DE602005004949T2

DE602005004949T2 - Lithographischer Apparat und Methode zur Herstellung einer Vorrichtung

Info

Publication number: DE602005004949T2
Application number: DE602005004949T
Authority: DE
Inventors: Gustaaf Willem Van Der Feltz; Johan Christiaan Gerard Hoefnagels; Cheng-Qun Gui
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2025-03-16
Also published as: US7561251B2; CN1677246A; DE602005004949D1; KR20060044936A; KR20070058418A; CN1677246B; JP2005286333A; US20050213067A1; EP1582928A1; US8502954B2; SG115813A1; TW200602813A; JP4459850B2; TWI282490B; EP1582928B1; US20100014059A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lithografievorrichtung und ein Herstellungsverfahren für eine Einrichtung.
VERWANDTE TECHNIK
Eine Lithografievorrichtung ist eine Maschine, die eine erwünschte Struktur auf einen Teilabschnitt eines Substrats aufbringt. Lithografievorrichtungen können beispielsweise zum Herstellen von integrierten Schaltungen (ICs), Flachpaneldisplays und anderen Einrichtungen benutzt werden, an denen Feinstrukturen beteiligt sind. In einer herkömmlichen Lithografievorrichtung kann ein Strukturbildungsmittel benutzt werden, man spricht auch von einer Maske oder einem Retikel, um eine Schaltungsstruktur zu erzeugen, die einer Einzelschicht der IC (oder anderen Einrichtung) entspricht, und diese Struktur kann auf einen Zielabschnitt (z. B. einen Teil eines oder mehrerer Dies) auf einem Substrat (z. B. einem Siliciumwafer oder einer Glasplatte) abgebildet werden, das eine strahlungsempfindliche Materialschicht (z. B. Resist) hat. Anstelle einer Maske kann das Strukturbildungsmittel ein Array von einzeln steuerbaren Elementen enthalten, die die Schaltungsstruktur erzeugen.
Im Allgemeinen enthält ein Einzelsubstrat ein Netz von benachbarten Zielabschnitten, die nacheinander belichtet werden. Bekannte Lithografievorrichtungen enthalten Stepper, in denen jeder Zielabschnitt bestrahlt wird, indem eine Gesamtstruktur in einem Zug auf den Zielabschnitt belichtet wird, und Scanner, in denen jeder Zielabschnitt durch Scannen der Struktur durch den Projektionsstrahl in einer gegebenen Richtung (der „Scanrichtung") bestrahlt wird, während das Substrat gleichzeitig parallel oder antiparallel zu dieser Richtung gescannt wird.
Man wird erkennen, dass es unerlässlich ist, den strukturierten Strahl auf den geeigneten Zielabschnitt der Substratoberfläche zu richten, unabhängig davon, ob eine Lithografievorrichtung im Step- oder Scanmodus arbeitet. Unter vielen Umständen werden auf der Oberfläche des Substrats Mehrfachschichtstrukturen aufgebaut als Resultat einer Reihe von lithografischen Verarbeitungsschritten, und es ist natürlich unerlässlich, dass die im Substrat geformten aufeinander folgenden Schichten genau zusammenpassen. So wird große Sorgfalt darauf verwendet, um sicherzustellen, dass die Position des Substrats relativ zum Strahlprojektionssystem genau bekannt ist. Im Allgemeinen wird dies dadurch erreicht, dass das Substrat in einer bekannten Orientierung auf einen Substrattisch positioniert wird, indem beispielsweise eine Kante des Substrats auf eine Substratoberfläche auf dem Substrattisch eingerückt wird und dann unter Verwendung eines Bezugszeichens auf dem Substrat genau bestimmt wird, wo sich das Substrat relativ zum Substrattisch befindet. Ein Metrologiesystem wird dann benutzt, um eine relative Verschiebung zwischen dem Substrat und dem Strahlprojektionssystem zu steuern. Das Bezugszeichen legt eine Bezugsposition fest, auf die sich die Messung aller Verschiebungen bezieht.
Da die Größe der Substrate zugenommen hat, ist es schwerer geworden, sich auf ein einzelnes Bezugszeichen auf dem Substrat zu verlassen, um genau zu bestimmen, wo das Substrat relativ zu einer Bezugsposition positioniert ist. Um dieses Problem anzugehen, hat man bekanntlich mehrfache Bezugszeichen auf ein Einzelsubstrat aufgebracht, sodass das Metrologiesystem, das die Substratposition überwacht, rekalibriert werden kann nach einer relativ kleinen Verschiebung zwischen dem Projektionssystem und dem Substrat. In einigen Anwendungen ist dies jedoch nicht möglich, dass man sich beispielsweise bei der Herstellung von großen Flachpaneldisplays (FPDs) auf große Anzahlen von Flüssigkristalleinrichtungen (LCDs) als ein Strukturerzeugungssystem verlässt. Im Falle von FPDs werden sehr große, dünne Glassubstrate in Betracht gezogen (z. B. ungefähr 1,85 m × 2,2 m) mit einer Dicke von weniger als ungefähr 1 mm. Auf jedem Glassubstrat können mehrere Panels (z. B. 4, 6 oder 9) definiert werden, wobei jedes Panel einem Einzelprodukt entspricht (z. B. einem Computermonitorschirm, einem Fernsehschirm o. Ä.), wobei die Größen gegenwärtig von ungefähr 10 Inch bis ungefähr 55 Inch variieren (diagonal von Ecke zu Ecke gemessen). Innerhalb jeder Panelfläche auf einem Einzelsubstrat werden einzelne LCDs, deren jede einzelne Pixel definiert, als Array angeordnet. Um hohe optische Sendeeffizienz sicherzustellen und unregelmäßige, visuell sichtbare optische Effekte zu vermeiden, können innerhalb eines Panels keine Ausrichtungsmerkmale geformt werden. Deshalb müssen Ausrichtungsmerkmale um die Peripherie des Glassubstrats herum und zwischen benachbarten Panels angeordnet werden. Nimmt die Größe einzelner Panels zu, dann nimmt auch die Entfernung zwischen benachbarten Ausrichtungsmerkmalen zu. So kann aus den Ausrichtungsmerkmalen, die auf der Oberfläche des Substrats geformt sind, weniger Ausrichtungsinformation erworben werden.
