CN117581160A - 光刻系统、衬底下垂补偿器及方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统包括具有一个或更多个突起的支撑台、和压力装置。所述一个或更多个突起接触并且支撑所述衬底，使得所述衬底相对于所述支撑台是悬浮式的。当所述衬底由所述支撑台支撑时，所述衬底的下垂基于所述衬底的材料和/或尺寸。所述压力调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂减小。

Description

光刻系统、衬底下垂补偿器及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年7月13日递交的美国临时专利申请号63/221,129的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。
技术领域
本公开涉及用于薄衬底的支撑结构，例如用于光刻设备和系统的衬底台和压力装置。
背景技术
光刻设备是一种将期望的图案施加至衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生要在IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网格。已知的光刻设备可以包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照每个目标部分，在扫描器中，通过在辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案的同时平行或反向平行于这个扫描方向同步地扫描所述目标部分来辐照每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。
另一光刻系统是干涉量测光刻系统，在所述干涉量测光刻系统中不存在图案形成装置，而是光束被拆分成两个束，并且通过使用反射系统引起这两个束在所述衬底的目标部分处干涉。所述干涉引起在所述衬底的目标部分处形成线。
在光刻过程的不同阶段进行量测是很重要的。例如，在光刻操作期间，不同的处理步骤可能需要被顺序地形成在所述衬底上的不同层。因此，可能需要以高准确度相对于形成在衬底上的先前的图案来定位所述衬底。通常，对准标记被放置在所述衬底上以相对于第二物体被对准和定位。光刻设备可以使用对准装置以检测所述对准标记的位置以及使用所述对准标记来对准所述衬底，以确保从掩模的准确曝光。测量在两个不同层处的对准标记之间的未对准，作为重叠误差。
为了监测所述光刻过程，测量所述经图案化的衬底的参数。参数可以包括例如形成在所述被图案化的衬底中或其上的连续层之间的重叠误差、以及显影后的光敏抗蚀剂的临界线宽。可以在产品衬底上和/或在专用量测目标上执行这种测量。存在用于对光刻过程中形成的微观结构进行测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。快速且非侵入形式的专用检查工具是这样的散射仪：其中辐射束被引导到所述衬底的表面上的目标上，并且测量散射束或反射束的性质。通过比较所述束在由所述衬底反射或散射之前和之后的性质，可以确定所述衬底的性质。这可以通过例如将反射束与关于已知性质的已知测量结果的库中存储的数据进行比较来完成。光谱散射仪将宽带辐射束引导到所述衬底上并测量被散射到特定窄角度范围内的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。相比之下，角分辨散射仪使用单色辐射束并测量所述散射辐射的强度，作为角度的函数。
这样的光学散射仪可以被用于测量参数，诸如经显影的光敏抗蚀剂的临界尺寸、或形成在所述经图案化的衬底中或其上的两个层之间的重叠误差(OV)。所述衬底的性质可以通过比较照射束在其由所述衬底反射或散射之前和之后的性质来确定。
上文描述的光刻和量测过程通常依赖于精确地机加工的衬底台(例如，具有接近完美的平整度)。为了满足光刻制作的亚微米公差要求，衬底(例如，晶片和图案形成装置)的平整度在公差范围内是很重要的。与图案形成装置的表面积的跨度(例如，直径约为150mm)相比，图案形成装置可以是相对薄的(例如，厚度小于4mm、2mm、或1mm)，并且当受到甚至较小的不均匀力时会翘曲。所述翘曲会对随后在所述衬底上进行的光刻和量测过程产生不利影响。
发明内容
因此，期望开发能够防止衬底在被支撑在衬底台上时弯曲的装置和方法。
在一些实施例中，系统包括具有一个或更多个突起的支撑台、和压力装置。所述一个或更多个突起被配置成接触并且支撑衬底，使得所述衬底相对于所述支撑台是悬浮式的。当所述衬底由所述支撑台支撑时，所述衬底的下垂可以由所述衬底的材料和/或尺寸所引起。所述压力装置被配置成调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂被减小。
在一些实施例中，减少由具有一个或更多个突起的支撑台支撑的衬底的下垂的方法包括接触所述支撑台的所述一个或更多个突起以便支撑所述衬底。被所述支撑台支撑时的所述衬底的下垂基于所述衬底的材料和/或尺寸。所述方法还包括使用所述压力装置来调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂减小。
在一些实施例中，光刻系统包括：照射系统、投影系统、包括一个或更多个突起的支撑台、以及压力装置。所述照射系统被配置成照射图案形成装置的图案。所述投影系统被配置成将所述图案的图像投影到衬底上。所述一个或更多个突起被配置成接触并且支撑所述图案形成装置，使得所述图案形成装置相对于所述支撑台是悬浮式的。当所述图案形成装置由所述支撑台支撑时，所述图案形成装置的下垂可以由所述图案形成装置的材料和/或尺寸所引起。所述压力装置被配置成调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂被减小。
在下文中参考随附附图详细地描述本公开的另外的特征、以及各个实施例的结构和操作。应注意，本公开不限于本文中所描述的具体实施例。本文仅出于说明性的目的来呈现这样的实施例。基于本发明中所包含的教导，额外的实施例将对于相关领域技术人员显而易见。
附图说明
被合并入本文中并且构成说明书的一部分的随附附图图示出本公开，并且与描述一起进一步用于解释本公开的原理并且使相关领域的技术人员能够完成并且使用本文中所描述的实施例。
