CN109863453B

CN109863453B - 光刻设备和方法

Info

Publication number: CN109863453B
Application number: CN201780061493.1A
Authority: CN
Inventors: G·纳基伯格鲁; M·E·威尔; S·C·R·德克斯; J·W·莫伦
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: US20200041916A1; CN109863453A; US10775707B2; NL2019594A; WO2018065222A1

Abstract

一种执行衬底的光刻曝光的方法，衬底保持在衬底台上，衬底台包括可操作用以冷却衬底台的冷却系统，方法包括，执行衬底的对准测量，施加热量至衬底台以减小由冷却系统所提供对衬底台的冷却，在执行对准测量时刻与执行光刻曝光时刻之间施加热量，以及执行衬底的光刻曝光。

Description

光刻设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2016年10月7日提交的EP申请No.16192775.1的优先权，并在此通过全文引用的方式将其并入本文。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备和方法。

背景技术

光刻设备是将期望图案施加至衬底上、通常至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在该情形中，备选地称作掩模或刻线板的图案化装置可以用于产生将要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以转移至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或数个管芯的一部分)上。图案的转移通常是经由成像至提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进机，其中通过一次将整个图案曝光值目标部分上而照射每个目标部分，以及所谓的扫描机，其中通过沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案穿过辐射束同时平行于或反平行于该方向扫描衬底而照射每个目标部分。也能够通过将图案压印至沉底上而将图案从图案化装置转移至衬底。

为了控制光刻工艺以精确地施加期望图案至衬底上，在衬底上提供对准标记，并且为光刻设备提供对准系统。配置对准系统以执行测量，其确定提供在衬底上对准标记的位置。使用由对准系统做出的测量而执行对准。可以希望例如提供改进光刻曝光精确度的光刻设备和方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种执行衬底的光刻曝光的方法，衬底被保持在衬底台上，衬底台包括可操作为冷却衬底台的冷却系统，方法包括：执行衬底的对准测量；施加热量至衬底台以减小由冷却系统所提供的对衬底台的冷却，在执行对准测量的时刻与执行光刻曝光的时刻之间施加热量；以及执行衬底的光刻曝光。

施加热量至衬底台有利地减小了由衬底台所保持的衬底所经历的热漂移。由衬底经历的减小热漂移导致更精确的光刻曝光，因为衬底的目标部分更靠近它们的测量对准位置。

可以在对准测量已经开始之前开始施加热量。

可以在对准测量期间开始热量的施加。

在对准测量已经开始之前或者在对准测量期间施加热量至衬底台，可以有利地为衬底的温度稳定至在执行光刻曝光之前减小衬底的热漂移提供时间。

施加至衬底台的热量的量可以随时间变化。

随时间变化施加至衬底台的热量有利地准许在减小衬底热漂移中更大的灵活度。例如，可以随时间变化施加热量的第一量至衬底以便于稳定化衬底台的温度，随后可以随时间变化施加小于热量的第一量的热量的第二量至衬底，以便于维持衬底台的稳定化温度。

可以跨衬底台分布热量以实现跨衬底台的期望温度。

以期望方式跨衬底台分布热量允许将跨衬底台的不同温度梯度用于确定何时减少衬底的热漂移。例如，如果在光刻曝光期间转移至衬底台的热量跨衬底台分布不均匀，则热量可以跨衬底台分布以使得与其他区域相比更多热量转移至衬底台的一些区域。

在施加至衬底台的热量和因热量被施加至衬底台所致的衬底台变化温度之间的延迟被用于确定何时施加热量至衬底台。

考虑在施加热量至衬底台与因被施加至衬底台的热量所致的衬底台改变温度之间的延迟可以有利地提高减小衬底热漂移的精确度。

衬底台可以包括被配置为将衬底固定至衬底台的夹具，并且热量可以施加至夹具。

施加热量至夹具可以有利地允许更大地减小衬底的热漂移。

可以配置热量的施加，从而在执行对准测量时刻衬底台的温度与在执行衬底的光刻曝光时刻衬底台的温度相同。

在执行对准测量的时刻与执行衬底的光刻曝光时刻之间维持衬底台的温度可以有利地最小化衬底的热漂移。

热量的施加可以是基于光刻曝光的曝光设置。

一个或多个光刻曝光设置，诸如例如不同照射模式(例如四极照射、双极照射灯)、管芯大小、辐射剂量、曝光狭缝大小、衬底台扫描速度等可以影响衬底的热漂移。基于光刻设备的曝光设置而施加热量有利地允许以更大精确度减小衬底的热漂移。

在光刻工艺期间衬底台的温度变化可以是已知的且在光刻工艺中预定间隔期间可以发声热量的施加，间隔取决于衬底台的已知温度变化。

如果在光刻工艺期间由衬底台经历的温度变化是已知的，则可以在光刻工艺中以预定间隔施加热量至衬底台，以当减小衬底热漂移时引起已知温度变化。在预定间隔期间施加热量至衬底台可以视作是前馈方法。