Eine Quelle von Positionsfehlern zwischen dem Projektionssystem und dem Substrat ist die Wärmedehnung. Werden auf der Oberfläche des Substrats zwei Zeichen gemacht und wird die Temperatur des Substrats dann erhöht, vergrößert sich als Folge der Wärmedehnung der Abstand zwischen diesen Zeichen. Deshalb wird eine Struktur, die auf einer Oberfläche eines Substrats geformt wird, wenn das Substrat eine bestimmte Temperatur hat, nicht mit einer später geformten Struktur zusammenpassen, falls die später geformte Struktur das Ergebnis einer späteren Belichtung ist und die Temperatur des Substrats sich inzwischen verändert hat. Dies ist ein bekanntes Problem, das früher dadurch in Angriff genommen wurde, dass die Substrate sehr sorgfältig auf einer vorbestimmten Bezugstemperatur gehalten wurden. In der Praxis lässt sich dies jedoch besonders bei großen Substraten nicht leicht erzielen. Es ist jetzt möglich, sehr groß dimensionierte Substrate in Betracht zu ziehen, beispielsweise Substrate mit Außendimensionen der Größenordnung von zwei Metern. Sehr kleine Temperaturunterschiede quer durch Substrate solcher Größe können Expansionen oder Kontraktionen verursachen, die beispielsweise im Zusammenhang mit LCD-Displaypanels wesentlich sind.
Deshalb werden ein System und ein Verfahren benötigt, die genaue Ausrichtung zwischen Belichtungen ermöglichen, während sie durch Wärmeausdehnung verursachte Fehlausrichtung im Wesentlichen eliminieren oder reduzieren.
GB 2321316A offenbart eine lithografische Projektionsvorrichtung mit Messung der Substrattemperatur an Mehrfachpunkten und Anpassung der Substrattemperatur, um Ausrichtungsfehler zu minimieren.
EP 0877297A2 offenbart eine lithografische Projektionsvorrichtung mit Anpassung der Vergrößerung, um Ausrichtungsfehler zu vermeiden, die entweder experimentell in einem Vorbelichtungsscan oder auf der Basis eines Expansionsmodells bestimmt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 definiert. Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Eine oder mehrere Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung können in einer Lithografievorrichtung verwendet werden, wobei man sich auf verschiedene Typen von Strukturgeneratoren verlässt: beispielsweise Strukturgeneratoren, die Arrays von einzeln steuerbaren Elementen benutzen, um dem Projektionsstrahl eine Struktur zu geben, und Strukturgeneratoren, die einfache Retikel (z. B. Masken) benutzen, um eine erwünschte Struktur zu geben.
Weitere Ausführungsarten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, sowie die Struktur und Betriebsweise der verschiedenen Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN/FIGUREN
Die beigefügten Zeichnungen, die hierin eingefügt sind und einen Teil der Patentschrift ausmachen, veranschaulichen die vorliegende Erfindung und dienen in Verbindung mit der Beschreibung außerdem der Erklärung der erfindungsgemäßen Grundsätze und ermöglichen einer in der einschlägigen Technik fachkundigen Person, die Erfindung herzustellen und zu benutzen.
1 veranschaulicht eine Lithografievorrichtung gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht eine Lithografievorrichtung gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Darstellung einer erwünschten Belichtungsstruktur auf einem Substrat gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.
4 stellt schematisch dar, wie die erwünschte Belichtungsstruktur von 3 modifiziert werden muss, falls die Substrattemperatur erhöht wird.
5 ist ein schematisches Blockdiagramm, ein System gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung veranschaulichend, das eine Belichtungsstruktur anpasst, um für Änderungen der Substrattemperatur zu kompensieren.
6 ist eine schematische Seitenansicht eines ersten Sensorarrays, das in einen Substratträgertisch eingebettet ist, um das Messen der Temperatur eines auf den Tisch montierten Substrats gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
7 ist eine schematische Draufsicht des Arrays von 6.
8 ist eine schematische Seitenansicht eines zweiten Sensorarrays, das über einem Substratträgertisch montiert ist, um das Messen der Temperatur eines auf den Tisch montierten Substrats gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
9 ist eine schematische Draufsicht der Arrays von 8.
Die vorliegende Erfindung wird jetzt mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen können gleiche Bezugszahlen identische oder funktionell ähnliche Elemente bezeichnen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
ÜBERSICHT UND TERMINOLOGIE
Der Terminus „Array von einzeln steuerbaren Elementen", wie er hier gebraucht wird, sollte ungefähr dahingehend interpretiert werden, dass er sich auf eine Einrichtung bezieht, die dazu benutzt werden kann, um einen ankommenden Strahl mit einem strukturierten Querschnitt zu versehen, sodass in einem Zielabschnitt des Substrats eine erwünschte Struktur erzeugt werden kann. Die Termini „Lichtventil" und „räumlicher Lichtmodulator" (SLM) können in diesem Zusammenhang auch benutzt werden. Beispiele solcher Strukturtereinrichtungen werden unten erörtert.
Ein programmierbares Spiegelarray kann eine matrixadressierbare Oberfläche umfassen mit einer viskoelastischen Steuerschicht und einer reflektierenden Oberfläche. Das Grundprinzip hinter einer solchen Vorrichtung besteht darin, dass beispielsweise adressierte Bereiche der reflektierenden Oberfläche einfallendes Licht als gebeugtes Licht reflektieren, während nicht adressierte Bereiche einfallendes Licht als ungebeugtes Licht reflektieren. Unter Verwendung eines geeigneten Raumfilters kann das ungebeugte Licht aus dem reflektierten Strahl herausgefiltert werden, sodass nur das gebeugte Licht das Substrat erreicht. Auf diese Weise wird der Strahl strukturiert gemäß der Adressierstruktur der matrixadressierbaren Oberfläche.
Man wird erkennen, dass das Filter als Alternative das gebeugte Licht ausfiltern kann, sodass das ungebeugte Licht zurückbleibt und das Substrat erreicht. Ein Array von Einrichtungen eines beugenden optischen mikroelektromechanischen Systems (MEMS) kann auch auf eine entsprechende Weise benutzt werden. Jede beugende optische MEMS-Einrichtung kann eine Vielzahl von reflektierenden Bändern enthalten, die relativ zueinander deformiert werden können, um ein Gitter zu bilden, das einfallendes Licht als gebeugtes Licht reflektiert.
Eine weitere alternative Ausführungsart kann ein programmierbares Spiegelarray enthalten, das eine Matrixanordnung von winzigen Spiegeln einsetzt, deren jeder einzeln um eine Achse geschwenkt werden kann durch Anlegen eines geeigneten lokalisierten elektrischen Feld oder durch den Einsatz eines piezoelektrischen Betätigungsmittels. Wieder sind die Spiegel matrixadressierbar, sodass adressierte Spiegel einen ankommenden Strahl in eine verschiedene Richtung zu nicht adressierten Spiegeln reflektieren; auf diese Weise wird der reflektierte Strahl gemäß der Adressierstruktur der matrixadressierbaren Spiegel strukturiert. Die erforderliche Matrixadressierung kann unter Verwendung geeigneter Elektronikmittel ausgeführt werden.
In beiden der hier oben beschriebenen Situationen kann das Array von einzeln steuerbaren Elementen ein oder mehrere programmierbare Spiegelarrays umfassen. Mehr Information über Spiegelarrays als hier erwähnt wird kann beispielsweise den US-Patenten US 5296891 und US5523193 und den PCT-Patentanmeldungen WO 98/38597 und WO 98/33096 entnommen werden.
