[发明专利]热调节单元、光刻设备以及器件制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月17日递交的美国临时申请61/648,452和于2012年12月13日递交的美国临时申请61/737,002的权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及热调节单元、光刻设备以及器件制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的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：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，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。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

已经提出将光刻投影设备中的衬底浸入到具有相对高折射率的液体(例如水)中，以便充满投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一实施例中，液体是蒸馏水，但是可以使用其他液体。本发明的实施例将参考液体进行描述。然而，其它流体也可能是适合的，尤其是润湿性流体、不能压缩的流体和/或具有比空气高的折射率的流体，期望地，其为具有比水高的折射率的流体。除气体之外的流体尤其是希望的。这样的想法是为了实现更小特征的成像，因为在液体中曝光辐射将会具有更短的波长。(液体的影响也可以被看成提高系统的有效数值孔径(NA)，并且也增加焦深)。还提出了其他浸没液体，包括其中悬浮有固体颗粒(例如石英)的水，或具有纳米悬浮颗粒(例如具有最大尺寸达10nm的颗粒)的液体。悬浮的颗粒可以具有或可以不具有与它们被悬浮所在的液体相似或相同的折射率。合适的其他液体可以包括碳氢化合物，例如芳香烃、氟代烃和/或水合物。

发明内容

衬底在被定位在光刻设备中的衬底台上、以准备曝光或其他操作之前，它一般进行温度调节。目的在于，仅在衬底温度处于想要的温度水平和/或均匀性范围内时，将衬底放置在衬底台上。如果温度不在想要的温度水平和/或均匀性范围内，则这可以导致成像误差(例如重叠误差)和/或其他问题。附加地，如果没有实现想要的温度水平和/或均匀性，这可以导致系统内的热不稳定。

工艺衬底(process substrate)通过轨道输送，衬底在被装载到(可以是轨道、衬底处理器和/或光刻设备的一部分的)温度稳定单元之前通常在激冷板上进行温度调节。在温度稳定单元处衬底被调节以具有想要的温度水平和/或均匀性。附加地，可以进行衬底的预对准。之后衬底通过光刻设备中的衬底处理器被装载到衬底台上。

可以将伪衬底装载到光刻设备中的衬底台上。例如，可以在预调节衬底台和/或校准过程期间使用伪衬底。伪衬底的用途在于，其替代正常衬底使得机器好像衬底在衬底台上一样正常地运行。伪衬底可以不通过轨道输送并且可以不在激冷板上进行调节。伪衬底可以存储在设备中的保持位置内。因此，伪衬底可以直接装载到温度稳定单元上。由此，与工艺衬底相比，伪衬底在它被首先放置在温度稳定单元上时会具有偏离想要的温度水平和/或均匀性的更大的温度偏离。

光刻设备可以允许从源、而非轨道或光刻设备的保持位置装载衬底，并且这样的衬底通常不在激冷板上调节，但是被直接装载到温度稳定单元上。与来自轨道的工艺衬底相比，这样的衬底还可能变化而更多得偏离想要的温度水平和/或均匀性。

问题在于，伪衬底和/或不从轨道装载的衬底可能需要更长的在温度稳定单元上的停留时间，以便实现想要的温度水平和/或均匀性。这导致产量损失，因为衬底在温度稳定单元上的等待时间更长。附加地，温度稳定单元本身的温度在处于伪衬底或没有沿轨道进行处理的衬底之后第一个来自轨道的工艺衬底被放置到温度稳定单元之前可能不能足够快速地恢复。这导致对于在伪衬底或不是从轨道装载的衬底之后的第一批若干个工艺衬底来说，温度稳定单元和衬底温度的温度偏离增大。增大的温度偏离可能导致工艺衬底上的重叠误差。

附加地，温度稳定单元的温度恢复时间期望尽可能小，以便提高通过设备的衬底产量。