CN111913368A - 衬底保持器、光刻设备和制造器件的方法 - Google Patents

Abstract

一种用在光刻设备中并且配置成支撑衬底的衬底保持器(WT)，该衬底保持器包括：主体(20)，具有主体表面；多个突节(21)，从主体表面突出，其中，每个突节都具有配置成与衬底接合的远端，突节的远端的形状大致与支撑平面保持一致，由此使得衬底能够以大致平坦的状态支撑在突节上；以及流控制特征(22、22c、22d)，配置成当衬底正被降低到衬底保持器上时在衬底保持器的周边附近形成气垫。

Description

衬底保持器、光刻设备和制造器件的方法

本申请是申请日为2016年08月24日、申请号为201680056571.4、发明名称为“衬底保持器、光刻设备和制造器件的方法”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月28日递交的欧洲专利申请EP15187184.5的优先权，该欧洲专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种衬底保持器、使用该衬底保持器的光刻设备以及使用该衬底保持器来制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是将所需图案施加到衬底上(通常是衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用于制造集成电路(IC)。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成要在集成电路的单层上形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转移。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器；在所述步进器中，通过将全部图案一次曝光到目标部分上来辐射每一个目标部分；在扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。另外，能够通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转移到衬底上。

已经提出将光刻投影设备中的衬底浸入具有相对较高的折射率的液体(例如水)中，以便填充投影系统的最终光学元件与衬底之间的空间。在实施例中，所述液体是蒸馏水，尽管可以使用其它液体。这一点的意思是实现更小特征的成像，这是因为曝光辐射在液体中具有较短的波长。液体的影响也可以被认为是增加了系统的有效数值孔径(NA)并且也增加了焦深。

衬底在曝光期间通常被夹持到衬底保持器。通常使用两种夹持技术。在真空夹持中，建立衬底上的压力差，例如通过将衬底之间的空间连接到负压，使得衬底上方的较高压力施加将衬底保持到衬底保持器的力。在静电夹持中，静电力用于在衬底与衬底保持器之间施加力。已知几种不同的布置来实现这一点。在一种布置中，在衬底的下表面上设置第一电极，在衬底保持器的上表面上设置第二电极。第一电极和第二电极之间建立电位差。在另一种布置中，在衬底保持器上设置两个半圆形电极，并且在衬底上设置导电层。在两个半圆形电极之间施加电位(电压)差，使得衬底上的两个半圆形电极和导电层如同两个串联的电容器那样运转。

衬底保持器通常具有多个突节，用以支撑衬底。与衬底的总面积相比，接触所述衬底的突节的总面积是小的。因此，随机地位于衬底或衬底保持器的表面上的污染物颗粒被俘获在突节和衬底之间的可能性很小。另外，在衬底保持器的制造中，使突节的顶部精确地共面比使大表面准确地平坦更容易。

为了将衬底装载到衬底保持器上以准备曝光，它由衬底处理机器人放置到通过衬底保持器突出的所谓的提升销(e销)上。然后，e销缩回，以将衬底降低到衬底保持器上。然后，施加夹持力，使得衬底在曝光期间被保持得非常牢固。夹持力足够大，以将衬底保持在适当的位置，即使受到非常大的加速度时，并且例如由于在曝光期间吸收来自投影束的能量而抵抗热膨胀。如果衬底变形(从而例如是凸形的)，则夹持力趋向于使得衬底抵靠衬底保持器而变成平坦的。