可以监视衬底台的温度。

监视的结果可以用于确定施加热量至衬底台的速率。

根据本发明的第二方面，提供了一种光刻设备，包括：照射系统，被配置为调节辐射束；支座，被构造为支撑图案化装置，图案化装置能够在其截面赋予辐射束图案以形成图案化的辐射束；衬底台，被配置为固定衬底，衬底台包括可操作用以冷却衬底台的冷却系统；投影系统，被配置为将图案化的辐射束投影至衬底的目标部分上；以及，加热元件，被配置为施加热量至衬底台以减小由冷却系统提供的对衬底台的冷却。

光刻设备可以包括被配置为控制加热元件的处理器，其中处理器可以被进一步配置为使得加热元件在执行衬底的对准测量时刻与执行衬底的光刻曝光时刻之间施加热量至衬底台。

加热元件可以包括电加热器。

加热元件可以包括多个电加热器，以及电加热器可以分布跨衬底台以实现跨衬底台的期望温度。

光刻设备可以进一步包括反馈回路，反馈回路包括被配置为监视衬底台的温度的温度监视器、加热元件以及被配置为使用从温度监视器接收的信息而控制加热元件的处理器，反馈回路被配置为减小由冷却系统提供的对衬底台的冷却。

处理器可以被配置为考虑在施加热量至衬底台与由于施加至衬底台的热量而引起的衬底台改变温度之间的延迟。

处理器可以经由提供至加热元件的电流的脉冲宽度调制而控制加热元件。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序，包括被配置用以使得计算机执行根据本发明第一方面的方法和/或其任意相关选项的计算机可读指令。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于存储计算机可读代码的计算机可读介质，其中代码使得光刻设备执行本发明第一方面的方法和/或其任意相关选项。

根据本发明的第五方面，提供了一种用于控制光刻设备的计算机设备，计算机设备包括：存储器，存储了处理器可读指令；以及处理器，设置用以读取并执行存储在所述存储器中的指令；其中所述处理器可读指令包括设置用以控制计算机以执行根据本发明第一方面的方法和/或其任意相关选项的指令。

附图说明

现在将仅借由示例的方式参考所附示意图描述本发明的实施例，其中：

-图1示意性描绘了根据本发明的一个实施例的光刻设备；

-图2是由衬底台所经历光刻工艺的示例的示意图；

-图3是在由衬底台所经历的光刻工艺期间衬底台的温度与时间的对比图；

-图4是根据本发明的一个实施例的方法的流程图；

-图5是根据本发明的一个实施例的、在由衬底台所经历光刻工艺期间衬底台的温度与时间的对比图；

-图6示意性描绘了根据本发明实施例的衬底台；以及

-图7示意性描绘了根据本发明实施例的衬底台。

具体实施方式

尽管在本文中可以对于IC制造中使用光刻设备做出具体参考，应该理解在此所述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该知晓，在这些备选应用的上下文中，术语“晶片”或“管芯”的任何使用在此可以视作分别与更常用术语“衬底”或“目标部分”含义相同。可以例如在轨道(通常施加抗蚀剂层至衬底并显影已曝光抗蚀剂的工具)或度量或检查工具中在曝光之前或之后处理在此涉及的衬底。其中可应用的，在此本公开可以适用于这些和其他衬底处理工具。进一步，可以多于一次处理衬底，例如以便于形成多层IC，因此在此使用的术语衬底也可以涉及已经包含了多个已处理层的衬底。

在此使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型电磁辐射，包括深紫外(DUV)辐射(例如具有365、248、193nm波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在4-20nm范围内的波长)，以及粒子束诸如离子束或电子束。

在此使用的术语“图案化装置”应该广义地解释为涉及可以用于在其截面中赋予辐射束图案以便于在衬底的目标部分中形成图案的装置。应该注意，赋予辐射束的图案可以不确切地对应于衬底的目标部分中的期望图案。通常，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中所形成的器件中的特定功能层，诸如集成电路。

图案化装置可以是透射或反射式的。图案化装置的示例包括掩模，可编程镜面阵列，以及可编程LCD面板。掩模在光刻中广泛已知，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。可编程镜面阵列的示例采用小镜面的矩阵布置，每个小镜面可以单独地倾斜以便于反射沿不同方向入射的辐射束；以该方式，图案化了反射束。

支撑结构固定图案化装置。其以取决于图案化装置的定向、光刻设备的设计、以及其他条件诸如例如图案化装置是否固定在真空环境中的方式而固定图案化装置。支座可以使用机械衬底夹具、真空、或其他衬底夹持技术，例如在真空条件下的静电衬底夹持。支撑结构可以是框架或工作台，例如，如需要的话其可以是固定或可移动的且可以确保图案化装置处于期望位置，例如相对于投影系统。在此术语“刻线板”或“掩模”的任何使用可以视作与更常用术语“图案化装置”含义相同。

在此使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括各种类型投影系统，包括折射式光学系统、反射式光学系统、以及折反射光学系统，如例如对于所使用曝光辐射、或对于其他因素诸如沉浸流体的使用或真空的使用合适的。在此术语“投影透镜”的任何使用可以视作与更常用术语“投影系统”含义相同。

在此使用的术语“照射系统”可以包括用于引导、定形或控制辐射束的各种类型光学部件，包括折射、反射和折反射光学部件，并且这些部件也可以以下共同地或单独地称作“透镜”。