Ein programmierbares LCD-Array kann auch benutzt werden. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion findet sich im US-Patent US 5229872 .
Man sollte erkennen, dass bei Verwendung von Vor-Vorspannung von Merkmalen, Korrekturmerkmalen optischer Annäherung, Phasenvariationstechniken und Mehrfachbelichtungstechniken beispielsweise die auf dem Array von einzeln steuerbaren Elementen „dargestellte" Struktur wesentlich von der Struktur abweichen kann, die schließlich auf eine Substratschicht oder auf das Substrat übertragen wird.
Auf ähnliche Weise muss die schließlich auf dem Substrat erzeugte Struktur nicht der Struktur entsprechen, die zu irgendeinem Zeitpunkt auf dem Array von einzeln steuerbaren Elementen geformt wird. Dies kann in einer Anordnung der Fall sein, in der die schließlich auf jedem Teil des Substrats geformte Struktur während einer gegebenen Zeitperiode oder einer gegebenen Anzahl von Belichtungen aufgebaut wird, während denen sich die Struktur auf dem Array von einzeln steuerbaren Elementen und/oder die relative Position des Substrats ändert.
Obwohl in diesem Text speziell auf die Verwendung von Lithografievorrichtungen bei der Herstellung von ICs Berg genommen werden kann, sollte verstanden werden, dass die hierin beschriebene Lithografievorrichtung andere Anwendungen haben kann wie beispielsweise die Herstellung von DNA-Chips, MEMS, MOEMS, integrierten optischen Systemen, Führungs- und Detektionsstrukturen für magnetische Domänenspeicher, Flachpaneldisplays, Dünnschicht-Magnetköpfen usw. Kundige Fachleute werden erkennen, dass im Zusammenhang mit solchen alternativen Anwendungen ein Gebrauch der Termini „Wafer" oder „Die" hierin als synonym mit den allgemeineren Termini „Substrat" bzw. „Zielabschnitt" angesehen werden kann. Das hierin erwähnte Substrat kann vor oder nach der Belichtung verarbeitet werden, beispielsweise in einer Spur (ein Werkzeug, das typischerweise eine Resistschicht auf ein Substrat aufbringt und den belichteten Resist entwickelt) oder ein Metrologie- oder Prüfwerkzeug. Wo anwendbar, kann die Offenbarung hierin auf solche und andere Substratverarbeitungswerkzeuge angewendet werden. Außerdem kann das Substrat mehr als einmal verarbeitet werden, um beispielsweise eine Mehrschicht-IC zu erzeugen, sodass der hierin benutzte Terminus Substrat sich auch auf ein Substrat beziehen kann, dass schon mehrere verarbeitete Schichten enthält.
Die hierin benutzten Termini „Strahlung" und „Strahl" umfassen alle Arten elektromagnetischer Strahlung, einschließlich Ultraviolett(UV)-Strahlung, (z. B. mit einer Wellenlänge von 365, 248, 193, 157 oder 126 nm) und Extrem-Ultraviolett(EUV)-Strahlung (z. B. mit einer Wellenlänge im Bereich von 5–20 nm), sowie Partikelstrahlen wie beispielsweise Ionenstrahlen oder Elektronenstrahlen.
Der hierin benutzte Terminus „Projektionssystem" sollte ungefähr als verschiedene Projektionssystemtypen umfassend interpretiert werden, lichtbrechende optische Systeme, reflektierende optische Systeme und katadioptrische optische Systeme eingeschlossen, die je nach Eignung beispielsweise für die Belichtungsstrahlung benutzt werden oder für andere Faktoren wie die Verwendung eines Immersionsfluids oder die Verwendung eines Vakuums. Ein Gebrauch des Terminus „Linse" kann hierin als synonym mit dem allgemeineren Terminus „Projektionssystem" angesehen werden.
Das Beleuchtungssystem kann auch verschiedene Typen optischer Bauteile umfassen, einschließlich lichtbrechender, reflektierender und katadioptrischer optischer Bauteile zur Lenkung, Formgebung oder Steuerung des Projektionsstrahls, und solche Bauteile können unten kollektiv oder einzeln auch „Linse" genannt werden.
Die Lithografievorrichtung kann ein Typ sein mit zwei (z. B. Dual-Stage) oder mehr Substrattischen (und/oder zwei oder mehr Maskentischen). In solchen „Mehrfachstufen"-Maschinen können die zusätzlichen Tische parallel benutzt werden, oder es können auf einem oder mehreren Tischen vorbereitende Schritte ausgeführt werden, während ein oder mehrere andere Tische zur Belichtung benutzt werden.
Die Lithografievorrichtung kann auch ein Typ sein, worin das Substrat in ein Fluid mit einer relativ hohen Brechzahl (z. B. Wasser) eingetaucht wird, um so einen Raum zwischen dem letzten Element des Projektionssystems und dem Substrat zu füllen. Immersionsfluids können auch auf andere Räume in der Lithografievorrichtung angewendet werden, beispielsweise zwischen der Maske und dem ersten Element des Projektionssystems. Immersionstechniken sind im Fachgebiet dafür bekannt, die numerische Apertur des Projektionssystems zu erhöhen.
Außerdem kann die Vorrichtung mit einer Fluidverarbeitungszelle ausgerüstet sein, um Wechselwirkungen zwischen einem Fluid und bestrahlten Teilen des Substrats zu ermöglichen (z. B., um selektiv Chemikalien an das Substrat zu binden oder die Oberflächenstruktur des Substrats zu modifizieren).
LITHOGRAFISCHE PROJEKTIONSVORRICHTUNG
1 veranschaulicht schematisch eine lithografische Projektionsvorrichtung 100 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsart. Die Vorrichtung 100 enthält mindestens ein Strahlungssystem 102 (z. B. EX, IL (z. B. AM, IN, CO usw.) usw.), ein Array von einzeln steuerbaren Elementen PPM 104, einen Objekttisch WT 106 (z. B. einen Substrattisch) und ein Projektionssystem („Linse") PL 108.
Das Strahlungssystem 102 kann dazu benutzt werden, um einen Projektionsstrahl PB 110 der Strahlung (z. B. UV-Strahlung) bereitzustellen, was in diesem Fall auch eine Strahlungsquelle LA 112 umfasst.
Das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 (z. B. ein programmierbares Spiegelarray) kann zum Aufbringen einer Struktur an den Projektionsstrahl 110 benutzt werden. Im Allgemeinen kann die Position des Arrays von einzeln steuerbaren Elementen 114 relativ zum Projektionssystem 108 fixiert werden. In einer alternativen Anordnung kann jedoch ein Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 an eine Positioniereinrichtung (nicht gezeigt) angeschlossen sein zum genauen Positionieren relativ zum Projektionssystem 108. Wie hier veranschaulicht ist, sind einzeln steuerbare Elemente 114 ein reflektierender Typ (z. B. haben sie ein reflektierendes Array von einzeln steuerbaren Elementen).