发明内容

例如，期望提供一种能够更好地操作变形的衬底的改善的衬底保持器。

根据本发明的一个方面，提供一种用于光刻设备并且配置成支撑衬底的衬底保持器，所述衬底保持器包括：

主体，所述主体具有主体表面；

多个突节，所述多个突节从所述主体表面突出，其中，

每个突节都具有配置成与所述衬底接合的远端，

所述突节的远端的形状保持大致与支撑平面一致，由此使得衬底能够以大致平坦的状态支撑在所述突节上；以及

流控制特征，所述流控制特征配置成当衬底正被降低到所述衬底保持器上时在所述衬底保持器的周边附近形成气垫。

附图说明

现在参照随附的示意性附图来仅以举例的方式描述本发明的实施例。在附图中，相应的附图标记表示相应的部件，其中：

图1示意性地示出一种光刻设备；

图2示出了根据实施例的衬底保持器的平面图；

图3是示出根据实施例的衬底保持器的表面的高度沿着衬底保持器的半径的曲线图；

图4是图3的曲线图的一部分的放大图；

图5是示出当两种不同类型的衬底被保持在常规的衬底保持器上时在这两种不同类型的衬底中发生的变形的曲线图；

图6是示出当两种不同类型的衬底被保持在常规的衬底保持器上时在这两种不同类型的衬底中发生的衬底至衬底的变形的曲线图；

图7是示出当两种不同类型的衬底被保持在根据实施例的衬底保持器上时在这两种不同类型的衬底中发生的变形的曲线图；以及

图8是示当两种不同类型的衬底被保持在根据实施例的衬底保持器上时在这两种不同类型的衬底中发生的衬底至衬底的变形的曲线图。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的实施例的光刻设备。光刻设备包括：

-照射系统(照射器)IL，配置成用于调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；

-支撑结构(例如掩模台)MT，配置成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到第一定位装置PM，该第一定位装置PM配置成根据特定参数来精确地定位图案形成装置MA；

-支撑台，例如传感器台，用于支撑一个或更多个传感器，或者配置成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的衬底)W的衬底支撑设备60，所述支撑台连接到第二定位装置PW，该第二定位装置PW配置成根据特定参数来精确地定位(例如衬底W的)所述台的表面；以及

-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括管芯的一部分、一根管芯或更多根管芯)上。

照射系统IL可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或者它们的任意组合，用以对辐射进行引导、成形或控制。

支撑结构MT保持图案形成装置MA。支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计、以及诸如图案形成装置MA是否被保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的、或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以是框架或台，例如，它可以根据需要而是固定的或者可移动的。支撑结构MT可以确保图案形成装置MA例如相对于投影系统PS位于期望的位置。可以认为本文中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以认为是与更加上位的术语“图案形成装置”同义。

本文中使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示下述任何装置：该装置能够用于将图案在辐射束的横截面中赋予辐射束，以便在衬底的目标部分中形成图案。应该注意的是，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分中期望的图案完全对应(例如，如果该图案包括相移特征或者所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将会与在目标部分(例如集成电路)中形成的器件中的特定的功能层相对应。

图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模、交替相移掩模、衰减相移掩模以及各种混合掩模类型的掩膜类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜都可以独立地倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。已倾斜的反射镜将图案赋予由反射镜矩阵反射的辐射束。

本文中使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统或者它们的任意组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如使用浸没液体或使用真空之类等其它因素所适合的。可以认为本文中使用的任何术语“投影透镜”被认为是与更加上位的术语“投影系统”同义。

如此处所示出的，光刻设备是透射型的(例如采用透射型掩模)。可替代地，光刻设备可以是反射型的(例如采用如上所述的类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射型掩模)。

光刻设备可以是具有两个或更多个台(或平台，或支撑件)的类型，例如所述两个或更多个台是两个或更多个衬底台，或者一个或更多个衬底台与一个或更多个传感器或测量台的组合。在这种“多平台”机器中，可以并列地使用多个台，或者可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，一个或更多个其它台正被用于曝光。光刻设备可以具有两个或更多个图案形成装置台(或平台，或支撑件)。这些图案形成装置台可以以类似于衬底、传感器和测量台的方式被并行地使用。光刻设备可以是具有测量站和曝光站的类型，在测量站处具有用以在曝光之前表征产品衬底的多个传感器；在曝光站处执行曝光。

光刻设备是如下类型：衬底W的至少一部分可以被具有相对高折射率的浸没液体10(例如超纯水(UPW)等的水)覆盖，以便填充投影系统PS和衬底W之间的浸没空间11。浸没液体10也可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如图案形成装置MA和投影系统PS之间的空间。浸没技术可以用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底W的结构必须浸没在浸没液体10中，相反地，“浸没”仅意味着在曝光期间浸没液体10位于投影系统PS和衬底W之间。图案化的辐射束B从投影系统PS到衬底W的路径完全通过浸没液体10。

