[发明专利]光刻设备中的衬底水平感测

说明书

公开了一种光刻设备。光刻设备包括：被配置为支撑衬底的衬底台；致动器，其可配置为在基本上平行于衬底的表面的平面中移动衬底台；投射系统，其被配置为用在扫描曝光方向上对准的场对衬底进行图案化；水平传感器，其被配置为使用多个测量点来感测衬底的高度；以及控制器，其被配置为控制致动器以生成衬底与水平传感器之间的相对移动的行程以用于绘制衬底的高度，所述行程相对于扫描曝光方向成小于20度的角度。还公开了绘制衬底的高度的相关方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月20日提交的EP申请20202724.9的优先权，该申请通过参考全部并入本文。

技术领域

本发明涉及光刻设备中的衬底的水平感测。

背景技术

光刻设备是被构造成将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)的图案(通常也被称为“设计布局”或“设计”)投射到提供在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

随着半导体制造工艺的不断进步，遵循一般被称为“摩尔定律”的趋势，电路元件的尺寸被不断减小，而每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数量在几十年内却稳定地增加。为了跟上摩尔定律，半导体工业正在追寻使得能够产生越来越小的特征的技术。为了将图案投射于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定图案化于衬底上的特征的最小尺寸。目前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有在4nm至20nm范围内的波长(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以被用来在衬底上形成较小特征。

在光刻的半导体制造工艺中的一个或多个阶段，可以测量衬底的平坦度。这种测量可以在衬底上的多个位置处被执行，并作为高度图而被存储。高度图可以被用来将衬底的相关目标部分定位在适当的高度处，使得当将图案投射到衬底的目标部分上时，所述目标部分被定位在光刻设备的投射系统(例如，投射透镜)的所需焦距范围内。

确定高度图在本领域中可以被称为“水平感测”。可以使用水平传感器来执行水平感测。水平传感器可以集成到光刻设备中，或者可以是单独的测量装置。例如，通过将测量束投射到衬底上并检测其反射，水平传感器可以利用光学测量。

待感测的衬底可以相对于水平传感器而被移动，以使得能够在多个位置处测量衬底表面的高度，并且因此将其存储为高度图。通常，衬底可以在至少x方向和与x方向正交的y方向上移动，其中x和y方向在基本上平行于衬底表面的平面中。在这种情况下，高度在z方向上是可变的。

然而，高度图在至少一个方向(例如，x方向)上具有有限分辨率。例如，高度图在x方向上的分辨率可以由水平传感器的测量点之间的间距和测量点的尺寸来确定。如此，水平传感器可以有效地忽略驻留在相邻测量点之间的空间内的任何拓扑特征。衬底的未被水平感测检测到的重要拓扑特征可能会导致用于将图案投射到所需焦距范围内的目标部分上的衬底的计算高度的误差。

此外，由于水平感测和衬底的任何后续高度调整是大规模生产半导体制造工艺的一部分，因此所述水平感测必须具有相对短的持续时间。

因此，希望提供一种高灵敏度的水平感测装置，其能够检测所有重要拓扑特征，并且适合于集成到大规模生产半导体制造工艺中。

因此，本公开的至少一个方面的至少一个实施例的目的是消除或至少减轻现有技术的上述缺点中的至少一个缺点。

发明内容