Der Objekttisch 106 kann mit einem Substrathalter (nicht speziell gezeigt) zum Halten eines Substrats W 114 (z. B. eines mit Resist beschichteten Siliciumwafers oder Glassubstrats) versehen sein, und der Objekttisch 106 kann an die Positioniereinrichtung PW 116 zum genauen Positionieren des Substrats 114 relativ zum Projektionssystem 108 angeschlossen sein.
Das Projektionssystem (z. B. eine Linse) 108 (z. B. ein Quarz- und/oder CaF₂-Linsensystem oder ein katadioptrisches System, das aus solchen Materialien hergestellte Linsenelemente umfasst, oder ein Spiegelsystem) kann zum Projizieren des vom Strahlteiler 118 empfangenen strukturierten Strahls auf einen Zielabschnitt C 120 (z. B. ein Die oder mehrere Dies) des Substrats 114 benutzt werden. Das Projektionssystem 108 kann ein Bild des Arrays von einzeln steuerbaren Elementen 114 auf das Substrat 114 projizieren. Als Alternative kann das Projektionssystem 108 Bilder sekundärer Quellen projizieren, für die die Elemente des Arrays von einzeln steuerbaren Elementen 114 als Blenden fungieren. Das Projektionssystem 108 kann auch ein Mikrolinsenarray (MLA) umfassen, um die sekundären Quellen zu bilden und Mikrospots auf das Substrat 114 zu projizieren.
Die Quelle 112 (z. B. ein Excimerlaser) kann einen Strahl 122 erzeugen. Dieser Strahl 122 wird in ein Beleuchtungssystem (Illuminator) IL 124 geleitet, entweder direkt oder nach Durchlaufen der Konditionierungseinrichtung 126 wie beispielsweise eines Strahlaufweiters Ex. Der Illuminator 124 kann eine Anpassungseinrichtung AM 128 umfassen zum Anpassen der äußeren und/oder inneren Radialausdehnung (gewöhnlich als σ-außen bzw. σ-innen bezeichnet) der Intensitätsverteilung im Strahl 122. Zusätzlich wird er im Allgemeinen verschiedene andere Bauteile umfassen, wie beispielsweise einen Integrator IN 130 und einen Kondensor CO 132. Auf diese Weise hat der Strahl 110, der auf das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 auftrifft, eine erwünschte Gleichförmigkeit und Intensitätsverteilung in seinem Querschnitt.
Man sollte mit Bezug auf 1 beachten, dass die Quelle 112 innerhalb des Gehäuses der lithografische Projektionsvorrichtung 100 angeordnet sein kann (wie oft der Fall ist, wenn die Quelle 112 beispielsweise eine Quecksilberlampe ist). In alternativen Ausführungsarten kann die Quelle 112 auch entfernt von der lithografischen Projektionsvorrichtung 100 angeordnet sein. In diesem Fall würde der Strahl 122 in die Vorrichtung 100 geleitet werden (z. B. mit Hilfe eines geeigneten Leitspiegels). Dieses letztere Szenario ist oft der Fall, wenn die Quelle 112 ein Excimerlaser ist. Man sollte auch erkennen, dass beide dieser Szenarios innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden.
Der Strahl 110 überstreicht anschließend das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114, nachdem er unter Verwendung des Strahlteilers 118 geleitet wurde. Nachdem er durch das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 reflektiert wurde, geht der Strahl 110 durch das Projektionssystem 108, das den Strahl 110 auf den Zielabschnitt 120 des Substrats 114 fokussiert.
Mit Hilfe der Positioniereinrichtung 116 (und der optional interferometrischen Messeinrichtung IF 134 auf der Grundplatte BP 136, die über den Strahlteiler 140 interferometrische Strahlen 138 empfangt), kann der Substrattisch 106 genau bewegt werden, um verschiedene Zielabschnitte 120 im Pfad des Strahls 110 zu positionieren. Wo sie verwendet wird, kann die Positioniereinrichtung für das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 zum genauen Korrigieren der Position des Arrays von einzeln steuerbaren Elementen 114 relativ zum Pfad des Strahls 110 beispielsweise während eines Scans benutzt werden. Im Allgemeinen wird das Bewegen des Objekttischs 106 mit Hilfe eines langhubigen Moduls (Kurspositionierung) und eines kurzhubigen Moduls (Feinpositionierung) ausgeführt, die in 1 nicht explizit dargestellt sind. Ein ähnliches System kann auch dazu benutzt werden, um das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 zu positionieren. Man wird erkennen, dass der Projektionsstrahl 110 alternativ/zusätzlich beweglich sein kann, während der Objekttisch 106 und/oder das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 eine feste Position haben können, um die erforderliche relative Bewegung bereitzustellen.
In einer alternativen Konfiguration der Ausführungsart kann der Substrattisch 106 fixiert sein, wobei das Substrat 114 über den Substrattisch 106 beweglich ist. Wo dies gemacht wird, wird der Substrattisch 106 mit einer Vielzahl von Öffnungen auf einer ebenen obersten Oberfläche versehen, wobei Gas durch die Öffnungen geleitet wird, um ein Gaskissen bereitzustellen, das das Substrat 114 tragen kann. Dies wird herkömmlicherweise als eine Luftlageranordnung bezeichnet. Das Substrat 114 wird über den Substrattisch 106 bewegt unter Verwendung von einem oder mehreren Aktoren (nicht gezeigt), die das Substrat 114 relativ zum Pfad des Strahls 110 genau positionieren können. Als Alternative kann das Substrat 114 über den Substrattisch 106 bewegt werden durch selektives Starten und Stoppen des Gasdurchflusses durch die Öffnungen.
Obwohl die Lithografievorrichtung 100 gemäß der Erfindung hierin dahingehend beschrieben wird, dass sie einen Resist auf einem Substrat belichten soll, wird man erkennen, dass die Erfindung nicht auf diese Verwendung beschränkt ist und dass die Vorrichtung 100 dazu benutzt werden kann, um einen strukturierten Projektionsstrahl 110 zur Verwendung in widerstandloser Lithografie zu projizieren.
Die dargestellte Vorrichtung 100 kann in vier bevorzugten Modi benutzt werden:

1. Schrittmodus: Die gesamte Struktur auf dem Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 wird in einem Zug (d. h. einem einzelnen „Blitz") auf einen Zielabschnitt 120 projiziert. Der Substrattisch 106 wird dann in den x- und/oder y-Richtungen in eine verschiedene Position bewegt, damit ein verschiedener Zielabschnitt 120 durch den Strahl 110 bestrahlt wird.
