到襯底W的邊緣上的力，使得襯底W的邊緣的平坦度與不存在構件所施加的力的情況下的襯底W的邊緣的平坦度相比得以改善。在一實施例中，控制器300接收指示襯底臺WT相對於參考位置(例如，所述設備的投影系統PS下面的位置)的位置的信號。基於該信號，致動器250被控制使得構件210 向襯底W施加所需要的力。這樣，如果襯底W的邊緣的外周的平坦度變化，則施加到襯底W 的邊緣的力會根據當前襯底W的邊緣的什麼部分處於投影系統PS下面而發生變化。因此， 當襯底W的邊緣的相對於平坦來說具有較大偏差的部分被成像時，大的力會通過構件210 施加到襯底W的邊緣。相反地，當襯底W的邊緣的已經被測量為十分平坦的部分處於投影系統PS下面時，較小的力會通過構件210施加到襯底W的邊緣。圖10示出可選的布置，其中襯底邊緣操作裝置200圍繞襯底W的外周被分段，使得局部力可以施加到襯底W的邊緣， 適於校正相對於平坦來說的局部偏差。在一實施例中，用於測量襯底W的平坦度的測量裝置600可以在沒有沿方向210 或220的力施加至襯底W時測量襯底W的平坦度。在一實施例中，測量裝置600可以在僅存在由襯底支撐件100施加的力時測量襯底W的平坦度。在一實施例中，測量裝置600可以在特定力(例如預定力)由襯底邊緣操作裝置200施加至襯底W的邊緣時測量襯底W的平坦度。所檢測到的相對於平坦來說的任何變化可以通過改變襯底邊緣操作裝置200施加到襯底W的邊緣的力來被校正。這可以基於查詢表，所述查詢表使相對於平坦來說的特定偏差與力的特定變化相等。在一實施例中，襯底臺WT用於沿第一方向120將力施加到襯底的邊緣，而不顧及襯底W的邊緣的平坦度。襯底支撐件100可以以被動方式和/或以一個批次中從襯底到襯底或者從一批次到另一批次不發生改變的方式將力施加到襯底W。可以使用將力施加到邊緣的上述方式中的任一方法，包括基於襯底支撐件100的幾何構型(尤其是突起110的幾何構型)、基於突起110的機械特性的差異、和/或基於在襯底W的中心處的襯底W和襯底支撐件100之間的負壓與襯底W的邊緣相比的變化。在一實施例中，在襯底W已經放置在襯底支撐件100上之後，測量邊緣的平坦度。 根據邊緣的平坦度，襯底邊緣操作裝置200的構件210所施加的力改變，由此改善襯底的平坦度。上述方法可以看作是用襯底支撐件100有意地在襯底W的邊緣中弓I入離開襯底支撐件100的彎曲、然後通過構件210所施加的彎曲力來校正這個彎曲。這樣的優點在於，僅使用一個主動部件(襯底邊緣操作裝置200)來提高襯底W邊緣的平坦度，而不管襯底W邊緣是否沿向上或向下的方向(相對於襯底支撐件100)彎曲。在一實施例中，沿向上和向下方向120、220的彎曲能夠通過襯底支撐件100來實現(例如，分別通過使用突起110的幾何構型以及改變負壓來實現)。這樣，襯底支撐件 100用作襯底邊緣操作裝置。在一實施例中，構件210在襯底W的邊緣與襯底臺WT的頂部表面410的邊緣之間延伸。這在圖6中以點線示出，作為至構件210的延伸部觀0。由此，襯底邊緣操作裝置200 可以是密封件，用於密封襯底W的邊緣和襯底臺WT的頂部表面410之間的間隙。構件210 和延伸部280形成蓋子，在使用中所述蓋子從襯底臺WT的上表面410到襯底W的上主面的外周部分圍繞襯底W延伸，所述蓋子限定敞開的中心部分，由此允許束PB對襯底W的上主面進行曝光。敞開的中心部分的尺寸稍微小於襯底W的上表面的尺寸。如圖9所示，如果襯底W是圓形的，則從平面視圖看所述蓋子可以是大致環形的。除了構件210有效地彎曲襯底W的邊緣之外，構件210、延伸部280和致動器250 的布置可以與2009年6月30日遞交的美國專利申請US61/213，658中公開的蓋子和致動器類似。圖7示出一實施例的襯底臺WT的剖視圖。除了以下所述之外，圖7的實施例是與圖6的實施例相同。在圖7中，襯底邊緣操作裝置200包括蓋子2100，所述蓋子2100形成在襯底W的邊緣與襯底W定位所在的凹陷400的邊緣之間的密封。蓋子2100通過襯底臺WT、蓋子2100和襯底W之間限定的腔2250中產生的負壓而被保持在適當位置。負壓將蓋子2100保持在適當位置。所述負壓由負壓源2600產生，蓋子2100施加到襯底W的邊緣的力可以通過改變負壓的大小而被改變。負壓例如可以由真空、靜電力、磁力等等形成。圖8示出襯底臺的另一實施例的剖視圖。除了以下所述之外，圖8的實施例與圖 7中的實施例相同。在圖8的實施例中，設置蓋座2200。蓋子2100安置在蓋座2200上，使得兩個腔 2300,2400限定在蓋子2100之下。第一腔2300限定在襯底W的側面上。負壓源沈00施加到第一腔2300的負壓確定蓋子2100施加到襯底W的邊緣的力。第二腔MOO在蓋座220 與襯底臺WT之間。負壓源沈00施加在第二腔MOO中的負壓確定使蓋子2100保持至襯底臺WT的力。