光刻设备和设备制造方法技术

一种光刻设备和方法，其中使用构图系统来给投射光束在其横截面的图案。通过投射系统把所述光束从照明系统引导在衬底支架上支持的衬底表面的目标部分上。所述目标部分具有相对于所述衬底板的预先确定的空间特征，其适于在所述衬底表面上的所需要曝光的图案。测量所述衬底的温度，并且计算所述衬底对所测量温度的尺寸响应。调整所述目标部分相对于所述衬底板的空间特征以便补偿所计算的尺寸响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光刻设备和一种设备制造方法。
技术介绍
光刻设备是一种把所需要的图案施加到衬底的目标部分上的机器。光刻设备例如可以使用在集成电路(IC)、平板显示器及其它涉及精细结构设备的制造中。在常规的光刻设备中，构图装置，也可以将其称为掩模或标线片(reticle)，可以被用来产生对应于单个层IC(或其它设备)的电路图案，并且可以把该图案成像在衬底(例如，硅片或玻璃板)上的目标部分(例如，一个或几个芯片的一部分)，所述衬底具有辐射敏感材料层(例如，抗蚀剂)。代替掩模，所述构图装置可以包括产生电路图案的单独可控元件的阵列。一般说来，单个衬底包含连续曝光的邻近目标部分的网络。已知的光刻设备包括分档器(stepper)和扫描器，其中分档器通过一次把整个图案曝光在所述目标部分上来辐射每个目标部分，其中扫描仪通过经由在给定方向(“扫描”方向)上的投射光束来扫描所述图案，同时同步地扫描平行于或反平行于该方向的衬底来辐射每个目标部分。应当理解的是，无论光刻设备以步进(stepping)或扫描模式操作，把构图光束引到在所述衬底表面的适当的目标部分上都是重要的。在很多环境中由于一序列的光刻处理步骤把多层结构建立在所述衬底的表面上，因此正确地互相对准在衬底内形成的连续层自然是重要的。从而，非常注意确保准确地知道所述衬底相对于光束投射系统的位置。一般地，这是通过把所述衬底定位在衬底板上的已知方向来实现的，例如通过使所述衬底边缘与在所述衬底板上支持表面结合，继而使用在所述衬底上的参考标记来精确地识别所述衬底相对于所述衬底板的位置。然后使用计量系统来控制在所述衬底和所述光束投射系统之间的相对位移。所述参考标记相对于测量的所有位移建立基准位置。由于衬底尺寸的增加，依赖于在衬底上单个参考标记来精确地确定所述衬底相对于基准位置的位置变得更加困难。为了解决该问题，我们知道把多个参考标记设置在单个衬底上，以便可以在所述投射系统和所述衬底之间出现相对小的位移之后重新校准监视衬底位置的计量系统。然而，在一些应用中这是不可能的，例如在依赖大量液晶装置(LCD)作为图案产生器系统来制造大的平板显示器(FPD)中。在FPD的情况下，设想非常大且薄的玻璃衬底(例如大约1.85×2.2米)具有小于大约1mm的厚度。在每个玻璃衬底上，可以定义几个面板(例如，4、6或9)，每个面板对应于单个产品(例如，计算机监视器屏幕，电视屏幕等等)，其一般具有大约10英寸到大约55英寸(从角到角的对角线测量)的尺寸范围。在单个衬底上的每个面板区域内，排列若干单个的LCD，每个LCD定义单个像素。为了确保高光传输效率并且为了避免视觉上不规则显示的光学效果，在任何一个面板内可以不形成任何对准部件。从而，必须把对准部件排列在所述玻璃衬底的周边以及在邻近面板之间。随着单个面板尺寸的增加，在邻近对准部件之间的距离也在增加。从而，从在所述衬底表面上形成的对准部件中可以获得更少的对准信息。作为在所述投射系统和所述衬底之间位置误差的一个原因是热膨胀。如果在所述衬底表面上制作两个标记，继而增加所述衬底的温度，那么由于热膨胀的原因在那些标记之间的间距将增加。因此，当衬底在一个温度时在所述衬底表面上形成的结构将不能对准于随后形成的结构，如果随后形成的结构是当所述衬底温度改变时稍后曝光的结果的话。在过去通过非常小心地把衬底保持在预先确定的基准温度来解决该问题是众所周知的。然而，实际上这很难实现，特别是对于大的衬底。现在可以实现非常大尺寸的衬底，例如具有两米左右的外径尺寸的衬底。