图1A示出了根据一些实施例的反射型光刻设备。
图1B示出了根据一些实施例的透射型光刻设备。
图2示出了根据一些实施例的反射型光刻设备。
图3示出了根据一些实施例的光刻单元。
图4示出了根据一些实施例的用于下垂补偿的系统。
图5示出了根据一些实施例的减少衬底的下垂的方法步骤的流程图。
从根据下文阐明的具体实施方式，当与附图结合时，本公开的特征将变得更加显而易见，在附图中相同的附图标记始终标识相对应的元件。在附图中，相似的附图标记通常指示相同的、功能上类似的、和/或结构上类似的元件。另外，通常，附图标记的最左边的数字标识其中所述附图标记首次出现的附图。除非另外指示，否则遍及本公开提供的附图不应被解释为成比例的附图。
具体实施方式
本说明书公开了包含本公开的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例被提供为示例。本发明的范围不限于所公开的实施例。要求保护的特征由随附于其的权利要求限定。
所描述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等指示所描述的实施例可以包括具体的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括所述具体的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指同一实施例。另外，当结合实施例来描述具体的特征、结构或特性时，应理解，无论是否明确描述，与其它实施例相结合来实现这样的特征、结构或特性均在本领域技术人员的知识范围内。
为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“较低”、“上方”、“在……上”、“较高”等，以描述如附图中图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。所述空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作时除了图中描绘的定向之外的不同定向。所述设备可以被另外取向(转动90度或处于其它取向)并且本文中使用的空间地相对描述语可以同样被相应地解释。
本文中使用的术语“大约”指示与可以基于具体技术而变化的给定量相关的值。基于所述特定技术，术语“约”可以指示给定量的值，所述值在例如所述值的上下10％至30％(例如，所述值的±10％、±20％或±30％)内变化。
可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实施本发明的实施例。本公开的实施例也可以被实施为存储在机器可读介质上的可以由一个或更多个处理器读取和执行的指令。机器可读介质可以包括用于以能够由机器(例如，计算装置)读取的形式存储或传输信息的任何机构。例如，机器可读磁存储介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；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)等等。另外，本文中，可以将固件、软件、例程、和/或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，并且这些动作实际上可以由计算装置，处理器，控制器，或执行固件、软件、例程、指令等的其它装置产生。
然而，在更详细地描述这样的实施例之前，呈现可以实施本公开的实施例的示例环境是有指导意义的。
示例光刻系统
图1A和图1B分别是可以实施本公开的实施例的光刻设备100和光刻设备100’的示意图。光刻设备100和光刻设备100’各自包括以下部件：照射系统(照射器)IL，所述照射系统配置成调节辐射束B(例如，深紫外或极紫外辐射)；支撑结构(例如，掩模台)MT，所述支撑结构配置成支撑图案形成装置(例如，掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA并连接至配置成准确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；和衬底台(例如，晶片台)WT，所述衬底台配置成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并连接至配置成准确地定位衬底W的第二定位器PW。光刻设备100和100’还具有投影系统PS，所述投影系统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(例如，包括一个或更多个管芯)C上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射型的。在光刻设备100’中，图案形成装置MA和投影系统PS透射型的。
所述照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、反射折射性型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或者它们的任何组合，用于对所述辐射束B进行引导、成形或控制。
所述支撑结构MT以依赖于所述图案形成装置MA相对于参考系的定向、所述光刻设备100和100’中的至少一个光刻设备的设计、和其它条件(诸如所述图案形成装置MA是否保持在真空环境中)来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的，或其它夹持技术来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。通过使用传感器，所述支撑结构MT可以确保所述图案形成装置MA例如相对于所述投影系统PS位于期望的位置。
术语“图案形成装置”MA被广义地解释为表示能够用于在辐射束B的横截面中向所述辐射束B赋予图案、以便在衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。赋予所述辐射束B的图案可以与在所述目标部分C中产生以形成集成电路的器件的特定功能层相对应。
