CN111328383A - 光刻设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种光刻设备，包括衬底存储模块，所述衬底存储模块具有用于保护经光刻曝光的衬底免受环境空气影响的可控环境。所述衬底存储模块被配置成存储至少二十个衬底并且所述衬底存储模块是所述光刻设备的组成部分。所述衬底存储模块可以被用于在拼接光刻曝光期间保护衬底免受环境空气的影响。

Description

光刻设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月30日提交的欧洲申请17178949.8的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于存储衬底的光刻设备和方法。
背景技术
光刻设备是一种构造为将期望的图案施加到衬底上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将来自图案形成装置(例如，掩模)的图案投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。
光刻设备用于将图案投影到衬底上的辐射的波长确定了能够在所述衬底上形成的特征的最小大小。使用EUV辐射(该EUV辐射是具有在4-20nm范围内的波长的电磁辐射)的光刻设备可以用于在衬底上形成比常规光刻设备(所述常规光刻设备可以例如使用波长为193nm的电磁辐射)更小的特征。
可以使用光刻设备而成像于衬底上的图案形成装置的最大区域(即，最大图像区域)在不同光刻设备之间可能不同。例如，一些光刻设备能够成像的图案形成装置的区域可能仅小于或等于其它光刻设备的最大图像区域的一半。已知为拼接的技术可以被用于克服一些光刻设备的受限的最大图像区域。拼接包括在衬底的相邻区域上执行至少两次子曝光以在衬底上形成组合图像。在执行了光刻曝光之后，衬底可以经历抗蚀剂处理，所述抗蚀剂处理包括例如焙烤过程。在拼接曝光的情况下，焙烤过程被推迟直到每组子曝光已经跨越所述衬底的所有目标区域而发生。在对所述批次的第一衬底执行第一组子曝光与在对所述批次的最终衬底执行后续组子曝光之间可能出现延迟。衬底上的被光刻曝光的抗蚀剂在这样的延迟期间可能易于劣化。
期望提供例如消除或减轻现有技术的一个或更多个问题(无论本文中识别的或在别处识别的问题)的光刻设备和方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括衬底存储模块，所述衬底存储模块具有用于保护经光刻曝光的衬底免受环境空气影响的可控环境，所述衬底存储模块被配置成存储至少二十个衬底，其中所述衬底存储模块是光刻设备的组成部分。
所述衬底存储模块有利地提供一空间，在光刻曝光之后衬底可以被存储在所述空间中并且所述衬底被保护以免受由环境空气引起的负面影响。例如，衬底存储模块可以在延长的时间段内保护在拼接光刻曝光期间已经经历了子曝光的衬底。衬底存储模块有利地存储至少二十个衬底，使得所述衬底存储模块适合于在涉及二十个或更多个衬底的光刻过程期间存储衬底。术语“组成部分”旨在表示在光刻设备的整个操作期间所述衬底存储模块保持连接至所述光刻设备(即，衬底存储模块不能从光刻设备移除，除非光刻设备被关掉)。
衬底存储模块可以包括气体输送系统，所述气体输送系统被配置成在衬底存储模块内提供气体流。
气体输送系统可以包括过滤器。
气体输送系统可以包括热交换器。
光刻设备还可以包括真空系统，所述真空系统被配置成在衬底存储模块内产生真空。
衬底存储模块可以包括用于接收衬底的多个狭槽。
狭槽可以被堆叠成多列。
衬底存储模块可以包括位于相邻狭槽之间的屏蔽件，所述屏蔽件被配置成减少在所存储的衬底之间传输的碎片的量。
衬底存储模块可以包括被配置成移动所述狭槽的致动器。
所述光刻设备还可以包括机器人臂，所述机器人臂被配置成接收进入的衬底并且将所述进入的衬底放置在所述衬底存储模块中，所述机器人臂还被配置成从所述衬底存储模块取回离开的衬底并且从所述衬底存储模块移除所述离开的衬底。
根据本发明的第二方面，提供一种光刻设备，包括：照射系统，所述照射系统被配置成调节辐射束；支撑结构，所述支撑结构被构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案以形成经图案化的辐射束；衬底台，所述衬底台被构造成保持衬底；投影系统，所述投影系统被配置成将所述经图案化的辐射束投影到所述衬底上；和衬底存储模块，所述衬底存储模块具有用于保护经光刻曝光的衬底免受环境空气影响的可控环境，所述衬底存储模块被配置成存储至少二十个衬底，其中所述衬底存储模块是所述光刻设备的组成部分。
根据本发明的第三方面，提供一种曝光多个衬底以在所述衬底上形成拼接图案的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在衬底上执行第一组子曝光以形成经部分曝光的衬底；
(b)将所述经部分曝光的衬底移动至具有受控环境的衬底存储模块，所述衬底存储模块被配置成存储至少二十个衬底，所述衬底存储模块是所述光刻设备的组成部分；
(c)对剩余的衬底重复步骤(a)和(b)；和
(d)从所述衬底存储模块移除所述经部分曝光的衬底并且在所述经部分曝光的衬底上执行第二组子曝光以形成具有拼接图案的衬底。
所述方法还可以包括以下步骤：
