TWI815178B - 基板固持器、包含基板固持器之載體系統及微影設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種將一基板固持於一基板固持位置中之基板固持器，其包含： 一框架， 多個表面夾持器件，其配置於該框架上以在基板之一上表面處夾持一基板，其中該等表面夾持器件各具有待配置於該基板之該上表面上的一夾持墊，該等表面夾持墊可至少在大體上垂直於由該等表面夾持墊固持之一基板之該上表面的一第一方向上相對於彼此移動，及 一或多個致動器，其用以在該第一方向上相對於彼此移動該等表面夾持墊。

Description

基板固持器、包含基板固持器之載體系統及微影設備
本發明係關於一種基板固持器、一種包含基板固持器之載體系統及一種微影設備。
微影設備為經建構以將所要之圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化器件(例如，光罩)之圖案(亦常常被稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如，晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
隨著半導體製造程序持續進步，幾十年來，電路元件之尺寸已不斷地減小，而每一器件的諸如電晶體之功能元件之量已穩定地增加，此遵循通常稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為了跟上莫耳定律，半導體行業正追逐使得能夠產生愈來愈小特徵之技術。為了將圖案投影於基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定圖案化於基板上之特徵的最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，使用具有介於4 nm至20 nm之範圍內之波長，例如6.7 nm或13.5 nm之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用於在基板上形成較小特徵。
在微影設備中，一或多個基板固持器用以處置基板，例如在微影程序期間，在支撐基板之基板支撐件上裝載基板及自基板支撐件卸載基板。
在基板固持器之已知實施例中，基板固持器包含夾緊器件，基板支撐於夾緊器件之頂面上。非接觸式表面夾持墊，諸如渦流墊用於將基板固持於夾緊器件上的固定位置中。為了將基板裝載於基板支撐件上，基板支撐件具備可在豎直方向上移出基板支撐件之支撐表面的裝載銷釘。基板固持器可由載體系統支撐，該載體系統可將基板裝載器配置在一位置中以在延伸式e-銷釘上裝載基板。隨後，可降低該等裝載銷釘以將該基板置放於基板支撐件之支撐表面上。基板支撐件之支撐表面可包含凸起，基板支撐在該等凸起上。
在基板固持器之一替代實施例中，例如藉由表面夾持墊將基板固持於基板固持器之底面處。為了將基板裝載於基板支撐件上，可由基板固持器降低基板，直至基板支撐於基板支撐件之支撐表面上或基板支撐件之裝載銷釘上。
在基板具有顯著變形之狀況下，將基板裝載於基板支撐件上可為具有挑戰性的任務。理想地，基板充分平坦或略呈碗狀。此允許基板在基板支撐件上之低應力裝載，且基板在基板支撐件之支撐表面上的滑動最小。在實踐中，基板可展示相當大的變形。基板可例如具有傘狀、碗狀、鞍狀及其他形狀。將變形基板裝載於基板載物台上可引起經裝載基板中之內部應力及/或在支撐表面上發生顯著滑動，例如，在支撐表面之凸起上發生顯著滑動。基板中之內部應力可導致疊對誤差，而基板在支撐表面上之滑動可導致基板支撐件之支撐表面受到磨損，尤其是其凸起受到磨損。
歸因於凸起之粗糙度差異，基板支撐件之支撐表面之磨損可導致支撐表面平坦度漂移及基板負載柵格漂移。此外，支撐表面之磨損可導致疊對問題。
本發明之目標為提供一種可改良變形基板在基板支撐件之支撐表面上之裝載的基板固持器。
根據本發明之一態樣，提供一種將基板固持於基板固持位置中之基板固持器，該基板固持器包含： 一框架， 多個表面夾持器件，其配置於該框架上以在基板之上表面處夾持基板，其中該等表面夾持器件各具有待配置於該基板之上表面上的夾持墊，該等表面夾持墊可至少在大體上垂直於由該等表面夾持墊固持之基板之上表面的第一方向上相對於彼此移動，及 一或多個致動器，其用以在該第一方向上相對於彼此移動該等表面夾持墊。
根據本發明之一態樣，提供一種將基板固持於基板固持位置中之基板固持器，該基板固持器包含： 一框架， 三個或更多個邊緣夾緊器，其安裝於框架上以在基板圓周邊緣處固持基板，其中該三個或更多個邊緣夾緊器中之至少一者可相對於框架在夾緊方向上個別地移動，其中該夾緊方向在相對於基板固持位置的中心軸之徑向方向上延伸，及 一邊緣夾緊器致動器，其用以在該夾緊方向上移動該邊緣夾緊器，及 一或多個邊緣偵測器件，其經組態以偵測一或多個邊緣夾緊器是否接觸待固持之基板之圓周邊緣，其中該基板固持器經配置以在夾緊基板期間將一或多個邊緣夾緊器中之每一者朝向基板之邊緣移動，且在該一或多個邊緣偵測器件偵測到各別邊緣夾緊器接觸基板之圓周邊緣時停止該一或多個邊緣夾緊器中之每一者的移動。