所述图案形成装置MA可以是透射型的(如图1B的光刻设备100’中那样)或反射型的(如图1A的光刻设备100中那样)。可以基于例如EUV或DUV辐射的使用来选择透射或反射质量。图案形成装置的示例MA包括掩模版/掩模、可编程反射镜阵列或可编程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，包括诸如二元掩模、交替相移掩模、或衰减相移掩模、以及各种混合掩模类型的掩膜类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独地倾斜以便在不同方向反射入射的辐射束。被倾斜的反射镜将图案赋予由小反射镜的矩阵反射的所述辐射束B。
在本文中所使用的术语“投影系统”PS包括任何类型的投影系统，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何组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如在衬底W上使用浸没液体或使用真空等其它因素所适合的。真空环境可以用于EUV或电子束辐射，因为其它气体可能吸收过多的辐射或电子。真空环境可能因此借助于真空壁和真空泵而被提供至整个束路径。
光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台WT(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多平衬底台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台WT，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。在一些情形下，额外的台可以不是衬底台WT。
所述光刻设备还可以是如下类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至所述光刻设备中的其它空间，例如所述掩模与所述投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中公知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之类的结构必须浸没在液体中，而是“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于所述投影系统与所述衬底之间。
参考图1A和图1B，所述照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。当源SO是准分子激光器时，源SO和光刻设备100、100’可以是分立的物理实体。在这种情况下，不认为所述源SO构成光刻设备100或100’的一部分，并且所述辐射束借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(在图1B中)而从所述源SO传递至所述照射器IL。在其它情况下，源SO可以是光刻设备100、100’的组成部分--例如，当源SO是汞灯时。可以将所述源SO和照射器IL以及需要时设置的束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD(在图1B中)。通常，至少可以调整所述照射器的光瞳平面中的强度分布的外部径向范围及/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。此外，照射器IL可以包括各种其它部件(在图1B中)，诸如积分器IN和聚光器CO。可以将照射器IL用于调整辐射束B，以便在其截面中具有期望的均一性和强度分布。
参考图1A，所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模)MA上并被所述图案形成装置MA图案化，所述图案形成装置MA被保持在所述支撑结构(例如，掩模台)MT上。在光刻设备100中，所述辐射束B从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射。在已从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射之后，辐射束B传递通过投影系统PS，投影系统PS将所述辐射束B聚焦B到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT(例如，以将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中)。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器IF1可以用来相对于所述辐射束B的路径准确地定位所述图案形成装置(例如，掩模)MA。图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。
参考图1B，所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模MA)上并被所述图案形成装置图案化，所述图案形成装置MA被保持在所述支撑结构(例如，掩模台MT)上。在已横穿所述掩模MA的情况下，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底W的目标部分C上。所述投影系统具有与所述照射系统光瞳IPU共轭的光瞳PPU。辐射的部分源自在所述照射系统光瞳IPU处的强度分布，并横穿所述掩模图案而不受所述掩模图案处的衍射的影响，并产生在所述照射系统光瞳IPU处的强度分布的图像。
所述投影系统PS将所述标记图案MP的图像投影到涂覆在所述衬底W上的光致抗蚀剂层上，其中所述图像由通过所述强度分布的辐射从所述标记图案MP所产生的衍射束而形成。例如，所述掩模图案MP可以包括线和间隔的阵列。所述阵列处的与零阶衍射不同的辐射的衍射会产生被转向的衍射束，所述被转向的衍射束在垂直于所述线的方向上具有方向变化。未衍射束(即，所谓的零阶衍射束)横穿图案，而传播方向没有任何变化。所述零阶衍射束穿过所述投影系统PS的上部透镜或上部透镜组(位于所述投影系统PS的所述共轭光瞳PPU的上游)，以到达所述共轭PPU瞳PPU。在所述共轭光瞳PPU平面中并且与所述零阶衍射束相关联的强度分布的一部分是所述照射系统IL的所述照射系统光瞳IPU中的强度分布的图像。光阑装置PD例如被设置在或大致位于包括所述投影系统PS的所述共轭光瞳PPU的平面处。