(e)在具有拼接图案的衬底上执行焙烤过程。
所述方法还可以包括在衬底存储模块内提供气体流。
所述方法还可以包括过滤所述气体流。
所述方法还可以包括控制所述气体的温度。
所述方法还可以包括控制所述气体的湿度。
所述方法还可以包括控制所述气体中胺的浓度。
所述方法还可以包括在衬底存储模块内产生真空。
根据本发明的第四方面，提供一种根据本发明的第三方面的方法或其关联的选项中的任一项而制造的器件。
附图说明
现在将参考随附的示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
-图1示意性地描绘了根据本发明的实施例的光刻系统，所述光刻系统包括光刻设备、辐射源和衬底存储模块。
-图2示意性地描绘了与第二光刻设备的两个最大图像区域相比的第一光刻设备的最大图像区域；
-图3示意性地描绘了从根据本发明的实施例的具有衬底存储模块的光刻设备的一部分上方观察的视图；
-图4示意性地描绘了从根据本发明的实施例的衬底存储模块的前方观察的视图；
-图5示意性地描绘了从根据本发明的实施例的另一衬底存储模块的前方观察的视图；
-图6示意性地描绘了从根据本发明的实施例的又一衬底存储模块的前方观察的视图；以及
-图7示出了根据本发明的实施例的曝光多个衬底以在衬底上形成拼接图案的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个实施例的包括衬底存储模块15的光刻系统。所述光刻系统包括辐射源SO和光刻设备LA。所述辐射源SO配置成产生极紫外(EUV)辐射束B。所述光刻设备LA包括照射系统IL、配置成支撑图案形成装置MA(例如，掩模)的支撑结构MT、投影系统PS、以及配置成支撑衬底W的衬底台WT。照射系统IL被配置成在辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节辐射束B。投影系统PS被配置为将辐射束B(现在由掩模MA图案化)投影到衬底W上。衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备将经图案化的辐射束B与先前形成于衬底W上的图案对准。
辐射源SO、照射系统IL和投影系统PS都可以被构造和布置成使得它们能够与外部环境隔离。可以在辐射源SO中提供在低于大气压的压力下的气体(例如氢气)。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供真空。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供在远低于大气压的压力下的少量气体(例如氢气)。
图1中示出的辐射源SO是可以称为激光产生的等离子体(LPP)源的类型。激光器1(例如可以包括CO2激光器)被布置成经由激光束2将能量沉积到燃料(诸如从燃料发射器3提供的锡(Sn))中。虽然在下文描述中提到锡，但是可以使用任何合适的燃料。所述燃料可以例如呈液体形式，并且可以例如是金属或合金。燃料发射器3可以包括喷嘴，所述喷嘴被配置成沿朝向等离子体形成区4的轨迹引导例如呈液滴形式的锡。激光束2在等离子体形成区4处被入射到锡上。激光能量沉积到锡中，从而在等离子体形成区4处产生等离子体7。在等离子体的离子的去激励期间和复合期间，从等离子体7发射包括EUV辐射的辐射。
EUV辐射由近正入射式辐射收集器5(有时更通常地称为正入射式辐射收集器)收集和聚焦。收集器5可以具有多层结构，其被布置成反射EUV辐射(例如，具有诸如13.5nm的期望波长的EUV辐射)。收集器5可以具有椭圆形配置，所述椭圆形配置具有两个椭圆焦点。如下所论述，第一焦点可以在等离子体形成区4处，第二焦点可以在中间焦点6处。
激光器1可以与辐射源SO分离开。在这种情况下，激光束2可以借助于束传递系统(未示出)从激光器1传递到辐射源SO，所述束传递系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器、和/或其它光学器件。激光器1和辐射系统SO可以一起被认为是辐射系统。
由收集器5反射的辐射形成辐射束B。辐射束B在点6处被聚焦以形成等离子体形成区4的图像，其用作用于所述照射系统IL的虚拟辐射源。辐射束B被聚焦于的点6可以被称为所述中间焦点。辐射源SO被布置成使得中间焦点6位于辐射源的封闭结构9中的开口8处或附近。
辐射束B从辐射源SO传递进入照射系统IL中，所述照射系统IL被配置成调节辐射束。照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起为辐射束B提供期望的横截面形状和期望的角分布。辐射束B从照射系统IL传递并且被入射到由支撑结构MT保持的图案形成装置MA上。图案形成装置MA反射所述辐射束B并且对辐射束B进行图案化。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外、或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其它反射镜或装置。