参照图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。辐射源SO和光刻设备可以是分立的实体(例如当辐射源SO是准分子激光器时)。在这种情况下，不将辐射源SO视为形成光刻设备的一部分，并且借助包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD来将辐射束从辐射源SO传到照射器IL。在其它情况下，辐射源SO可以是光刻设备的组成部分(例如当辐射源SO是汞灯时)。可以将辐射源SO和照射器IL以及必要时设置的束传递系统BD一起称作辐射系统。

照射器IL可以包括用于调整辐射束B的角强度分布的调整器AD。通常，可以对照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，照射器IL可以包括各种其它部件，例如整合器IN和聚光器CO。可以将照射器IL用于调节辐射束B，以便在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。与辐射源SO类似，照射器IL可以被视为或者不被视为形成光刻设备的一部分。例如，照射器IL可以是光刻设备的组成部分或者可以是与光刻设备分开的实体。在后一种情况下，光刻设备可以配置成允许将照射器IL安装于其上。可选地，照射器IL是可拆卸的，并且可以被单独地提供(例如由光刻设备制造商或其它供应商提供)。

辐射束B入射到保持在支撑结构(例如掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过图案形成装置MA来形成图案。在穿过图案形成装置MA之后，辐射束B通过投影系统PS，该投影系统PS将辐射束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)，可以精确地移动衬底支撑设备60，例如以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。

类似地，例如在从掩模库的机械获取之后或者在扫描期间，可以将第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确地示出)用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以借助形成第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以使用形成第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底支撑设备60的移动。

在步进器(与扫描器相对)的情况下，支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或者可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管图中所示的衬底对准标记P1、P2占据了专用目标部分，但它们可以位于目标部分C之间的空间(这些是公知的划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下，图案形成装置对准标记M1、M2可以位于管芯之间。

可以将图中所示的设备用于以下模式中的至少一种模式中：

1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底支撑设备60保持为基本静止的同时，将赋予辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后，使衬底支撑设备60沿着X方向和/或Y方向移动，使得不同的目标部分C能够被曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底支撑设备60同步地进行扫描的同时，将赋予辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底支撑设备60相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过投影系统PS的放大(缩小)和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中目标部分C(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度(以及曝光场的尺寸)决定了目标部分C(在扫描方向上)的高度。

3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止，并且在对衬底支撑设备60进行移动或扫描的同时，将赋予辐射束B的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在衬底支撑设备60的每一次移动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要来更新可编程图案形成装置。这种操作模式能够容易地应用于利用可编程图案形成装置(例如上述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

另外，还可以采用上述使用模式的组合和/或变型或者完全不同的使用模式。

控制器500控制光刻设备的整体操作，特别是执行下面进一步描述的操作过程。控制器500可以实施为适当地编程的通用计算机，包括中央处理单元、易失性和非易失性存储装置、诸如键盘和屏幕等一种或更多种输入和输出装置、一个或更多个的网络连接、以及光刻设备的各部分的一个或更多个接口。应该理解的是，控制计算机和光刻设备之间的一对一的关系不是必须的。一台计算机可以控制多个光刻设备。多台联网的计算机可以用于控制一台光刻设备。控制器500还可以配置成控制光刻单元或集群中的一个或更多个关联的处理装置和衬底处理装置，光刻设备形成所述光刻单元或集群的一部分。控制器500还可以配置成从属于光刻单元或集群的监督控制系统和/或晶圆厂的总体控制系统。

用于在投影系统PS的最终光学元件和衬底W之间提供浸没液体的布置可以分为三大类。这些类型是：浴器型布置、所谓的局部浸没系统以及全湿浸没系统。本发明的实施例尤其涉及局部浸没系统。

为了将衬底装载到衬底支撑设备60上以进行曝光，由衬底处理机器人拾取衬底并且将其降低到一组穿过衬底保持器而突出的e-销上。致动所述e销，使得它们可以伸缩，并且它们可以在其尖端设有吸气口以夹持衬底。衬底保持器的中心周围可以有三个e销。一旦衬底已经安置在e销上，e销就缩回，使衬底降低到衬底保持器的突节上并且由所述突节支撑。启动夹持系统，以便将衬底夹持在衬底保持器上。夹持系统可以在衬底已经接触衬底保持器之前启动。通常在装载/卸载站处执行这些步骤。