根據本發明之一態樣，提供一種用於支撐基板之載體系統，其包含用以將基板固持於基板固持位置中的基板固持器，該基板固持器包含： 一框架， 多個表面夾持器件，其配置於該框架上以在基板之上表面處夾持基板，其中該等表面夾持器件各具有待配置於該基板之上表面上的夾持墊，該等表面夾持墊可至少在大體上垂直於由該等表面夾持墊固持之基板之上表面的第一方向上相對於彼此移動，及 一或多個致動器，其用以在該第一方向上相對於彼此移動該等表面夾持墊。
根據本發明之一態樣，提供一種載體系統，其包含用以將基板固持於基板固持位置中之基板固持器，該基板固持器包含： 一框架， 三個或更多個邊緣夾緊器，其安裝於框架上以在基板圓周邊緣處固持基板，其中該三個或更多個邊緣夾緊器中之至少一者可相對於框架在夾緊方向上個別地移動，其中該夾緊方向在相對於基板固持位置的中心軸之徑向方向上延伸，及 一邊緣夾緊器致動器，其用以在該夾緊方向上移動該邊緣夾緊器，及 一或多個邊緣偵測器件，其經組態以偵測一或多個邊緣夾緊器是否接觸待固持之基板之圓周邊緣，其中該基板固持器經配置以在夾緊基板期間將一或多個邊緣夾緊器中之每一者朝向基板之邊緣移動，且在該一或多個邊緣偵測器件偵測到各別邊緣夾緊器接觸基板之圓周邊緣時停止該一或多個邊緣夾緊器中之每一者的移動。
根據本發明之一態樣，提供一種用於支撐基板之微影設備，其包含用以將基板固持於基板固持位置中之基板固持器，該基板固持器包含： 一框架， 多個表面夾持器件，其配置於該框架上以在基板之上表面處夾持基板，其中該等表面夾持器件各具有待配置於該基板之上表面上的夾持墊，該等表面夾持墊可至少在大體上垂直於由該等表面夾持墊固持之基板之上表面的第一方向上相對於彼此移動，及 一或多個致動器，其用以在該第一方向上相對於彼此移動該等表面夾持墊。
根據本發明之一態樣，提供一種微影設備，其包含用以將基板固持於基板固持位置中之基板固持器，該基板固持器包含： 一框架， 三個或更多個邊緣夾緊器，其安裝於框架上以在基板圓周邊緣處固持基板，其中該三個或更多個邊緣夾緊器中之至少一者可相對於框架在夾緊方向上個別地移動，其中該夾緊方向在相對於基板固持位置的中心軸之徑向方向上延伸，及 一邊緣夾緊器致動器，其用以在該夾緊方向上移動該邊緣夾緊器，及 一或多個邊緣偵測器件，其經組態以偵測一或多個邊緣夾緊器是否接觸待固持之基板之圓周邊緣，其中該基板固持器經配置以在夾緊基板期間將一或多個邊緣夾緊器中之每一者朝向基板之邊緣移動，且在該一或多個邊緣偵測器件偵測到各別邊緣夾緊器接觸基板之圓周邊緣時停止該一或多個邊緣夾緊器中之每一者的移動。
在本文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及EUV (極紫外線輻射，例如具有在約5 nm至100 nm之範圍內之波長)。
如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化器件」可廣泛地解譯為係指可用以向入射輻射光束賦予圖案化橫截面之通用圖案化器件，該圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此上下文中，亦可使用術語「光閥」。除經典光罩(透射或反射、二元、相移、混合等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影設備LA。該微影設備LA包括：照明系統(亦被稱作照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如，UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；光罩支撐件(例如光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板支撐件之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於引導、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般之術語「投影系統」PS同義。
微影設備LA可屬於一種類型，其中基板的至少一部分可由具有相對高折射率之例如水之液體覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間——此亦稱作浸潤微影。在以引用方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影設備LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含一量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之性質或輻射光束B之性質。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影設備之部分，例如，投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐器WT遠離投影系統PS時在投影系統PS之下移動。
在操作中，輻射光束B入射於固持在光罩支撐件MT上的圖案化器件MA，例如光罩上，且藉由存在於圖案化器件MA上的圖案(設計佈局)經圖案化。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統PMS，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便使不同目標部分C在輻射光束B之路徑中定位於經聚焦且對準之位置處。類似地，第一定位器PM及可能的另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA與基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，此等基板對準標記稱為切割道對準標記。