在从图案形成装置MA反射之后，经图案化的辐射束B进入投影系统PS。投影系统PS包括多个反射镜13、14，所述多个反射镜13、14被配置成将辐射束B投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以对辐射束B施加缩小因子，从而形成的图像具有的特征比图案形成装置MA上的对应特征更小。例如，可施加值为4的缩小因子。虽然投影系统PS在图1中具有两个反射镜13、14，但是投影系统PS可以包括任意数目的反射镜(例如六个反射镜)。
在图1中示出的辐射源SO可以包括未图示的部件。例如，光谱滤波器可以被设置在辐射源SO中。光谱滤波器可以对EUV辐射实质上是透射的，但是对其它波长的辐射(诸如红外辐射)实质上是阻挡的。
如上文论述的，一些光刻设备可以用于执行拼接光刻曝光，其中在衬底的相邻区域上发生至少两次子曝光以将图案形成装置的期望的区域成像到衬底上。图2示意性地描绘了与第二光刻设备的两个最大图像区域22、24相比的第一光刻设备的最大图像区域20。在图2的示例中，第二光刻设备的最大图像区域22、24是第一光刻设备的最大图像区域20的一半。鉴于第一光刻设备需要一次曝光20以将期望的区域成像到衬底上，第二光刻设备需要两次子曝光22、24以将同一期望的区域成像到衬底上。在第二光刻设备的情况下，使用图案形成装置的第一区域执行第一子曝光22，然后使用图案形成装置的不同区域或使用不同的图案形成装置执行第二子曝光24。第二子曝光24发生在衬底的相邻区域上，使得在衬底上形成的图像等同于使用第一光刻设备形成的图像20。其它光刻设备可以具有比第二光刻设备更小的最大图像区域。例如，其它光刻设备可以具有的最大图像区域是第一光刻设备的最大图像区域20的三分之一。在这种情况下，可以执行三次子曝光24，使得在衬底上形成的图像等同于使用第一光刻设备形成的图像20。
在已经执行了光刻曝光之后，衬底可以经历抗蚀剂处理，所述抗蚀剂处理可以例如包括焙烤过程。在拼接曝光的情况下，焙烤过程被推迟直到每次子曝光已经跨越所述衬底的所有目标区域而发生。在一些光刻过程中，可以不开始焙烤过程直到衬底批次(例如，约25个衬底)中的全部衬底都已经经历了拼接曝光。如果针对全部批次的衬底进行焙烤过程，则在所述批次的第一衬底上执行第一组子曝光与在所述批次的最终衬底上执行最终组子曝光之间可能出现较长延迟(例如，在5分钟到10分钟之间)。执行曝光与焙烤所述衬底之间的延迟可能对于待形成于衬底上的结构造成负面影响，这至少部分地由于衬底上的抗蚀剂与其中保持有衬底的环境空气之间的相互作用。通常，经光刻曝光的衬底在环境空气中被保持越久，则衬底上形成的结构的品质将越差。
在衬底经历抗蚀剂处理之前降低与环境空气和经光刻曝光的衬底彼此相互作用相关联的负面影响的一种方法包括：为光刻设备提供用于保护经光刻曝光的衬底免受环境空气影响的衬底存储模块。图3示意性地描绘了从根据本发明的实施例的具有衬底存储模块30的光刻设备LA的一部分上方观察的视图。光刻设备LA的所述部分包括常压衬底处置模块32、过渡衬底处置模块34和真空衬底处置模块36。常压模块32被配置成在在洁净室条件下(即，在具有受控的污染物水平的环境空气中)从衬底承载件31接收衬底W并将衬底W传输至过渡模块34。过渡模块34被配置成在常压条件下从常压模块32接收衬底W、产生真空环境并将衬底W提供至真空模块36。过渡模块34包括门39a-d，所述门39a-d被配置成当过渡模块34将其内部环境从常压条件转换到真空条件时形成密封，并且反之亦然。过渡模块34包括平台26a-b，所述平台26a-b被配置成在发生常压条件与真空条件的过渡的同时保持衬底。真空模块36被配置成在衬底W用于光刻设备LA中(例如，在衬底的测量期间和/或在衬底的光刻曝光期间)的同时在真空条件下保持衬底W。
常压模块32可以包括衬底测量平台33，所述衬底测量平台33被配置成测量诸如例如位于衬底测量平台33上的衬底的位置和/或温度之类的特性。常压模块32可以包括涂覆显影系统接口或轨道接口(track interface)37。涂覆显影系统接口37可以被配置成提供抗蚀剂处理设备38(其还可以被称为涂覆显影系统或轨道)的入口和/或出口。抗蚀剂处理设备38可以例如被配置成接收经光刻曝光的衬底W并在所述衬底上执行焙烤过程。另外或替代地，抗蚀剂处理设备38可以被配置成利用抗蚀剂层来涂覆衬底W并且向用于光刻曝光的光刻设备LA提供衬底。常压模块32可以包括一个或更多个机器人臂35a-b、衬底存储模块30、过渡模块34和抗蚀剂处理设备38，所述一个或更多个机器人臂35a-b可以被配置成向衬底承载件31提供衬底W和/或从衬底承载件31接收衬底。机器人臂35a-b可以被配置成在常压模块的不同部分之间移动衬底W(例如，在衬底测量平台33与涂覆显影系统接口37之间移动衬底W)。
衬底存储模块30是光刻设备LA的组成部分。也就是说，在光刻设备LA的整个操作期间，所述衬底存储模块30保持连接至光刻设备LA(即，衬底存储模块30不能从光刻设备LA移除，除非光刻设备被关掉)。这是因为衬底存储模块在光刻设备的部件(例如，机器人臂)之中并且在光刻设备的操作期间试图访问衬底存储模块可能不安全。在图3的示例中，衬底存储模块30可以是常压模块32的组成部分。衬底存储模块30可以是过渡模块34、真空模块36或光刻设备LA的任何其它部分的组成部分。当衬底存储模块30是常压模块32的组成部分时，衬底存储模块30可以具备气体输送系统，所述气体输送系统被配置成提供具有期望的化学成分和湿度的气体。当衬底存储模块30是真空模块34的组成部分时，衬底存储模块30可以具备气体输送系统，所述气体输送系统被配置成提供具有期望的化学成分和湿度的气体，或者衬底存储模块30可以与真空模块36一起被保持在真空条件下。当衬底存储模块30是真空模块34的组成部分并且衬底存储模块30包括气体输送系统时，则衬底存储模块还可以包括门(例如，气锁)，所述门被配置成密封所述衬底存储模块的内部环境使得气体不能逸入真空模块34中。相反，衬底承载件31不是光刻设备LA的组成部分，因为衬底承载件31暂时连接至光刻设备LA的外部部分并且被配置成在光刻设备LA的操作期间容易与光刻设备LA附接和分离。