穿过这种尺寸的衬底的微细的温度变化会导致膨胀和收缩，这在例如LCD显示面板环境中是显著的。因此，需要一种系统和方法，其能够在曝光之间准确的对准，而基本上消除或降低由热膨胀所引起的未对准。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种光刻设备，包括照明系统，用于提供辐射的投射光束，构图系统，用来向投射光束给予在其横截面的图案，衬底板，用于支持衬底，和投射系统，用于把形成图案的光束投射在所述衬底表面的目标部分上。所述目标部分具有相对于所述衬底板的预先确定的空间特征，所述空间特征适于在衬底表面上所需要曝光的图案，所述衬底被支持在所述衬底板上预先确定的位置中。所述设备还可以包括测量系统，其测量衬底的温度，用于计算所述衬底对所测量温度的尺寸响应的系统，和用于相对于所述衬底板调整目标部分的空间特征以便补偿所计算的尺寸响应的系统。所述温度测量系统可以包括至少一个传感器，用于测量分布在所述衬底表面中多个区域中的每个上的所述衬底的温度。例如，可以把多个传感器分布在衬底板上，每个传感器感测在所述衬底板上支持的所述衬底的相邻区域的温度，或感测所述衬底板的相邻区域的温度，假设所述衬底和衬底板相邻区域的温度是相同的或者相似的。作为选择，可以把多个传感器分布在位于所述衬底板上的支架上，并且可以把扫描系统布置为可以相对于所述传感器移动所述衬底板，并且测量与每个传感器相邻的所述衬底区域的温度，所述传感器在所述衬底板和所述传感器支架之间的多个相对位置中的每一个处。本专利技术的另一实施例提供了一种设备制造方法包括步骤提供衬底，使用照明系统提供辐射的投射光束，在其横截面给予投射系统以图案，在衬底板上支持所述衬底，以及把辐射的构图光束投射到所述衬底表面的目标部分上。所述目标部分具有相对于所述衬底板的空间特征，其适合于在所述衬底板上预先确定的位置中支持的衬底表面上形成所要求曝光的图案。所述方法还包括步骤测量所述衬底的温度，计算所述衬底对所测量温度的尺寸响应，并且相对于所述衬底板调整所述目标部分的空间特征以便补偿所计算的尺寸响应。本专利技术的进一步实施例提供了一种用于建立衬底对温度变化的尺寸响应模型的方法，包括下列步骤。在所述衬底表面上形成多个对准部件。在所述衬底表面分布所述对准部件，以致对于假定的预先确定的衬底温度，它们的空间分布是预先确定的。测量所述衬底的温度。在所测量的衬底温度中测量所述对准部件的空间分布。根据在预先确定的空间分布和所测量的空间分布之间的差异导出所述尺寸响应的模型。本专利技术的一个或多个实施例可以被用于依赖于各种类型图案产生器的光刻设备。例如，图案产生器使用单独可控制元件的阵列来向所投射的光束给予图案，并且图案产生器使用简单的标线片(例如，掩模)来给予所需要的图案。参考附图下面将详细描述本专利技术的进一步实施例、特征和优点，以及本专利技术各个实施例的结构和操作。附图说明这里结合的并且形成说明书一部分的附图举例说明了本专利技术，并且连同所述描述，还用来解释本专利技术的原理以及用来使相关领域的技术人员能制造并使用本专利技术。图1示出了依照本专利技术实施例的光刻设备。图2示出了依照本专利技术实施例的光刻设备。图3示意地表示了依照本专利技术实施例在衬底上所需要曝光的图案。图4示意地表示了如果衬底温度增加必须怎样修改图3的所需要曝光的图案。图5是举例说明依照本专利技术实施例系统的示意性框图，所述系统用于调整曝光图案以便补偿衬底温度的变化。图6是依照本专利技术实施例的第一传感器阵列的示意性侧视图，所述第一传感器阵列被嵌入到衬底支持板中以便能够测量安装在所述板上的衬底的温度。图7是图6阵列的示意性俯视图。图8是依照本专利技术实施例的第二传感器阵列的示意性侧视图，所述第二传感器阵列安装在衬底支持板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻设备，包括：　　　　照明系统，用于提供辐射的投射光束；　　　　构图系统，用于给出在其横截面具有图案的投射光束；　　　　衬底支架，用于支持衬底；　　　　投射系统，用于把构图光束投射到所述衬底表面的目标部分，所述目标部分相对于所述衬底支架具有预先确定的空间特征，所述空间特征适于在所述衬底支架上预先确定的位置中支持的所述衬底表面上所需要曝光的图案；　　　　温度测量系统，用于测量所述衬底的温度；　　　　计算系统，用于计算所述衬底对所测量温度的尺寸响应；和　　　　调整系统，用于相对于所述衬底支架调整所述目标部分的空间特征以便补偿所计算的尺寸响应。

