CN113330369A - 具有用于调节晶片的热调节系统的光刻设备 - Google Patents

Abstract

光刻设备接收辐射以经由投影光学器件将图案成像到衬底上的多个目标区域上。每个目标区域在成像期间通过辐射的吸收来接收热负载。该设备具有用于在成像期间将衬底保持在空间均匀的恒定的第一温度的热调节系统。热调节系统具有操作以从衬底提取热的散热器；以及在成像期间向衬底的部分提供第一附加热负载的第一加热器系统。这部分是图案被成像到的特定目标区域的补充。单位面积的第一附加热负载等于或超过单位面积的热负载的量值。

Description

具有用于调节晶片的热调节系统的光刻设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月19日提交的EP申请18213862.8的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备。

背景技术

热致效应

物理物质的性质往往会随着温度的变化而变化。系统的物理部件的性质的热致变化可能对系统的性能至关重要。通常，因此优选地经由部件的受控加热和/或受控冷却来对系统进行热稳定。这种稳定减少了由在系统的操作使用中从部件的环境接收的热负载引起的部件的温度相关性质的变化。例如，该部件可以热连接到从该部件提取热的散热器。结果，该部件可以达到热平衡并且呈现恒定的空间均匀的温度，从而保持热致变形也保持恒定和空间均匀。

光刻系统

光刻系统是系统的一个示例，其中限制热致变形对系统的性能至关重要。光刻系统被配置为将图案成像到重叠半导体晶片(或：半导体衬底)的光敏抗蚀剂(“抗蚀剂”)上。在成像时，如此曝光的抗蚀剂被显影以形成用于处理步骤的模具，其中在多层的堆叠中产生下一层，最终形成集成电路阵列。光刻系统包括光源和扫描仪(也称为：光刻设备)。由光源产生的电磁辐射在扫描仪中用于经由投影光学器件将存在于掩模(也称为：图案化装置或：掩模版)上的图案投影到晶片上的抗蚀剂层上。

光化和非光化辐射

在实践中，由光源产生的电磁辐射可以包括光化辐射和非光化辐射。众所周知，光化辐射经由例如破坏分子键来催化光刻胶的变化，以便能够将掩模的图案印刷到光刻胶中。非光化辐射不会带来这种变化，并且因此不能用于将图案印刷到光刻胶中。非光化辐射也称为带外(OOB)辐射。尤其是非光化辐射可能在晶片上引起不希望的热负载，并且因此在成像过程中引起晶片的不希望的热致变形。

对重叠和聚焦的热致影响

光刻扫描仪具有物理部件，该物理部件的功能对热负载敏感，并且该物理部件的热状态(例如，热致变形)对扫描仪的性能至关重要。扫描仪的性能可以用重叠和聚焦来表示。术语“重叠”是“重叠误差”的简写，并且指示集成电路芯片中的连续层相对于彼此横向位移的程度。因此，重叠指示用于在晶片上形成一个层的图案与先前在晶片中形成的层对准的程度。重叠是图案之间的水平距离(即，在晶片的平面中)的量度，并且可以被描述为位置相关二维(矢量)场。术语“聚焦”是“聚焦误差”的简写，并且指示在成像期间实际焦平面与理想焦平面的垂直偏差。光刻的一个重要方面是保持在衬底表面上产生的特征尺寸的均匀性。要求特征尺寸的变化小于预定标称值的一小部分。实现这些性能水平的关键是严格控制聚焦误差。

控制重叠和聚焦变得越来越重要

随着每一代集成电路的出现，通过使用较短波长的光化辐射，成像到晶片上的特征的尺寸被进一步减小。目前，使用波长为13.5nm或甚至更低的光化辐射的极紫外(EUV)光刻处于最前沿。因此，对于每一代集成电路，更严格地控制晶片中的热致效应变得越来越重要。