2. Scanmodus: im Wesentlichen derselbe wie der Schrittmodus, nur dass ein gegebener Zielabschnitt 120 nicht durch einen einzelnen „Blitz" belichtet wird. Stattdessen ist das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 in einer gegebenen Richtung (der sogenannten „Scanrichtung", z. B. der y-Richtung) mit einer Geschwindigkeit v beweglich, wodurch verursacht wird, dass der Projektionsstrahl 110 über das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 scannt. Dabei wird der Substrattisch 106 gleichzeitig in dieselbe oder die entgegengesetzte Richtung mit einer Geschwindigkeit V = Mv bewegt, wo M die Vergrößerung des Projektionssystem 108 ist. Auf diese Weise kann ein relativ großer Zielabschnitt 120 belichtet werden, ohne bei der Auflösung einen Kompromiss eingehen zu müssen.
3. Impulsmodus: Das Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 wird im Wesentlichen stationär gehalten, und die gesamte Struktur wird auf einen Zielabschnitt 120 des Substrats projiziert unter Verwendung eines gepulsten Strahlungssystems 102. Der Substrattisch 106 wird mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bewegt, wodurch verursacht wird, dass der Projektionsstrahl 110 eine Linie quer durch das Substrat 106 scannt. Die Struktur auf dem Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 wird zwischen Impulsen des Strahlungssystems 102 wie erforderlich aktualisiert, und die Impulse werden getimt, sodass aufeinanderfolgende Zielabschnitte 120 an den erforderlichen Positionen auf dem Substrat 114 belichtet werden. Deshalb kann der Projektionsstrahl 110 quer durch das Substrat 114 scannen, um die gesamte Struktur für einen Streifen des Substrats 114 zu belichten. Das Verfahren wird wiederholt, bis das gesamte Substrat 114 Linie um Linie belichtet worden ist.
4. Kontinuierlicher Scanmodus: im Wesentlichen derselbe wie der Impulsmodus, nur dass ein im Wesentlichen konstantes Strahlungssystem 102 verwendet wird und die Struktur auf dem Array von einzeln steuerbaren Elementen 114 aktualisiert wird, wenn der Projektionsstrahl 110 quer durch das Substrat 114 scannt und es belichtet.

Kombinationen und/oder Variationen der oben beschriebenen Verwendungsmodi oder völlig verschiedene Verwendungsmodi können auch eingesetzt werden.
EXEMPLARISCHE ABBILDUNGSANORDNUNGEN
2 stellt eine lithografische Projektionsvorrichtung 200 schematisch dar gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 200 enthält eine Lichtquelle 202 (SO), die einen Strahl 204 erzeugt, der an einem Illuminator 206 (IL) empfangen wird. Der Illuminator 206 schickt einen Strahl an einen durchlässigen Strukturgenerator 208 (M) (z. B. eine Maske, ein Retikel, einen räumlichen Lichtmodulator o. Ä.). Ein strukturierter Strahl wird so vom durchlässigen Strukturgenerator 208 an ein Projektionssystem 210 (PL) gesendet und dann zur Oberfläche eines Substrats 212 (W), das auf einem Substrattisch 214 (WT) getragen wird, der unter dem Projektionssystem 210 verschiebbar ist.
Obwohl beide Ausführungsarten in 1 und 2 unten erörtert werden, werden, falls nicht anderweitig angemerkt, nur die Bezugsnummern für 1 benutzt, um die Erörterung zu erleichtern.
In den Ausführungsarten von 1 und 2 ist dem strukturierten Strahl in seinem Querschnitt eine Struktur erteilt worden, die für eine erwünschte Belichtungsstruktur auf der Oberfläche des Substrats 114 geeignet ist. Dieser Strahl hat räumliche Eigenschaften, beispielsweise Position und Größe, in einem X,Y-Koordinatensystem, das relativ zum Substrattisch 106 definiert ist, auf dem das Substrat 114 positioniert ist. Das Substrat 114 ist in einer vorbestimmten Position auf dem Substrattisch 106 angeordnet, und der strukturierte Strahl wird auf das Substrat 114 projiziert, wobei vorausgesetzt wird, dass das Substrat 114 tatsächlich die geeignete vorbestimmte Position einnimmt. Falls das Substrat 114 nicht die angemessene vorbestimmte Position einnimmt, dann wird der Zielabschnitt natürlich nicht korrekt auf dem Substrat 114 positioniert sein. Dementsprechend ist es unerlässlich, dass das Substrat 114 auf dem Substrattisch 106 angemessen positioniert ist unter Verwendung verschiedener Techniken, die Durchschnittsfachleuten bekannt sind, um die angemessene Positionierung des Substrats auf den Substrattischen sicherzustellen.
EXEMPLARISCHE AUSWIRKUNGEN AUF DIE ZIELPOSITION WEGEN WÄRMEDEHNUNG
3 zeigt ein auf einen Substrattisch 2 montiertes Substrat 1 gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Ein dem Substrattisch 2 entsprechendes Koordinatensystem hat einen Ursprung 0 und Achsen x, y. Vorausgesetzt, dass erwünscht ist, einen Zielabschnitt 3 (z. B. ein Gebiet mit einem vorbestimmten Durchmesser und vorbestimmter Position relativ zum Substrat 1) auf der Substratoberfläche 5 zu belichten, ist es erforderlich, den Strahl angemessen zu strukturieren und den strukturierten Strahl relativ zum Substrat 1 zu positionieren, sodass der richtige Abschnitt des Substrats 1 belichtet wird. Dazu ist erforderlich, dass das Substrat 1 relativ zum Substrattisch 2 eine vorbestimmte Position einnimmt.
In einer Ausführungsart wird die Positionierung unter Verwendung eines Bezugszeichens am Punkt P1 (durch ein Kreuz angezeigt) gemacht, der auf der Oberfläche 5 des Substrats 1 bereitgestellt ist, und einer Kante, beispielsweise der Kante 4, die in der X-Richtung ausgerichtet werden kann durch Festklemmen des Substrats 1 gegen geeignete Anschlage am Substrattisch 2. Bei gegebenen Dimensionen des Substrats 1 kann jeder Punkt auf dem Substrat 1 dann im x, y-Koordinatensystem des Substrattischs 2 auf den Bezugspunkt P1 bezogen werden. Beispielsweise kann der Zielabschnitt 3, der belichtet werden soll, durch Bezug auf einen Punkt P2, der seinen Mittelpunkt definiert, und einen vom Punkt P2 gezeichneten Radius definiert werden.
Falls der Zielabschnitt 3 auf dem Substrat 1 richtig positioniert werden soll, beispielsweise relativ zu Oberflächenstrukturen im Substrat 1, die ein Resultat vorhergehender Belichtungsschritte sind, dann ist es wesentlich, dass die Dimensionen des Substrats 1 bekannt sind. Diese Information kann dazu benutzt werden, um die Position des Zielabschnitts 3 angemessen zu bestimmen. Wie oben erörtert wurde, kann jedoch das Substrat 1 der Wärmedehnung ausgesetzt sein, was in herkömmlichen Systemen große Anstrengungen erforderte, um sicherzustellen, dass das Substrat 1 immer eine vorbestimmte Bezugstemperatur hat, beispielsweise 20°C. Beispielsweise veranschaulicht 4, was geschieht, wenn das Substrat 1 eine Temperatur über der vorbestimmten Bezugstemperatur hat.
