使用双平台光刻设备的方法以及光刻设备与流程

使用双平台光刻设备的方法以及光刻设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年2月06日递交的欧洲申请20155876.4的优先权，并且所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
3.本发明涉及使用双平台光刻设备的方法以及光刻设备。


背景技术：

4.光刻设备是一种被构造为将所期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以被例如用于集成电路(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(也经常被称为“设计布局”或“设计”)投影到被设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
5.随着半导体制造过程持续进步，几十年来，在电路元件的尺寸已经不断地减小的同时每器件的功能元件(诸如，晶体管)的量已经在稳定地增加，这遵循着通常称为“摩尔定律(moore’slaw)”的趋势。为了跟上摩尔定律，半导体行业正在寻求能够产生越来越小的特征的技术。为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定被图案化在所述衬底上的特征的最小尺寸。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用极紫外(euv)辐射(具有在4nm至20nm范围内的波长，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可以被用于在衬底上形成与使用例如具有193nm波长的辐射的光刻设备相比更小的特征。
6.在光刻设备的实施例中，所述设备包括两个衬底支撑件，每个衬底支撑件被布置成移动和支撑衬底。所述衬底支撑件可以被定位在测量场和曝光场中，两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件被选择性地定位在所述测量场中，所述测量场用于测量被所述两个衬底支撑件中的相应的衬底支撑件支撑的衬底的特征，两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件在曝光场中被选择性地定位，所述曝光场用于将被所述两个衬底支撑件中的相应的衬底支撑件支撑的衬底曝光至被图案化的辐射束。这样的光刻设备(经常被表示为双平台光刻设备)的优点是可以同时在所述测量场处处理第一衬底且在所述曝光场处处理第二衬底。所述衬底支撑件被交替地用于所述测量场和所述曝光场。因此，所述投影系统在所述曝光场处的空闲时间可以被减少。
7.大部分当前的光刻产品被构造在硅衬底上。然而，对于某些申请(诸如，通常用于硬盘驱动器中的薄膜磁头的构造)，可以使用铝钛碳(altic)衬底。铝钛碳衬底易受温度引发的应力的影响。应力使所述衬底机械地变形且对焦距和重叠具有显著影响。因此，铝钛碳衬底必须与所述衬底支撑件的温度保持平衡以释放所引发的应力。铝钛碳衬底的这种所谓的热弛豫比硅衬底耗时长得多。
8.为了允许所述铝钛碳衬底与所述衬底支撑件的温度保持平衡，所述衬底被装载在定位在所述测量场处的衬底支撑件上，并且热弛豫发生在所述衬底支撑件上。典型地，可能
需要至少20秒的热弛豫时间使位于所述衬底支撑件上的所述衬底充分热弛豫。
9.20秒的热弛豫时间的要求显著地降低了所述光刻设备的生产量，即每小时被处理的衬底的数目。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种使用双平台光刻设备的方法，其中，所述方法包括使衬底进行较长时间的热弛豫的步骤，并且其中，所述热弛豫时间对生产量的消极影响与使用双平台光刻设备的常规方法相比被减小。
11.根据本发明的一方面，提供一种使用双平台光刻设备的方法，其中，所述光刻设备包括：
12.两个衬底支撑件，所述两个衬底支撑件中的每个衬底支撑件被布置成移动和支撑衬底；
13.测量场，所述两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件被选择性地定位在所述测量场中，所述测量场用于测量被所述两个衬底支撑件中的相应的衬底支撑件支撑的衬底的特征；以及
14.曝光场，所述两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件被选择性地定位在所述曝光场中，所述曝光场用于将被所述两个衬底支撑件中的相应的衬底支撑件支撑的衬底曝光至被图案化的辐射束，
15.其中，所述方法包括使被装载在所述两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件上的衬底进行热弛豫的步骤，其中，在所述曝光场处和/或在所述测量场与所述曝光场之间传递时至少部分地执行所述热弛豫。
16.根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，包括：