光刻设备也可以是其中衬底沉浸在具有相对较高折射率的液体例如水中以便于填充在投影系统的最终元件与衬底之间的空间的类型。沉浸技术在本领域广泛已知用于增大投影系统的数值孔径。

图1示意性描绘了根据本发明特定实施例的光刻设。设备包括：

a.照射系统IL，用以调节辐射束PB(例如UV辐射或EUV辐射)。

b.支撑结构(可以称作掩模工作台)MT，用以支撑图案化装置(例如掩模)MA并连接至用以相对于项PL精确地定位图案化装置的第一定位装置PM；

c.衬底台(可以称作晶片工作台)WT2，用于固定衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W2并连接至用于相对于项PL精确地定位衬底的第二定位装置PW2；

d.另一衬底台WT1，用于固定衬底W1并连接至用以相对于对准系统AS精确地定位衬底的第三定位装置PW3；以及

e.投影系统(例如折射式投影透镜)PL，配置用以将由图案化装置MA赋予辐射束PB的图案成像至衬底W2的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。

如在此所示，设备是透射式类型(例如采用透射式掩模)。备选地，设备可以是反射式类型(例如采用如上所述类型的可编程镜面阵列)。

照射器IL从辐射源SO接收辐射束。源和光刻设备可以是分立实体，例如当源是受激准分子激光器时。在该情形中，源不应视作形成光刻设备的一部分且辐射束从源借助于包括例如合适的引导镜面和/或扩束器的束输送系统BD而传至照射器IL。源SO和照射器IL、以及如果需要的话与束输送系统BD一起可以称作辐射系统。

照射器IL可以包括用于调节束的角强度分布的调节装置AM。通常，可以调节在照射器的光瞳面中强度分布的至少外侧和/或内侧径向范围。此外，照射器IL通常包括各种其他部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器提供已调节辐射束PB，在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束PB入射在固定于支撑结构MT上的图案化装置(例如掩模)MA上。通过横跨图案化装置MA，束PB穿过将束聚焦至衬底W2的目标部分C上的透镜PL。借助于第二定位装置PW2和位置传感器IF(例如干涉仪装置)，可以精确地移动衬底台WT2，例如以便于在束PB的路径中定位不同目标部分C。类似地，可以使用第一定位装置PM和另一位置传感器(图1中并未明确示出)以相对于束PB的路径精确地定位图案化装置MA，例如在从掩模库机械检索之后，或在扫描期间。通常，可以借助于形成了定位装置PM和PW的一部分的长冲程模块(粗调定位)和短冲程模块(精调定位)而实现目标工作台MT和WT的移动。

光刻设备可以例如当将图案从图案化装置投影至目标部分C上时采用扫描运动移动图案化装置MA和衬底W2。在图1中示出了笛卡尔坐标系。如传统的，z方向对应于辐射束PB的光轴。在其中光刻设备是扫描光刻设备的实施例中，y方向对应于扫描运动的方向。

如图所示，光刻设备可以是具有两个(双级)或更多衬底台WT1、WT2的类型。在双级光刻设备中提供两个衬底台WT1、WT2以便于允许测量一个衬底W1的属性而同时进行另一衬底W2的曝光(“衬底的曝光”意味着如上所述将图案化辐射投影至衬底上)。

在图1中所示的双级光刻设备中，在图的左手侧提供对准系统AS。图1的左手侧在此称作光刻设备的测量侧MS。可以提供配置为测量衬底W1的拓扑的拓扑测量系统(未示出)。在图的右手侧上提供投影系统PL。图1的右手侧在此称作光刻设备的曝光侧ES。对准系统AS测量提供在固定于第一衬底台WT1上的衬底W1(由框P1、P2示意性描绘)上对准标记的位置。对准辐射束AB入射在衬底W1上并与存在于衬底W1上的对准标记不同。由对准系统AS检测衍射的辐射。由投影系统PL将图案同时地投影至固定于第二衬底台WT2上的衬底W2上。当由第一衬底台WT1所支持衬底W1的测量完成且由第二衬底台WT2所支撑衬底W2的曝光完成时，交换衬底台的位置。由第一衬底台WT1所支撑衬底W1随后使用由投影系统PL所投影的图案化辐射而宝露露在曝光侧ES处。从衬底台移除由第二衬底台WT2所支撑的已曝光晶片W2用于后续处理。随后在使用由投影系统PL所投影的图案化辐射束而在曝光侧ES上曝光之前在测量侧MS处将另一衬底放置在第二衬底台WT2上以由对准系统AS测量。

干涉仪(未示出)和/或其他位置测量装置可以用以在对准测量期间监视衬底台WT1的位置。处理器PR可以接收来自对准系统AS的数据并且也接收衬底台WT1位置信息。因为衬底W1固定在衬底台WT1上，关于衬底台WT1的位置信息可以视作是关于衬底W1的位置信息。