該力以及使蓋子2100與襯底W接觸的力應該足以避免蓋子2100被施加至蓋子2100的任何力(尤其是被流體處理系統)抬開。所述負壓可以例如由真空、靜電力、磁力等等形成。在一實施例中，負壓源可以獨立地改變施加到第一和第二腔2300、2400的負壓。將其中襯底邊緣操作裝置200形成對襯底W與襯底臺WT之間的間隙的密封的實施例用於浸沒光刻術中是有利的。在浸沒光刻術中，液體和/或氣體被捕獲在襯底W的邊緣與襯底臺WT之間的間隙中會引起麻煩。通過設置蓋子2100，能夠避免或減少任何這類問題。在腔2300、2400中的典型負壓可以是50至100毫巴。典型地，相對於平坦來說的 IOnm的變化可能需要附加的10毫巴的負壓。在襯底邊緣操作裝置200包括密封件的實施例中，通常在任何情況下都需要沿方向220將力施加到襯底W上，以確保好的密封。因此，通過使用襯底支撐件110沿方向120 有意地彎曲襯底W的邊緣並且通過改變所述力來對其進行校正不會增加系統的複雜性，因為在任何情況下都將施加負壓。圖9示出根據圖7的實施例的蓋子2100的平面圖。圖9示出蓋子2100如何在腔 2250上方以及在襯底W的邊緣和凹陷400的邊緣上方延伸。圖10示出本發明的一實施例的平面圖。在圖10中，襯底邊緣操作裝置200包括六個蓋子2100A-F。可以設置任何數量的蓋子2100A-F。圖6、7或8的蓋子2100可以被分段，使得沿襯底W的外周在局部位置處的相對於平坦來說的偏差可以局部地被校正，而不用全局地校正。這樣，蓋子2100A-F中的每個蓋子可以施加與其相關的適於校正襯底W的邊緣的局部平坦度的力。為此目的，如果例如實施圖7中具有負壓沈00的襯底邊緣操作裝置200，則各個腔2250A-F可以與每個蓋子2100A-F相關聯地設置在襯底W與襯底臺WT之間。可以認識到，上述特徵中的任一個可以與任何其他特徵一起使用，而不僅僅是覆蓋在本申請中的清楚地被描述的那些組合。雖然在本文中詳述了光刻設備用在製造IC (集成電路)，但是應該理解到這裡所述的光刻設備可以有其他的應用，例如製造集成光學系統、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、 平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。本領域技術人員應該認識到，在這種替代應用的情況中，可以將這裡使用的任何術語「晶片」或「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
13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」也可以表示已經包含多個已處理層的襯底。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(UV)輻射 (例如具有約365、248、193、157或126nm的波長)。在情況允許的情況下，術語「透鏡」可以認為是不同類型光學部件的任一個或組合，包括折射型和反射型的光學部件。儘管以上已經描述了本發明的具體實施例，但應該認識到，本發明可以以與上述不同的方式來實現。例如，本發明的實施例可以採用包含用於描述一種如上面公開的方法的一個或多個機器可讀指令序列的電腦程式的形式，或具有存儲其中的所述電腦程式的數據存儲介質(例如半導體存儲器、磁碟或光碟)的形式。此外，所述機器可讀指令可以包含在兩個或更多個電腦程式中。所述兩個或更多個電腦程式可以存儲在一個或多個不同的存儲器和/或數據存儲介質上。文中所述控制器的每一個或組合可以在所述一個或多個電腦程式被位於光刻設備的至少一個部件中的一個或多個計算機處理器讀取時被操作。所述控制器的每一個或組合具有用於接收、處理和發送信號的任何適當的配置。一個或多個處理器配置用於與控制器中的至少一個通信。例如，每個控制器可以包括用以執行包括用於上述方法的機器可讀指令的電腦程式的一個或多個處理器。所述控制器可以包括用於存儲這種電腦程式的數據存儲介質，和/或用於接收這種介質的硬體。因此，控制器可以根據一個或多個電腦程式的機器可讀指令進行操作。本發明的一個或多個實施例可以應用到任何浸沒式光刻設備，尤其是但不限於上面提到的那些類型的光刻設備，以及不論浸沒液體是否以浴器的形式提供、或僅在襯底的局部表面區域上提供、或以非限制方式提供的光刻設備。在非限制的布置中，浸沒液體可以在所述襯底和/或襯底臺的表面上流動，使得襯底和/或襯底臺的整個未覆蓋的表面基本都被浸溼。在這種非限制浸沒系統中，液體供給系統可以不限制浸沒液體，或者其可以提供一定比例的浸沒液體限制，但不是基本上完全地對浸沒液體進行限制。這裡提到的液體供給系統應該被廣義地解釋。在某些實施例中，液體供給系統可以是一種機構或結構的組合，其提供液體到在投影系統和襯底和/或襯底臺之間的空間。 