17.两个衬底支撑件，所述两个衬底支撑件中的每个衬底支撑件被布置成移动和支撑衬底；
18.测量场，所述两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件被选择性地定位在所述测量场中，所述测量场用于测量被所述两个衬底支撑件中的相应的衬底支撑件支撑的衬底的特征；以及
19.曝光场，所述两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件被选择性地定位在所述曝光场中，所述曝光场用于将被所述两个衬底支撑件中的相应的衬底支撑件支撑的衬底曝光至被图案化的辐射束，
20.其中，所述光刻设备包括控制装置，所述控制装置被布置成在使被装载在所述两个衬底支撑件中的一个衬底支撑件上的衬底进行热弛豫的步骤期间，将所述两个衬底支撑件中的相应的衬底支撑件传递至所述曝光场，使得在所述曝光场处和/或在所述测量场与所述曝光场之间传递时至少部分地执行所述热弛豫。
附图说明
21.现在将参考随附的示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
[0022]-图1描绘了光刻设备的示意性概述；
[0023]-图2描绘图1的光刻设备的一部分的详细视图；
[0024]-图3示意性地描绘了位置控制系统；
[0025]-图4示意性地描绘了双平台光刻设备的所述第一衬底支撑件和所述第二衬底支撑件；
[0026]-图5示意性地描绘了在使用双平台光刻设备的常规方法中处理硅衬底的步骤的序列；
[0027]-图6示意性地描绘了在使用双平台光刻设备的常规方法中处理铝钛碳衬底的步骤的序列；
[0028]-图7示意性地描绘了在使用根据本发明的实施例的双平台光刻设备的方法中处理铝钛碳衬底的步骤的序列；
[0029]-图8示意性地描绘依赖于所需的热弛豫时间的图6的序列的生产量和依赖于所需的热弛豫时间的图7的序列的生产量之间的比较。
具体实施方式
[0030]
在本文献中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和euv(极紫外辐射，例如，具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。
[0031]
如本发明中采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广泛地解释为是指可以被用于向入射辐射束赋予被图案化的横截面的通用图案形成装置，所述被图案化的横截面对应于将要在衬底的目标部分中产生的图案。在这种情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射型或反射型、二元、相移、混合型等)以外，其它这样的图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程lcd阵列。
[0032]
图1示意性地描绘了光刻设备la。所述光刻设备la包括：照射系统(也被称为照射器)il，所述照射系统被配置成调节辐射束b(例如，uv辐射、duv辐射或euv辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)mt，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)ma，并且被连接至被配置成根据某些参数来准确地定位图案形成装置ma的第一定位器pm；衬底支撑件(例如，晶片台)wt，所述衬底支撑件被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w，并且被连接至被配置成根据某些参数而准确地定位衬底支撑件的第二定位器pw；以及投影系统(例如，折射型投影透镜系统)ps，所述投影系统被配置成将由图案形成装置ma赋予至辐射束b的图案投影至衬底w的目标部分c(例如，包括一个或更多个管芯的目标部分)上。
[0033]
在操作中，照射系统il例如通过束传递系统bd从辐射源so接收辐射束。所述照射系统il可以包括用于引导、成形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件，或其任何组合。所述照射器il可以被用于调节所述辐射束b以在其位于图案形成装置ma的平面处的横截面中具有期望的空间性强度分布和角强度分布。
[0034]
本发明中使用的术语“投影系统”ps应该被广泛地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、变形型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统或其任何组合。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”ps是同
义的。
[0035]
光刻设备la可以属于如下类型：其中，衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统ps与衬底w之间的空间——这也被称为浸没式光刻术。以引用方式并入本发明中的us6952253中给出关于浸没技术的更多信息。
[0036]