图2是由光刻设备中的衬底台所经历进程的示意图。在步骤S1中，将衬底W2暴露至图案化的辐射束PB。步骤S1可以称作曝光步骤。当衬底W2在光刻设备的曝光侧ES处暴露至图案化辐射束PB时，另一衬底W1由光刻设备的测量侧MS上的对准系统AS测量。在进行光刻曝光之前已经测量了衬底W2(也即衬底W2经历对准测量、拓扑测量等)。衬底W2由衬底台WT2固定。衬底W2由突节BU和衬底台的可选支撑结构ST支撑。衬底台WT2包括被配置为将衬底W2固定至衬底台WT2的夹具CL。夹具CL可以例如是真空夹具或包括一个或多个电极的静电夹具。

衬底台WT2在光刻曝光期间从图案化的辐射束PB获取热量并且衬底台WT2提高温度。衬底台WT2温度的提高取决于光刻设备的一个或多个曝光设置。一个或多个曝光设置诸如例如不同的照射模式(例如四极照射、双极照射等)、管芯大小、辐射剂量、曝光狭缝大小、衬底台扫描速度等可以影响衬底台WT2的温度提高。衬底台WT2包括可操作用以冷却衬底台WT2的冷却系统CS。冷却系统CS可以例如包括流动冷却流体CF的回路。冷却流体CF可以例如是水。冷却系统CS可以被配置为冷却衬底台WT2直至衬底台达到期望的温度。

在步骤S2中，衬底台WT2从光刻设备的曝光侧ES移动至光刻设备的测量侧MS。步骤S2可以称作衬底交换步骤。一旦处于测量侧MS，则从第二衬底台WT2移除衬底W2，并且将另一衬底W4固定至衬底台WT2。遍及步骤S2，衬底台WT2继续由冷却系统CS冷却。由冷却系统CS从衬底台WT2移除热量，并且衬底台WT2经历热收缩。当衬底台WT2经历热收缩时衬底台WT2所固定的衬底(也即衬底W4)变形。

当衬底W4放置在衬底台WT2上时衬底台WT2处于比衬底W4更高的温度。这是因为衬底台WT2在步骤S1期间从图案化的辐射束PB获取热量而衬底W4具有例如近似22℃的环境温度。热量从衬底台WT2转移至衬底W4，并且衬底W4经历热膨胀。当衬底W4经历热膨胀时衬底W4形变。因此，衬底台WT2收缩且与此同时衬底W4膨胀。

在步骤S4中测量衬底W4。也即，使用对准系统AS和任何其他测量装置例如拓扑测量系统以测量衬底W4的特性。步骤S3可以称作测量步骤。步骤S3可以包括多个测量进程，诸如例如粗调对准测量、精调对准测量、拓扑测量等。步骤S3包括由对准系统AS执行的对准测量。对准辐射束AB入射在衬底W4上并从存在于衬底W4上的对准标记衍射。由对准系统AS检测衍射的辐射。对准测量测量了衬底W4上对准标记的位置。对准标记的位置可以由处理器PR记录用于未来使用。

在已经执行了对准测量之后，在衬底W4在光刻曝光中暴露至图案化的辐射束PB之前存在延迟。例如，在延迟期间，不同的衬底W1可以在光刻设备的曝光侧ES上经历光刻曝光。衬底台WT2仍然由冷却系统CS冷却以在曝光步骤S1期间从图案化的辐射束PB移除由衬底台吸收的热量。由衬底台WT2的热收缩和/或衬底W4的热膨胀引起的衬底W4的形变在已经执行了对准测量之后继续。作为衬底W4继续形变的结果，衬底W4上对准标记经历热漂移且从在步骤S3中对准测量期间所测量位置改变了位置。如在此使用的术语“热漂移”意在涉及由热能量导致的衬底上对准标记的移动。对准标记位置在执行对准测量时刻与执行光刻曝光时刻之间的热漂移可以负面地影响光刻曝光的精确度。

当衬底暴露至EUV辐射时，由衬底经历的热漂移的程度可以大于当衬底暴露至DUV辐射时由衬底经历的热漂移的程度。这主要是因为对流冷却可以出现在DUV光刻设备中而在EUV光刻设备中衬底通常保持在真空条件下。可以在沉浸DUV光刻设备中减小由衬底经历的热漂移的程度，因为可以由存在于沉浸光刻设备的沉浸罩盖中的液体从衬底台移除热量。

在步骤S4中，衬底W4经历光刻曝光。也即，图案化的辐射束PB入射在衬底W4的目标部分C上。步骤S4可以称作曝光步骤。在曝光期间，由处理器PR使用对准标记的测得位置以对准投影系统PL下方的衬底W4，从而将期望图案精确地投影至第三衬底W4的目标部分C上。在测量步骤S3完成之后发生的对准标记的热漂移导致对准标记从它们在步骤S3期间所测位置改变。对准标记位置的改变引起衬底W4在投影系统PL之下未对准。衬底W4在投影系统PL之下的未对准将负面地影响衬底W4的光刻曝光。例如，未对准可以导致重叠误差。