所述投影系统PS是布置为借助于透镜或透镜组L，不仅捕获所述零阶衍射束，而且捕获一阶或一阶和更高阶衍射束(未示出)。在一些实施例中，可以使用用于对在垂直于线的方向上延伸的线图案进行成像的偶极照射以利用偶极照射的分辨率增强效应。例如，一阶衍射束在晶片W的水平上与相应的零阶衍射束干涉，以产生具有尽可能高的分辨率和过程窗口(即，可用的焦深与可容许的曝光剂量偏差相结合)的线图案MP的图像。在一些实施例中，可以通过在所述照射系统光瞳IPU的相对象限中提供辐射极(未示出)来降低像散像差。此外，在一些实施例中，可以通过阻挡所述投影系统的所述共轭光瞳PPU中的、与相对象限中的辐射极相关联的零阶束来减少像散像差。这在于2009年3月31日发布的US 7,511,799 B2中有更详细的描述，其全部内容通过引用并入本文。
借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT(例如，以将不同的目标部分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在扫描期间)可以将第一定位器PM和另一位置传感器(未在图1B中示出)用于相对于辐射束B的路径准确地定位掩模MA。
通常，可以借助于构成所述第一定位器PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用构成第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进器的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。掩模MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2，和衬底对准标记P1、P2来对准。虽然图示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(这些被称为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，图案形成装置对准标记可以位于这些管芯之间。
掩模台MT和图案形成装置MA可以位于真空腔室中，其中真空内机器人IVR可以被用于将图案形成装置(诸如掩模或掩模版)移入和移出真空腔室。替代地，当掩模台MT和图案形成装置MA处于真空腔室以外时，真空外机器人可以类似于真空内机器人IVR那样用于各种运输操作。处于真空和真空外机器人两者都应被校准以将任何有效负载(例如，掩模)流畅地传送至传送站的固定的运动学安装件。
光刻设备100和100可以用于以下模式中的至少一种：
1.在步进模式，支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT基本上保持静止，而赋予到辐射束的整个图案被一次投影到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后，衬底台WT在X和/或Y方向上移动，使得可以曝光不同的目标部分C。
2.在扫描模式，同步扫描支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT，同时赋予到辐射束的图案被投影到目标部分C上(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向。
3.在另一模式中，在将保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如，掩模台)MT保持为大致固定且所述衬底台WT是移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于被应用于利用可编程图案形成装置(诸如，可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用所描述的使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变型。
在另外的实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，所述极紫外(EUV)源被配置成产生用于EUV光刻术的EUV辐射束。通常，EUV源配置在辐射系统中，并且相应的照射系统配置成调整EUV源的EUV辐射束。
图2更详细地示出所述光刻设备100，包括所述源收集器设备SO、所述照射系统IL和所述投影系统PS。源收集器设备SO是构造并布置成使得保持在源收集器设备SO的围封结构220中的真空环境。发射EUV辐射的等离子体210可以由放电产生等离子体源形成。可以通过气体或蒸汽(例如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽)产生EUV辐射，在所述气体或蒸汽中非常热的等离子体210被产生以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过引起至少部分电离的等离子体的放电而产生所述非常热的等离子体210。为了有效产生辐射，可能需要为例如分压为10Pa的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽。在一些实施例中，提供被激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。
由热等离子体210发射的辐射从源腔室211经由可选的定位在源腔室211中的开口中或所述开口后方的气体阻挡部或污染物陷阱230(在一些情况下，也被称为污染物阻挡部或翼片阱)而被传递到收集器腔室212中。所述污染物陷阱230可以包括通道结构。污染物陷阱230也可以包括气体阻挡部，或气体阻挡部与通道结构的组合。本文中另外指出的所述污染物陷阱230(或污染物屏障)至少包括通道结构。
所述收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器CO。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横穿收集器CO的辐射可以被反射出以被聚焦在虚源点IF处。所述虚源点通常被称为中间焦点INTF，并且所述源收集器设备被布置成使得中间焦点INTF位于所述围封结构220中的开口219处或附近。所述虚源点INTF是所述辐射发射等离子体210的图像。光栅光谱滤波器240特别地被用于抑制红外(IR)辐射。