光刻设备la也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件wt(也称为“双平台”)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件wt，和/或可以在对位于衬底支撑件wt中的一个衬底支撑件上的衬底w进行准备衬底w的后续曝光的步骤的同时，将另一衬底支撑件wt上的另一衬底w用于在另一衬底w上曝光图案。
[0037]
除了衬底支撑件wt以外，光刻设备la也可以包括测量平台。
[0038]
所述测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。所述传感器可以被布置成测量投影系统ps的性质或辐射束b的性质。所述测量平台可以保持多个传感器。所述清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的一部分，例如投影系统ps的一部分或系统的提供浸没液体的一部分。
[0039]
所述测量平台可以在所述衬底支撑件wt远离所述投影系统ps时在所述投影系统ps下方移动。
[0040]
在操作中，所述辐射束b入射到保持在所述掩模支撑件mt上的所述图案形成装置(例如，掩模)ma上，并且由图案形成装置ma上呈现的图案(设计布局)来图案化。在已经横穿所述图案形成装置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。借助于所述第二定位器pw和位置测量系统pms，可以准确地移动所述衬底支撑件wt，例如以便在聚焦且对准的位置处在所述辐射束b的路径中定位不同的目标部分c。类似地，所述第一定位器pm和可能地另一位置传感器(在图1中未明确地描绘另一位置传感器)可以被用于相对于所述辐射束b的路径来准确地定位所述图案形成装置ma。可以使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准图案形成装置ma和衬底w。虽然如所图示的所述衬底对准标记p1、p2占据专用目标部分，但所述衬底对准标记p1、p2可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记p1、p2位于所述目标部分c之间时，这些衬底对准标记被称为划线对准标记。
[0041]
为了阐述本发明，使用笛卡儿坐标系。所述笛卡儿坐标系具有三个轴，即x轴、y轴和z轴。所述三个轴中的每个轴与其它两个轴正交。围绕x轴的转动被称为rx转动。围绕y轴的转动被称为ry转动。围绕z轴的转动被称为rz转动。x轴和y轴限定水平面，而z轴沿竖直方向。所述笛卡儿坐标系不限于本发明且仅用于阐述。作为替代，可以使用另一坐标系(诸如，柱面坐标系)来阐述本发明。所述笛卡儿坐标系的定向可以是不同的，例如，使得z轴具有沿水平面的分量。
[0042]
图2示出图1的光刻设备la的一部分的更详细的视图。光刻设备la可以被设置有基部框架bf、平衡质量bm、量测框架mf和振动隔离系统is。所述量测框架mf支撑投影系统ps。另外，所述量测框架mf可以支撑所述位置测量系统pms的一部分。所述量测框架mf由所述基部框架经由所述振动隔离系统is来支撑。所述振动隔离系统is被布置成防止或减少振动从所述基部框架传播至所述量测框架mf。
[0043]
第二定位器pw被布置成通过所述衬底支撑件wt与所述平衡质量bm之间的驱动力来加速所述衬底支撑件wt。所述驱动力沿期望的方向来加速所述衬底支撑件wt。由于动量
守恒，所述驱动力也以相等量值但与所述期望的方向相反的方向施加至所述平衡质量bm。典型地，所述平衡质量bm的质量显著地大于所述第二定位器pw和所述衬底支撑件wt的运动部件的质量。
[0044]
在实施例中，所述第二定位器pw由所述平衡质量bm支撑。例如，其中，所述第二定位器pw包括平面马达，以用于使所述衬底支撑件wt悬浮在所述平衡质量bm上方。在另一实施例中，所述第二定位器pw由所述基部框架bf支撑。例如，其中，所述第二定位器pw包括直线电动机并且其中，所述第二定位器pw包括轴承(如，气体轴承)，以用于使所述衬底支撑件wt悬浮在所述基部框架上方。
[0045]
所述位置测量系统pms可以包括适于确定所述衬底支撑件wt的位置的任何类型的传感器。所述位置测量系统pms可以包括适于确定所述掩模支撑件mt的位置的任何类型的传感器。所述传感器可以是光学传感器，诸如干涉仪或编码器。所述位置测量系统pms可以包括干涉仪和编码器的联合系统。所述传感器可以是另一类型的传感器，诸如磁性传感器、电容传感器或感应传感器。所述位置测量系统pms可以确定相对于参考物(例如，所述量测框架mf或投影系统ps)的位置。所述位置测量系统pms可以通过测量所述位置或通过测量所述位置的时间导数(诸如，速度或加速度)来确定衬底台wt和/或所述掩模支撑件mt的位置。
[0046]