【技术特征摘要】
US 2004-3-29 10/8110701.一种光刻设备，包括照明系统，用于提供辐射的投射光束；构图系统，用于给出在其横截面具有图案的投射光束；衬底支架，用于支持衬底；投射系统，用于把构图光束投射到所述衬底表面的目标部分，所述目标部分相对于所述衬底支架具有预先确定的空间特征，所述空间特征适于在所述衬底支架上预先确定的位置中支持的所述衬底表面上所需要曝光的图案；温度测量系统，用于测量所述衬底的温度；计算系统，用于计算所述衬底对所测量温度的尺寸响应；和调整系统，用于相对于所述衬底支架调整所述目标部分的空间特征以便补偿所计算的尺寸响应。2.如权利要求1所述的设备，其中所述温度测量系统包括至少一个传感器，用于测量在所述衬底表面分布的多个区域中每一个上的所述衬底温度。3.如权利要求1所述的设备，其中所述温度测量系统包括传感器，在所述衬底支架上分布。4.如权利要求3所述的设备，其中每个传感器感测所述衬底的邻近区域的温度。5.如权利要求3所述的设备，其中每个传感器感测所述衬底支架的邻近区域的温度。6.如权利要求1所述的设备，其中所述温度测量系统包括传感器，分布在位于衬底支架上的传感器支架上；和扫描系统，其被布置成相对于所述传感器移动所述衬底支架并且测量与在所述衬底支架和支架之间多个相对位置中的每一个上的每个传感器相邻的所述衬底区域的温度。7.如权利要求6所述的设备，其中在固定的框架上支持所述传感器，在所述框架下面所述传感器支架是可移动的。8.如权利要求6所述的设备，其中在线性阵列中支持所述传感器，所述线性阵列相对于其中所述衬底支架是可移动的方向横向地延伸。9.如权利要求1所述的设备，其中所述温度测量系统包括衬底温度映射系统，其产生表示在所述衬底的多个区域温度的映射，所述计算系统包括用于产生在衬底支架坐标系中所述衬底的尺寸响应的模型的系统，和所述空间特征调整系统包括用于产生在所述衬底上各点位置相对于所述衬底支架坐标系的变化的映射的系统，其给出在所述衬底的多个区域的映射温度和所述尺寸响应模型，和用于依照位置映射的变化来调整所述目标部分的空间特征以便补偿所计算的尺寸响应的系统。10.如权利要求1所述的设备，其中所述调整系统包括图像校正系统，用于调整光束的横截面形状以便调整所述目标部分的形状。11.如权利要求1所述的设备，其中所述调整系统包括光束对准调整系统，用于调整所述目标部分相对于所述衬底支架的位置。12.如权利要求1所述的设备，其中所述调整系统包括光束放大倍数调整系统，用于调整所述目标部分的尺寸。13.一种设备制造方法，包括使用照明系统发射辐射的投射光束；给投射光束在其横截面上的图案；在衬底支架上支持衬底；把辐射的构图光束投射到所述衬底表面的目标部分，所述目标部分相对于所述衬底支架具有空间特征，所述空间特征适于在所述衬底上预先确定的位置支持的所述衬底表面上所需要曝光的图案；测量所述衬底的温度；计算所述衬底相对于所述测量温度的尺寸响应；以及调整所述目标部分相对于所述衬底支架的空间特征以便补偿所计算的尺寸响应。14.如权利要求13所述的方法，其中在分布于所述衬底表面的多个区域测量所述温度。15.如权利要求13所述的方法，其中用分布在所述衬底支架的多个传感器来测量所述温度并且多个传感器中的每个感测所述衬底的邻近区域的温度。16.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：GW范德菲茨，CQ桂，JCG霍伊纳格斯，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]