随后，所述辐射横穿所述照射系统IL，所述照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224，所述琢面场反射镜装置222和所述琢面光瞳反射镜装置224被布置成在所述图案形成装置MA处提供辐射束221的期望的角分布，以及在所述图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均一性。当辐射束221在所述图案形成装置MA处被反射时，由所述支撑结构MT保持，形成图案化束226，并且所述图案化束226由所述投影系统PS经由反射元件228、229成像到由晶片台或衬底台WT所保持的衬底W上。
在照射光学器件单元IL和投影系统PS中通常可以存在比示出的元件更多的元件。光栅光谱滤波器240可以可选地存在，这依赖于光刻设备的类型。此外，可以存在比图2中所示的反射镜更多的反射镜，例如，在投影系统PS中可以存在比图2中所示的一到六个额外的反射元件。
收集器光学器件CO(如图2中图示的)被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器仅作为收集器(或收集器反射镜)的一个示例。所述掠入射反射器253、254和255围绕光轴O被轴向对称地设置，并且这种类型的收集器光学器件CO优选地与放电产生的等离子体源(经常被称为DPP源)结合使用。
示例性光刻单元
图3示出根据一些实施例的光刻单元300，有时也被称为光刻元或簇。光刻设备100或100’可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300还可以包括用于在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的一个或更多个设备。常规地，这些设备包括：用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影装置DE、激冷板CH和焙烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同过程设备之间移动所述衬底，并且将所述衬底传递至所述光刻设备100或100’的进料台LB。这些装置通常被统称为轨道或涂覆显影系统，并且处于轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，所述轨道控制单元TCU本身由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU来控制所述光刻设备。因此，可以操作不同设备以最大化生产量和处理效率。
用于衬底台的示例性下垂补偿器
在下垂补偿系统的情境中，应理解，术语“衬底”在本文中可以被用于广泛地指代由支撑台(例如，WT或MT(图1A、图1B))所支撑的名义上平整的平面结构。在这种意义上，术语“图案形成装置”、“晶片”、“薄膜”等可以是衬底的具体示例。根据材料的硬度和厚度(或其不足)，当所述衬底被支撑在支撑台上时，衬底可能下垂。例如，所述支撑台可以具有将所述衬底悬挂在所述支撑台的所述本体上方的较小的基座或突起。所述衬底的没有直接地接触所述突起的部分可能下沉或下垂(例如，由于重力的影响)。下垂量可以基于所述衬底的材料和/或尺寸。所述下垂可能对依赖于平整衬底的光刻和量测过程的精度即准确度产生不利影响。本公开提供了用以解决这些问题的结构和功能。例如，一种方法使用压差来推动所述衬底对抗所述下垂。所述压差可以防止下垂，而不必依靠固体结构对下垂的衬底施加力。
图4示出根据一些实施例的系统400。在一些实施例中，系统400可以包括支撑台402和压力装置406。支撑台402可以包括一个或更多个突起404。压力装置406可以包括导管408。支持台402可以表示例如晶片台WT或掩模台MT(图1)。在一些实施例中，突起404被设置在支撑台402的顶侧上。在支撑台的情境中，术语“顶部”、“上部”等可以在本文中用于描述支撑台与衬底412相互作用的一侧。相反的术语“底部”、“下部”等可以用于它们的相反含义。
在一些实施例中，支撑台402可以支撑衬底412。然而，接触的大表面积增加了两个表面之间污染物交换的可能性。有时期望减少彼此接触的表面积的量值。例如，一个或更多个突起404可以与衬底412接触，以便相对于支撑台402悬挂衬底412。即，当衬底412被固定到支撑台402时(例如，通过夹具(未示出))，在衬底412与支撑台402的顶部表面之间存在间隙414。间隙414可以帮助减轻污染问题。如果突起404相隔开很远，则衬底412的下垂可以变得较严重。使突起彼此间隔远离的原因可以是在透射模式使用大面积衬底412(突起被间隔远离，以便不阻碍透射束的路径)。这种所提供的示例为非限制性的，并且技术人员将理解，反射型衬底和透射型衬底两者都可以实现本文中所描述的实施例。
在一些实施例中，可能期望减少衬底412的厚度，以改善光学品质(例如，更好的透射率)和/或降低所述图案形成装置的质量(从而降低扫描仪中高加速度期间滑动的风险)。然而，厚度的缺乏可以导致衬底412相当大的下垂，特别是在如果衬底412的刚度不足以抵消被施加于衬底412的力的情况下。此外，在一些情况下，可能期望使用非常薄的衬底412，使得衬底412可以被称为薄膜。
在一些实施例中，对抗衬底412下垂的方法可以是调整衬底412一侧上的压力，使得下垂减小。可以使用压力装置406来调整压力。在衬底的情境中，应理解，术语“侧”可以被用来指代所述衬底的宽侧(即，具有最大平面表面积的侧)，而术语“边缘”、“周边”等可以用来指代所述衬底的围封所述宽侧的末端。例如，圆盘衬底的圆形表面是所述衬底的顶侧和底侧，而圆形侧的圆周是所述衬底的边缘或周边。
在一些实施例中，压力装置406可以被联接到间隙414处的空间(例如，与所述空间流体连通)。在一些实施例中，所述导管408可以被联接到间隙414。压力装置406可以包括例如从间隙414引入加压流体(例如，气体)或移除加压流体的泵装置。通过调整间隙414处的压力，在衬底412的两侧之间产生压差。例如，如果衬底412在页面上沿向下方向下垂，则间隙414中的压力可以大于衬底412的与间隙414相对的一侧上的空间416中的环境压力(例如，Pgap>Pambient)。所述压力以对抗所述下垂的力向上推动衬底412。