Auf 4 Bezug nehmend, wird der Zielabschnitt 3 an der Position gezeigt, die im X,Y-Koordinatensystem des Substrattischs 2 relativ zum Bezugspunkt P1 gemessen ist. Falls jedoch das Substrat 1 expandiert, dann kann sich der Zielabschnitt 3 ein Stück weiter weg vom Bezugspunkt P1 bewegen, beispielsweise zum Gebiet 3' mit dem Punkt P3 als Mittelpunkt, wie er im Koordinatensystem des Substrattischs definiert ist. Obwohl dieser Effekt in 4 stark übertrieben ist, wird man erkennen, dass beim Reduzieren der wesentlichen Dimensionen der erforderlichen Substratmerkmale und beim Vergrößern der Substratgrößen wirkliche Probleme auftreten können, die zu einer schwerwiegenden Strukturfehlausrichtung führen können, sogar dann, wenn nur geringe Temperaturschwankungen von der Größenordnung von Bruchteilen eines Grads auftreten. Diese durch Wärmedehnung erzeugte Fehlausrichtung kann durch die mit Bezug auf 5–9 erörterten Techniken wesentlich reduziert oder eliminiert werden.
EXEMPLARISCHES VERFAHREN ZUR KOMPENSATION FÜR WÄRMEDEHNUNG
Obwohl die beiden Ausführungsarten in 1 und 2 unten erörtert werden, werden, falls nicht anderweitig angemerkt, nur die Bezugsnummern für 1 benutzt, um die Erörterung zu erleichtern.
5 stellt ein Mess- und Angleichungsverfahren 500 gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung schematisch dar. In dieser Ausführungsart wird eine genaue Messung der Temperatur des Substrats 114 benutzt, um das System 100 dazu anzupassen, die detektierte Temperaturschwankungen zu berücksichtigen. Man sollte erkennen, dass trotzdem keine Mühe gescheut wird, um eine stabile und vorbestimmte Bezugssubstrattemperatur aufrechtzuerhalten; aber das System nach den unten beschriebenen Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung kompensiert für Schwankungen dieser Bezugstemperatur. In Schritt 6 wird die Substratposition auf einem Substrattisch bestimmt, beispielsweise durch Laden eines Substrats und Ausführen einer Vorausrichtung. In Schritt 7 wird das Detektieren der Temperatur quer durch das Substrat ausgeführt durch (a) Positionieren von Sensoren an Stellen, die relativ zu den Substrattischen bekannt sind, und (b) Bestimmen der Positionen der Sensoren relativ zum Substrattisch.
Bei vorgegebener bekannter Geometrie des Substrats und der Sensorpositionen erzeugt ein Substrattemperatur-Abbildungsschritt 8 eine Temperaturabbildung [t(x, y)], die die Temperatur des Substrats in jedem Gebiet einer Matrix von quer durch die Substratoberfläche verteilten Gebieten anzeigt. Besonders bei großen Substraten kann es Temperaturschwankungen quer durch das Substrat sowohl in Längen- als auch in Breitenrichtung geben, und diese Schwankungen können in der Temperaturabbildung dargestellt werden.
In Schritt 9 wird ein Modell der vorhergesagten dimensionalen Reaktion des Substrats auf Temperaturänderungen entwickelt. Ein resultierendes Modell kann beispielsweise Vorhersagen berücksichtigen, wie sich die Entfernung zwischen zwei Punkten auf dem Substrat mit der Temperatur ändert. Beispielsweise kann das resultierende Modell Vorhersagen berücksichtigen, wie sich die Entfernung zwischen dem Mittelpunkt P2 des Zielabschnitts 3 und dem Bezugspunkt P1 in 4 mit Temperaturschwankungen ändert.
In Schritt 10 kann die dimensionale Reaktion des Substrats auf Temperaturänderungen auf der Basis der durch Schritt 8 bereitgestellten Temperaturabbildung und des durch Schritt 9 bereitgestellten Modells berechnet werden.
In Schritt 11 wird eine erwünschte Belichtungsstruktur in das Lithografiesystem eingegeben. Die erwünschte Belichtungsstruktur kann Merkmale enthalten, die durch das Substrattisch-Koordinatensystem unter der Voraussetzung definiert sind, dass die Dimensionen des Substrats als Folge von Wärmedehnung oder -kontraktion nicht beeinflusst wurden.
In Schritt 12 wird die erwünschte Belichtungsstruktur angepasst, um die berechnete Wärmedehnung des Substrats zu berücksichtigen. In einer Ausführungsart kann die Anpassung wie folgt dargestellt werden: P'(x, y) = F[P(x, y); t(x, y)],wo
P(x, y) die Position eines Strukturmerkmals im Koordinatensystem des Substrattischs gemäß der erwünschten Belichtungsstruktur ist;
P'(x, y) die Position desselben Merkmals nach der Anpassung ist, die die Wärmedehnung oder -kontraktion des Substrats berücksichtigt; und
t(x, y) die Substrattemperaturabbildung ist.
Bei gegebener Anpassung der Position relativ zum Substrattisch-Koordinatensystem des Zielabschnitts des Substrats ist es erforderlich, die Lithografievorrichtung anzupassen, sodass der strukturierte Strahl an den geeigneten Zielbereich des Substrats geleitet wird. Dies kann durch Anpassung an eine der Eigenschaften der Lithografievorrichtung erzielt werden, die zu Änderungen in den dimensionalen Eigenschaften des Zielabschnitts führt. In Schritt 13 kann die Strahlstrukturform angepasst werden. In Schritt 14 kann die Strahlausrichtung angepasst werden. In Schritt 15 kann die Strahlvergrößerung angepasst werden. Ein oder mehrere dieser drei Verfahrensschritte können je nach der Anwendung des Lithografiesystems ausgeführt werden. Die Strahlstrukturform könnte angepasst werden, um beispielsweise eine Quadratform in eine Trapezform umzuwandeln. Eine Strahlausrichtungsanpassung könnte beispielsweise einfach einen Zielabschnitt in den x- und y-Richtungen wie erforderlich verschieben. Eine Vergrößerungsanpassung könnte beispielsweise eine Quadratform in eine größere Quadratform expandieren.
EXEMPLARISCHE SYSTEME ZUR KOMPENSATION FÜR WÄRMEDEHNUNG
Die 6 und 7 zeigen eine Seitenansicht bzw. Draufsicht eines Systems 600 gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Das System 600 kann zum Messen der Temperatur eines Substrats benutzt werden. Im in den 6 und 7 veranschaulichten Fall ist ein Substrat 16 auf einem Substrattisch 17 positioniert, und in den Substrattisch 17 ist eine (m, n)-Matrix (m = 1, 2, 3, ... und n = 1, 2, 3, ...) von Temperatursensoren 18 eingebettet. Die Sensoren 18 sind an ein Metrologiesystem 19 angeschlossen, das beispielsweise das Stepping oder Scanning des Substrats in der in 7 durch den Pfeil 20 dargestellten Richtung steuert und auch die Strukturierung und Positionierung des Projektionsstrahls steuert. So misst das Sensorarray 18 die Temperatur der Substratgebiete, die unmittelbar neben den Sensoren 18 liegen. Bei Verwendung dieses Systems können die Positionen der Sensoren 18 relativ zum Substrattisch-Koordinatensystem ermittelt werden. So kann in einer Ausführungsart, die das Verfahren 500 einsetzt, die Temperaturabbildung in Schritt 8 abgeleitet werden.