所述位置测量系统pms可以包括编码器系统。根据例如从2006年9月7日递交的美国专利申请us2007/0058173a1而已知编码器系统，所述美国专利申请由此通过引用并入。所述编码器系统包括编码器头、光栅和传感器。所述编码器系统可以接收初级辐射束和次级辐射束。所述初级辐射束以及所述次级辐射束两者都起源于同一辐射束，即原始辐射束。所述初级辐射束和所述次级辐射束中的至少一个辐射束通过用所述光栅来衍射所述原始辐射束而产生。如果所述初级辐射束和所述次级辐射束两者都通过用所述光栅衍射所述原始辐射束而产生，则所述初级辐射束需要具有与所述次级辐射束不同的衍射阶。不同的衍射阶例如是+1阶、-1阶、+2阶和-2阶。所述编码器系统将所述初级辐射束和所述次级辐射束光学地组合成组合辐射束。所述编码器头中的传感器确定所述组合辐射束的相位或相位差。所述传感器基于所述相位或相位差来产生信号。所述信号表示所述编码器头相对于所述光栅的位置。所述编码器头和所述光栅中的一个可以被布置在所述衬底结构wt上。所述编码器头和所述光栅中的另一个可以被布置在所述量测框架mf或所述基部框架上。例如，多个编码器头被布置在所述量测框架mf上，由此光栅被布置在所述衬底支撑件wt的顶表面上。在另一示例中，光栅被布置在所述衬底支撑件wt的底表面上，并且编码器头被布置在所述衬底支撑件wt下方。
[0047]
所述位置测量系统pms可以包括干涉仪系统。干涉仪系统根据例如1998年7月13日递交的美国专利us6,020,964而已知，所述美国专利申请由此通过引用并入。所述干涉仪系统可以包括分束器、反射镜、参考反射镜和传感器。辐射束由所述分束器拆分成参考束和测量束。所述测量束传播至所述反射镜并由所述反射镜反射回到所述分束器。所述参考束传播至所述参考反射镜并由所述参考反射镜反射回到所述分束器。在所述分束器处，所述测量束和所述参考束被组合成组合辐射束。所述组合辐射束入射到所述传感器上。所述传感器确定所述组合辐射束的相位或频率。所述传感器基于所述相位或所述频率来产生信号。所述信号表示所述反射镜的位移。在实施例中，所述反射镜被连接至所述衬底支撑件wt。所述参考反射镜可以被连接至所述量测框架mf。在实施例中，所述测量束和所述参考束通过
额外的光学部件代替所述分束器而被组合成组合辐射束。
[0048]
所述第一定位器pm可以包括长行程模块和短行程模块。所述短行程模块被布置成以较高准确度在较小移动范围上相对于所述长行程模块移动所述掩模支撑件mt。所述长行程模块被布置成以相对较低准确度在较大移动范围上相对于所述投影系统ps移动所述短行程模块。使用所述长行程模块和所述短行程模块的组合，所述第一定位器pm能够以较高准确度在较大移动范围上相对于所述投影系统ps移动所述掩模支撑件mt。类似地，所述第二定位器pw可以包括长行程模块和短行程模块。所述短行程模块被布置成以较高准确度在较小移动范围上相对于所述长行程模块移动所述衬底支撑件wt。所述长行程模块被布置成以相对较低准确度在较大移动范围上相对于所述投影系统ps移动所述短行程模块。使用所述长行程模块和所述短行程模块的组合，所述第二定位器pw能够以较高准确度在较大移动范围上相对于所述投影系统ps移动所述衬底支撑件wt。
[0049]
所述第一定位器pm和所述第二定位器pw各自被设置有分别用于移动所述掩模支撑件mt和所述衬底支撑件wt的致动器。所述致动器可以是用于提供沿单个轴线(例如，y轴)的驱动力的线性致动器。多个线性致动器可以应用于提供沿多个轴线的驱动力。所述致动器可以是用于提供沿多个轴线的驱动力的平面致动器。例如，所述平面致动器可以被布置成以6个自由度移动所述衬底支撑件wt。所述致动器可以是包括至少一个线圈和至少一个磁体的电磁致动器。所述致动器被布置成通过向所述至少一个线圈施加电流来相对于所述至少一个磁体移动所述至少一个线圈。所述致动器可以是磁体移动型致动器，所述磁体移动型致动器具有分别联接至所述衬底支撑件wt和所述掩模支撑件mt的所述至少一个磁体。所述致动器可以是线圈移动型致动器，所述线圈移动型致动器具有分别联接至所述衬底支撑件wt和所述掩模支撑件mt的所述至少一个线圈。所述致动器可以是音圈致动器、磁阻致动器、洛伦兹致动器或压电致动器，或任何其它适合的致动器。
[0050]
所述光刻设备la包括位置控制系统pcs，如图3中示意性地描绘的。所述位置控制系统pcs包括设置点产生器sp、前馈控制器ff和反馈控制器fb。所述位置控制系统pcs向所述致动器act提供驱动信号。所述致动器act可以是所述第一定位器pm或所述第二定位器pw的致动器。所述致动器act驱动设施p，所述设施p可以包括所述衬底支撑件wt或所述掩模支撑件mt。所述设施p的输出是位置量，诸如位置或速度或加速度。用所述位置测量系统pms测量所述位置量。所述位置测量系统pms产生作为表示所述设施p的位置量的位置信号的信号。所述设置点产生器sp产生作为表示所述设施p的期望的位置量的参考信号的信号。例如，所述参考信号表示所述衬底支撑件wt的期望的轨迹。所述参考信号与所述位置信号之间的差形成所述反馈控制器fb的输入。基于所述输入，所述反馈控制器fb为所述致动器act提供所述驱动信号的至少一部分。所述参考信号可以形成所述前馈控制器ff的输入。基于所述输入，所述前馈控制器ff为所述致动器act提供所述驱动信号的至少一部分。所述前馈ff可以利用与所述设施p的动力学特性有关的信息，诸如质量、刚度、共振模式和本征频率。
[0051]