為闡明本發明，使用笛卡爾座標系。笛卡爾座標系具有三個軸，亦即，x軸、y軸及z軸。三個軸中之各者與其他兩個軸正交。圍繞x軸之旋轉稱作Rx旋轉。圍繞y軸之旋轉稱作Ry旋轉。圍繞z軸之旋轉稱作Rz旋轉。x軸及y軸界定水平平面，而z軸處於豎直方向上。笛卡爾座標系不限制本發明且僅用於闡明。實際上，另一座標系，諸如圓柱形座標系可用於闡明本發明。笛卡爾座標系之定向可不同，例如，使得z軸具有沿著水平平面之分量。
在圖1之微影設備LA中，提供載體系統CS。載體系統CS經組態以在基板支撐件WT與另一位置(例如，基板儲存器)之間運輸基板W。載體系統CS包含基板固持器SH及位移系統DS，例如機器人系統或線性移動系統。機器人系統可為選擇性順應性關節型機器人臂(SCARA)機器人。線性移動系統可為具有用於Rz旋轉之樞軸的線性載物台。有利的是，線性載物台具有亞微米可再生性及高硬度。基板固持器SH亦可用於將基板固持於與微影程序中之基板處理相關的其他器件中，在該等器件中需要以高準確度處置基板。
圖2展示根據本發明之一態樣之基板固持器SH的第一實施例。基板固持器SH包含基板固持器框架SHF及多個表面夾持墊CP。表面夾持墊CP為例如允許藉由氣壓或另一介質產生之壓力來拉動或推動基板W的渦流墊。用於夾持墊CP之空氣或其他介質可經由可提供於基板固持器框架SHF上或基板固持器框架SHF中之多個導管供應或排放。例如，基板固持器框架SHF可為具有可用於運輸空氣或另一介質之內部通道之中空框架。
在其他實施例中，可使用其他類型之表面夾持墊，諸如柏努利夾持墊或靜電夾持墊。表面夾持墊CP可為非接觸式表面夾持墊，亦即，能夠在表面夾持墊CP與基板W之間不具有機械接觸的情況下夾持基板；或接觸式表面夾持墊，亦即，能夠在表面夾持墊CP與基板W之間具有機械接觸的情況下夾持基板。渦流墊屬於非接觸式類型。
表面夾持墊CP經由壓電致動器ACT而安裝於基板固持器框架SHF上，該等壓電致動器ACT允許表面夾持墊CP相對於基板固持器框架SHF在z方向上個別地移動。在替代實施例中，亦可應用其他類型之致動器。有利的是，該等致動器為允許表面夾持墊CP之高準確度位置控制的位置致動器。撓曲件FL提供於表面夾持墊CP與基板固持器框架SHF之間以導引表面夾持墊CP相對於基板固持器框架在z方向上之移動。表面夾持墊CP在z方向上的移動範圍可例如在+/- 1 mm之範圍內，例如在+/- 0.3 mm之範圍內。可提供一或多個冷卻器件以補償由壓電致動器ACT造成之熱負載。
藉由控制個別表面夾持墊CP相對於彼此在z方向上之個別位置，可影響基板W之形狀。控制器CON經配置以將控制信號提供至壓電致動器ACT以使表面夾持墊CP相對於彼此定位於所要位置中。在圖2中，選擇壓電致動器ACT之位置以固持具有傘狀之翹曲基板W。此等位置可例如係基於在將基板W裝載於基板固持器SH上之前對基板W之形狀量測。此形狀量測可在基板W之無應力狀態下進行，且作為前饋信號饋送至控制器CON，以在基板W由表面夾持墊CP固持之前使表面夾持墊CP之位置適應基板W的形狀。當基板W係由基板固持器SH固持時，可量測/判定基板W之形狀以便判定表面夾持墊CP相對於彼此之適當移動。壓電致動器ACT可用於獲得關於表面夾持墊CP之實際位置的回饋，且以此獲得由表面夾持墊CP固持之基板的實際形狀。作為替代或另外，可提供其他類型之形狀感測器，藉由該等形狀感測器可判定基板W之形狀。亦可使用致動器力之回饋信號，此係因為基板W之硬度係已知的。
基板W之傘狀對於將基板W裝載於基板支撐器WT之支撐表面上係非所要的，此係因為此可導致疊對誤差及基板支撐件WT之支撐表面的磨損。
圖3展示調適表面夾持墊CP相對於彼此之位置可用於將基板W之形狀調適為更合乎需要之形狀，諸如如圖3中所描繪之平坦形狀或略呈碗狀。當基板W係由表面夾持墊CP固持時，控制器CON可控制壓電致動器ACT以將表面夾持墊CP移動至所要位置以獲得碗狀。壓電致動器ACT之優點為表面夾持墊CP之位置可藉由控制器CON之致動信號來準確地控制。在此實例中，內表面夾持墊CP向下(負z方向)推動基板W，同時外表面夾持墊CP向上(正z方向)拉動基板W以獲得所要形狀。
圖3A展示圖3之一部分，其更詳細地展示表面夾持墊CP。可看出，提供一種連接器件CD，其允許表面夾持墊CP相對於水平軸Rx、Ry在基板W的上表面上在有限旋轉角，例如至多50 mrad內自由旋轉。圖3a中之箭頭FRO指示繞Ry之自由旋轉。此自由旋轉促進表面夾持墊CP中之每一者使其旋轉位置適應基板之上表面。例如，當表面夾持墊CP在基板W之夾持期間置放於基板之上表面上時，或當藉由調適表面夾持墊CP在z方向上的相對位置而主動改變基板W之形狀時，表面夾持墊CP可調適其旋轉位置。表面夾持墊CP中之每一者可具備連接器件CD，該連接器件可允許表面夾持墊CP繞一或多個水平軸自由旋轉。
在圖3A中，溫度控制器件TCD亦展示於夾持墊CP中。夾持墊CP中之每一者可具備溫度控制器件TCD，例如加熱元件以個別地控制其溫度。此溫度控制可為合乎需要的以校正由用於夾持墊CP中之空氣之空氣膨脹造成之冷卻。每一個別夾持墊CP可具備個別溫度控制器件TCD，或一個溫度控制器件TCD可係針對一組夾持墊CP而提供。