虽然衬底理想地是完全平坦的，但不可避免地会发生一些变形，并且期望光刻设备利用变形的衬底实现可接受的性能。在一些情况下，当变形的衬底被曝光时，采用不太严格的性能量度。例如，当衬底曲率大于指定量时，可以允许更大的重叠误差。然而，即使对变形的衬底而言，也期望改进光刻设备的性能。

变形的衬底通常分为两种类型，它们有时被称为“碗状衬底”和“伞状衬底”。碗状衬底在边缘处向上弯曲，即，要进行曝光的表面是凹形的，像碗似的。伞状衬底在边缘处向下弯曲，即，要进行曝光的表面是凸形的，像伞似的。如果衬底要在两侧处进行曝光，则当衬底被装载到光刻设备上时，衬底的方向决定了它是碗状衬底还是伞状衬底。虽然平坦衬底可以在由e销保持的同时，在自身的重量的作用下起初是变形的，例如变成伞状衬底，但当衬底被降低时可能会不同地变形。

由本发明人进行的研究和模拟已经确定，不同地变形的衬底和平坦衬底在被装载到衬底保持器上并被夹持时，这些衬底表现出不同的行为，从而导致在曝光时不期望的差异。例如，衬底之间的重叠误差可能会显著地变化。因为难以预测和补偿，所以这种衬底至衬底的变形是特别不期望的。通常可以例如通过在曝光过程中调整衬底的位置来补偿衬底之间是一致的重叠误差。

发明人的研究表明，当伞状衬底降低到衬底的突节上时，在接触在中心附近的突节之前，伞状衬底接触在边缘附近的突节。然后，突节与衬底的下表面之间的摩擦可以防止衬底完全松弛为平坦的未受应力的状态。如果在启动衬底夹持系统之前引入延迟以使衬底完全松弛，则会降低生产量。因此，伞状衬底被压缩成在平面内。虽然平面内的压缩量的绝对值可能小，但对于高分辨率光刻术的重叠误差预算非常严苛，所以上述压缩量是显著的。

本发明人的研究还表明，当平坦的或碗状衬底降低到衬底的突节上时，衬底在接触在边缘附近的突节之前接触在中心处的突节。随着施加夹持力，衬底倾向于在平面内扩展。虽然扩展量的绝对值可能较小，但由于高分辨率光刻术的重叠误差预算非常严苛，所以上述扩展量是显著的。最初平坦的衬底也倾向于经受平面内的扩展。因此，发生在压缩的伞状衬底和扩展的平坦衬底上的变形进一步提供更大的衬底至衬底的变形。

根据本发明，提出了一种用在光刻设备中并且配置成支撑衬底的衬底保持器，该衬底保持器包括：

主体，所述主体具有主体表面；

多个突节，所述多个突节从主体表面突出；其中，

每个突节都具有配置成与衬底接合的远端；

突节的远端的形状保持大致与支撑平面一致，由此使得衬底能够以大致平坦的状态支撑在突节上；以及

流控制特征，所述流控制特征配置成当衬底正被降低到衬底保持器上时在衬底保持器的周边附近形成气垫。

在衬底正被降低到衬底保持器上，流控制特征在衬底的周边附近引起气体的积聚。换句话说，衬底的周边下方的压力增加。这种压力增加会延缓衬底的周边的下降，尤其如果衬底是伞状衬底的话，那么它在衬底的整个区域上更加几乎同时地接触突节。这样可以减少或消除将伞状衬底夹持在衬底保持器上时发生的压缩效应。利用根据本发明的衬底保持器，伞状衬底的表现得更像平坦衬底，至少减小了衬底至衬底的重叠差异。