图4示出双平台光刻设备的第一衬底支撑件wt1和第二衬底支撑件wt2的俯视图。所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2各自被布置成支撑衬底。所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2可以在测量场mfi和曝光场efi中移动。设置控制装置con以控制所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2的移动。
[0052]
所述测量场mfi和所述曝光场efi在沿y方向和x方向延伸的定位平面中延伸。在所
述测量场mfi中，所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2可以与一个或更多个第一处理装置配合，以处理分别被所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2支撑的衬底。在所述曝光场efi中，所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2可以与一个或更多个第二处理装置配合，以分别处理被所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2支撑的衬底。所述测量场mfi和曝光场efi沿所述y方向被彼此相邻地布置。
[0053]
在所述曝光场efi中，所述一个或更多个处理装置包括投影系统，所述投影系统被布置成将被图案化的辐射束投影到所述衬底上。所述曝光场efi中的所述一个或更多个处理装置可以例如还包括与安装在所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2中的每个上的像差控制测量传感器和调零部位配合的处理装置。
[0054]
在所述测量场mfi中，可以通过测量传感器来测量衬底的特征。例如，所述衬底的上表面可以由水平传感器测量以确定所述衬底的该上表面的高度映射。该高度映射可以在所述图案化辐射束在所述曝光场efi处投影期间被使用，以改善所述衬底的上表面相对于入射的被图案化的辐射束的定位。另外，在所述测量场mfi处，衬底可以分别被装载至所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2上，以及从所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2卸载。
[0055]
第一位置测量系统pms1被布置成当被定位在所述测量场mfi处时测量所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2的位置。第二位置测量系统pms2被布置成当被定位在所述曝光场efi处时测量所述第一衬底支撑件wt1或所述第二衬底支撑件wt2的位置。所述第一位置测量系统pms1和所述第二位置测量系统pms2是例如干涉仪系统。
[0056]
在图4中，所述第一衬底支撑件wt1被布置在所述测量场mfi处并且所述第二衬底支撑件wt2被布置在所述曝光场efi处。所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2可以在y方向上调换位置，使得所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2可以被交替地用于所述测量场mfi和所述曝光场efi中。
[0057]
图5示出在所述测量场mfi和所述曝光场efi处的所述光刻设备中的硅衬底的常规处理期间的同时活动的序列。所述第一衬底支撑件wt1的位置由虚线表示，并且所述第二衬底支撑件wt2的位置由实线表示。
[0058]
在所述序列开始时，所述第一衬底支撑件wt1被定位在所述测量场mfi中以用于从所述第一衬底支撑件wt1卸载处理后的衬底和将新的衬底装载到所述第一衬底支撑件wt1上的步骤un/lo。在装载新的(待处理的)衬底之后，在步骤mea中通过所述水平传感器测量所述衬底的上表面。该步骤mea还可以包括与所述衬底的上表面的测量相关联的其它任务，诸如对准和控制测量。同时，被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底被布置在所述曝光场efi处，在所述曝光场efi处所述衬底被暴露于被图案化的辐射束，这由步骤exp来表示。该步骤exp还可以包括与将所述衬底曝光至被图案化的辐射束相关联的其它任务，诸如对准和控制测量。
[0059]
通常，装载/卸载步骤un/lo和后续测量步骤mea所需的总时间小于曝光步骤exp所需的时间。因此，在测量步骤之后，在所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2在所述测量场mfi与所述曝光场efi之间被调换位置之前，所述第一衬底支撑件wt1可以具有一些空闲时间idt。
[0060]
所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2的位置调换由步骤tra来表
示。在该位置调换期间，所述第一衬底支撑件wt1从所述测量场mfi被传递至所述曝光场efi，并且所述第二衬底支撑件wt2从所述曝光场efi被传递至所述测量场mfi。