圖4展示圖2之實施例的表面夾持墊CP之組態的仰視圖。表面夾持墊CP配置於三個同心圓中，從而在徑向方向上，一個圓之每一表面夾持墊CP與其他兩個圓中之每一者中的一個表面夾持墊CP對準。
在替代組態中，可使用具有不同相互位置之各種量的表面夾持墊CP。為了最佳化晶圓塑形能力，大量表面夾持墊CP為有益的。此應與每一表面夾持墊CP之所要流量容量，例如每一表面夾持墊約20 NL/min及相關聯設備相平衡。此外，應考慮表面夾持墊CP之總質量。
有利的是，在徑向方向上(自基板中心軸朝外)應存在表面夾持墊CP的最小值，以能夠藉由在z方向上的由兩個表面夾持墊CP及相關聯壓電致動器ACT提供之兩個相對力將力矩施加於基板上。接著，可補償第一階晶圓形狀，諸如碗狀/傘狀、鞍狀及半管狀。此外，如圖2至圖4之實施例所展示，可在徑向方向上提供三個表面夾持墊CP或更多表面夾持墊CP，以允許補償第二階或更高階形狀變形。更一般而言，可使用更多表面夾持墊CP以具有更多可能性來適應由該基板固持器SH固持之基板的形狀。表面夾持墊CP之間的相互位置，諸如環、列等可經選擇以最佳化針對變形基板之特定形狀的塑形能力。
在一實施例中，夾持墊CP中之一或多者可藉由相關聯致動器ACT迴縮至迴縮位置，在該迴縮位置中，各別夾持墊CP將不能夠例如藉由其他非迴縮夾持墊CP將力施加至由基板固持器SH固持之基板W。
在圖2及圖3之實施例中，表面夾持墊CP中之每一者可由其自身相關聯之壓電致動器ACT個別地移動。在其他實施例中，有可能兩個或更多個表面夾持墊CP與一個壓電致動器相關聯。例如，表面夾持墊CP之每一環可再分為包含兩個或更多個表面夾持墊CP之多個環段。包含兩個或更多個表面夾持墊CP之每一環段可與一個壓電致動器相關聯以將各別環段移動至所要位置。例如，圖4中所展示之組態的三個環中之每一者可再分為四個環段，每一環段包含三個表面夾持墊CP。對於此等環段中之每一者，可提供各別致動器以在z方向上將環段移動至所要位置。
圖5展示根據本發明之一態樣之基板固持器SH的第二實施例。在此實施例中，表面夾持墊CP配置於包含支撐板PSP及延伸元件EE之基板固持器框架SHF上。表面夾持墊CP安裝於支撐板PSP上且根據所要組態而分佈。延伸元件EE安裝於支撐板PSP之頂面上。延伸元件EE的頂端定位於支撐板PSP之中性彎曲線上方。壓電致動器HAC配置於頂部元件之間。藉由壓電致動器HAC之伸長及收縮，其間安裝了壓電致動器HAC之延伸元件EE的頂端可分別被彼此推開及拉向彼此。因此，支撐板PSP可變形，亦即，彎曲，此使得表面夾持墊CP相對於彼此在z方向上發生相對移動。在一實施例中，支撐板PSP可具備開口、凹槽、槽或形狀或材料上之其他配置，以促進支撐板PSP在所要位置發生彎曲。
圖5之表面夾持墊CP係以對應於圖4中所展示之組態的三個同心圓配置。壓電致動器HAC在徑向方向上延伸。此組態允許將支撐板PSP以及表面夾持墊CP配置成若干典型形狀，諸如碗狀、傘狀、鞍狀、半管狀及平坦狀。在另一實施例中，同一環中之鄰近延伸元件EE亦可藉由壓電致動器HAC彼此連接以增加將支撐板PSP塑形為所要形狀之可能性。亦可使用任何其他適合的組態，諸如兩個或四個同心環，或列及行之規則圖案。
圖6及圖7揭示根據本發明之另一態樣的基板固持器SH之實施例。基板固持器SH包含基板固持器框架SHF及安裝於基板固持器框架SHF上之四個邊緣夾緊器EGR。四個邊緣夾緊器EGR經組態以在基板圓周邊緣處將基板W固持於基板固持位置處。基板固持位置為由基板固持器SH界定之位置，在該位置中由基板固持器SH固持之基板W經理想地定位，亦即，基板固持器SH經設計以將基板W固持於基板固持位置中。四個邊緣夾緊器EGR均勻地分佈於基板固持位置之圓周周圍。
在其他實施例中，可提供另一數目個邊緣夾緊器EGR。並非所有此等邊緣夾緊器EGR必須在徑向方向上進行主動位置控制。例如，一或多個被動、機械預裝載邊緣夾緊器可與兩個或更多個主動位置控制邊緣夾緊器組合。邊緣夾緊器EGR可以任何合適的組態分佈於基板W之圓周上。
邊緣夾緊器EGR包含可相對於基板固持器框架SHF在夾緊方向GRD上個別地移動的邊緣指形件EFI。夾緊方向GRD相對於基板固持位置的中心軸CEN在徑向方向上延伸。每一邊緣指形件EFI與邊緣夾緊器致動器EGA相關聯以在夾緊方向GRD上朝向或遠離基板W之基板邊緣移動邊緣指形件EFI。
邊緣指形件EFI可用於藉由抵靠基板W之圓周邊緣推動邊緣指形件EFI之夾緊表面GRS來固持基板。邊緣指形件EFI之夾緊表面GRS充當摩擦表面以主要藉由摩擦配合固持基板W。摩擦表面，或更一般而言，夾緊表面GRS在豎直方向上為凸面狀的。夾緊表面GRS可例如形成為部分圓柱形表面，其中圓柱形表面之縱向軸在基板W固持於水平面中時在水平方向上延伸。邊緣指形件EFI之凸面形狀的優點為夾緊表面GRS可有效地應對翹曲基板之局域角及基板W之邊緣處之各種形狀及材料。
提供機械預裝載彈簧SPR，以確保在邊緣夾緊器致動器EGA不能正常運作之狀況下的安全性。作為替代或另外，為了增加基板安全性，可在夾緊表面GRS之底端提供安全輪緣(未展示)，以在基板固持器SH發生故障之狀況下抓住基板W。