液體供給系統可以包括一個或多個結構、一個或多個流體開口，所述一個或多個流體開口包括一個或多個液體開口、一個或多個氣體開口或者一個或多個用於兩相流的開口。每個開口可以是進入浸沒空間的入口(或者離開液體處理結構的出口)或者流出浸沒空間的出口(或者進入流體處理結構的入口)。在一實施例中，所述空間的表面可以是襯底和/或襯底臺的一部分，或者所述空間的表面可以完全覆蓋襯底和/或襯底臺的表面，或者所述空間可以包圍襯底和/或襯底臺。所述液體供給系統可視情況進一步包括用於控制液體的位置、數量、品質、形狀、流量或其它任何特徵的一個或多個元件。以上描述是示例性的，不是用於限制的。因此，本領域普通技術人員可以理解，在不脫離由權利要求限定的範圍的前提下，可以對本發明做出變更。
權利要求
1.一種用於支撐襯底的襯底臺，包括襯底支撐件，所述襯底支撐件用於支撐所述襯底，並且沿第一方向將彎曲力施加到所述襯底的邊緣；以及襯底邊緣操作裝置，適用於沿第二方向將可變的彎曲力施加到所述襯底的所述邊緣， 其中所述第二方向至少具有在方向上與所述第一方向相反的一分量。
2.根據權利要求1所述的襯底臺，還包括控制器，所述控制器適用於基於信號來控制由所述襯底邊緣操作裝置施加到所述襯底的所述邊緣的力。
3.根據權利要求2所述的襯底臺，其中，所述信號是(i)指示當襯底支撐在所述襯底支撐件上時所述襯底的所述邊緣的平坦度的信號和/或(ii)指示所述襯底臺相對於參考位置的位置的信號。
4.根據權利要求2或3所述的襯底臺，其中，所述控制器適用於控制由所述襯底邊緣操作裝置施加到所述襯底的所述邊緣的彎曲力，用於引起所述襯底邊緣沿所述第二方向的彎曲，由此相比於不存在由所述襯底邊緣操作裝置施加的力的情況下的平坦度，改善所述襯底支撐件上所述襯底的所述邊緣處的平坦度。
5.根據權利要求1、2或3所述的襯底臺，其中，所述襯底支撐件適用於基於所述襯底支撐件的幾何構型而向所述襯底的所述邊緣施加所述力。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的襯底臺，其中，所述襯底支撐件適用於基於在使用中支撐所述襯底的突起的機械特性的差異而向所述襯底的所述邊緣施加所述力。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的襯底臺，其中，所述襯底支撐件適用於通過相比於所述襯底的中心改變在所述襯底的所述邊緣處的所述襯底與所述襯底支撐件之間的負壓而向所述襯底的所述邊緣施加所述力。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的襯底臺，其中，所述襯底邊緣操作裝置是用於密封所述襯底的邊緣與所述襯底臺的頂部表面之間的間隙的密封件。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的襯底臺，其中，所述襯底邊緣操作裝置包括物理地接觸所述襯底的機械操作裝置。
10.根據權利要求9所述的襯底臺，其中，所述襯底邊緣操作裝置包括蓋子，在使用中， 所述蓋子從所述襯底臺的上表面至所述襯底的上主面的外圍部分圍繞所述襯底延伸，所述蓋子限定敞開的中心部分。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的襯底臺，其中，所述襯底邊緣操作裝置通過以下部件中的一個或更多個來施加可變的彎曲力負壓源、電磁致動器、壓電致動器和靜電致動器。
12.—種光刻設備，包括如權利要求1-11中任一項所述的襯底臺。
13.根據權利要求12所述的光刻設備，還包括用於測量襯底的平坦度的測量裝置。
14.一種使襯底的邊緣平坦化的方法，包括步驟將力施加至襯底的邊緣，足以引起所述襯底的邊緣沿第一方向彎曲；以及沿在方向上與所述第一方向大致相反的第二方向向所述襯底的所述邊緣施加可變的力，由此改善所述襯底的所述邊緣的平坦度。
15.一種器件製造方法，包括如權利要求14所述的改善襯底的邊緣的平坦度的方法。
全文摘要
本發明公開了一種襯底臺、一種光刻設備、一種襯底邊緣平坦化方法及一種器件製造方法。所述襯底臺支撐襯底。所述襯底臺包括襯底支撐件，所述襯底支撐件用於支撐所述襯底並且沿第一方向向襯底的邊緣施加彎曲力。設置襯底邊緣操作裝置，其配置用於沿第二方向向襯底的邊緣施加可變的彎曲力。所述第二方向至少具有在方向上與第一方向相反的分量。
文檔編號G03F7/20GK102243446SQ20111011928
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月5日 優先權日2010年5月13日
發明者M·霍本, N·J·J·羅塞特, R·W·L·拉法瑞 申請人:Asml荷蘭有限公司