ASML背景技术的示例

为了概括说明在光刻领域在晶片的热控制的情形内所做的努力的一些示例，参考以下文件。

由Cox等人提交、转让给ASML并且通过引用并入本文的国际申请公开WO2018041491公开了一种具有投影系统的EUV光刻设备，该投影系统被配置为经由狭缝将通过掩模图案化的辐射束投射到被保持在衬底台上的衬底上的曝光区域上。光刻设备以扫描模式操作，其中在投影期间同步扫描掩模和衬底。光刻设备包括位于投影系统与衬底之间的冷却设备。冷却设备在图案化辐射束经由狭缝入射到衬底上的区域附近提供衬底的局部冷却。由冷却设备提供的冷却量在沿狭缝的方向上(即，在基本垂直于扫描方向的方向上)通常是恒定的。可能需要在沿狭缝的方向上的位置处提供不同量的冷却。这是因为，由图案化辐射束引起的对衬底的加热在曝光区域_E内沿狭缝的方向在衬底的不同位置处可能不同。由图案化辐射束引起的对衬底的加热量取决于辐射束的强度，并且这可以沿着狭缝的方向在整个曝光区域上变化。掩模的不同部分可能具有不同的反射率，因为反射率的空间变化是由掩模上的图案特征的性质决定的。因此，光刻设备还包括加热设备，具有一个或多个辐射源(例如，红外激光器)，该辐射源被配置为提供一个或多个附加辐射束来照射和加热衬底的部分。一个或多个附加辐射束可以照射和加热曝光区域的至少部分，即，接收图案化辐射束的衬底的区域。加热设备还包括被配置为感测来自衬底的红外线辐射的一个或多个传感器。控制器控制红外激光器以根据需要调节其辐射束的功率，以便在曝光区域内的不同部分选择性地提供期望的加热量。由于红外激光器的操作，衬底在整个曝光区域的净加热被保持基本恒定。因此，降低了本来是由衬底上狭缝下方不同位置处的不同加热量引起的衬底的变形。

授予Berendsen等人、转让给ASML并且通过引用并入本文的美国专利9,983,489公开了一种用于补偿光刻设备的曝光过程中的曝光误差的方法。该方法包括：获得指示到达衬底水平的IR辐射剂量的剂量测量结果，其中该剂量测量结果用于计算在曝光过程中被物体吸收的IR辐射量；并且使用剂量测量结果来控制曝光过程，以补偿与物体在曝光过程中吸收的IR辐射相关联的曝光误差。物体的示例包括：衬底、衬底台、投影光学器件的反射镜。控制曝光过程的示例包括：控制加热器加热反射镜；控制热调节系统以控制光刻设备的衬底支撑件的温度。

授予Ottens等人、转让给ASML并且通过引用并入本文的美国专利7,630,060公开了一种光刻设备，该光刻设备包括用于提供辐射束的照射系统和用于支撑图案化装置的支撑结构。图案化装置用于在其截面中向辐射束赋予图案。该设备还包括用于保持衬底的衬底支撑件、以及用于将图案化束投影到衬底的目标部分上的投影系统。该设备设置有用于为衬底提供附加加热的附加加热系统。衬底被附加地加热，使得衬底具有相对恒定的热负载。这里，术语“恒定”是指时间和/或位置的恒定。术语“附加”表示除了投射束的照射。补充加热优选地通过使用附加照射系统补充照射衬底来提供。附加加热(例如，照射)应当在不影响例如抗蚀剂图案化的情况下加热衬底。因此，这在使用附加照射以使用抗蚀剂不敏感的辐射(例如，红外辐射)来附加地照射衬底的实施例中可能是有利的。前馈系统可以基于由图案化束产生的(已知)热来控制补充照射系统的剂量。补充照射系统可以包括例如激光器和/或“经典”辐射源。例如，补充照射系统可以均匀地照射整个衬底表面，均匀地照射狭缝，以图案化方式照射狭缝，或者照射狭缝周围的区域。这里，狭缝是投射到衬底上的实际光线。其他补充照射策略也是可能的。补充加热的一个优点是，在光刻过程期间可以保持衬底的温度相对稳定。因此，衬底的热膨胀可以在时间上保持恒定和/或在位置上保持均匀。另一优点是，可以相对容易地控制衬底温度。结果，重叠误差可以最小化，因为所有衬底都可以在同一温度下被曝光。