图3是在由衬底台WT2所经历光刻工艺期间衬底台WT2温度与时间关系图。沿着图3的时间轴包括在图2中示意性所示的步骤S1-S4。如从图3可见，由于从图案化的辐射束PB吸收热量，衬底台WT2的温度在曝光步骤S1的整个过程中升高。例如，衬底台WT2的温度可以在步骤S1的过程之中以近似1-10mK而增大。步骤S1可以例如花费近似10-30秒完成。可以使用算法以预测在光刻曝光期间加热对于对准标记位置的影响。算法可以被配置为接收衬底上对准标记的对准测量值并预测对准标记将作为由衬底和衬底台在光刻曝光期间所获取热量的结果而移动至何处。当预测加热对于对准标记位置的影响时，算法可以引起一个或多个曝光设置诸如例如不同的照射模式(例如四极照射、双极照射等)、管芯大小、辐射剂量、曝光狭缝大小、衬底台扫描速度等。算法可以确定将要应用于一个或多个投影系统PL参数的一个或多个校正以便于提高光刻曝光的精确度。投影系统PL参数可以例如包括平移、放大、旋转、三阶效应等。

一旦步骤S1完成，则衬底台WT2开始降低温度，因为其不再从图案化的辐射束PB获取热量，并且其损失热量至冷却系统CS的冷却流体CF。衬底台WT2的温度遍及衬底交换步骤S2和测量步骤S3继续降低。步骤S2可以例如花费近似1-15秒完成。步骤S3可以例如花费近似10-20秒完成。在步骤S3的结束处，在已经执行了在由衬底台WT2所固定衬底W4上对准标记的对准测量之后，存在延迟。在延迟期间，可以在光刻设备的曝光侧ES上完成另一衬底W1的光刻曝光。延迟可以例如持续近似5-25秒之间。衬底台WT2在延迟期间由冷却系统CS冷却。衬底W4由于衬底台WT2的冷却而形变且对准标记经历从在步骤S3期间所测量位置的热漂移。在曝光步骤S4处，在衬底W4上执行光刻曝光。衬底台WT2的温度由于热量从图案化的辐射束PB转移至衬底台WT2而升高。衬底W4相对于投影系统PL未对准，因为处理器PR从测量步骤S3提供测得对准标记位置，由于在步骤S3和曝光步骤S4之间由对准标记所经历的热漂移，这具有降低的精确度。

因在衬底台WT2处于第一温度时所执行的衬底W1的光刻曝光以及在衬底台WT2处于比第一温度更高的温度时所执行的另一衬底W4的光刻曝光所致，可以存在衬底台WT2的温度偏移。衬底台WT2的在曝光步骤S1和曝光步骤S4之间的温度偏移可以负面地影响在步骤S4处所执行光刻曝光的精确度。可以希望冷却衬底台WT2，从而在步骤S4的开始处，衬底台WT2处于与其在步骤S1开始处相同的温度。也即，可以希望冷却衬底台WT2以减小在对于不同衬底光刻曝光之间的温度偏移。然而，冷却衬底台WT2花费时间，并且因此负面地影响了光刻设备的吞吐量。可以在冷却衬底台WT2以减小温度偏移与接受光刻曝光精确度代价之间找到平衡。由温度偏移引起的对精确度的负面影响预期为小于由热漂移引起对精确度的负面影响。

减小测量步骤S3和曝光步骤S4之间对准标记的热漂移的一种方法包括提供热量至衬底台WT2以减小在由衬底台所保持的衬底上执行对准测量时刻与在由衬底台所保持衬底上执行光刻曝光时刻之间衬底台WT2的冷却。

图4是减小在执行对准测量的时刻与执行光刻曝光的时刻之间对准标记的热漂移的方法的流程图。在步骤S11中，在第一衬底上执行光刻曝光，第一衬底被保持在衬底台上。步骤S11可以称作曝光步骤。衬底台在步骤S11期间获取热量。在步骤S12中，从衬底台移除第一衬底且将第二衬底固定至衬底台。步骤S12可以称作衬底交换步骤。在步骤S13中，执行第二衬底的对准测量。步骤S13可以例如包括由对准系统AS和任何其他测量装置例如拓扑测量系统所执行的测量。步骤S13可以称作测量步骤。步骤S13可以包括多个测量工艺，诸如例如粗调对准工艺、拓扑工艺、精调对准工艺等。

在步骤S14中，在执行对准测量的时刻与执行光刻曝光的时刻之间施加热量至衬底台。步骤S14可以称作衬底台加热步骤。步骤S14可以在测量步骤A13已经开始之前进行。衬底台加热步骤S14可以在测量步骤S13期间开始。衬底台加热步骤S14可以在测量步骤S13完成之后开始。施加至衬底台的热量的量可以随时间变化。例如，可以随时间变化施加热量的第一量至衬底台以便于稳定化衬底台的温度，随后可以随时间变化施加比热量的第一量较小的热量的第二量至衬底台以便于维持衬底台的稳定化温度。例如，可以经由一个或多个电加热器施加热量至衬底台。作为另一示例，可以经由流过提供于衬底台中加热通道的流体而施加热量至衬底台。可以使用施加热量至衬底台的其他方法。可以施加热量至夹具CL。