8 und 9 zeigen eine Seitenansicht bzw. Draufsicht eines Systems 800 gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. Das System 800 in einer alternativen Sensoranordnung zu der in 6 und 7 veranschaulichten wird innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung in Erwägung gezogen. Für ähnliche Elemente werden in 8 und 9 dieselben Bezugsnummern benutzt wie in 6 und 7.
In dieser Ausführungsart werden die Sensoren 18 auf einem Rahmen 21 getragen, unter dem das Substrat 16 auf dem Substrattisch 17 transportiert wird. Ein Array mit m Temperatursensoren 18 ist auf dem Rahmen 21 mit Zwischenräumen angeordnet. Bevor ein Substrat 16 belichtet wird, wird das Substrat 16 in n Schritten unter dem Rahmen 21 bewegt, sodass Temperaturmessungen der Gebiete des Substrats 16 gemacht werden können, die in einer (m, n)-Matrix verteilt sind. Das Ergebnis sind ähnliche Daten, wie unter Verwendung der mit Bezug auf 6 und 7 beschriebenen Anordnung abgeleitet werden können, d. h. eine Temperaturabbildung des Substrats 16, die dazu benutzt werden kann, um die Substratwärmedehnung oder -kontraktion zu berechnen. In einer Ausführungsart kann dies in Schritt 9 des Verfahrens 500 bestimmt werden, was oben erörtert ist.
EXEMPLARISCHE VERFAHREN ZUM AUSFÜHREN EINES WÄRMEDEHNUNGS-MODELLIERSCHRITTS
Wieder mit Berg auf 5 wird der Substratwärmedehnungs-Modellierschritt 9 gemäß einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung weiter erörtert. In verschiedenen Ausführungsarten kann das Modell direkt von einem zu verarbeitenden Substrat abgeleitet werden, indem geeignete Messungen dieses Substrats ausgeführt werden, oder indirekt von einem Bezugssubstrat abgeleitet werden, dessen physikalische Eigenschaften im Wesentlichen denen des zu verarbeitenden Substrats gleich sind.
In einer Ausführungsart, in der das Wärmedehnungsmodell direkt abzuleiten ist, kann dies erzielt werden durch Formen einer Matrix von Ausrichtungsmerkmalen auf dem Substrat, wobei gleichzeitig die Temperatur des Substrats und die räumliche Verteilung dieser Merkmale in einem ersten Messschritt gemessen werden, und dann gleichzeitig die Substrattemperatur und die räumliche Verteilung dieser Merkmale in einem zweiten Messschritt gemessen werden. Die zwei Messschritte könnten auf derselben Vorrichtung ausgeführt werden, beispielsweise auf der Lithografievorrichtung von 1 oder 2, könnten aber auch auf verschiedenen Messwerkzeugen ausgeführt werden. Ein Modell der dimensionalen Reaktion kann dann aus der Differenz von Temperatur und Merkmalverteilung zwischen den zwei Messschritten abgeleitet werden.
In einer anderen Ausführungsart kann das Wärmedehnungsmodell direkt vom zu verarbeitenden Substrat abgeleitet werden. Dies kann durch Formen von ersten und zweiten Mengen von Ausrichtungsmerkmalen geschehen, wobei die Temperatur und räumliche Verteilung der ersten Menge in einem Messschritt gemessen wird, die Temperatur und räumliche Verteilung der zweiten Menge in einem zweiten Messschritt gemessen wird und das Modell aus den Ergebnissen der zwei Messschritte abgeleitet wird. Beispielsweise wird eine erste Struktur von Ausrichtungsmerkmalen geformt, das Substrat wird dann in einer Lithografievorrichtung mit einem Resist beschichtet, und eine zweite Struktur wird belichtet und entwickelt, wobei die zweite Struktur dieselbe nominale räumliche Verteilung hat wie die erste, bis auf eine nominale Versetzung in den X- und Y-Richtungen von (X₀, Y₀). So wird die zweite Schicht belichtet, ohne einen Versuch zu machen, für die Temperaturschwankungen zu kompensieren. Eine Temperaturabbildung des Substrats wird gleichzeitig mit der Formierung der zweiten Struktur abgeleitet, wobei der Terminus gleichzeitig benutzt wird, um anzugeben, dass die Strukturformierungs- und Temperaturmessschritte ausgeführt werden insoweit dies in derselben Zeitperiode möglich ist (d. h. gleichzeitig oder unmittelbar nacheinander). Die tatsächlichen Versetzungen zwischen Merkmalen der zwei Strukturen werden dann gemessen, wobei die Differenzen zwischen den gemessenen Versetzungen und den nominalen Versetzungen die Ableitung des erforderlichen Wärmedehnungsmodells ermöglichen.
In einer weiteren Ausführungsart kann das Wärmedehnungsmodell aus einem Bezugssubstrat abgeleitet werden. Die physikalischen Eigenschaften des Bezugssubstrats können ähnlich sein als eine Klasse von zu verarbeitenden Substraten. Wiederum kann entweder die Verteilung einer einzelnen Struktur bei verschiedenen Temperaturen gemessen werden oder die Verteilungen von zwei Strukturen können verglichen werden, um ein Wärmedehnungsmodell abzuleiten, das für Substrate derselben Klasse benutzt werden soll. Wo man sich auf eine zweite Struktur verlässt, könnte sie durch Belichtung einer Resistschicht geformt werden, ohne diese zu entwickeln. Nach Messen der zweiten Struktur könnte der Resist vom Bezugssubstrat abgewaschen werden, wodurch seine Wiederverwendung in einer späteren Ableitung eines Wärmedehnungsmodells ermöglicht wird. Wiederholte periodische Verwendung des einzelnen Bezugssubstrats zum Ableiten einer Wärmedehnungsabbildung könnte vorteilhaft sein, indem dadurch das Detektieren eines Drifts in den Verarbeitungsbedingungen ermöglicht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsart kann Wärmedehnungsmodellierung unter Verwendung derselben Vorrichtung ausgeführt werden, die in nachfolgenden Verarbeitungsschritten des betreffenden Substrats verwendet werden soll. Dadurch wird sichergestellt, dass Wärmeeinwirkungen, die beispielsweise aus der Belichtung eines Substrats durch einen Beleuchtungsstrahl resultieren, im Modellierungsverfahren getreulich wiedergegeben werden. Die Modellierung könnte jedoch unter Verwendung anderer Metrologiewerkzeuge ausgeführt werden, vorausgesetzt, dass alle Bedingungen (z. B. die Wärme- und mechanischen Eigenschaften des Substratträgers und Festklemmsystems) in solchen Werkzeugen exakt reproduziert werden könnten.