由Koevoets等人提交、转让给ASML并且通过引用并入本文的美国专利申请公开2018/0173116公开了一种具有投影系统的扫描光刻设备，该投影系统被配置为投射图案化辐射束以在被保持在衬底台上的衬底上形成曝光区域。光刻设备还具有用于加热衬底的加热设备。加热设备包括第一加热元件和第二加热元件，第一加热元件和第二加热元件被配置为加热在光刻设备的非扫描方向上位于曝光区域的相对端的衬底区域。加热设备可以加热与曝光区域重叠的区域。加热设备是有利的，因为它防止或减少了在非扫描方向上的曝光区域的端部处的衬底的变形。这允许改进光刻设备的重叠性能。更具体地，加热元件将局部加热传递到衬底，其作用是加热衬底的紧邻由辐射束照射的曝光区域的边缘之外的部分。因此，衬底的温度不会在曝光区域的边缘迅速下降，而是下降得更慢。这是有利的，因为减少了本来会由这种温度下降引起的衬底变形。这能够提高将图案投影到衬底上的准确性，即，提高光刻设备的重叠性能。第一加热元件和第二加热元件可以位于衬底支撑件上方并且在光刻设备的非扫描方向上位于曝光区域的相对端。加热元件每个可以包括发射红外辐射的LED阵列，或者包括发射非光化波长的辐射的两个或更多个激光器。

发明内容

本发明尤其涉及进一步改进对光刻设备中的曝光过程的控制。

本发明涉及一种光刻设备，该光刻设备被配置为接收辐射以经由投影光学器件将图案成像到衬底上的多个目标区域上。目标区域中的每个特定目标区域操作以在成像到特定目标区域上期间通过辐射的至少部分的吸收来接收热负载。光刻设备包括热调节系统。热调节系统被配置为在成像期间将衬底保持在空间均匀的恒定的第一温度。热调节系统包括操作以从衬底提取热的散热器、以及操作以在成像期间向衬底的部分提供空间均匀的第一附加热负载的第一加热器系统。该部分是图案被成像到的特定目标区域的补充。单位面积的第一附加热负载的量值等于或超过单位面积的热负载的量值。

在衬底的空间均匀温度下，图案到多个目标区域上的成像独立于衬底上热致变形的变化。

在一个实施例中，热调节系统被配置为通过照射补充来提供第一热负载。为此，热调节系统可以包括被布置用于提供第一附加热负载的以下至少之一：LED和扫描激光器。

在另外的实施例中，热调节系统包括操作以向特定目标区域提供第二附加热负载的第二加热器系统。在每单位面积来自成像辐射的热负载低于每单位面积提供的第一附加热负载的情况下，可以使用这种第二附加热负载。第二加热器系统可以被配置为经由照射特定目标区域来提供第二附加热负载。为此，第二加热器系统可以包括被布置用于提供第二附加热负载的以下至少之一：第二LED和第二扫描激光器。

在另外的实施例中，光刻设备包括被配置为在开始成像之前将衬底预加热到基本空间均匀的第二温度的预加热系统。第一温度可以等于第二温度。预加热系统可以被配置为通过照射衬底来预加热衬底。为此，预加热系统包括以下至少之一：第三LED和第三扫描激光器。

附图说明

通过示例并且参考附图进一步解释本发明，在附图中：

图1是包括辐射源和扫描仪的EUV光刻系统的图；

图2为扫描仪中的曝光位置的图；

图3和4是衬底在曝光位置处移动到曝光位置的不同状态的图；

图5是示出使用扫描激光控制在衬底上产生附加热负载的图；

图6是扫描仪的测量位置的图；以及

图7是承载衬底的衬底支撑件的部分的图。

图中的相同附图标记或相同参考缩写表示相似或对应部分。

具体实施方式

图1是极紫外(EUV)光刻系统的图，其包括辐射源SO和光刻设备LA。辐射源SO包括EUV辐射源，例如激光产生等离子体(LLP)EUV源或自由电子激光器(FEL)。光刻设备LA包括EUV扫描仪。辐射源SO被配置为生成EUV辐射束B并且将EUV辐射束B提供给光刻设备LA。光刻设备LA包括照射系统IL、被配置为支撑图案化装置MA(例如，掩模)的支撑结构MT、投影系统(或：投影光学器件)PS、和被配置为支撑衬底W的衬底支撑件WT。

照射系统IL被配置为在EUV辐射束B入射到图案化装置MA上之前调节EUV辐射束B。此外，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11一起提供具有期望截面形状和截面中的期望强度分布的EUV辐射束B。除了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可以包括其他反射镜或装置。