本发明的另一个优点是流控制特征改善了在周边区域中衬底与衬底保持器之间的热耦合。这改善了衬底的温度控制。

在实施例中，流控制特征包括靠近衬底保持器的周边的凸起区域。

在衬底保持器的制造中可以容易地提供凸起区域，并且可以将凸起区域成形为具有期望的效果。

在实施例中，凸起区域呈围绕大致衬底保持器的整个周边的环形。

通过提供呈环形的凸起区域，可以实现大致均匀和旋转对称的效果。

在实施例中，凸起区域在衬底保持器的径向方向上的宽度在2mm至80mm的范围内，期望在10mm至50mm的范围内。

利用在该范围内的宽度，对于通常出现的变形程度的伞状衬底而言，可以实现适当的气垫效应。如果凸起区域没有明确限定的边界，则凸起区域的宽度应该被认为是凸起区域的径向最内侧部分(在支撑平面下方不超过50μm)与凸起区域的径向最外侧部分(在支撑平面下方不超过50μm)。

在实施例中，凸起区域具有远端表面，并且远端表面与支撑平面之间的距离为至少3μm。

凸起区域的顶部与支撑平面之间的3μm或更大的间距确保了如果污染物颗粒落在凸起区域上，则它不会引起衬底的变形。

在实施例中，凸起区域具有远端表面，并且远端表面与支撑平面之间的距离为至多50μm。

凸起区域的顶部与支撑平面之间的50μm或更小的间距有助于确保气垫效果是有效的。

在实施例中，凸起区域具有远端表面，并且远端表面基本平行于支撑平面。

如果远端表面平行于支撑平面，则气垫是有效的。

在实施例中，凸起区域具有远端表面，并且远端表面相对于支撑平面倾斜，使得远端表面与支撑平面之间在其径向内部处的距离小于远端表面和支撑表面之间在其径向外部处的距离。

如果远端表面向外倾斜，则通过真空夹持系统抽取气体而引起的向内的气流容易产生气垫。远端表面向内倾斜也是可能的。

在实施例中，凸起区域具有远端表面，并且远端表面是凹形的。

远端表面上的凹面有助于保留气体以形成气垫。

在实施例中，流控制结构的径向外部还存在密封结构。

流控制结构外部的密封结构在衬底被装载时相对于衬底形成窄间隙，以减少用于维持衬底下方的用于夹持的低压所需要的气流。

在实施例中，密封结构的远端密封表面与支撑平面之间的距离小于流控制结构的远端表面与支撑平面之间的距离。

密封结构可以比流控制结构窄得多，使得远端密封表面与支撑平面之间的间隙可以很小，而不存在污染物颗粒被捕获的不可接受的风险。

根据本发明的实施例，还提供了一种用于将图像投影到衬底上的光刻设备，所述光刻设备包括：

如上所述的衬底保持器；和

用于将衬底夹持在衬底保持器上的夹持系统。

根据本发明的实施例，还提供了一种使用光刻设备来制造器件的方法，所述光刻设备具有如上所述的衬底保持器以及用于将衬底夹持到衬底保持器的夹持系统，该方法包括：

将衬底装载到衬底保持器上；

接合所述夹持系统；以及

将图案曝光到衬底上。

图2示出了根据本发明的实施例的衬底保持器WT。衬底保持器WT包括主体20，该主体20在平面图中整体上呈圆形。主体20的直径理想地等于所要支撑的衬底的直径。主体20的直径可以是例如300mm或450mm。主体20具有大致平坦的主体上表面20a，如下文所述。主体上表面20a设置有从其突出的多个突节21。突节21的远端表面的形状准确地保持与支撑平面SP一致以支撑衬底。换句话说，突节21的远端表面是共面的。

围绕衬底保持器WT的周边存在流控制结构22，在下文被进一步描述。在流控制结构22的外侧，存在密封结构23。流控制结构和密封结构可以如图3所示地间隔开或者邻接，图3示出沿着衬底保持器的半径的衬底保持器的表面的高度。密封结构23包括一对同心的壁23a、23b，所述壁23a、23b从衬底保持器WT的上表面20a向上突出(参见图4，图4是图3的曲线图的一部分的放大图)。在壁23a、23b的上密封表面之间保留小间隙，例如约3μm至10μm。密封结构23的目的是双重的。第一，如果使用真空夹具将衬底W固定在衬底保持器WT上，则密封结构减少了进入衬底W下方的空间中的气流，因此减少了维持负压的能量需求。第二，在浸没光刻设备中，密封结构23还可以起到减少浸没液体进入衬底W下方的空间中的作用。密封结构不需要有两个壁，在某些情况下单独一个壁就足够了。在本发明的实施例中，省略了密封结构。