如前所述，在光刻曝光期间(也即步骤S11)由衬底台获取的热量的量部分地取决于光刻设备的曝光设置。在步骤S14期间，施加至衬底台的热量可以取决于在曝光步骤S11期间光刻设备的曝光设置的一个或多个而改变。步骤S14可以在步骤S15开始之后或之前而完成。在步骤S15中，执行第二衬底的光刻曝光。步骤S15可以称作曝光步骤。

图5是根据图4的流程图在光刻工艺期间衬底台温度与时间的关系图。为了清楚沿着图5的时间轴包括步骤S11-S15。如在图3中情形，衬底台的温度在步骤S11的光刻曝光期间升高。一旦曝光步骤S11完成，衬底台的温度由于冷却系统CS所提供对衬底台的冷却而开始降低。衬底台的温度遍及衬底交换步骤S12地继续降低。

在图5的示例中，衬底台加热步骤S14在测量步骤S13期间开始。在步骤S14期间施加至衬底台的热量用以减小衬底台的温度的降低。图5的虚曲线指示了如果在测量步骤S13结束与曝光总部后S15开始之间没有热量施加至衬底台的衬底台随时间变化的温度。

如在图3和图5之间比较可见，施加热量至衬底台减小了存在于由衬底台所保持的衬底上的对准标记的热漂移。对准标记的减小热漂移导致在步骤S15处更精确的光刻曝光，因为对准标记(以及目标部分C)更靠近它们的测量位置(也即在步骤S13期间测量的位置)。例如，与不施加热量至衬底台所执行的光刻曝光相比，施加热量至衬底台可以以近似0.2nm而减小光刻曝光的重叠误差。

步骤S14可以在步骤S13已经开始之前而开始。在测量步骤S13已经开始之前或在步骤S13期间开始衬底台加热步骤S14可以有利地为衬底台的温度提供稳定化的时间，从而减小在测量总部后S13和曝光步骤S15之间的热漂移。在图5的示例中，在测量步骤S13期间施加热量至衬底台，从而一旦步骤S13完成，则在稳定化之前在“延迟”间隔期间以小量降低衬底台的温度。备选地，在测量步骤S13之前或期间施加热量至衬底台可以使能逐渐地降低衬底台的温度，从而衬底台遍及图5中所示的“延迟”间隔而保持在相同温度，由此实现零热漂移。也即，热量的施加可以被配置为使得在执行对准测量时刻衬底台的温度与在执行衬底的光刻曝光时刻衬底台的温度相同。步骤S14可以在步骤S13完成之后开始。在步骤S13完成之后开始衬底台加热步骤S14可以不减小热漂移如在测量步骤S13之前或期间开始衬底台加热步骤S14那么多。这是因为衬底台的温度将在步骤S13完成之后继续降低，直至施加至衬底台的热量稳定衬底台的温度。即使在测量步骤S13完成之后立即开始衬底台加热步骤S14，衬底台WT2的温度不会立即稳定，因此将存在一些热漂移。

如从图3和图5的比较可见，作为在步骤S14中施加热量至衬底台WT2的结果，衬底台WT2的温度偏移已经增大。增大的温度偏移可以负面地影响在步骤S15处所执行光刻曝光的精确度。然而，该对于光刻精确度的负面影响幅度小于由施加热量至衬底台WT2所带来的对光刻精确度的正面影响。因此，施加热量至衬底台WT2提供了对光刻精确度的净改进。

可以通过在此所述提供热量至衬底台的方法而改进可以用于预测在光刻曝光期间加热对于对准标记位置的影响的算法。也即，降低由对准标记在执行对准测量的时刻与执行光刻曝光的时刻之间所经历的热漂移可以提高由算法所确定的校正的精确度。

在曝光步骤S15结束处衬底台WT2的温度大于在曝光步骤S11结束处衬底台WT2的温度。衬底台WT2的温度可以在连续光刻曝光之后达到越来越高温度。由衬底台WT2所经历的温度偏移可以在每个后续光刻曝光之后减小。也即，衬底台WT2的温度可以在已经发生了许多连续光刻曝光之后达到最大值。当经历当代光刻工艺(例如图3中所示的方法)时衬底台WT2的温度可以在例如7-10次光刻曝光之后饱和。经历了根据在此所述方法的光刻工艺(例如图5中所示方法)的衬底台WT2的温度可以在例如4-7次光刻曝光之后饱和。作为在执行对准测量的时刻与执行光刻曝光的时刻之间施加热量至衬底台WT2的结果，可以在较小数目的光刻曝光之后达到衬底台WT2的饱和温度。在较小数目光刻曝光之后达到饱和温度可以是有利的，因为较少的光刻曝光可以遭受由热漂移引起的负面效应，诸如降低的光刻精确度，这是由于衬底连续经历类似热效应所致，一旦已经达到了衬底台的饱和温度。

可以由一个或多个加热元件施加热量至衬底台。冷却系统对于一个或多个加热元件是分立实体。热量可以跨衬底台分布以使得跨衬底台实现了期望温度。例如，如果在曝光步骤S11期间转移至衬底台的热量跨衬底分布不均匀，则可以跨衬底台分布多个电加热器，从而在衬底台加热步骤S14中与其他区域相比转移更多热量至衬底台的一些区域。可以以预定的间隔施加热量至衬底台。也即，如果在光刻曝光期间由衬底台所经历的温度变化是已知的，则可以在光刻工艺中以预定的间隔施加热量至衬底台。间隔由开始时间、持续时间和结束时间构成。间隔可以取决于在光刻工艺期间衬底台的已知温度变化。该施加热量至衬底台的方法可以视作前馈方法。