在一些实施例中，压力装置406不需要被限于联接到间隙414。例如，压力装置406可以被联接到空间416(这种配置在图4中未示出)。在这种场景中，可以调整环境压力以便产生条件Pgap>Pambient，从而防止衬底412的下垂。在防止下垂的情境中，术语“防止”等可以被用于指代完全或部分减少下垂。例如，在没有压力补偿的情况下，衬底412可能下垂约5微米。利用压力补偿，所述下垂可以被减少到大约2微米。然后，可以说，使用压力装置406防止了大约3微米的下垂。应理解，本文中所描述的实施例可以将所述下垂减小到大约2微米或更小、1微米或更小、0.5微米、或0.1微米或更小。
在一些实施例中，系统400可以包括压力传感器418和控制器420。压力传感器418可以被设置在间隙414处。压力传感器418可以测量间隙414处的压力。压力传感器418可以产生测量信号，所述测量信号包括关于间隙414处的压力的信息。控制器420可以从压力传感器418接收所述测量信号，以确定间隙414处的压力。基于所确定的压力，控制器420可以产生控制信号以控制压力装置406来调整间隙414处的压力和/或调整空间416处的环境压力。
在一些实施例中，系统400可以包括压力传感器422以代替压力传感器418，或者除了压力传感器418之外还包括压力传感器418。压力传感器422可以被设置在空间416处(即，暴露于系统400的环境中)。压力传感器422通向空间416，如压力传感器418通向间隙414一样。控制器420可以通过分析从压力传感器418和422所接收的测量信号来确定间隙414与周围环境之间的压差。由控制器420所产生的控制信号可以基于所测量的在衬底412上方和下方的压差。
在一些实施例中，控制器420可以被编程为具有关于衬底412的预期周围环境条件、材料性质和尺寸的信息，和/或影响衬底412的下垂行为的任何其它信息。由控制器420所产生的控制信号可以基于关于预期周围环境条件、衬底412的材料性质和尺寸的编程信息，和/或影响衬底412的下垂行为的任何其它信息——代替来自系统400的各种传感器的数据或除了来自系统400的各种传感器的所述数据之外。当来自其它传感器的数据不可用时，可以说，控制器420以前瞻性配置来操作(基于关于系统400的预编程信息而进行的预测)。当来自传感器的数据可用时，特别是实时的数据时，可以说，控制器在反馈配置中操作。
在一些实施例中，系统400可以包括致动器410。致动器410可以被联接到支撑台402。致动器410可以致动(例如，平移、旋转等)支撑台402，以将衬底412从一个部位移动到另一部位。当运动时，在衬底412正上方的空间416处观察到流动。作为伯努利原理的结果，间隙414与空间416之间的压差可以随着衬底412的运动而变化。在光刻设备中，掩模台MT(图1)可以进行快速扫描操作，从而在所述衬底上方和下方产生相当大的压差。压力装置406可以被用于补偿由衬底412的移动引起的压力变化。控制器420可以被编程以考虑由衬底412的移动产生的压差的量。例如，控制器420可以被配置成基于方程式1来估计间隙414与空间416之间的压差：
这里，ρ是空气的密度(空气被用作非限制性示例)，vr是掩模版扫描速度，vspace是空间416处的流动速率，并且vgap是间隙414处的流动速率。当vr增加时，控制器420可以经由控制信号与压力装置406通信，以补偿由移动引起的压力变化。
应理解，在一些实施例中，可以使用压力装置406来调整间隙414和/或空间416中的流动速率。压力装置406可以包括真空泵和/或鼓风机，以在间隙414和/或空间416中产生气流。通过从间隙414和/或空间416引入/移除加压气体使得产生流动，可以实现对衬底412的一侧上的压力的调整从而减少所述下垂。在一个示例中，如果vgap和vspace比vr更快，则支撑台402的运动可以忽略不计，如由等式1中所示出的近似所示出的。为了达到这种条件，在一些实施例中，控制器420可以被用于产生大约相差2、5、10或更大的因子的速度差。
在一些实施例中，由控制器420产生的所述控制信号可以使用额外的传感器来增强。例如，系统400可以包括光学传感器424以测量衬底412上的特征。所述特征可以被构造成使得当衬底412下垂时，可以由光学传感器424测量变化。光学传感器424可以产生由控制器420接收的测量信号。控制器420可以使用来自光学传感器424的信息来修改所述控制信号以补偿所述下垂。
图5示出了根据一些实施例的减少衬底下垂的方法步骤。系统400(图4)可以被用于这些方法步骤。在步骤502处，一个或更多个突起404与衬底412接触。当衬底412由支撑台402支撑时，衬底412的下垂可以基于衬底412的材料和/或尺寸。在步骤504处，使用压力装置406调整衬底412的一侧上的压力，使得所述下垂被减小。
图5的方法步骤可以按照任何可能的顺序执行，并且不需要执行所有方法步骤。此外，上文描述的图5的方法步骤仅反映这些步骤的示例，并且不是限制性的。也就是说，基于参考图1至图4所描述的实施例，可以设想另外的方法步骤和功能。
可以使用下方面进一步描述这些实施例：
1.一种系统，包括：
支撑台，所述支撑台包括一个或更多个突起，所述一个或更多个突起被配置成接触并且支撑衬底，使得所述衬底相对于所述支撑台是悬浮式的，其中被所述支撑台支撑时的所述衬底的下垂基于所述衬底的材料和/或尺寸；和
压力装置，所述压力装置被配置成调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂被减小。
2.根据方面1所述的系统，其中，所述压力装置包括被联接到所述衬底与所述支撑台之间的间隙的导管，并且所述压力装置还被配置成从所述间隙引入加压气体和/或移除加压气体以调整所述衬底的所述侧上的压力。
3.根据方面1所述的系统，其中，所述压力装置被配置成在所述衬底的所述侧处产生加压气体流以调整所述衬底的所述侧上的压力。
4.根据方面1所述的系统，还包括控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以调整所述压力。
5.根据方面4所述的系统，还包括压力传感器，所述压力传感器被配置成产生测量信号，其中所述控制器被配置成接收所述测量信号并且基于所述测量信号来确定所述压力。
6.根据方面5所述的系统，其中：
所述控制器还被配置成基于所确定的压力来产生控制信号；并且
所述压力装置还被配置成接收所述控制信号并且基于所述控制信号来调整所述压力。
7.根据方面6所述的系统，其中：
所述压力传感器被设置在所述衬底与所述支撑台之间的间隙处；
所述系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器暴露于所述系统的周围环境，并且被配置成产生第二测量信号；