在如此调节之后，EUV辐射束B与图案化装置MA相互作用。由于这种相互作用，生成图案化EUV辐射束B'。投影系统PS被配置为将图案化EUV辐射束B'投影到衬底W的一系列目标区域上，一次一个目标区域。在特定目标区域已经暴露于辐射束B'之后，衬底支撑件WT相对于辐射束B'的路径被重新定位，以便在辐射束B'的路径中定位下一目标区域。投影系统PS可以包括被配置为将图案化EUV辐射束B'投影到由衬底支撑件WT保持的衬底W上的多个反射镜13、14。投影系统PS可以对图案化EUV辐射束B'应用缩减因子，从而形成具有小于图案化装置MA上的对应特征的特征的图像。例如，可以应用为4或8的缩减因子。尽管投影系统PS在图1的图中被示出为仅具有两个反射镜13、14，但是投影系统PS可以包括不同数目的反射镜(例如，六个或八个反射镜)。为清楚起见，这里要注意，光刻设备LA通常以扫描模式操作，其中支撑结构MT和衬底支撑件WT被同步扫描，同时赋予辐射束B'的图案被投影到目标区域上(即，单次动态曝光)。衬底支撑件WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以由投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。

衬底W可以包括预先形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA针对每个目标区域将由图案化EUV辐射束B'形成的图像与先前形成在目标区域上的图案对准。

在衬底W进入扫描器LA并且被定位在衬底支撑件WT上之后，衬底W经受测量操作。执行测量操作是为了获得表示目标区域在垂直于离开投影系统PS的辐射束B'的轴的平面中的位置，并且表示衬底W相对于该平面的高度的变化的数据。衬底W在如此获得的数据的控制下暴露于辐射束B'，以便将掩模MA的图案准确地印刷到衬底W上的目标区域上。该数据可以用于控制衬底支撑件在六个自由度上的位置和取向，和/或控制投影光学器件等。

图2是EUV扫描仪LA中的曝光位置202的垂直截面图。曝光位置202是扫描仪LA内的一个区域，晶片W在该区域中暴露于辐射束B'，以便将掩模MA的图案印刷到衬底W上的目标区域204上。

扫描仪LA具有被配置为对衬底W进行热调节的热调节系统。

热调节系统包括被配置为从衬底W提取热的散热器206。在所示示例中，散热器206被容纳在衬底支撑件WT中。散热器206包括例如冷却系统，冷却流体被使得流过该冷却系统，以经由衬底W与衬底支撑件WT之间的热接触从衬底W提取热。

热调节系统包括第一加热器系统208，该第一加热器系统208操作以将第一附加热负载提供给作为特定目标204区域的补充的衬底W部分，其中图案经由辐射束B'被成像到该特定目标204区域上。也就是说，第一加热器系统208向除当前暴露于辐射束B'的目标区域204之外的所有衬底W提供第一附加热负载。

所示示例中的第一加热器系统208包括LED阵列，该LED阵列被配置为用红外光照射衬底W，红外光被衬底W的吸收产生热，并且因此产生热致变形。第一加热器系统208的操作参考图3和4的图进行说明。

图3和4是在将衬底W移动到曝光位置的不同阶段以平面图示出曝光位置202的部分的图。由附图标记302指示的特征示意性地表示狭缝，当衬底W的目标区域存在于狭缝下方时，辐射束B'通过狭缝从投影系统PS传播到衬底W上的相关目标区域。假定在由衬底支撑件WT支撑的衬底W进入曝光位置202之前衬底W具有空间均匀的温度。进一步假定第一加热器系统208的LED最初全部关闭。当衬底支撑件WT将衬底W移动到曝光位置202时，衬底W逐渐进入第一加热器系统208的范围内。一旦衬底W完全进入LED子集的范围内，该子集的LED开启。这导致衬底W以空间均匀的方式被红外光照射。衬底W完全在范围内的这个阶段在图3的图中示出。开启的LED以白色指示，诸如LED 208.1和208.2。关闭的LED以黑色指示，诸如LED208.3、208.4、208.5和208.6。