衬底承载件31可以例如包括前开式统集盒或前开式传送盒(FOUP)。FOUP被用于在光刻设备与抗蚀剂处理设备之间传送衬底。FOUP 31的内部环境通常包括环境空气。环境空气也存在于常压模块32的内部环境中。虽然环境空气存在于衬底承载件31中且常压模块32可以被过滤和/或以其它方式“清空或清洁”至洁净室规格，但是环境空气可能仍对已经经历光刻曝光但还未经历焙烤过程的衬底具有负面影响。由于环境空气而对经光刻曝光的衬底造成的负面影响可能是由于例如环境空气的不期望的湿度水平和/或不期望的化学成分(例如，不期望的胺浓度)。相反，衬底存储模块30可以包括用于保护经光刻曝光的衬底免受环境空气影响的可控环境。例如，可以控制被提供至衬底存储模块30的气体中的湿度和/或存在于气体中的胺的浓度。替代地，衬底存储模块30可以被保持在真空条件下以便保持所存储的衬底免受环境空气影响。
图4示意性地描绘了从根据本发明的实施例的衬底存储模块30的前方观察的视图。衬底存储模块30被配置成存储至少二十个衬底40。在图4的示例中，衬底存储模块被配置成保持二十五个衬底40。衬底存储模块30包括用于接收衬底40的多个狭槽42。狭槽42被堆叠成单列44。在图4的示例中，衬底存储模块30是常压模块(未示出)的组成部分。常压模块的机器人臂35被配置成(例如，从真空模块)接收进入的衬底并将所述进入的衬底放置在衬底存储模块30中。机器人臂35也被配置成从衬底存储模块30取回离开的衬底并从衬底存储模块30移除所述离开的衬底。例如，机器人臂35可以沿z方向(例如，竖直地)移动直到机器人臂35与所选狭槽42处于相同的高度为止。机器人臂35可以具有的沿z方向的移动范围例如介于约300mm与约500mm之间。然后，机器人臂35可以沿x方向和/或y方向移动并通过使用附接机构48将衬底40附接至衬底平台46从而从所选狭槽42取回衬底40。机器人臂35可以具有的沿x方向和/或沿y方向的移动范围例如介于约300mm与约500mm之间。然后，机器人臂35可以将衬底40移动至例如所述过渡模块34(参见图3)以便为真空模块36中的光刻曝光做准备。
附接机构48可以例如包括一个或更多个吸杯、或者机械或静电夹持件。替代地，附接机构48可以包括具有适当高摩擦系数的材料(例如，
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)，以便在与衬底接触时将衬底附接至衬底平台46。在图4的示例中，附接机构48包括所述衬底平台46的边缘附近的两个吸杯。吸杯48被配置成作用于衬底的下表面。附接机构48的形式可以取决于机器人臂35被配置成在其中操作的环境。例如，如果机器人臂35被配置成在洁净室条件下(例如，在常压模块中)操作，则附接机构48可以包括机械夹持件或吸杯。替代地，如果机器人臂35被配置成在真空条件下(例如，在真空模块中)操作，则附接机构48可以包括静电夹持件。
衬底存储模块30包括位于相邻狭槽42之间的屏蔽件50。屏蔽件50可以例如包括金属片。在图4的示例中，衬底存储模块30包括位于每个相邻狭槽42之间的屏蔽件50。狭槽42由介于相邻屏蔽件50之间的间隙限定。屏蔽件50用作减少在所储存的衬底40之间传输的碎片的量的物理障碍。例如，当机器人臂35将衬底40放置在狭槽42中和/或从狭槽42取回衬底40时，可以产生一些碎片。屏蔽件50减少可能到达存储在衬底存储模块30中的其它衬底40的碎片的量(例如，屏蔽件防止碎片落在较低的所存储的衬底上)。在图4的示例中，屏蔽件50具备凸起51，所述凸起51从屏蔽件50的上表面的中心区向上延伸并被配置成支撑所储存的衬底40。机器人臂35可以被配置成将衬底40放置在屏蔽件50的凸起51上，使得当衬底40被存储在衬底存储模块30中时衬底40被凸起51支撑。凸起51的形状可以例如是柱形的，所述柱形具有可以放置衬底的平整的上表面。凸起51可以是其它形状。凸起51的平整的上表面可以例如具有范围介于约700mm2与约4000mm2之间的表面积。凸起51的平整的上表面可以具有更大的或更小的表面积。减小所述凸起51的平整的上表面的表面积可能降低衬底在被凸起51支撑时的稳定性。列44的单元高度(即屏蔽件50、凸起51、和狭槽42的组合高度)可以例如在介于约15mm到约30mm之间的范围中。