所述控制器还被配置成：
接收所述第二测量信号；
基于所述测量信号与所述第二测量信号来确定所述间隙与所述周围环境之间的压差；并且
进一步基于所述压差产生所述控制信号。
8.根据方面1所述的系统，其中，所述压力装置还被配置成调整悬浮式的衬底与所述支撑台之间的间隙处的压力。
9.根据方面1所述的系统，其中，所述压力装置还被配置成调整所述系统的环境压力。
10.根据方面1所述的系统，还包括致动器，所述致动器被配置成移动所述支撑台，其中所述压力装置还被配置成补偿由所述移动引起的压力变化。
11.根据方面10所述的系统，还包括控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以补偿由所述移动引起的压力变化。
12.一种减小由包括一个或更多个突起的支撑台支撑的衬底的下垂的方法，所述方法包括：
接触所述支撑台的所述一个或更多个突起以便支撑所述衬底，其中被所述支撑台支撑时的所述衬底的下垂基于所述衬底的材料和/或尺寸；和
使用所述压力装置来调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂减小。
13.根据方面12所述的方法，其中，调整所述压力包括使用所述压力装置在所述衬底的所述侧处供应加压气体流。
14.根据方面12所述的方法，还包括使用压力传感器来确定所述衬底的所述侧处的压力，其中所述调整包括：
使用控制器基于所确定的压力来产生控制信号；和
在所述压力装置处接收所述控制信号以执行所述调整。
15.根据方面14所述的方法，其中：
由所述压力传感器提供的信息对应于所述衬底与所述支撑台之间的间隙；
使用暴露于周围环境的第二压力传感器来确定所述支撑台的所述周围环境与所述间隙之间的压差；并且
进一步基于所述压差产生所述控制信号。
16.根据方面12所述的方法，还包括使用致动器移动所述支撑台，其中调整所述压力包括补偿由所述移动引起的压力变化。
17.一种光刻系统，包括：
照射系统，所述照射系统被配置成照射图案形成装置的图案；
投影系统，所述投影系统被配置成将所述图案的图像投影到衬底上；以及
支撑台，所述支撑台包括一个或更多个突起，所述一个或更多个突起被配置成接触并且支撑所述图案形成装置，使得所述图案形成装置相对于所述支撑台是悬浮式的，其中当所述图案形成装置被所述支撑台支撑时，所述图案形成装置的下垂基于所述图案形成装置的材料和/或尺寸；以及
压力装置，所述压力装置被配置成调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂被减小。
18.根据方面17所述的光刻系统，其中，其中，所述压力装置被配置成在所述衬底的所述侧处产生加压气体流以调整所述衬底的所述侧上的压力。
19.根据方面17所述的光刻系统，还包括：
控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以调整所述压力；和
压力传感器，所述压力传感器被配置成产生测量信号，其中所述控制器被配置成接收所述测量信号并且基于所述测量信号来确定所述压力、以及基于所确定的压力来产生控制信号；并且
所述压力装置还被配置成接收所述控制信号并且基于所述控制信号来调整所述压力。
20.根据方面17所述的光刻系统，还包括：
致动器，所述致动器被配置成移动所述支撑台，其中所述压力装置还被配置成补偿由所述移动引起的压力变化；和
控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以补偿由所述移动引起的压力变化。
虽然本文具体提及的是光刻设备用于集成电路的制造中，但是，应理解，这里所述的光刻设备可以具有其它应用，例如集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，本文中使用的术语“管芯”可以被认为作为更上位的术语“目标部分”的具体示例。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道单元或涂覆显影系统单元(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对曝光后的抗蚀剂进行显影的工具)、量测单元和/或检查单元中进行处理。在适用时，可以将本文中的公开内容应用于这样的衬底处理工具和其它衬底处理工具。另外，可以将衬底处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得本文中所使用的术语衬底也可以指已经包含多个处理后的层的衬底。
虽然上文已经在光学光刻术的情境下使用所公开的实施例进行具体参考，但是将理解，所公开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产生在衬底上的图案。图案形成装置的形貌可以被压印到供给至所述衬底的抗蚀剂层中，由此所述抗蚀剂通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出所述抗蚀剂，从而在其中留下图案。
应理解，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制性目的，使得本公开中的术语或措辞将由相关领域技术人员按照本文中的教导来解释。
以上示例是说明性的，但不是对本公开的实施例的限制。相关领域技术人员将明白，对本领域中通常遇到的各种条件和参数的其它合适的修改和适应在本公开的精神和范围内。
虽然已经在上文中描述了本公开的具体实施例，但是应理解，本公开的实施例可以以与除所描述的以外的方式来实践。这些描述旨在是示例性的而非限制性的。因而，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的公开内容进行修改。
将理解，具体实施方式章节而不是发明内容章节和说明书摘要章节被旨在用于解释权利要求。如由发明者考虑到的，发明内容章节和说明书摘要章节可以阐明本公开的一个或更多个而不是所有示例性实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本公开和随附权利要求。
上文已经借助于图示出指定功能的实施方式及其相互关系的功能性构件块描述了本公开。为了描述方便，在本文中已经任意地限定了这些功能性构造块的边界。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替换的边界。