在衬底保持器WT的中心区域中设有多个通孔24。通孔24可以实现两个功能。第一，它们允许e销(未示出)穿过衬底保持器WT而突出，以便接收衬底W。第二，它们允许衬底W与衬底保持器WT之间的空间连接到负压，以便如上所述地实现真空夹持的效果。通孔24的数量和布置可以根据需要而变化，以实现上述功能，尤其依赖于是否将单独的孔用于e销以及用于连接到负压。

在实施例中，突节21的高度在100μm至500μm的范围内，例如约150μm。突节21的远端表面的直径可以在100μm至300μm的范围内，例如约200μm。突节的节距(即两个相邻的突节的中心之间的距离)可以在约0.5mm至3mm的范围内，例如约1.5mm。在实施例中，所有突节21的远端表面的总面积在衬底W或衬底保持器WT的总面积的1％至3％的范围内。突节21可以是截锥形，并且侧壁稍微倾斜。在实施例中，如果对于制造更加方便的话，则侧壁可以是竖直的或者甚至是伸出的。在实施例中，突节21在平面图中是圆形的。如果期望的话，则突节21也可以形成为其它形状。突节21可以被处理，例如设置有涂层或结构，以减少摩擦和/或增加耐磨性。

突节21大致分布在主体上表面20a的整个区域上，直至密封结构23。突节21设置在流控制结构上表面20a的顶部。在实施例中，突节21的图案在上表面20a的整个区域上是大致均匀的，即，突节具有一致的节距。在实施例中，突节21的图案在上表面20a的至少一些部分中(例如在通孔24或晶片的边缘附近)变化。可以改变突节的图案，以便控制衬底的支撑的参数，例如衬底所经受的衬底保持器的局部刚度和/或衬底与衬底保持器之间的摩擦。

流控制结构22包括凸起区域，该凸起区域在衬底保持器WT的周边区域中位于衬底保持器WT的主体上表面20a上。流控制结构22的轮廓如图3所示，图3是相对于支撑平面SP的高度关于径向位置的函数的曲线图。图4是图3的曲线图的一部分的放大图，用以更好地图示流控制结构和密封结构的形状。在图4中，水平轴放大得比竖直轴更多。重要的是注意关于图3和图4的两件事情。第一，水平轴(r)和竖直轴(z)虽然以任意单位显示，但具有非常不同的比例。用于z的任意单位比用于r的任意单位小约1000倍。第二，为了避免混淆流控制结构的形式，已经从该附图省略了突节，这些突节的远端的形状都保持与支撑平面SP一致。

从功能角度来看，流控制结构22的最重要的部分是上部流控制表面22a。上部流控制表面22a大致是平面的并且设置成平行于支撑平面SP。上部流控制表面22a和支撑平面SP之间的距离在约3μm或10μm至约50μm的范围内，例如20微米。在实施例中，上部流控制表面低于密封结构23的顶部。在实施例中，上部流控制表面22a是凹形的，例如形状保持与环面的一部分一致。在实施例中，上部流控制表面22a不平行于支撑平面SP。在实施例中，上部流控制表面22a是倾斜的，使得上部流控制表面22a与支撑平面SP之间的间隙随着半径的增加而增加。在实施例中，上部流控制表面22a是倾斜的，使得上部流控制表面22a与支撑平面SP之间的间隙随着半径的增加而减小。上部流控制表面22a的功能是当被降低到衬底保持器WT上的衬底靠近支撑平面时产生气垫，即压力累积。