[0061]
在所述第一衬底支撑件wt1与所述第二衬底支撑件wt2的位置调换tra之后，被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底在所述曝光场efi处被曝光至被图案化的辐射束。同时，被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底可以在步骤un/lo中被从所述第二衬底支撑件wt2卸载，并且新的衬底可以被装载到所述第二衬底支撑件wt2上。此后，被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的新的衬底的上表面可以在测量步骤mea中由水平传感器测量。
[0062]
再次，关于所述第二衬底支撑件wt2的装载/卸载步骤un/lo和后续测量步骤mea所需的总时间小于所述第一衬底支撑件wt1上的所述衬底的曝光步骤exp所需的时间。因此，在测量步骤mea之后，在所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2在所述测量场mfi与所述曝光场efi之间被调换位置之前，所述第二衬底支撑件wt2可以具有一些空闲时间idt。
[0063]
当被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底的曝光步骤完成时，执行位置调换tra，由此所述第一衬底支撑件wt1从所述曝光场efi被传递至所述测量场mfi，并且所述第二衬底支撑件wt2从所述测量场mfi被传递至所述曝光场efi。
[0064]
然后，所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2再次被布置在图5中示出的序列的起始位置中，并且上文描述的步骤可以对于后续衬底被重复。
[0065]
大部分当前光刻产品被构造在硅衬底上。硅衬底需要非常小的热弛豫时间，因为硅衬底非常迅速地适应其上装载有所述硅衬底的相应的衬底支撑件wt1、wt2的热状态。在图5的序列中，热弛豫所需的时间未被单独绘制，这是因为该时间非常短。
[0066]
然而，对于某些申请(诸如，通常用于硬盘驱动器中的薄膜磁头的构造)，可以使用铝钛碳(altic)衬底。铝钛碳衬底易受温度引发的应力的影响。应力使所述衬底机械地变形且对焦距和重叠具有显著影响。因此，铝钛碳衬底必须与所述衬底支撑件的温度保持平衡以释放所引发的应力。铝钛碳衬底的这种热弛豫比硅衬底的热弛豫耗时长得多。例如，铝钛碳衬底的热弛豫所需的时间可以大于硅衬底的热弛豫所需的时间的100倍。
[0067]
图6示出在用于铝钛碳衬底的光刻设备中的步骤的序列，所述铝钛碳衬底可能需要多于例如20秒的热弛豫时间。
[0068]
在所述序列开始时，所述第一衬底支撑件wt1被定位在所述测量场mfi中以用于从所述第一衬底支撑件wt1卸载处理后的衬底和将新的衬底装载到所述第一衬底支撑件wt1上的步骤un/lo。在装载所述衬底之后，在执行由所述水平传感器测量所述衬底的上表面的步骤mea之前，执行热弛豫的步骤thr。如先前所指出的，该步骤mea还可以包括与所述衬底的上表面的测量相关联的其它任务，诸如对准和控制测量。在进行热弛豫的步骤thr期间，允许所述衬底与相应的衬底支撑件wt1、wt2的温度保持平衡以释放所引发的应力。
[0069]
同时，被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底被布置在所述曝光场efi处，所述衬底在所述曝光场efi处被暴光于被图案化的辐射束并且执行相关联的任务(由步骤exe来表示)。由于进行热弛豫的步骤thr需要相对长的时间，因此装载/卸载步骤un/lo、进行热弛豫的步骤thr和后续测量步骤mea(包括相关联的任务)所需的总时间显著长于曝光步骤exp所需的时间。因此，在曝光步骤之后，在所述第一衬底支撑件wt1和所述第二衬底支撑件wt2可以在所述测量场mfi与所述曝光场efi之间(在步骤tra中)被调换位置之前，所述第二
衬底支撑件wt2具有大量空闲时间idt。
[0070]
在所述第一衬底支撑件wt1与所述第二衬底支撑件wt2的位置调换tra之后，被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底在所述曝光场efi处被曝光至被图案化的辐射束。同时，被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底可以在步骤un/lo中被从所述第二衬底支撑件wt2卸载，并且新的衬底可以被装载到所述第二衬底支撑件wt2上。此后，在被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的新的衬底的上表面可以在测量步骤mea中由水平传感器测量之前，执行热弛豫的步骤thr。
[0071]
同样，装载/卸载步骤un/lo、进行热弛豫的步骤thr和后续测量步骤mea所需的总时间显著长于曝光步骤exp所需的时间，从而导致在曝光步骤之后、在所述第一衬底支撑件wt1与所述第二衬底支撑件wt2的位置调换tra可以被执行为所述序列的最终步骤之前，所述第二衬底支撑件wt2具有大量空闲时间idt。