衬底存储模块30可以包括气体输送系统52。通过在衬底存储模块30内提供连续的气体流54，气体输送系统52可以用与空气吹淋装置或风淋装置类似的方式操作。可以相对于所储存的衬底40来选择气体流54的方向以跨越存储在衬底存储模块30中的每个衬底40的曝光表面提供空气流。气体输送系统52可以包括过滤器58，诸如HEPA过滤器和/或活性碳过滤器，所述过滤器58被配置成减少存在于气体流54中的不想要的颗粒物和/或化学品的量。过滤器58可以被配置成提供气体流，该气体流具有不同大小的污染物颗粒的受控浓度。即，存在于气体流中的污染物的水平可以被过滤器58控制，使得气体流满足期望的标准化洁净室规格。气体输送系统52还包括热交换器56。热交换器56被配置成控制气体54的温度。热交换器56可以与流动的气体54进行热能交换以便将衬底存储模块的温度保持在约20℃与约25℃之间(例如，约22℃)。经由气体输送系统52输送至衬底存储模块30的气体可以具有期望的化学成分和/或湿度。提供至衬底存储模块30的气体可以包括受控水平的胺，例如，浓度小于百万分之一胺。
图5示意性地描绘了从根据本发明的实施例的另一衬底存储模块30的前方观察的视图。在图5的示例中，衬底存储模块30被配置成保持二十个衬底40。衬底存储模块30可以被配置成保持更大数目的衬底。衬底存储模块30包括用于接收衬底40的多个狭槽42。狭槽42被堆叠成两列60、62。在图5的示例中，每列60、62被配置成保持十个衬底40。列60、62可以被配置成保持更大或更小数目的衬底40。每列60、62可以具有的高度范围例如介于约200mm与约500mm之间。与仅将狭槽42堆叠成单列相比，跨越多列来堆叠所述狭槽42降低了所述衬底存储模块30的总高度。当设法将衬底存储模块30安装于在z方向上具有受限的可用空间的光刻设备中时，降低所述衬底存储模块30的总高度可能是期望的。
在图5的示例中，所述衬底存储模块30是常压模块(未示出)的组成部分。常压模块30包括机器人臂35，所述机器人臂35被配置成(例如，从真空模块)接收进入的衬底40并将所述进入的衬底40放置在衬底存储模块30中。机器人臂35也被配置成从衬底存储模块30取回离开的衬底40并从衬底存储模块30移除所述离开的衬底40。例如，机器人臂35可以从过渡模块(未示出)取回已经经历了第一子曝光的经部分曝光的衬底40并且沿z方向移动所述经部分曝光的衬底40直到机器人臂35处于与期望的列60、62的期望的狭槽42相同的高度为止。然后，机器人臂35可以沿x方向和/或y方向移动并且通过脱离所述附接机构48来将所述经部分曝光的衬底40放置在所选狭槽42中。衬底40可以被存储在衬底存储模块30中直到其它衬底40已经经历了第一组子曝光且到达发生第二组子曝光的时刻为止。然后，机器人臂35可以通过接合所述附接机构48来将所述经部分曝光的衬底40附接至衬底平台46并且将所述经部分曝光的衬底40移动至例如过渡模块(未示出)，从而为真空模块(未示出)中的第二组子曝光做准备。
衬底存储模块30包括位于相邻狭槽42之间的屏蔽件50。屏蔽件50被配置成减少在所储存的衬底40之间传输的碎片的量。在图5的示例中，屏蔽件50具备凸起51，衬底40可以被放置在所述凸起51上。机器人臂35可以被配置成将衬底40放置在凸起51的平整的上表面上，使得当衬底40被存储在衬底存储模块30中时衬底40被凸起51支撑。
衬底存储模块30包括气体输送系统52，所述气体输送系统52可以与图4中示出的气体输送系统相同。也就是说，气体输送系统52可以包括过滤器58和热交换器56，并且被配置成在衬底存储模块30内提供气体流54。经由气体输送系统52输送至衬底存储模块30的气体可以具有期望的温度、化学成分和/或湿度。
在图5的示例中，衬底存储模块30还包括致动器64、66，所述致动器64、66被配置成移动所述狭槽42的位置。每列狭槽包括其自身的致动器64、66。在图5的示例中，致动器包括可移动的杆62、64，所述可移动的杆62、64被配置成沿z方向移动所述狭槽42。致动器64、66可以降低机器人臂35所需的移动程度，并且使用致动器64、66实现的在机器人臂35与狭槽42之间的相对移动可以减少从衬底存储模块30取回衬底和/或将衬底放置在衬底存储模块30中所需的时间。致动器62、64可以具有的沿z方向的移动范围例如介于约200mm与约500mm之间。在图4和图5中描绘的衬底存储模块的示例实施例可以是真空系统34(参见图3)的组成部分。
图6示意性地描绘了从根据本发明的实施例的又一衬底存储模块30的前方观察的视图。在图6的示例中，衬底存储模块30被配置成保持三十个衬底40。衬底存储模块30包括用于接收衬底40的多个狭槽42。狭槽42被堆叠成两列60、62。在图6的示例中，列62、64两者具有相同数目的狭槽42(即，每列具有15个狭槽)。衬底存储模块30包括位于相邻狭槽42之间的屏蔽件50，所述屏蔽件50被配置成减少在所储存的衬底40之间传输的碎片的量。在图6的示例中，屏蔽件50具备凸起51，衬底40可以被放置在所述凸起51上。机器人臂35可以被配置成将衬底40放置在凸起51的平整的上表面上，使得当衬底40被存储在衬底存储模块30中时衬底40被凸起51支撑。
在图6的示例中，衬底存储模块30是真空模块36(参见图3)的组成部分。真空模块包括真空系统70，所述真空系统70被配置成在真空模块36(参见图3)中产生真空。真空系统70还可以被配置成在衬底存储模块30中产生真空环境。替代地，衬底存储模块30可以包括其自身的真空系统。在衬底存储模块30中产生真空保护所储存的衬底40免受与在衬底40和环境空气之间的相互作用相关的负面影响。