当衬底被降低到衬底保持器WT上时，存在于衬底W和衬底保持器WT之间的气体被压缩，并且如果该气体不能足够快地逸出，则会发生压力累积。气体可以通过以下两条路径从下降的衬底W与衬底保持器WT之间的空间逸出：通过衬底保持器WT中的通孔24逸出，或者通过围绕衬底保持器的周边的衬底W和密封结构23之间的间隙逸出。当衬底W下降时，这个间隙减小，从而减少了由该路线流出的气体的速率。通过启动真空泵或者其它负压源并且将其连接到通孔24，可以从下降的衬底W和衬底保持器WT之间的空间足够快速地抽取出气体，以防止压力累积，否则会限制衬底能够降低到衬底保持器上的速度，从而防止对生产量产生负面影响。

在本发明的实施例中，当衬底W正被降低到衬底保持器上时，流控制结构的存在或设置引起衬底保持器周边区域中的局部压力累积。这种压力累积在衬底W的周边区域上产生向上的力，因此倾向于使衬底W的边缘向上偏转。流控制结构22的参数(特别是其在径向方向上的宽度、其与支撑平面SP的间隔、以及其形状)可以被选择为在下降的衬底的周边上提供期望的作用。可以选择流控制结构的参数，以便在衬底边缘的偏转和装载衬底的延迟之间提供期望的折衷。

流控制结构22还包括倾斜分段22b，该倾斜分段22b将上部流控制表面22a连接到衬底保持器WT的主体上表面21a。倾斜分段22b以及角部22c和22d(其将倾斜分段22b连接到上部流控制表面22a上)的形状对于流控制结构的功能而言不是关键的，因此可以根据需要来选择以便于制造。倾斜分段可以是凹形的或凸形的。凸起区域的高度的台阶式减小也是可能的。类似地，由于制造原因，可以根据需要来选择角部22e的确切形式，该角部22e将上部流控制表面22a连接到壁23a。

衬底保持器WT可以由SiSiC或其它陶瓷材料制成。可以通过常规技术在主体20上形成突节、流控制结构和密封结构。例如，通过例如使用放电机加工从毛坯去除材料而制成衬底保持器。可以使用最终研磨工艺(final lapping process)来确保突节具有正确的高度。传统的放电机加工过程可以被修改，以便在需要的的地方留下额外的材料以形成所述流控制结构。然而，流控制结构不需要具有任何特定的结构属性，并且其尺寸公差也不是特别严格。因此，流控制结构可以通过向现有的衬底保持器增加材料而形成，例如通过诸如3D打印等的添加物制造技术。可以对现有的衬底保持器进行改造以具有流控制结构。

本发明人的研究表明，根据本发明的实施例的衬底保持器提供了所装载的衬底的改进的表现，特别是不同类型的变形的衬底之间的更为一致的表现。图5至图8示出了这种情况。

图5示出了对于最初平坦的衬底(连续线)和最初伞状变形的衬底，作为任意单位上的半径(水平轴)的函数的任意单位上的平面内变形(竖直轴)。可以看出，平坦衬底经受了正的平面内变形(即，膨胀)，而伞状衬底经受了负的平面内变形(即，压缩)。图6示出了衬底至衬底的变化，即，平坦衬底的变形与伞状衬底的变形之间的差异。因为平坦衬底和伞状衬底以不同的方式变形，所以衬底至衬底的变化大于任何单个衬底所经受的变形。

图7和图8对应于图5和图6的曲线图，但使用了根据本发明的实施例的衬底保持器。使用与平面内变形相同的任意单位。从图7中可以看出，平坦衬底(连续线)和伞状衬底(虚线)都经受了正的平面内变形，即，膨胀。虽然当使用根据本发明的实施例的衬底保持器时平坦衬底经受的平面内变形比使用常规衬底保持器时大，但从图8可以看出，衬底至衬底的变化被显著地减小。因此，应该理解的是，根据本发明的实施例的衬底保持器在不同类型的变形衬底之间产生更为一致的表现。可以例如通过在曝光期间调整衬底的定位设定点来在曝光过程中补偿其它地方的一致的变形。虽然可以认为不同的衬底保持器可以用于不同类型的变形衬底，以使变形最小化，但衬底保持器不那么容易被更换。

虽然已经关于采用真空夹持系统的示例性实施例描述了本发明，但也可以使用静电夹具。本发明可以应用在光刻设备中，其中，束路径处于高真空条件(例如EUV光刻设备)下，只要衬底被装载到在具有足够的气体压力以便形成气垫的环境中的衬底保持器上即可。

