載物裝置及曝光裝置的製作方法
2023-06-29 17:44:31 1
專利名稱：載物裝置及曝光裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造領域，特別涉及一種載物裝置和曝光裝置。
背景技術：
光刻作為半導體製造過程中的一道非常重要的工序，它是將掩模版上的圖形通過曝光轉移到晶圓上的工藝過程，被認為是大規模集成電路製造中的核心步驟。半導體製造中一系列複雜而耗時的光刻工藝主要是由相應的曝光機來完成。而光刻技術的發展或者說曝光機技術的進步主要是圍繞著線寬、套刻精度和生產率這三大指標展開的。在步進投影式曝光機中，晶圓載物臺用於承載晶圓，在驅動裝置的作用下做同步運動。在目前大多數的步進投影式曝光機中，晶圓載物臺的底部具有相應的氣浮結構，通過空氣的壓力使晶圓載物臺浮起，以減小外界振動對晶圓載物臺的幹擾，有利於精確控制高速運動的晶圓載物臺的位置。參考圖1,圖1為現有晶圓載物臺的剖面結構示意圖,所述晶圓載物臺包括第一表面101、與第一表面101相對的第二表面102、以及位於第一表面101和第二表面102之間的側壁103，第一表面101、第二表面102和側壁103構成方形的晶圓載物臺；所述晶圓載物臺的第一表面101還具有吸盤(圖中未示出)，用於固定晶圓105 ;所述晶圓載物臺的側壁103具有測量載物臺位置的位置測量裝置104，用以測量晶圓載物臺的位置，所述位置測量裝置104為光幹涉計，光幹涉計的發射和接收端設置在固定不動的基座(圖中未示出)上，光幹涉計的可動反射鏡設置在側壁103上。更多關於晶圓載物臺的介紹請參考公開號為US2008/0192219A1的美國專利。現有的晶圓載物臺在運動時，由於空氣的擾動，載物臺的位置不能精確控制，影響套刻的精度。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種載物裝置和曝光裝置，減少空氣的擾動，提高載物臺位置的精確度。為解決上述問題，本發明提供了一種載物裝置，包括:載物臺，所述載物臺包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、以及位於第一表面和第二表面之間的側壁，其特徵在於，所述載物臺還包括連接所述側壁與第一表面和第二表面的交界區，所述交界區呈弧形，減小載物臺運動時空氣對載物臺的阻力和空氣產生的擾動。可選的，所述弧形為圓弧、橢圓弧、對數曲線弧、指數曲線弧、二次曲線弧、拋物曲線弧的一種。可選的，所述弧形為圓弧、橢圓弧、對數曲線弧、指數曲線弧、二次曲線弧、拋物曲線弧的兩種或兩種以上的組合。可選的，所述載物臺的側壁設置有載物臺位置測量裝置。
可選的，所述測量裝置為光幹涉計。可選的，所述載物臺下部包括用於使載物臺浮起的空氣墊裝置。可選的，所述載物臺第一表面包括用於固定晶圓的吸盤或晶圓夾持器。可選的,所述第一表面和第二表面的面積大於晶圓的面積。可選的，所述弧形的凸起面遠離載物臺的中心。本發明還提供了一種曝光裝置，包括:至少一個載物臺，所述載物臺包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、位於第一表面和第二表面之間的側壁、以及連接所述側壁與第一表面和第二表面的交界區，所述交界區呈弧形，所述第一表面用於放置晶圓，曝光裝置對放置在第一表面上的晶圓進行曝光。可選的，所述曝光裝置為浸入式曝光裝置。可選的，所述載物臺的個數為兩個。與現有技術相比，本發明技術方案具有以下優點:側壁與第一表面和第二表面通過弧形的交界區連接，相當於將現有技術中的方形載物臺的側壁與上下表面的交角弧形化，當載物臺運動時，弧形的交界區會減小空氣對載物臺的阻力，減小載物臺運動過程中空氣的擾動，使得光幹涉計的光在側壁的可動反射鏡的反射和反射光在空氣中的傳輸不會受到空氣擾動的影響，提高了光幹涉計測量的載物臺的精度，使得載物臺上晶片的計量位置不會有偏差，在對載物臺上的晶圓進行曝光時，提高了曝光的準確度和套刻的精度。另外，由於載物臺在運行時，空氣對其阻力減小，可以減小驅動裝置熱量的產生，減小了能耗。
圖1為現有晶圓載物臺的剖面結構示意圖；圖2為本發明實施例載物裝置的結構示意圖；圖3為圖2沿切割線A-B方向剖面結構示意圖；圖4為圖3所示的交界區的局部放大結構示意圖。