在进一步移动衬底W以将衬底W移向用于将目标区域暴露(以扫描方式)于辐射束B'的位置时，一些开启的LED被关闭，而其他的关闭的LED被开启，以保持衬底W的均匀照射，从而保持衬底W上的均匀热负载。在图4的图中，在图3的图中开启的LED 208.1和208.2现在被关闭，而在图3的图中关闭的LED 208.5和208.6在图4的图中被开启。

在图3的图中，衬底W尚未到达衬底W在狭缝302下方的位置，而在图4的图中，衬底W存在于狭缝302下方。

当衬底W在第一加热器系统208的范围内但尚未在狭缝302下方时，衬底W接收恒定并且空间均匀的热负载。每单位时间从第一加热器系统208接收的热负载和每单位时间经由散热器206从衬底W提取的热被控制以相互平衡，使得衬底W被保持在恒定的空间均匀的温度。

现在，当诸如目标区域204等目标区域在狭缝302下方以暴露于辐射束B'时，目标区域不再被来自第一加热器系统208的一个或多个LED的红外辐射重叠。取而代之，目标区域204在曝光期间通过吸收来自束B'的部分辐射而接收热负载。如果每单位时间从第一加热器系统208接收的热负载的空间密度出于所有实践目的而等于每单位时间经由吸收辐射束B'的部分辐射而接收的热负载的空间密度，则衬底W将不会经历所接收的净热负载的变化，并且因此在曝光期间保持在空间均匀和时间恒定的温度。

热调节系统还包括操作以向用于暴露于辐射束B'的位于狭缝302下方的目标区域204提供第二附加热负载的第二加热器系统210。这样做的理由如下。第一加热器系统208每单位时间向衬底W提供的热负载的空间密度应当与每单位时间由辐射束B'向衬底W提供的热负载的空间密度相匹配。每单位时间由辐射束B'提供的热负载的空间密度可能会随着时间以不同时间尺度而变化。例如，通过吸收最终确定目标区域204处的热量生成的辐射束B'的参数的量值可以漂移。作为另一示例，不同掩模MA可以反射从源SO接收的辐射的不同的量。作为变化的热负载的又一示例，不同照射模式(即，辐射束B的截面中的不同强度分布)可以用于照射不同掩模MA。这样的照射模式的示例是：环形、偶极、四极、六极、客户指定、偏振、非偏振等。有关照射模式的一些背景信息，请参见例如由Voogd等人提交并且转让给ASML的美国专利申请公开US 20180224715、或者由Godfried等人提交、转让给ASML并且通过引用并入本文的美国专利申请公开20170293229。作为又一示例，除了EUV，来自源SO的辐射还可以包括OOB辐射，诸如红外线(IR)和深紫外线(DUV)。OOB辐射的部分可以被衬底W吸收，并且还可以在衬底W中产生不期望的热生成。这种OOB辐射生成可以取决于例如源SO的性能的设定点。因此，如果由辐射束B'提供给衬底W的热负载随时间变化，则由第一加热器系统208和辐射束B'提供的热负载的空间密度可能不能足够准确地匹配以将衬底W保持在空间均匀的恒定的温度。因此，可以控制第一加热器系统208以调节附加热负载以恢复平衡。另一控制选项由第二加热器系统210提供，以被控制以通过向目标区域204提供第二附加热负载以补偿差异来恢复热负载的空间密度的平衡。在图3和4的图中，第二加热器系统210包括位于狭缝302附近的另外的LED阵列。在第二加热器系统210中的LED中，明确指示了LED 210_.1和210_.2。在图3的图中，第二加热器系统210的LED关闭，而在图4的图中，它们被开启。

热调节系统还具有控制器212，控制器212用于控制第一加热器系统208和第二加热器系统210，并且可选地控制散热器206，以便将衬底W保持在恒定并且空间均匀的温度。为此，热调节系统包括一个或多个传感器，例如在衬底支撑件WT处的温度传感器和/或应力传感器，其传感器信号可以用作控制器212的反馈输入。热调节系统的该控制方面将参考图7更详细地讨论。

控制器212可以独立地控制第一加热器系统和/或第二加热器系统210的LED(或扫描激光器)中的单个LED，以便使衬底W处的局部温度差异均匀。控制器212还可以控制LED和/或扫描激光器，以便调节在衬底W处生成的全局热量。也就是说，控制器212可以以共模方式控制LED和/或扫描激光器，并且每个单个LED和/或扫描激光器叠加调制。图2的图示出了发明人214考虑热调节系统的控制选项。