SCHLUSSFOLGERUNG
Während verschiedene Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, sollte erkannt werden, dass sie nur durch Beispiele und nicht durch Beschränkung eingeführt wurden. Personen, die in der relevanten Technik fachkundig sind, wird deutlich sein, dass darin verschiedene Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. So sollte der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht durch eine der oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsarten beschränkt werden, sondern nur gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen definiert werden.

Claims

Lithografievorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Beleuchtungssystem, das einen Strahlungs-Projektionsstrahl aussendet; ein Strukturierungssystem, das dem Projektionsstrahl eine Struktur in seinem Querschnitt verleiht; einen Substratträger, der ein Substrat trägt; ein Projektionssystem, das den strukturierten Strahl auf einen Zielabschnitt einer Oberfläche des Substrats projiziert, wobei der Zielabschnitt zuvor festgelegte räumliche Charakteristika in Bezug auf den Substratträger aufweist, die auf ein gewünschtes Belichtungsmuster auf der Oberfläche des Substrats, das in einer zuvor festgelegten Position auf dem Substratträger getragen wird, abgestimmt sind; ein Temperaturmesssystem, das dafür konfiguriert ist, eine Temperatur mehrerer Regionen des Substrats zu messen; und ein Berechnungssystem, das dafür konfiguriert ist, eine dimensionale Reaktion des Substrats auf die gemessene Temperatur zu berechnen; wobei die Lithografievorrichtung des Weiteren ein Justiersystem umfasst, das dafür konfiguriert ist, die Strukturform oder die Vergrößerung des strukturierten Strahls zu justieren, um die dimensionale Reaktion, die unter Verwendung der gemessenen Temperatur der mehreren Regionen des Substrats berechnet wurde, zu kompensieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Temperaturmesssystem Folgendes umfasst: mindestens einen Sensor, der die Temperatur des Substrats an jeder der mehreren Regionen, die über die Oberfläche des Substrats verteilt sind, misst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Temperaturmesssystem Folgendes umfasst: Sensoren, die über den Substratträger verteilt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei jeder der Sensoren die Temperatur einer benachbarten Region des Substrats detektiert.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei jeder der Sensoren die Temperatur einer benachbarten Region des Substratträgers detektiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Temperaturmesssystem Folgendes umfasst: Sensoren, die auf einem Sensorträger, der oberhalb des Substratträgers angeordnet ist, verteilt sind; und ein Abtastsystem, das dafür konfiguriert ist, den Substratträger relativ zu den Sensoren zu verschieben und die Temperatur von Regionen des Substrats neben jedem der Sensoren an jeder von mehreren relativen Positionen zwischen dem Substratträger und dem Träger zu messen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Sensoren auf einem ortsfesten Rahmen getragen werden, unter dem der Sensorträger verschoben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Sensoren auf in einer linearen Anordnung getragen werden, die sich quer relativ zu einer Richtung erstreckt, in der der Substratträger verschoben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Temperaturmesssystem ein Substrattemperaturkartografierungssystem umfasst, das eine Karte erstellt, welche die Temperatur an mehreren Regionen des Substrats darstellt, das Berechnungssystem ein System umfasst, das ein Modell der dimensionalen Reaktion des Substrats in einem Substratträgerkoordinatensystem erstellt, und das System zum Justieren der räumlichen Charakteristika ein System, das anhand der kartografierten Temperatur an den mehreren Regionen des Substrats und anhand des Modells der dimensionalen Reaktion eine Karte einer Veränderung der Position von Punkten auf dem Substrat relativ zu dem Substratträgerkoordinatensystem erstellt, sowie ein System zum Justieren der Strukturform und/oder der Vergrößerung des strukturierten Strahls entsprechend einer Änderung in der Positionskarte zum Kompensieren der berechneten dimensionalen Reaktion umfasst.
Verfahren zum Herstellen eines Bauelements, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Aussenden eines Strahlungs-Projektionsstrahls mittels eines Beleuchtungssystems; Strukturieren des Projektionsstrahls in seinem Querschnitt; Trägem eines Substrats auf einem Substratträger; Projizieren des strukturierten Strahls auf einen Zielabschnitt einer Oberfläche des Substrats, wobei der Zielabschnitt räumliche Charakteristika in Bezug auf den Substratträger aufweist, die auf ein gewünschtes Belichtungsmuster auf der Oberfläche des Substrats, das in einer zuvor festgelegten Position auf dem Substratträger getragen wird, abgestimmt sind; Messen einer Temperatur mehrerer Regionen des Substrats; und Berechnen einer dimensionalen Reaktion des Substrats auf die gemessene Temperatur; wobei das Verfahren des Weiteren das Justieren der Strukturform, der Ausrichtung oder der Vergrößerung des strukturierten Strahls relativ zu dem Substratträger umfasst, um die dimensionale Reaktion, die unter Verwendung der gemessenen Temperatur der mehreren Regionen des Substrats berechnet wurde, zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Temperatur an den mehreren Regionen, die über die Oberfläche des Substrats verteilt sind, gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Temperatur mit mehreren Sensoren, die über den Substratträger verteilt sind, gemessen wird und jeder der mehreren Sensoren die Temperatur einer benachbarten Region des Substrats detektiert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei: die mehreren Sensoren auf einem Sensorträger verteilt sind, der oberhalb des Substratträgers angeordnet ist; der Substratträger und die mehreren Sensoren relativ zueinander verschoben sind; und die Temperatur von Regionen des Substrats neben jedem der mehreren Sensoren an jeder von mehreren relativen Positionen zwischen dem Substratträger und dem Sensorträger gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die mehreren Sensoren auf einem ortsfesten Rahmen getragen werden, der oberhalb des Substratträgers angeordnet ist, und der Substratträger unter dem Rahmen verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Substratträger in einer zuvor festgelegten Richtung verschoben wird und die Sensoren in einer linearen Anordnung getragen werden, die sich quer zu dieser Richtung erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei: eine Karte der Temperatur über das Substrat hinweg erstellt wird; ein Modell der dimensionalen Reaktion des Substrats in einem Substratträgerkoordinatensystem erstellt wird; eine Substratpositionskarte erstellt wird, die anhand der Karte der Temperatur über das Substrat hinweg und anhand des Modells der dimensionalen Reaktion eine Veränderung der Position von Punkten auf dem Substrat relativ zu dem Substratträgerkoordinatensystem darstellt; und die Strukturform, die Ausrichtung oder die Vergrößerung des strukturierten Strahls entsprechend der Substratpositionskarte justiert werden, um die dimensionale Reaktion zu kompensieren.