虽然本文具体地参考了光刻设备在制造IC中的应用，但应该理解的是，这里所述的光刻设备可以具有其它应用，例如制造集成光学系统、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。本领域技术人员将会认识到，在这些替代性的应用情形中，这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”都可以分别被认为是与更加上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检查工具中。在可应用的情况下，可以将所公开的内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如为了产生多层IC，使得本文中使用的术语“衬底”也可以表示已经包含了一个或多个已处理层的衬底。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，所述电磁辐射包括紫外(UV)辐射(例如具有等于或约为436nm、405nm、365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)。在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，所述光学部件包括折射式的和反射式的光学部件。

虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但应该理解的是，本发明可以以与上述不同的方式实施。

本发明的一个或更多个实施例可以被应用于任何浸没光刻设备，特别但不排他地限于上述的那些类型，并且浸没液体是否以浴器的形式提供，仅在衬底的局部表面区域上，或者是不受限制的。在非限制性的布置中，浸没液体可以流过衬底和/或衬底台的表面，使得衬底台和/或衬底的基本整个未被覆盖的表面被润湿。在这种无限制的浸没系统中，液体供应系统可能不限制浸没液体，或者它可以提供一定比例的浸没液体限制，但不会实质上完全限制浸没液体。

这里考虑的液体供应系统应该被广义地解释。在某些实施例中，它可能是一种为投影系统与衬底和/或衬底台之间的空间提供浸没液体的机构或结构的组合。它可以包括一个或更多个结构的组合，包括一个或更多个液体开口的一个或更多个流体开口，用于两相流的一个或更多个气体开口或一个或更多个开口。每个开口可以是浸没空间(或流体处理结构的出口)的入口或流出浸没空间的出口(或进入流体处理结构的入口)。在实施例中，空间的表面可以是衬底和/或衬底台的一部分，或者空间的表面可以完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者空间可能会包围衬底和/或衬底台。液体供应系统可以可选地进一步包括一个或更多个元件以控制浸没液体的位置、数量、品质、形状、流率或任何其它特征。

以上的描述意图是说明性的，而不是限制性的。因此，对本领域的技术人员而言清楚的是，在不背离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 (10)

1.一种衬底保持器，所述衬底保持器用在光刻设备中并且配置成支撑衬底，所述衬底保持器包括：

主体，所述主体具有主体表面；

多个突节，所述多个突节从所述主体表面突出，其中，

每个突节都具有配置成与所述衬底接合的远端，

所述突节的远端的形状大致与支撑平面保持一致，由此衬底能够以大致平坦的状态支撑在所述突节上；以及

流控制特征，所述流控制特征配置成当衬底正被降低到所述衬底保持器上时在所述衬底保持器的周边附近形成气垫。

2.根据权利要求1所述的衬底保持器，其中，所述流控制特征包括与所述衬底保持器的周边相邻的凸起区域。

3.根据权利要求2所述的衬底保持器，其中，所述凸起区域呈环形，所述环大致围绕所述衬底保持器的整个周边。

4.根据权利要求2或3所述的衬底保持器，其中，所述凸起区域在所述衬底保持器的径向方向上的宽度在3mm至80mm的范围内，优选地在10mm至50mm的范围内。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的衬底保持器，其中，所述凸起区域具有远端表面，并且所述远端表面大致平行于所述支撑平面。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的衬底保持器，其中，所述凸起区域具有远端表面，并且所述远端表面相对于所述支撑平面倾斜，使得在所述远端表面的内部与所述支撑平面之间的距离小于在所述远端表面的外部与所述支撑平面之间的距离。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的衬底保持器，其中，所述凸起区域具有远端表面，并且所述远端表面是凹形的。

8.根据权利要求5、6或7所述的衬底保持器，其中，所述远端表面与所述支撑平面之间的距离为至少3μm，优选地是10μm。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的衬底保持器，其中，所述远端表面之间的距离为至多50μm。

10.根据前述权利要求中任一项所述的衬底保持器，还包括位于所述衬底保持器的中心区域中的多个通孔。

Images