基板固持器SH包含一或多個邊緣偵測器件EDD，該一或多個邊緣偵測器件EDD經組態以偵測一或多個邊緣夾緊器EGR是否接觸待固持之基板W之圓周邊緣。邊緣偵測器件EDD可用於藉由沿夾緊方向GRD朝向基板W之邊緣個別地移動邊緣指形件EFI來有效地夾緊基板W，且當由各別邊緣偵測器件EDD偵測到各別邊緣指形件EFI接觸基板W之圓周邊緣時，停止一或多個邊緣指形件EFI中之每一者的此移動。此具有以下優點：每一邊緣指形件EFI可快速移動至基板W之邊緣的實際位置而非基板W之邊緣的預期位置。當邊緣指形件EFI中之一者已到達邊緣時，其他邊緣指形件EFI可繼續在夾緊方向GRD上朝向邊緣移動，直至由相關聯邊緣偵測器件EDD偵測到各別邊緣指形件EFI已到達基板W之邊緣為止。
在圖6及圖7中所展示之實施例中，將邊緣偵測器件EDD示意性地展示為外部感測器。在實踐中，邊緣偵測器件EDD之邊緣偵測可例如係基於各別邊緣指形件EFI之速度變化。當邊緣指形件EFI接觸基板W時，邊緣指形件EFI將迅速地減速至零速度。可提供編碼器以量測邊緣指形件在徑向方向上移動之速度。若經量測編碼器速度下降為低於某一最小速度臨限位準，則邊緣偵測器件EDD可判定到達邊緣且應停止在徑向方向上之移動。
在另一實施例中，邊緣偵測器件EDD之邊緣偵測可係基於定位誤差變化。在控制器CON中，可用指形件之位置連續地填充預定義緩衝器，以儲存最後經定義數目的樣本。若邊緣指形件EFI之定位誤差變得大於預定臨限誤差位準，則有可能判定邊緣指形件EFI已到達基板W之邊緣且應停止在徑向方向上之移動。
在又一實施例中，邊緣偵測器件EDD之邊緣偵測可係基於回饋輸出變化。當邊緣指形件EFI以恆定速度接近晶圓時，預期回饋之輸出相對較小。然而，若邊緣指形件EFI與基板W之邊緣之間發生接觸，則歸因於定位誤差，回饋控制器CON開始增加致動力。因此，當致動力超過致動力臨限值時，邊緣偵測器件EDD可判定到達邊緣且應停止在徑向方向上之移動。
接觸基板W之邊緣的前兩個邊緣指形件EFI係用於定位，此係由於兩個點判定基板共平面位置。其他邊緣指形件EFI，在此實例中為兩個邊緣指形件EFI可用於將基板W預裝載至邊緣指形件EFI，並在豎直z方向上提供摩擦力。
在一實施例中，當邊緣偵測器件EDD已判定到達基板之邊緣以在不發生非所要振動之情況下施加夾緊力時，控制器CON可經組態以自位置控制改變為速度控制。
邊緣夾緊器致動器EGA允許當基板W由邊緣夾緊器EGR固持時在x方向及/或y方向上重新定位基板W。例如，當在基板W之夾緊期間，控制器CON判定基板W相對於基板固持器的基板固持位置偏移時，此情況可為有利的。此偏移可例如在邊緣偵測器件EDD偵測到邊緣指形件EFI接觸基板W之邊緣的情況下基於邊緣指形件EFI之時序及/或位置而判定。藉由邊緣夾緊器致動器EGA控制邊緣夾緊器EGR之移動，可校正基板相對於基板固持位置，亦即，所要位置的實際位置。
邊緣夾緊器EGR經進一步設計以允許邊緣指形件EFI相對於基板固持位置的中心軸CEN在切向方向TAD上發生移動。
邊緣夾緊器EGR中之一者包含切向致動器TAC。切向致動器TAC為例如壓電致動器。其他邊緣夾緊器允許邊緣指形件EFI在切向方向TAD上之移動，但並不包含用以主動地控制此在切向方向上之移動的致動器。在替代實施例中，兩個或更多個或所有邊緣夾緊器EGR可包含切向致動器TAC以控制各別邊緣指形件EFI在切向方向TAD上的移動。
藉由切向致動器TAC之致動，基板W之邊緣可在切向方向TAD上移位。由於其他邊緣夾緊器EGR允許在切向方向TAD上之此類移動，因此基板W在切向方向上之此類經致動移動將使得基板固持器中之基板W繞基板W之中心軸，亦即，在Rz方向上，在例如+/- 50 mrad之有限角度，例如+/- 10 mrad之有限角度內旋轉。
藉由隨後在基板W之邊緣上夾緊及釋放邊緣指形件EFI及基板W在Rz方向上之較小旋轉，基板W可在較大角度內旋轉。
邊緣夾緊器致動器EGA及切向致動器TAC之組合允許基板W在x方向、y方向及Rz方向上重新定位。此使得基板W在x-y平面中之任何方向上之位置校正成為可能。在上文中，展示了基板固持器之兩個實施例，一個實施例具有可在z方向上主動地移動之可移動表面夾持墊，且另一實施例具有可在徑向及/或切向方向上主動地移動之邊緣夾緊器。有可能在單一基板固持器中組合兩個實施例，該單一基板固持器具有可在z方向上移動之兩個表面夾持墊及可在徑向方向上移動之邊緣夾緊器。此類經組合之基板固持器可組合如關於圖2至圖7之實施例所描述之基板固持器SH中之每一者的優點。
上述基板固持器實施例可將基板裝載至不具有裝載銷釘之基板支撐件之支撐表面上。基板支撐件可具有經組態以容納邊緣指形件EFI之凹槽或凹處，使得基板可在被邊緣指形件EFI釋放之前降低並置放於基板支撐件的支撐表面上。
在上述概念的另一實施例中，支撐固持器可具有邊緣指形件EFI而沒有表面夾持墊CP。
可能需要將基板裝載至不具有裝載銷釘且另外不具有邊緣指形件夾緊器EFI之基板固持器上。因此，在一實施例中，基板固持器包含一或多個牽引致動器。可使用牽引致動器墊將基板裝載於不具有EFI之基板固持器上以用於在所有方向上定位基板。牽引致動器墊提供在x、y及Rz方向上對基板之控制，其可與表面夾持墊在z、Rx及Ry方向上之控制組合，藉此在六個自由度中控制基板。牽引致動器為非接觸式墊，且藉助於使用空氣之氣壓或另一介質產生之壓力定位基板之位置。用於牽引致動器墊之空氣或其他介質可經由可提供於基板固持器框架SHF上或基板固持器框架SHF中之多個導管供應或排放。