可以监视衬底台的温度。监视的结果可以用于确定施加热量至衬底台开始时刻。监视的结果可以用于确定施加热量至衬底台的速率。如图5中可见，施加热量至衬底台的时刻与衬底台由于加热元件所提供热量而改变温度的时刻之间可以存在延迟D。延迟的范围至少部分地取决于加热元件、衬底台和/或夹具的热响应时间以及热量从加热元件传至衬底台和/或夹具所花费的时间量。延迟D可以例如持续近似1-10秒。延迟D可以持续更长或更短时间量。延迟D可以用于确定何时选择施加热量至衬底台的时刻。

图6是从上方观看、包括多个加热元件HE的衬底台WT2的示意图。加热元件HE可以例如是电加热器。在图6的示例性实施例中，加热元件HE跨衬底台WT2均匀地分布以提供衬底台WT2的均匀加热。

备选地，加热元件HE可以跨衬底台WT2不均匀分布，诸如例如在图7的示意图中。加热元件HE可以采取任何形状且可以位于衬底台WT2上任何期望位置处。在图7的示例中，衬底台WT2包括温度监视器TM。温度监视器TM被配置为监视衬底台WT2的温度。温度监视器可以向处理器PR提供衬底台WT2的温度测量值。处理器PR被配置以从温度监视器TM接收信息并使用信息以控制加热元件HE。

一般地，光刻设备可以经由反馈回路实施本文所述的方法。反馈回路可以包括被配置为监视衬底台温度的温度监视器，被配置为施加热量至衬底台的加热元件、以及被配置为使用从温度监视器接收的信息而控制加热元件的处理器。反馈回路可以被配置为减小由冷却系统所提供对衬底台的冷却。处理器可以被配置为确定加热元件提供热量至衬底台的时刻与衬底台由于加热元件所提供热量而改变温度时刻之间的延迟D。当控制经由加热元件施加热量至衬底台时处理器可以引起所确定的延迟D。衬底台可以例如对于在近似1-10秒之间的时间长度要求近似1-35W。例如，处理器可以从温度监视器接收信息并由此确定在曝光步骤S15开始之前衬底台以近似7秒要求近似5W功率以便于减小由衬底所经历的热漂移。处理器可以随后控制加热元件，从而衬底台在近似7秒中接收近似5W功率。处理器可以例如经由提供至加热元件的电流的脉冲宽度调制而控制加热元件。脉冲宽度调制涉及通过改变提供功率至加热元件的电源的占空比而改变提供至加热元件的功率。处理器可以使用其他技术控制加热元件。

用于控制光刻设备的计算机设备可以包括存储了处理器可读指令的存储器以及设置用于读取并执行存储在所述存储器中指令的处理器。处理器可读指令可以包括设置用以控制计算机以执行施加热量至衬底台以减小由冷却系统所提供对衬底台的冷却的方法的指令。

在未来，可以使用更高辐射剂量执行光刻曝光。更高辐射剂量可以将衬底台的温度以更大速度升高至更高温度。预期吞吐量在未来光刻设备中增长且预期未来光刻设备中的工艺(例如步骤S12中衬底交换)以较少时间执行。更高衬底台温度和更快工艺的组合意味着衬底的对准测量(也即测量步骤S13)预期为在衬底台温度仍然相对较高的时刻开始(也即对准测量诸如步骤S13预期为在光刻曝光诸如曝光步骤S11已经结束了之后的较短时间量开始)。对准标记的热漂移与它们测得位置出现的时间跨度预期在图5中所示图的区域中开始在曝光步骤S11的结束与测量步骤S13的开始之间(也即在图中具有温度变化梯度的更陡峭速率的区域处)。衬底台的更陡峭梯度可以增大未来光刻设备中在对准测量和光刻曝光之间对准标记热漂移的程度，由此负面地影响光刻曝光的精确度。由在此所述本发明所提供的对准标记的热漂移的减小可以因此对于未来光刻曝光的精确度更重要。

尽管已经在此关于双级光刻设备描述和描绘了本发明的实施例，本发明的实施例可以用于其他光刻设备中，诸如例如单级光刻设备。

照射光学元件、光学件和检测光学件可以包括用以引导、定形或控制辐射束的各种类型光学部件，包括折射、反射和折反射光学部件。光刻设备可以适用于EUV辐射。也即，在此所述本发明可以结合反射类型而不是透射类型的光刻设备而使用(例如采用如上所述类型的可编程镜面阵列)。

术语“EUV辐射”可以视作包括具有在4-20nm范围内例如在13-14nm范围内波长的电磁辐射。EUV辐射可以具有小于10nm的波长，例如在4-10nm范围内诸如6.7nm或6.8nm。

尽管可以在本文中具体参考在IC的制造中使用光刻设备，应该理解，在此所述的光刻设备可以具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统、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)、薄膜磁头等的制造。