如参考图3和4的图所示，可以根据以下各项来控制第一加热器系统208：衬底W相对于狭缝302的位置、以及衬底W相对于狭缝302的速度。位置和速度决定了第一加热器系统208中的哪些LED要开启以及哪些要关闭。顺便说一句：保持所有LED常开会引起几个问题，诸如：提供给衬底支撑件WT的不希望的附加热负载；由于衬底W的首先进入第一加热器系统208的范围的部分将比最后进入该范围的部分接收更多的热量的这一事实而导致的衬底W的温度梯度。此外，如上所述，第一加热器系统208可以根据束B'在其曝光期间向相关目标区域提供的热负载的空间密度来控制。在这点上，第一加热器系统208和/或第二加热器系统210也可以根据关于即将到来的曝光过程变化的前馈信息来控制。例如，第二加热器系统210可以被关闭或者其热输出可以被调低，同时跳过衬底W上的特定目标区域的照射。

作为LED的替代，第一加热器系统208和/或第二加热器系统210可以使用一个或多个扫描激光器或一个或多个扫描激光器和LED的混合组合。有关扫描激光的一些背景信息，请参见例如维基百科条目“Laser scanning”和“Laser lighting display”。为完整起见，在此说明，第一加热系统208和第二加热系统210可以分别设置有其自己的散热片(图中未示出)或公共散热片(图中未示出)，以防止衬底W上来自这些加热器系统208和210的补充热负载的不希望的变化。

为了完整起见，这里要注意，第一加热器系统208的一组开启的LED可以在衬底W的平面中产生在一定程度上空间不均匀的照射图案。这可能是由于被开启的LED照射的平面区域的形状和其中的强度分布造成的。然而，在扫描仪LA中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过投影辐射束B(请参见图1)扫描掩模MA的图案，同时平行或反平行于该给定方向同步扫描衬底W来照射每个目标部分。也就是说，衬底W在第一加热器系统208的LED下方和狭缝302下方以这样的速度移动，使得由LED产生的照射图案在相对于衬底W静止的坐标系中变得模糊。因此，模糊趋于使该照射图案和衬底W中的所得到的热生成的不均匀性变得均匀。类似的考虑可以适用于扫描激光器在第一加热器系统208中的使用。此外，类似的考虑可以适用于第二加热器系统210。

在图2、3和4的图中，第一加热器系统208和第二加热器系统210被绘制为用红外光束照射衬底W的多个实体(LED和/或扫描激光器)的阵列，该红外光束相对于垂直于衬底W的方向在衬底W上具有相对较小的入射角。为了清楚起见，这里要指出，入射角的量值是可以取决于几个因素的设计选择。例如，一个这样的因素是扫描仪LA中可用的体积。另一这样的因素是例如其中第一加热器系统208和第二加热器系统210本身可能需要进行热调节以最小化其在扫描仪LA中的除衬底W之外的部件上的热负载的方式。

图5是示出在本发明的上下文内并且在垂直于衬底W的平面中使用扫描激光器502的图。扫描激光器502是产生方向可控的激光束504的激光器装置。在图中，激光束504被示出两次，一次是垂直入射在衬底W上，一次是在所示平面中以非零角度θ入射在衬底W上。通过改变激光束504在该平面中的方向，可以照射衬底W的不同部分。衬底W的被照射表面区域的量值取决于角度θ。被垂直入射光束504照射的表面区域的宽度由“X₁”表示。由以角度θ撞击衬底W的束504所照射的表面区域的宽度由“X₂”表示。宽度X₂和宽度X₁符合：X₂＝X₁/cosθ。也就是说，被照射面积取决于激光束504撞击衬底W的角度。通过根据角度θ控制激光束504的强度，即，通过根据cos_θ的倒数来改变强度，无论辐射束504的方向如何，都可以产生空间均匀的热负载。

以上讨论了辐射束50₄在垂直于衬底W的特定平面中的强度的角度相关控制。如果辐射束504的方向在垂直于衬底W并且彼此垂直的两个平面中被控制，则强度被控制为取决于两个角度，每个平面中一个角度，以便提供空间均匀的热负载。