替代地或另外，基板固持器可經組態以偵測基板在基板固持器上之位置以確保準確的裝載。例如，諸如光學攝影機之偵測器可記錄x、y及Rz上之位置資料以確保基板在基板支撐件之表面上之準確定位。運用此類系統可達到小於3µm量級之準確度。
上文所描述之基板固持器之實施例，尤其當經組態以用於將基板裝載至不具有裝載銷釘的基板支撐件之表面上，及/或經組態以搭配線性載物台位移系統使用時，產生了若干優點。增加了產出率及改良了疊對準確度。時間增益可用於量測更多疊對標記。當無裝載銷釘存在於基板支撐件中時，提供較均勻且平坦之支撐表面，藉此減少誘發之基板不平坦性。改良了基板裝載準確度且藉由基板固持器之較少(邊緣)磨損而增加了基板支撐件之壽命。亦藉由經由消除對裝載銷釘之需求而消除對基板W之接管來防止粒子生成及交叉污染。
在上文中，已描述可用於如圖1中所展示之微影設備LA中的基板固持器SH之不同實施例。基板固持器SH亦可用作載體系統之一部分，以將基板固持於微影生產程序中使用之其他設備中，諸如基板量測或基板檢測器件。當需要基板之受控定位或受控形狀時，基板固持器尤其有益。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中的微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。
儘管可在本文中特定地參考在微影設備之上下文中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備中。本發明之實施例可形成光罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何設備的部分。此等設備可一般被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
儘管上文可能已經特定地參考在光學微影之上下文中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，在上下文允許之情況下，本發明不限於光學微影，且可用於其他應用，例如壓印微影中。
在上下文允許之情況下，可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，其可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如，運算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。例如，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁性儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；傳播信號(例如，載波、紅外信號、數位信號等)之電學、光學、聲學或其他形式及其他。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅為方便起見，且此等動作事實上係由運算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等之其他器件引起，且如此進行可造成致動器或其他器件與實體世界互動。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。上方描述意欲為說明性，而非限制性的。由此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。如以下經編號條項中闡明本發明之其他態樣。 1.     一種將一基板固持於一基板固持位置中之基板固持器，其包含： 一框架， 多個表面夾持器件，其配置於該框架上以在基板之一上表面處夾持一基板，其中該等表面夾持器件各具有待配置於該基板之該上表面上的一夾持墊，該等表面夾持墊可至少在大體上垂直於由該等表面夾持墊固持之一基板之該上表面的一第一方向上相對於彼此移動，及 一或多個致動器，其用以在該第一方向上相對於彼此移動該等表面夾持墊。 2.     如條項1之基板固持器，其中該一或多個致動器包含在該框架與該等夾持墊中之一者之間的一致動器以相對於該框架移動該等夾持墊中之各別一者。 3.     如條項2之基板固持器，其中該一或多個致動器包含在該等夾持墊中之每一者與該框架之間的一致動器以相對於該框架個別地移動每一各別夾持墊。 4.     如條項1之基板固持器，其中該框架係可變形的，其中該一或多個致動器經配置以使該框架變形以使該等表面夾持墊相對於彼此移動。 5.     如前述條項中任一項之基板固持器，其中該等表面夾持墊係非接觸式渦流墊。 6.     如前述條項中任一項之基板固持器，其中該第一方向為一豎直方向。 7.     如前述條項中任一項之基板固持器，其中該等表面夾持墊經組態以在一傾斜範圍內自由地傾斜。 8.     如前述條項中任一項之基板固持器，其中該等表面夾持墊可至少在該豎直方向上相對於彼此移動，且其中該等表面夾持墊經組態以繞一或多個水平軸自由地傾斜。 9.     如前述條項中任一項之基板固持器，其中該基板固持器包含一控制器，該控制器經配置以控制該等表面夾持器件相對於彼此之位置。 10.   如條項9之基板固持器，其中該控制器經配置以控制該等表面夾持器件之該等位置，以適應由該等表面夾持器件固持之該基板之一形狀。 11.   