本发明的实施例可以实施在硬件、固件、软件或其任意组合中。本发明的实施例也可以实施作为存储在机器可读介质上的指令，其可以由一个或多个处理器读取并执行。机器可读介质可以包括用于存储或传输以由机器(例如计算装置)可读形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机访问存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)等等。进一步，固件、软件、例行程序可以在此描述为执行某些动作。然而，应该知晓，这些说明仅是为了方便，并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器、或执行了固件、软件、例行程序、指令等的其他装置产生。

尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，应该知晓，本发明可以除了如所述之外而执行。以上说明意在是示意性而非限制性。因此对于本领域技术人员明显的是，可以对如所述的本发明做出各种修改而并未脱离以下所述权利要求的范围。

Claims

1.一种执行衬底的光刻曝光的方法，所述衬底被保持在衬底台上，所述衬底台包括操作为冷却所述衬底台的冷却系统，所述方法包括：

执行所述衬底的对准测量；

施加热量至所述衬底台以减小由所述冷却系统提供的、对所述衬底台的冷却，所述热量在执行所述对准测量的时刻与执行所述光刻曝光的时刻之间被施加；以及

执行所述衬底的所述光刻曝光；其中

热量的所述施加被配置为减小所述衬底在执行所述对准测量的时间和执行所述光刻曝光的时间之间的热漂移；以及

热量的所述施加被配置为使得所述衬底台的在执行所述对准测量的时刻的温度与所述衬底台的在执行所述衬底的所述光刻曝光的时刻的温度近似相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述对准测量已经开始之前开始热量的所述施加。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述对准测量期间开始热量的所述施加。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，被施加至所述衬底台的热量的量随时间变化。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述热量跨所述衬底台地分布以实现跨所述衬底台的期望温度。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在施加热量至所述衬底台与所述衬底台由于被施加至所述衬底台的所述热量所致的改变温度之间的延迟被用于确定何时施加热量至所述衬底台。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述衬底台包括被配置为将所述衬底固定至所述衬底台的夹具，以及其中所述热量被施加至所述夹具。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，热量的所述施加是基于所述光刻曝光的曝光设置。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述衬底台在光刻工艺期间的温度变化是已知的，以及其中热量的所述施加在所述光刻工艺中的预定的间隔期间发生，所述间隔取决于所述衬底台的已知的所述温度变化。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述衬底台的温度被监视。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述监视的结果被用于确定热量被施加至所述衬底台的速率。

12.一种用于保持衬底的衬底台，包括：

操作为冷却所述衬底台的冷却系统；

投影系统，被配置为将图案化的辐射束投影至所述衬底的目标部分上；以及

加热元件，被配置为在执行对所述衬底的对准测量的时间和执行对所述衬底的光刻曝光的时间之间施加热量至所述衬底台，以减小由所述冷却系统所提供的、对所述衬底台的冷却；

其中

13.根据权利要求12所述的衬底台，其中所述加热元件被进一步配置为减少在所述衬底上定位的对准标记的集合的热漂移。

14.根据权利要求12或13所述的衬底台，其中，所述加热元件包括电加热器。

15.根据权利要求12或13所述的衬底台，其中，所述加热元件包括多个电加热器，以及其中所述电加热器跨所述衬底台地分布以实现跨所述衬底台的期望温度。

16.一种光刻设备，包括：

照射系统，被配置为调节辐射束；

支座，被构造为支撑图案化装置，所述图案化装置能够在辐射束截面中为所述辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束；用于保持衬底的

衬底台，被配置为保持衬底，所述衬底台包括操作为冷却所述衬底台的冷却系统；

投影系统，被配置为将所述图案化的辐射束投影至所述衬底的目标部分上；以及

加热元件，被配置为：

在执行对所述衬底的对准测量的时间和执行对所述衬底的光刻曝光的时间之间施加热量至所述衬底台，以减小由所述冷却系统所提供的、对所述衬底台的冷却；以及

17.根据权利要求16所述的光刻设备，其中，所述光刻设备进一步包括反馈回路，所述反馈回路包括被配置为监视所述衬底台的温度的温度监视器、所述加热元件、以及被配置为使用从所述温度监视器接收的信息来控制所述加热元件的处理器，所述反馈回路被配置为减小由所述冷却系统提供的、对所述衬底台的冷却。

18.根据权利要求17所述的光刻设备，其中，所述处理器被进一步配置为确定在施加热量至所述衬底台与由于被施加至所述衬底台的所述热量所致的所述衬底台改变温度之间的延迟；或/和

所述处理器经由被提供至所述加热元件的电流的脉冲宽度调制来控制所述加热元件。

19.一种计算机可读介质，包括计算机程序，所述计算机程序包括被配置为使得计算机执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的计算机可读指令。

20.一种用于存储计算机可读代码的计算机可读介质，其中所述代码使得光刻设备执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

21.一种用于控制光刻设备的计算机设备，所述计算机设备包括：

存储器，存储有处理器可读指令；以及

处理器，被设置为读取并执行存储在所述存储器中的指令；

其中所述处理器可读指令包括被设置为控制所述计算机设备以执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的指令。