真空存储模块的机器人臂35被配置成接收进入的衬底40并将所述进入的衬底40放置在衬底存储模块30中。例如，在衬底40已经经历了第一组子曝光之后，机器人臂35可以从真空模块36(参见图3)内的衬底台(未示出)取回衬底40。衬底40可以被存储在衬底存储模块30中直到其它衬底40已经经历了第一组子曝光且到达发生第二组子曝光的时刻(例如，所述批次的衬底已经全部完成曝光)为止。机器人臂35还可以被配置成从衬底存储模块30取回离开的衬底40。例如，机器人臂35可以从过渡模块(未示出)取回已经经历了第一组子曝光的衬底40并且将所述衬底40移动至真空模块的衬底台从而为第二组子曝光做准备。机器人臂35通过接合所述附接机构48来将衬底40附接至衬底平台46并且通过脱离所述附接机构48来将衬底40与衬底平台46分离。在图6的示例中，附接机构48包括静电夹持件。
图7是示出根据本发明的实施例的曝光多个衬底以在衬底上形成拼接图案的方法的流程图。所述方法的第一步骤(a)包括在衬底上执行第一组子曝光以形成经部分曝光的衬底。例如，参考图3，衬底W可以由机器人臂35a从衬底承载件31取回并且被放置在衬底测量平台33上。可以由衬底测量平台33测量诸如例如所述衬底的位置和/或温度之类的特性。然后，机器人臂35b可以从衬底测量平台33取回衬底W并且将所述衬底放置在过渡模块34中。在真空模块36中的机器人臂35c从过渡模块34取回衬底W之前，过渡模块34可以产生真空环境。在双平台光刻设备的情况下，机器人臂35c随后可以将衬底W放置在真空模块内的测量平台(未示出)上的衬底台上。测量平台可以被配置成测量所述衬底W的特性，诸如例如所述衬底的对准特征的位置和/或所述衬底的形貌。然后，机器人臂35d可以将来自测量平台的衬底台与来自曝光平台的衬底台(诸如图1中描绘的衬底台WT)交换。然后，可以发生第一组子曝光，同时衬底W被衬底台保持。
再次参考图7，所述方法的第二步骤(b)包括将所述经部分曝光的衬底移动至具有受控环境的衬底存储模块。例如，参考图3，机器人臂35d可以从衬底台(未示出)取回所述经部分曝光的衬底并且将所述经部分曝光的衬底放置在过渡模块34中。然后，过渡模块34可以利用周围环境替换真空环境。然后，机器人臂35a可以从过渡模块34取回所述经部分曝光的衬底并且将所述经部分曝光的衬底放置在衬底存储模块30的狭槽中。衬底存储模块30可以被配置成存储至少二十个衬底。衬底存储模块30是光刻设备的组成部分。替代地，衬底存储模块30可以是真空模块36(参见图3)的组成部分。
再次参考图7，所述方法的第三步骤(c)包括针对剩余的衬底重复第一步骤(a)和第二步骤(b)。即，后续衬底在被移动到衬底存储模块中以免受环境空气影响之前经历第一组子曝光以变成经部分曝光的衬底。可以对所述批次的还没有经历第一组子曝光的衬底重复步骤(a)和(b)。所述方法的第四步骤(d)包括从衬底存储模块移除所述经部分曝光的衬底并且对所述经部分曝光的衬底执行第二组子曝光以形成具有拼接图案的衬底。使用不同的图案形成装置、或同一图案形成装置的不同部分，来进行第二组子曝光。即，在第二组子曝光中被赋予至衬底的图案不同于在第一组子曝光中被赋予至衬底的图案。例如，参考图3，经部分曝光的衬底可以由机器人臂35b从衬底存储模块30取回并且被放置在过渡模块34中。在真空模块36中的机器人臂35c从过渡模块34取回所述经部分曝光的衬底之前，过渡模块34可以产生真空环境。在双平台光刻设备的情况下，机器人臂35c随后可以将所述经部分曝光的衬底放置在真空模块36内的测量平台(未示出)上的衬底台上。测量平台可以被配置成测量所述经部分曝光的衬底的特性。然后，机器人臂35d可以将来自测量平台的衬底台与来自曝光平台的衬底台(诸如图1中描绘的衬底台WT)交换。然后，可以发生第二组子曝光以产生具有拼接图案的衬底。
再次参考图7，所述方法的可选的第五步骤包括将具有拼接图案的衬底从所述光刻设备中移动出去。所述方法的可选的第六步骤(f)包括在具有拼接图案的衬底上执行焙烤过程。例如，参考图3，具有拼接图案的衬底可以由机器人臂35a-d从真空模块36移动通过所述过渡模块34并且被放置在常压模块32中的涂覆显影系统接口或轨道接口37上。抗蚀剂处理设备38中的机器人臂(未示出)可以从涂覆显影系统接口或轨道接口37取回具有拼接图案的衬底并且将所述衬底放置在抗蚀剂处理设备中使得可以在衬底上执行焙烤过程。替代地，如果抗蚀剂处理设备38不可用，则具有拼接图案的衬底可以被返回至衬底存储模块30以免受环境空气影响直到所述衬底能够经历抗蚀剂处理。相反，衬底承载件31将会在环境空气中保持所述衬底。
衬底存储模块被配置成保持至少二十个衬底。衬底存储模块可以能够保持整个批次的衬底(例如，约二十五个衬底)。衬底存储模块可以能够包含更大或更小数目的衬底。例如，衬底存储模块被配置成保持二十三个衬底。这是因为，虽然一批次中存在二十五个衬底，但是一个或更多个衬底可以在衬底存储模块之外从而与光刻设备的其它部分相互作用，例如正在被机器人臂移动或正在测量平台上被测量。在这种情况下，衬底存储模块可以辅助所述整个批次的衬底的拼接曝光同时具有用于小于所述整个批次的衬底的容量。衬底存储模块可以被配置成存储多个一个批次的衬底使得一些狭槽可用于不同类型的衬底。例如，图6的衬底存储模块可以保持整个批次的衬底(即，二十五个衬底)同时同样具有备用狭槽，即可用于存储被配置成辅助对所述光刻设备进行清洁和维护的衬底的狭槽。替代地或另外，衬底存储模块中的狭槽可以用于存储被配置成辅助对所述光刻设备进行校准的衬底。作为另一替代或除此之外，衬底存储模块中的狭槽可以用于被配置成执行光刻设备的内部条件的原位测量的衬底，例如，被配置成测量所述光刻设备内的环境的温度或压力的衬底。衬底存储模块可以由诸如例如金属、聚碳酸酯和/或填充碳的聚醚醚酮之类的材料形成。