如條項9或10之基板固持器，其中該控制器經配置以控制該等表面夾持器件之該等位置以校正該基板之一翹曲形狀。 12.   如條項9至11中任一項之基板固持器，其中該基板固持器固持或待固持之該基板之一經量測形狀用作該控制器之一輸入，以控制該等表面夾持器件之該等位置，來適應由該等表面夾持器件固持之該基板之一形狀。 13.   如條項9至12中任一項之基板固持器，其中該控制器經配置以個別地啟動該等表面夾持器件以夾持該基板之該上表面。 14.   如前述條項中任一項之基板固持器，其中該一或多個致動器為壓電致動器。 15.   如前述條項中任一項之基板固持器，其中該等表面夾持墊配置於兩個或更多個同心環中。 16.   如條項15之基板固持器，其中每一環之表面夾持墊之數目係相同的。 17.   如條項16之基板固持器，其中不同環之表面夾持墊係以相對於該等環之中心軸具有相同角度的列配置，且其中該等列均勻地繞該等環之圓周分佈。 18.   如前述條項中任一項之基板固持器，其中該基板固持器進一步包含一或多個牽引致動器墊，該一或多個牽引致動器墊經組態以提供在大體上平行於由該等表面夾持墊固持之一基板之該上表面的一平面中之移動。 19.   如條項18之基板固持器，其進一步包含一或多個偵測器，該一或多個偵測器經組態以偵測該基板在該基板固持器上之一位置。 20.   如前述條項中任一項之基板固持器，其中該基板固持器進一步包含三個或更多個邊緣夾緊器以在基板之一圓周邊緣處固持該基板。 21.   如條項20之基板固持器，其中該三個或更多個邊緣夾緊器中之至少一者可在一夾緊方向上個別地移動，其中該夾緊方向在相對於該基板固持位置之一中心軸之徑向方向上延伸，且其中該基板固持器包含一邊緣夾緊器致動器以在該夾緊方向上移動該三個或更多個邊緣夾緊器中之該至少一者。 22.   如條項21之基板固持器，其中該三個或更多個邊緣夾緊器各自可個別地在該夾緊方向上移動，其中每一夾緊方向在同一平面中且在相對於該基板固持位置之徑向方向上延伸。 23.   如條項20至22中任一項之基板固持器，其中該基板固持位置為容納一圓形基板之一圓形空間。 24.   如條項20至23中任一項之基板固持器，其中該基板固持器包含一或多個邊緣偵測器件，該一或多個邊緣偵測器件經組態以偵測該一或多個邊緣夾緊器是否接觸待固持之該基板之該圓周邊緣，其中該基板固持器經配置以在夾緊該基板期間將該一或多個邊緣夾緊器中之每一者朝向該基板之該邊緣移動，且在該一或多個邊緣偵測器件偵測到各別邊緣夾緊器接觸該基板之該圓周邊緣時停止該一或多個邊緣夾緊器中之每一者的移動。 25.   如條項20至24中任一項之基板固持器，其中該一或多個邊緣偵測器件中之每一者包含一感測器器件，該感測器器件經配置以量測一信號，基於該信號可判定該各別邊緣夾緊器是否接觸該基板之該圓周邊緣。 26.   如條項20至25中任一項之基板固持器，其中該一或多個邊緣夾緊器朝向該基板固持位置之該中心軸機械地偏置。 27.   如條項20至26中任一項之基板固持器，其中該一或多個邊緣夾緊器包含一摩擦表面，該摩擦表面待抵靠該基板之該圓周邊緣配置。 28.   如條項27之基板固持器，其中該摩擦表面為凸面狀的。 29.   如條項27或28之基板固持器，其中該摩擦表面為部分圓柱形。 30.   如條項20至29中任一項之基板固持器，其中該基板固持器包含在該基板固持位置之圓周上均勻地分佈之四個邊緣夾緊器。 31.   如條項20至27中任一項之基板固持器，其中該一或多個邊緣夾緊器可至少部分地在大體上切向於該基板固持位置之該中心軸的一旋轉方向上移動。 32.   如條項31之基板固持器，其中該基板固持器包含一控制器，該控制器經配置以致動傾斜致動器以藉由在旋轉方向上移動該等邊緣夾緊器中之一或多者或至少部分地移動該等邊緣夾緊器來調整由邊緣夾緊器固持之該基板的旋轉位置。 33.   如條項21至32中任一項之基板固持器，其中該基板固持器包含一控制器，該控制器經配置以致動該等邊緣夾緊器致動器以藉由同步移動該等邊緣夾緊器來調整由該等邊緣夾緊器固持之該基板的一平移位置。 34.   如前述條項中任一項之基板固持器，其中該基板固持器包含一或多個溫度控制器件以控制該多個表面夾持器件中之一或多者的一溫度。 35.   一種將一基板固持於一基板固持位置中之基板固持器，其包含： 一框架， 三個或更多個邊緣夾緊器，其安裝於框架上以在基板之圓周邊緣處固持基板，其中該三個或更多個邊緣夾緊器中之至少一者可相對於框架在夾緊方向上個別地移動，其中該夾緊方向在相對於基板固持位置的中心軸之徑向方向上延伸，及 一邊緣夾緊器致動器，其用以在該夾緊方向上移動該邊緣夾緊器，及 一或多個邊緣偵測器件，其經組態以偵測一或多個邊緣夾緊器是否接觸待固持之基板之圓周邊緣，其中該基板固持器經配置以在夾緊基板期間將一或多個邊緣夾緊器中之每一者朝向基板之邊緣移動，且在該一或多個邊緣偵測器件偵測到各別邊緣夾緊器接觸基板之圓周邊緣時停止該一或多個邊緣夾緊器中之每一者的移動。 36.   一種用於支撐一基板之載體系統，其包含如前述條項中任一項之基板固持器。 37.   一種微影設備，其包含如條項1至35中任一項之基板固持器。