如果扫描激光器502提供脉冲束504，即，它以离散脉冲而不是连续脉冲形式传送激光能量，则可以依赖于角度控制脉冲的占空比和/或重复率，以便产生空间均匀的热负载。在这种情况下，强度可以保持恒定。强度以及重复率和占空比的角度相关控制的组合也是可行的。

辐射束504的方向可以被改变的速度、以及因此衬底W的不同表面区域可以被照射的速度远高于热在整个衬底W上的传播速度。因此，和出于所有实际目的，使用扫描激光器502在衬底W上施加热负载与经由上面参考图2和3讨论的固定LED阵列施加热负载具有相同的热效应。

图6是在曝光位置202外部、在扫描器LA处的另一位置602的图。扫描器的另一位置602例如是扫描器内的测量位置。在测量位置处，如前所述，衬底W经受测量操作，以获得用于控制衬底W上的目标区域在曝光位置处的曝光的数据。替代地或另外地，其他位置可以是衬底处理器(或：晶片处理器)或负载锁。衬底处理器是旨在通过负载锁将衬底移入和移出扫描仪LA的(真空)心脏的一个机电模块。负载锁是一种用于在两个或更多个环境之间转移衬底的设备，在该环境中存在不同条件，例如不同压力、不同温度、不同气体成分等。在EUV扫描仪中，负载锁用于从一个环境压力的环境向压力低得多的另一环境转移衬底，就所有实际目的而言，该另一环境称为“真空”。有关衬底处理器的更多背景信息，请参见例如授予Westerlaken等人、转让给ASML并且通过引用并入本文的美国专利9,885,964。有关负载锁的更多背景信息，请参见例如授予Klomp等人、转让给ASML并且通过引用并入本文的美国专利7,878,755。

在另一位置602，使用预加热系统604将衬底W预加热到空间均匀的恒定的预加热温度。预加热系统604可以以类似于第一加热器系统210或第二加热器系统210的方式实现，例如，使用LED阵列或者一个或多个扫描激光器或者一个或多个LED与一个或多个扫描激光器的组合。

预加热温度的恒定性和均匀性有助于控制第一加热器系统208和第二加热器系统210。这里要注意，在实践中，衬底预加热温度的空间均匀性比其恒定性更重要，因为不均匀性比温度的量的偏移更难以补偿。

假定另一位置602是扫描仪LA内的测量位置。在测量衬底W的性质期间和之后，衬底W的尺寸优选地不再改变。因此，衬底W的空间均匀的预加热温度优选地与衬底W在曝光位置处被保持在的空间均匀温度相同。如果衬底W仅经受通过吸收来自源SO的辐射而接收的热负载，则衬底W在曝光侧的空间均匀温度优选地等于或大于衬底W在目标区域中局部呈现的局部温度。因此，衬底W的温度可以保持恒定和均匀，而与曝光的热负载无关。

衬底W的预加热可以在测量操作之前被执行，以排除热致变形的空间变化对从测量操作的结果中提取的用于控制曝光过程的数据的影响。如果恒定的空间均匀的预加热温度不同于由热调节系统在曝光位置202处产生的衬底W的恒定的空间均匀的温度，则曝光过程可以考虑这种差异。由于衬底W的预加热温度和由热调节系统带来的衬底W的温度均恒定并且空间均匀，因此除了均匀的比例因子，预加热温度下的衬底W的形状和曝光位置202处的温度下的衬底W的形状也相同。该比例因子然后可以用于确定曝光过程的目标区域的位置，给出由测量操作产生的这些目标区域的位置。可选地，衬底W的均匀预加热温度可以设置为略高于曝光期间衬底W的均匀温度，以考虑衬底W从预加热位置移动到曝光位置的过程中的热损失。然而，这表示热损失以及由此导致的衬底W的热致变形的变化需要被校准，并且在热调节的控制中需要被考虑在内。

作为另一选项，衬底W上方的预加热系统604可以与衬底支撑件WT一起从测量侧602移动到曝光侧202。当衬底W进入第一加热器系统208的范围内时，第一加热器系统208可以接管。