[0072]
根据图6中示出的序列，可以得出结论：热弛豫对所述光刻设备的生产量产生显著的消极影响。
[0073]
图7示出根据本发明的实施例的用于铝钛碳衬底的光刻设备的步骤的序列。与图6的序列的主要区别在于：通过在进行热弛豫的步骤thr期间将相应的衬底支撑件wt1、wt2从所述测量场mfi传递至所述曝光场efi并从所述曝光场efi回到所述测量场mfi，在所述曝光场efi处至少部分地执行热弛豫的步骤thr。
[0074]
在图7的序列开始时，所述第一衬底支撑件wt1被定位在所述测量场mfi处以用于从所述第一衬底支撑件wt1卸载处理后的衬底和将新的衬底装载到衬底支撑件wt1上的步骤un/lo。在装载所述衬底之后，直接执行所述第一衬底支撑件wt1与所述第二衬底支撑件wt2的位置调换tra，由此所述第一衬底支撑件wt1被传递至所述曝光场efi，并且所述第二衬底支撑件wt2被传递至所述测量场mfi。在传递期间，已经开始了被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的所述衬底的热弛豫。
[0075]
由于所述第二衬底支撑件wt2的热弛豫的步骤thr已经开始，因此由于所述衬底被较早地装载在所述第二衬底支撑件wt2上，在所述第二衬底支撑件wt2被定位在所述测量场mfi中之后不久可以开始被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底的测量步骤mea。被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底的测量步骤一完成，就再次执行所述第一衬底支撑件wt1与所述第二衬底支撑件wt2的位置调换tra。
[0076]
所述第二衬底支撑件wt2从所述测量场mfi被传递至所述曝光场efi，在所述曝光场efi处所述衬底在曝光步骤exp中被曝光至被图案化的辐射束。在开始该曝光步骤exp时，被支撑在所述第一衬底支撑件wt1(现在再次被定位在所述测量场mfi处)上的衬底的热弛豫的步骤thr仍然继续。在热弛豫的步骤thr之后，可以开始被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底的测量步骤mea。在本实施例中，选择开始测量步骤mea，使得被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底的测量步骤mea和被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底的曝光步骤将大致同时完成。
[0077]
测量步骤mea和曝光步骤exp一完成就执行位置调换tra，由此所述第一衬底支撑件wt1从所述测量场mfi被传递至所述曝光场efi，并且所述第二衬底支撑件wt2从所述曝光场efi被传递至所述测量场mfi。在所述曝光场efi中，被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底在曝光步骤exp中被曝光至被图案化的辐射束。在所述测量场mfi中，被支撑在所述
第二衬底支撑件wt2上的曝光后的衬底在步骤un/lo中从所述第二衬底支撑件wt2被卸载并且新的衬底被装载在所述第一衬底支撑件wt1上。新的衬底一被装载在所述第二衬底支撑件wt2上就开始热弛豫的步骤thr。只要曝光步骤exp相对于被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底被执行，所述第二衬底支撑件wt2就保持在所述测量场mfi处。当曝光步骤exp完成时，可以执行位置调换tra以将所述第二衬底支撑件wt2传递至所述曝光场efi并且将所述第一衬底支撑件wt1传递至所述测量场mfi。在位置调换tra之后，被支撑在所述第一衬底支撑件wt1上的衬底可以被卸载并且新的衬底可以被装载在所述第一衬底支撑件wt1上。同时，在被定位在所述曝光场efi处时被支撑在所述第二衬底支撑件wt2上的衬底的热弛豫可以继续。该最后一个位置调换tra是所述序列的最终步骤。该序列可以被重复以处理另外的衬底。
[0078]
根据图6的序列与图7的序列的比较，可以得出结论：在所述曝光场efi处至少部分地执行热弛豫的步骤thr显著地减少用于处理所述光刻设备中的衬底的步骤的序列的总时间。这对所述光刻设备的生产量具有显著的积极影响。此外，在图7的实施例中，在测量步骤mea或曝光步骤exp之后没有空闲时间，这是因为所有可用时间被有效地用于对应衬底的热弛豫。
[0079]
图8示出曲线图，在该曲线图中，针对两个不同的处理序列比较了依赖于热弛豫所需的时间的、光刻设备中的衬底的生产量(每小时处理的衬底；wph)。虚线示出使用图6的常规处理序列的双平台光刻设备的生产量，并且实线示出使用图7的新颖的处理序列的双平台光刻设备的生产量。
[0080]
可以看出，在相对较低的热弛豫时间的情况下，图6的常规方法具有比图7的处理序列更高的生产量。这至少是在热弛豫的步骤期间将所述衬底从所述测量场mfi移动至所述曝光场efi并将所述衬底从所述曝光场efi移动回到所述测量场mfi的两个位置交换所需的时间的结果。