ACT:壓電致動器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 C:目標部分 CD:連接器件 CEN:中心軸 CON:控制器 CP:表面夾持墊 CS:載體系統 DS:位移系統 EDD:邊緣偵測器件 EE:延伸元件 EFI:邊緣指形件 EGA:邊緣夾緊器致動器 EGR:邊緣夾緊器 FRO:箭頭 FL:撓曲件 GRD:夾緊方向 GRS:夾緊表面 HAC:壓電致動器 IL:照明系統 LA:微影設備 M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MA:圖案化器件 MT:光罩支撐件 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PM:第一定位器 PMS:位置量測系統 PS:投影系統 PSP:支撐板 PW:第二定位器 SH:基板固持器 SHF:基板固持器框架 SO:輻射源 SPR:機械預裝載彈簧 TAC:切向致動器 TAD:切向方向 TCD:溫度控制器件 W:基板 WT:基板支撐件
現在將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中： -  圖1描繪微影設備之示意性概述； -  圖2及圖3示意性地描繪根據本發明之一態樣之基板固持器之第一實施例的橫截面； -  圖3a描繪圖3之細節； -  圖4以仰視圖示意性地描繪圖2及圖3中所展示之基板固持器之表面夾持墊的組態； -  圖5示意性地描繪根據本發明之一態樣之基板固持器之第二實施例的橫截面；及 -  圖6及圖7示意性地描繪根據本發明之另一態樣之基板固持器之一實施例的橫截面及俯視圖。
ACT:壓電致動器
CON:控制器
CP:表面夾持墊
FL:撓曲件
SH:基板固持器
SHF:基板固持器框架
W:基板

Claims (13)

  1. 一種將一基板固持於一基板固持位置中之基板固持器(substrate holder)，其包含：一框架(frame)，多個表面夾持器件(surface clamping devices)，其配置於該框架上以在基板之一上表面處夾持一基板，其中該等表面夾持器件各具有待配置於該基板之該上表面上的一表面夾持墊，該等表面夾持墊可至少在大體上垂直於由該等表面夾持墊固持之一基板之該上表面的一第一方向上相對於彼此移動，及一或多個致動器(actuators)，其用以在該第一方向上相對於彼此移動該等表面夾持墊，該一或多個致動器用於獲得該等表面夾持墊之實際位置的回饋(feedback)，且以此獲得由該等表面夾持墊固持之該基板的一實際形狀，其中該框架係可變形的(deformable)，其中該一或多個致動器經配置以使該框架變形以使該等表面夾持墊相對於彼此移動。
  2. 如請求項1之基板固持器，其中該一或多個致動器包含在該框架與該等夾持墊中之一者之間的一致動器以相對於該框架移動該等夾持墊中之各別一者。
  3. 如請求項2之基板固持器，其中該一或多個致動器包含在該等夾持墊中之每一者與該框架之間的一致動器以相對於該框架個別地移動每一各別 夾持墊。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板固持器，其中該等表面夾持墊可至少在豎直方向上相對於彼此移動，且其中該等表面夾持墊經組態以繞一或多個水平軸自由地傾斜。
  5. 如請求項1至3中任一項之基板固持器，其中該基板固持器包含一控制器，該控制器經配置以控制該等表面夾持器件相對於彼此之位置，以適應由該等表面夾持器件固持之該基板的一形狀。
  6. 如請求項5之基板固持器，其中該基板固持器固持或待固持之該基板之一經量測形狀用作該控制器之一輸入，以控制該等表面夾持器件之該等位置，來適應由該等表面夾持器件固持之該基板之一形狀。
  7. 如請求項1至3中任一項之基板固持器，其中該基板固持器進一步包含一或多個牽引致動器墊，該一或多個牽引致動器墊經組態以提供在大體上平行於由該等表面夾持墊固持之一基板之該上表面的一平面中之移動。
  8. 如請求項7之基板固持器，其進一步包含一或多個偵測器，該一或多個偵測器經組態以偵測該基板在該基板固持器上之一位置。
  9. 如請求項1至3中任一項之基板固持器，其中該基板固持器進一步包含三個或更多個邊緣夾緊器以在基板之一圓周邊緣處固持該基板。
  10. 如請求項9之基板固持器，其中該三個或更多個邊緣夾緊器中之至少一者可在一夾緊方向上個別地移動，其中該夾緊方向在相對於該基板固持位置之一中心軸之徑向方向上延伸，且其中該基板固持器包含一邊緣夾緊器致動器以在該夾緊方向上移動該三個或更多個邊緣夾緊器中之該至少一者。
  11. 如請求項9之基板固持器，其中該基板固持器包含一或多個邊緣偵測器件，該一或多個邊緣偵測器件經組態以偵測該一或多個邊緣夾緊器是否接觸待固持之該基板之該圓周邊緣，其中該基板固持器經配置以在夾緊該基板期間將該一或多個邊緣夾緊器中之每一者朝向該基板之該邊緣移動，且在該一或多個邊緣偵測器件偵測到該各別邊緣夾緊器接觸該基板之該圓周邊緣時停止該一或多個邊緣夾緊器中之每一者的移動。
  12. 如請求項9之基板固持器，其中一或多個邊緣偵測器件中之每一者包含一感測器器件，該感測器器件經配置以量測一信號，基於該信號可判定該各別邊緣夾緊器是否接觸該基板之該圓周邊緣。
  13. 如請求項1至3中任一項之基板固持器，其中該基板固持器包含一或多個溫度控制器件以控制該多個表面夾持器件中之一或多者的一溫度。
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