简而言之，因此，衬底W的温度优选地在其存在于扫描仪LA期间始终保持均匀和恒定。

参考图7解释经由控制器212对热调节系统的控制。图7中的图表示承载图2的图中的衬底W的衬底支撑件WT的部分702。请参见图2的图中的附图标记702。

衬底支撑件WT包括承载致动器(未示出)的模块704，致动器被控制以定位衬底W用于曝光和测量。模块704容纳用于承载衬底W的衬底台706。衬底台706通过多个突节与衬底W连接，其中的两个突节由附图标记708和710明确指示。衬底台706通过多个其他突节与模块接口连接704，其中的两个其他突节由附图标记712和714明确指示。衬底W经由静电夹具(未示出)被夹持到衬底台706。衬底台706经由另一静电夹具(未示出)被夹持到模块704。关于静电夹具的一些背景知识，请参见例如授予Ockwell等人、转让给ASML并且通过引用并入本文的美国专利9,366,973。

衬底支撑件WT的衬底台706具有位于在操作使用中面向衬底W的衬底台706一侧的突节之间的一个或多个温度传感器，例如温度传感器716、718和720。一个或多个温度传感器716-720可以用于控制第一加热器系统208和/或第二加热器系统210和/或预加热系统604。温度传感器716-720用于感测衬底W的温度。因此，优选地，通过将温度传感器716-720与衬底台706热隔离来限制衬底台706的温度对感测的影响。

来自温度传感器716-720之一的传感器信号代表由该温度传感器感测的局部温度。该控制通过保持来自温度传感器716-720的传感器信号全部恒定并且全部代表同一温度(也称为温度设定点)来实现。第一加热器系统208、第二加热器系统210和预加热系统602每个被控制以在感测到的局部温度低于温度设定点时在衬底W中局部生成更多热量，而在感测到的局部温度高于温度设定点时在局部生成更少热量。

衬底台706处的温度传感器的空间密度被选择以使得由于感测温度的不确定性导致的衬底W变形量的不确定性对于曝光过程的准确性(即，图案到衬底W上的成像性质的准确性)是可接受的。

衬底台具有位于在操作使用中面向模块704的衬底台706一侧的突节之间的一个或多个应力传感器，例如应力传感器722和724。应力传感器722和724包括例如应变仪，并且可以用于确定衬底台706是否正在经历全局变形(与仅局部变形相反)。如果感测到全局变形，则控制器212响应于此而调节第一加热器系统208和/或第二加热器系统210的整体辐射，以产生衬底W的稳定的热条件。

Claims (10)

1.一种光刻设备，被配置为接收辐射以经由投影光学装置将图案成像到衬底上的多个目标区域上，其中：

所述目标区域中的每个特定目标区域操作以在成像到所述特定目标区域上期间通过所述辐射的至少部分的吸收来接收热负载；

所述光刻设备包括热调节系统；

所述热调节系统被配置为在所述成像期间将所述衬底保持在空间均匀的、恒定的第一温度；

所述热调节系统包括：

散热器，操作以从所述衬底提取热；以及

第一加热器系统，操作以在所述成像期间向所述衬底的部分提供第一附加热负载，

所述部分是所述图案被成像到其上的所述特定目标区域的互补区；以及

每单位面积的所述第一附加热负载的量值等于或超过每单位面积的所述热负载的量值。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述热调节系统被配置为通过照射所述互补区来提供所述第一热负载。

3.根据权利要求2所述的光刻设备，其中所述热调节系统包括被布置用于提供所述第一附加热负载的以下至少之一：LED和扫描激光器。

4.根据权利要求1、2或3所述的光刻设备，其中所述热调节系统包括操作以向所述特定目标区域提供第二附加热负载的第二加热器系统。

5.根据权利要求4所述的光刻设备，其中所述第二加热器系统被配置为经由照射所述特定目标区域来提供所述第二附加热负载。

6.根据权利要求5所述的光刻设备，其中所述第二加热器系统包括被布置用于提供所述第二附加热负载的以下至少之一：第二LED和第二扫描激光器。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的光刻设备，包括预加热系统，所述预加热系统被配置为在开始所述成像之前将所述衬底预加热到基本空间均匀的第二温度。

8.根据权利要求7所述的光刻设备，其中所述第一温度等于所述第二温度。

9.根据权利要求7所述的光刻设备，其中所述预加热系统被配置为通过照射所述衬底来预加热所述衬底。

10.根据权利要求9所述的光刻设备，其中所述预加热系统包括以下至少之一：第三LED和第三扫描激光器。

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