衬底存储模块可以包括门和被配置成致动所述门的机构。例如，当衬底存储模块具有其自身的真空系统时，衬底存储模块可以具备门，所述门被配置成形成真空密封以便保持所述衬底存储模块的真空。
所述衬底存储模块可以包括温度传感器。所述温度传感器可以形成反馈回路的部分。例如，来自温度传感器的数据输出可以被提供至处理器。处理器可以确定衬底存储模块的温度是否处于期望值。如果衬底存储模块的温度不处于期望值，则处理器可以提供信号至热交换器以加热或冷却衬底存储模块。所述衬底存储模块可以包括湿度传感器。衬底存储模块可以包括化学分析器，所述化学分析器被配置成确定化学品或化学基团(诸如例如胺)在衬底存储模块中的存在和/或丰度。
衬底存储模块可以包括一个或更多个位置传感器(例如，光学传感器)，所述一个或更多个位置传感器被配置成当衬底被衬底存储模块保持时检测衬底的位置。衬底存储模块可以包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器被配置成确定衬底存储模块中的狭槽是否被衬底占据。例如，参考图5，每个屏蔽件50和/或凸起51可以具备一个或更多个传感器(未示出)，诸如压力传感器或光学传感器，被配置成确定狭槽是否被衬底40占据。所述传感器可以例如提供信号至处理器(未示出)，该信号是指示狭槽42是否被衬底40占据的信号。所述处理器可以被配置成接收来自传感器的信号并且取决于来源于传感器的信号而控制机器人臂35的移动，使得机器人臂35仅将进入的衬底放置在未被占据的狭槽42中。
虽然已经在存储衬底(即，经历拼接光刻曝光)的情境下描述了包括衬底存储模块的光刻设备的使用，但是包括衬底存储模块的光刻设备可以用于其它类型的光刻曝光。例如，衬底存储模块可以用于存储经单独曝光的衬底直到准备好接收所述经单独曝光的衬底。
在实施例中，本发明可以形成量测设备的部分。量测设备可以用于测量在衬底上的抗蚀剂中所形成的被投影的图像相对于已经存在于衬底上的图像的对准。这种相对对准的测量可以被称为重叠。量测设备可以例如被定位成紧邻光刻设备并且可以在衬底(和抗蚀剂)已经被处理之前用于测量所述重叠。例如，在衬底被提供至量测设备以用于测量之前，衬底存储模块可以被用于将经光刻曝光的衬底存储在受控环境中。作为另一示例，被配置用于校准所述量测设备的衬底可以被存储在衬底存储模块中以用于在需要时快速存取。
尽管在本文中在光刻设备的情境下具体提及本发明的实施例，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以形成量测设备的部分、或者测量或处理诸如晶片(或其它衬底)之类的物体的任何设备的部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。这样的光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件，而衬底存储模块包括保护衬底免受环境空气影响的受控环境。
术语“EUV辐射”可以被认为包括波长在4-20nm范围内(例如在13nm-14nm范围内)的电磁辐射。EUV辐射可以具有小于10nm的波长，例如在4-10nm范围内的波长，诸如6.7nm或6.8nm的波长。
虽然图1将辐射源SO描绘成激光产生的等离子体LPP源，但是可以使用任何适当的源来产生EUV辐射。例如，通过使用放电来产生发射EUV的等离子体以将燃料(例如，锡)转换成等离子态。这种类型的辐射源可以被称为放电产生的等离子体(DPP)源。可以由电源产生放电，所述电源可以形成辐射源的部分或可以是经由电连接而连接至辐射源SO的单独的实体。
虽然在本文中可以具体提及在IC制造中的光刻设备的使用，但是应理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统的制造、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。
尽管上文已经在光学光刻术的情境下具体提及实施例的使用，但是应理解，本发明的实施例可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在情境允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上创建的图案。图案形成装置的形貌可以被压制到供给至衬底的抗蚀剂层中，由此抗蚀剂通过施加电磁辐射、热、压力或者它们的组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出抗蚀剂，在其中留下图案。