具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本公开的一般性质，使得在不背离本公开的总体构思且不进行过度实验的情况下，其它人可以通过应用本领域技术范围内的知识而容易地修改和/或适应这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文中提出的教导和指导，这样的适应和修改旨在落入所公开的实施例的等同物的含义和范围内。
所保护的主题的广度和范围不应受到上文描述的任何的示例性实施例的限制，而应仅由随附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种系统，包括：
支撑台，所述支撑台包括一个或更多个突起，所述一个或更多个突起被配置成接触并且支撑衬底，使得所述衬底相对于所述支撑台是悬浮式的，其中被所述支撑台支撑时的所述衬底的下垂基于所述衬底的材料和/或尺寸；和
压力装置，所述压力装置被配置成调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂被减小。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，
所述压力装置包括被联接到所述衬底与所述支撑台之间的间隙的导管，并且所述压力装置还被配置成从所述间隙引入加压气体和/或移除加压气体以调整所述衬底的所述侧上的压力；并且
所述压力装置被配置成在所述衬底的所述侧处产生加压气体流以调整所述衬底的所述侧上的压力。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括：
控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以调整所述压力；和
压力传感器，所述压力传感器被配置成产生测量信号，其中所述控制器被配置成接收所述测量信号并且基于所述测量信号来确定所述压力，其中：
所述控制器还被配置成基于所确定的压力来产生控制信号；并且
所述压力装置还被配置成接收所述控制信号并且基于所述控制信号来调整所述压力。
4.根据权利要求3所述的系统，其中：
所述压力传感器被设置在所述衬底与所述支撑台之间的间隙处；
所述系统还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器暴露于所述系统的周围环境，并且被配置成产生第二测量信号；
所述控制器还被配置成：
接收所述第二测量信号；
基于所述测量信号与所述第二测量信号来确定所述间隙与所述周围环境之间的压差；并且
进一步基于所述压差产生所述控制信号。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，
所述压力装置还被配置成调整悬浮式的衬底与所述支撑台之间的间隙处的压力；并且
所述压力装置还被配置成调整所述系统的环境压力。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括：
致动器，所述致动器被配置成移动所述支撑台，其中所述压力装置还被配置成补偿由所述移动引起的压力变化；和
控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以补偿由所述移动引起的压力变化。
7.一种减小由包括一个或更多个突起的支撑台支撑的衬底的下垂的方法，所述方法包括：
接触所述支撑台的所述一个或更多个突起以便支撑所述衬底，其中被所述支撑台支撑时的所述衬底的下垂基于所述衬底的材料和/或尺寸；和
使用所述压力装置来调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂减小。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，调整所述压力包括使用所述压力装置在所述衬底的所述侧处供应加压气体流。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括使用压力传感器来确定所述衬底的所述侧处的压力，其中所述调整包括：
使用控制器基于所确定的压力来产生控制信号；和
在所述压力装置处接收所述控制信号以执行所述调整。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
由所述压力传感器提供的信息对应于所述衬底与所述支撑台之间的间隙；
使用暴露于周围环境的第二压力传感器来确定所述支撑台的所述周围环境与所述间隙之间的压差；并且
进一步基于所述压差产生所述控制信号。
11.根据权利要求7所述的方法，还包括使用致动器移动所述支撑台，其中调整所述压力包括补偿由所述移动引起的压力变化。
12.一种光刻系统，包括：
照射系统，所述照射系统被配置成照射图案形成装置的图案；
投影系统，所述投影系统被配置成将所述图案的图像投影到衬底上；以及
支撑台，所述支撑台包括一个或更多个突起，所述一个或更多个突起被配置成接触并且支撑所述图案形成装置，使得所述图案形成装置相对于所述支撑台是悬浮式的，其中当所述图案形成装置被所述支撑台支撑时，所述图案形成装置的下垂基于所述图案形成装置的材料和/或尺寸；以及
压力装置，所述压力装置被配置成调整所述衬底的一侧上的压力，使得所述下垂被减小。
13.根据权利要求12所述的光刻系统，其中，其中，所述压力装置被配置成在所述衬底的所述侧处产生加压气体流以调整所述衬底的所述侧上的压力。
14.根据权利要求12所述的光刻系统，还包括：
控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以调整所述压力；和
压力传感器，所述压力传感器被配置成产生测量信号，其中所述控制器被配置成接收所述测量信号并且基于所述测量信号来确定所述压力、以及基于所确定的压力来产生控制信号；并且
所述压力装置还被配置成接收所述控制信号并且基于所述控制信号来调整所述压力。
15.根据权利要求12所述的光刻系统，还包括：
致动器，所述致动器被配置成移动所述支撑台，其中所述压力装置还被配置成补偿由所述移动引起的压力变化；和
控制器，所述控制器被配置成控制所述压力装置以补偿由所述移动引起的压力变化。
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