具體實施例方式現有的曝光機採用光幹涉計來測量晶圓載物臺的位置，以保證位置測量的準確性。光幹涉計是利用幹涉原理測量光程之差從而測定位移的光學儀器，光幹涉計的光源發出的光，由分光鏡分為兩路，並分別從固定反射鏡和可動反射鏡反射回來會合在分光鏡上而產生幹涉條紋，當可動反射鏡移動時，固定反射鏡和可動反射鏡反射回來的兩反射光的光程差發生變化，兩反射光會合到分光鏡上的幹涉條紋的光強產生變化，幹涉條紋的光強變化由光幹涉計的接受器中的光電轉換元件和電子線路等轉換為電脈衝信號，經整形、放大後輸入可逆計數器計算出總脈衝數，再由電子計算機計算出可動反射鏡的位移量。光幹涉計在用來測量晶圓載物臺的位置的應用中，光幹涉計的可動反射鏡設置在晶圓載物臺的側壁，光幹涉計的其他部分設置在位置固定不變的基座上。發明人發現，使用現有的曝光機曝出的晶圓的套刻精度有限。發明人進一步研究發現，晶圓載物臺在曝光機內的運動的速度一般為0.2 I米/秒，相對於曝光機內的其他運動部件，晶圓載物臺的運動速度相當快，而現有曝光機的晶圓載物臺為方形的平臺，晶圓載物臺的側壁和上下表面的交角為直角，在晶圓載物臺運動時，空氣對晶圓載物臺側壁產生阻力，極易使得曝光機內的空氣在晶圓載物臺的側壁接觸面上產生擾動，比如空氣的湍流，這種空氣的擾動會影響光幹涉計的光在晶圓載物臺的側壁的可動反射鏡的反射和反射光在空氣中的傳輸，導致光幹涉計的分光鏡分出的兩路光的光程差產生偏差，使得分光鏡上的幹涉條紋的光強產生偏差，影響光幹涉計的準確性，使得光幹涉計測量的晶圓載物臺的位置產生偏差，晶圓載物臺上晶圓的計量位置也產生偏差，而對晶圓曝光時，曝光的精度是和晶圓的計量位置正相關，晶圓的計量位置的偏差導致曝光後晶圓上套刻精度的降低。為解決上述問題，發明人提出一種載物裝置，包括:載物臺，所述載物臺包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、以及位於第一表面和第二表面之間的側壁，其特徵在於，所述載物臺還包括連接所述側壁與第一表面和第二表面的交界區，所述交界區呈弧形。根據空氣動力學的原理，在載物臺運動時，弧形的交界區能減少空氣對載物臺的阻力。為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在詳述本發明實施例時，為便於說明，示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明的保護範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸的變化。參考圖2，圖2為本發明實施例載物裝置的結構示意圖，包括:載物臺20，所述載物臺20包括:第一表面201、與第一表面201相對的第二表面202、位於第一表面201和第二表面202之間的側壁203、連接所述側壁203與第一表面201和第二表面202的交界區204，所述交界區204呈弧形。第一表面201、第二表面202、側壁203、第一表面201和第二表面202與側壁203之間的交界區204構成載物臺20。所述載物臺20可以為鋼、鋁等金屬材料，所述載物臺20也可以為輕質的剛性的非金屬材料。所述載物臺20的第一表面201上還具有固定晶圓的吸盤或晶圓夾持器(圖中未示出)。所述吸盤可以採用真空吸附或者電磁吸附。在本發明的其他實施例中，載物臺20的第一表面201可以用來放置光罩。所述載物臺20的下部還具有用於使載物臺浮起的空氣墊裝置(圖中未示出)。所述載物臺20還包括使載物臺運動的驅動裝置(圖中未示出)。第一表面201和第二表面202的面積要大於晶圓的面積。所述載物臺20的側壁203上設置有用於測量載物臺位置的測量裝置(圖中未示出)。所述測量裝置為光幹涉計，光幹涉計的可動反射鏡設置在載物臺20的側壁203上，光幹涉計的其他部分設置在載物臺20周圍的固定的基座上。第一表面201和第二表面202的四邊與側壁203的交界區204的弧形的形狀為相同的。參考圖3，圖3為圖2沿切割線A-B方向剖面結構示意圖，所述載物臺20包括:第一表面201、與第一表面201相對的第二表面202、位於第一表面201和第二表面202之間的側壁203、連接所述側壁203與第一表面201和第二表面202的交界區204。所述交界區204呈弧形，弧形的凸起面遠離載物臺20的中心，側壁203的高度略大於或等於光幹涉計的可動反射鏡205的高度。