可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实施本发明的实施例。本发明的实施例也可以被实施为存储在机器可读介质上的指令，所述指令能够由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的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)；随机存取存储器(RAM)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，本文中，可以将固件、软件、例程、指令描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便起见，并且这些动作实际上是由计算装置、处理器、控制器，或者执行固件、软件、例程、指令等的其它装置产生的。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是应认识到，本发明可以用与上述不同的方式来实践。上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不离开下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。

Claims (20)

1.一种光刻设备，所述光刻设备包括衬底存储模块，所述衬底存储模块具有用于保护经光刻曝光的衬底免受环境空气影响的可控环境，所述衬底存储模块被配置成存储至少二十个衬底，其中所述衬底存储模块是光刻设备的组成部分。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述衬底存储模块包括气体输送系统，所述气体输送系统被配置成在所述衬底存储模块内提供气体流。
3.根据权利要求2所述的光刻设备，其中所述气体输送系统包括过滤器。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的光刻设备，其中所述气体输送系统包括热交换器。
5.根据权利要求1所述的光刻设备，还包括真空系统，所述真空系统被配置成在所述衬底存储模块内产生真空。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述衬底存储模块包括用于接收衬底的多个狭槽。
7.根据权利要求6所述的光刻设备，其中所述狭槽被堆叠成多列。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的光刻设备，其中所述衬底存储模块包括位于相邻狭槽之间的屏蔽件，所述屏蔽件被配置成减少在所存储的衬底之间传输的碎片的量。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的光刻设备，其中所述衬底存储模块包括被配置成移动所述狭槽的致动器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，还包括机器人臂，所述机器人臂被配置成接收进入的衬底并且将所述进入的衬底放置在所述衬底存储模块中，所述机器人臂还被配置成从所述衬底存储模块取回离开的衬底并且从所述衬底存储模块移除所述离开的衬底。
11.一种光刻设备，包括：
照射系统，所述照射系统被配置成调节辐射束；
支撑结构，所述支撑结构被构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案以形成经图案化的辐射束；
衬底台，所述衬底台被构造成保持衬底；
投影系统，所述投影系统被配置成将所述经图案化的辐射束投影到所述衬底上；和
衬底存储模块，所述衬底存储模块具有用于保护经光刻曝光的衬底免受环境空气影响的可控环境，所述衬底存储模块被配置成存储至少二十个衬底，其中所述衬底存储模块是所述光刻设备的组成部分。
12.一种曝光多个衬底以在所述衬底上形成拼接图案的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在衬底上执行第一组子曝光以形成经部分曝光的衬底；
(b)将所述经部分曝光的衬底移动至具有受控环境的衬底存储模块，所述衬底存储模块被配置成存储至少二十个衬底，所述衬底存储模块是所述光刻设备的组成部分；
(c)对剩余的衬底重复步骤(a)和(b)；和
(d)从所述衬底存储模块移除所述经部分曝光的衬底并且在所述经部分曝光的衬底上执行第二组子曝光以形成具有拼接图案的衬底。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：
(e)在具有拼接图案的衬底上执行焙烤过程。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，还包括在所述衬底存储模块内提供气体流。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括过滤所述气体流。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的方法，还包括控制所述气体的温度。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，还包括控制所述气体的湿度。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，还包括控制所述气体中胺的浓度。
19.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，还包括在所述衬底存储模块内产生真空。
20.一种根据权利要求12至19中任一项所述的方法制造的器件。
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