[0081]
随着热弛豫所需的时间增加，图6的常规序列的生产量将减小，这是因为执行热弛豫的步骤需要额外的时间。由于在图7的序列中，时间已经被用于两个位置调换，因此生产量初始地并不随着热弛豫所需的时间增加而减小，这是因为热弛豫可以在位置调换期间被执行。
[0082]
虚线与实线之间的交点int表示图6的序列与图7的序列导致相同的生产量时的热弛豫所需的时间。对于大于与交点int相关联的热弛豫时间t
thr
(int)的热弛豫时间，随着图7的序列的生产量变得明显大于图6的序列的生产量，用于热弛豫的所述曝光场的时间效率变得清晰。与所述交点int相关联的热弛豫时间t
thr
(int)可以例如在热弛豫所需的时间的5秒至15秒的范围内。
[0083]
在上文中，图7的序列已经被应用以处理铝钛碳衬底。所述方法还可以有利地被应用于可能需要大量热弛豫时间的其它类型的衬底，诸如锑化铟(insb)、锑化镓(gasb)、氮化镓(gan)、氮化铝(aln)、氧化镓(ga2o3)、蓝宝石(α-al2o3)和蓝宝石(κ-al2o3)。
[0084]
在图7的实施例中，衬底的热弛豫的时间是预定时间段。该预定时间段可以例如基于用特定衬底材料进行的实验或校准测量。
[0085]
在另一实施例中，所述衬底的弛豫可以通过测量所述衬底上的对准标记或类似标记的位置来测量。只要所述衬底上的两个对准标记之间的距离增加，就发生热弛豫。当所述
距离不再改变时，热弛豫完成。热弛豫的时间段可以例如在(如所测量的)弛豫低于预定阈值时结束。该方法的优点在于，测量了精确的弛豫，并且可以在通过测量确定了弛豫低于预定阈值之后直接开始测量步骤mea。在该方法中，同一类型的衬底的弛豫所需的时间可以是不同的。这可以具有这样的结果：在处理这些衬底期间可能必须主动调适所述方法中的其它步骤的定时。
[0086]
为了测量热弛豫，可以设置弛豫测量装置rmd，所述弛豫测量装置rmd被配置成在所述衬底的热弛豫的至少一部分期间测量所述衬底的弛豫。图2中示出弛豫测量装置rmd的实施例。这可以是可以被用于确定所述衬底上的对准标记或类似标记之间的距离的现有测量装置，或所述弛豫测量装置rmd可以被设置为单独的装置。所述弛豫测量装置rmd可以被布置在所述测量场mfi处和/或所述曝光场efi处。
[0087]
根据本发明，在所述衬底的热弛豫的至少一部分期间，所述衬底支撑件wt被布置在所述曝光场efi处。当所述衬底支撑件wt被定位在所述曝光场efi处时，所述衬底支撑件wt也可以被用于在所述曝光场处执行额外的步骤，诸如测量图案形成装置性质、图案形成装置对准测量、图案形成装置形状校正测量、或激光功率的测量。在热弛豫的步骤期间执行这些测量还可以导致降低的处理或校准时间，并且因此导致所述光刻设备的较高的生产量。
[0088]
在仅包括一个衬底支撑件的单个平台光刻设备中，因此还可能有益的是，在被支撑在所述衬底支撑件上的衬底的热弛豫期间将所述衬底支撑件传递至所述曝光场以执行额外的步骤(诸如，在所述曝光场处的测量)，使得这些测量不必被单独执行。
[0089]
虽然在本文中可以对光刻设备在ic制造中的使用进行具体参考，但是应理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头，等。
[0090]
虽然在本文中在光刻设备的情境下对本发明的实施例进行具体的参考，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
[0091]
虽然上文已经在光学光刻术的情境下对本发明的实施例的使用进行了具体的参考，但是将理解，在情境允许的情况下，本发明不限于光学光刻术并且可以在其它应用中使用，例如压印光刻术。
[0092]
在情境允许的情况下，可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实施本发明的实施例。本发明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储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(rom)；随机存取存储器(ram)；磁存储介质；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。另外，本文中，可以将固件、软件、例程、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是由计算装置，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的，并且这样做可以使致动器或其它装置与物理世界相互作用。
[0093]
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是将理解，可以以与所描述的不同的方式来实践本发明。上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下文阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。