側壁203與第一表面201和第二表面202通過弧形的交界區204連接，相當於將現有技術中的方形載物臺的側壁與上下表面的交角弧形化，當載物臺20運動時，弧形的交界區204會減小空氣對載物臺20的阻力，減小載物臺20運動過程中空氣的擾動，使得光幹涉計的光在側壁203的可動反射鏡205的反射和反射光在空氣中的傳輸不會受到空氣擾動的影響，提高了光幹涉計測量的載物臺20的精度，使得載物臺20上晶片的計量位置不會有偏差，在對載物臺20上的晶圓進行相關檢測或工藝處理時，提高了檢測和工藝處理精度，經研究發現，將側壁203與第一表面201和第二表面202通過弧形的交界區204連接，相比於現有的方形載物臺，可以減少60%的空氣阻力，提高60%的套刻精度。另外，由於載物臺20在運行時，空氣對其阻力減小，可以減小驅動裝置熱量的產生，減小能耗。在採用雙載物臺的機臺中，可以減小一個載物臺的運動對另外一個載物臺的幹擾，提高載物臺位置的準確度。所述交界區204的弧形可以為圓弧、橢圓弧、對數曲線弧、指數曲線弧、二次曲線弧、拋物曲線弧的一種。所述交界區204弧形也可以為圓弧、橢圓弧、對數曲線弧、指數曲線弧、二次曲線弧、拋物曲線弧的兩種或兩種以上的組合。所述交界區204弧形也可以為其他形狀的弧形。本發明實施例中交界區204弧形為圓弧、橢圓弧、對數曲線弧、指數曲線弧、二次曲線弧、拋物曲線弧中的一種或幾種的組合，是指交界區204的弧形具有圓、橢圓、對數函數、指數函數、二次函數、拋物線函數等函數對應的曲線上的部分特徵，並且曲線的凸起面均遠離載物臺的中心。交界區204弧形為多種曲線弧的組合，是為了進一步減小載物臺運動時空氣對載物臺的阻力。請參考圖4，圖4為圖3交界區204的局部放大結構示意圖。所述交界區204的弧形分為三部分，包括:第一部分1、第二部分I1、第三部分III，第一部分1、第二部分
I1、第三部分III分別對應不同的曲線弧，例如第一部分I可以為橢圓弧，第二部分II為對數曲線弧，第三部分III為拋物曲線弧，使得交界區204具有一個坡度漸變的弧面，以進一步減少載物臺運動時，空氣對載物臺的阻力。在本發明的其他實施例中所述交界區204的弧形可以分為大於三的多個部分。形成弧形的交界區204可以採用現有先進的磨砂工藝和數控工具機工藝對方形載物臺進行加工。可以利用風洞設備和相關的計算機仿真及輔助設計工具對加工的載物臺的空氣動力學參數進行優選，使得如:阻力、升力、扭力等參數最小，以設計優選的弧形結構。本發明還提供了一種具有如上述載物裝置的曝光裝置，包括:至少一個載物臺，所述載物臺包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、位於第一表面和第二表面之間的側壁、以及連接所述側壁與第一表面和第二表面的交界區，所述交界區呈弧形，所述第一表面用於放置晶圓，曝光裝置對放置在第一表面上的晶圓進行曝光。所述曝光裝置為浸入式曝光裝置。所述曝光裝置的載物臺為兩個，具有弧形交界區的載物臺，可以減小一個載物臺的運動對另外一個載物臺的幹擾，提高載物臺位置的準確度。載物臺的側壁與第一表面和第二表面通過弧形的交界區連接，相當於將現有技術中的方形載物臺的側壁與上下表面的交角弧形化，當載物臺運動時，弧形的交界區會減小空氣對載物臺的阻力，減小載物臺運動過程中空氣的擾動，使得光幹涉計的光在側壁的可動反射鏡的反射和反射光在空氣中的傳輸不會受到空氣擾動的影響，提高了光幹涉計測量的載物臺的精度，使得載物臺上晶片的計量位置不會有偏差，曝光裝置在對載物臺上的晶圓曝光時，提高了曝光的準確度和套刻的精度。綜上，本發明實施例提供的載物裝置和曝光裝置，側壁與第一表面和第二表面通過弧形的交界區連接，相當於將現有技術中的方形載物臺的側壁與上下表面的交角弧形化，當載物臺運動時，弧形的交界區會減小空氣對載物臺的阻力，減小載物臺運動過程中空氣的擾動，使得光幹涉計的光在側壁的可動反射鏡的反射和反射光在空氣中的傳輸不會受到空氣擾動的影響，提高了光幹涉計測量的載物臺的精度，使得載物臺上晶片的計量位置不會有偏差，在對載物臺上的晶圓進行曝光時，提高了曝光的準確度和套刻的精度。另外，由於載物臺在運行時，空氣對其阻力減小，可以減小驅動裝置熱量的產生，減小能耗。本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。
權利要求
1.一種載物裝置，包括: 載物臺，所述載物臺包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、以及位於第一表面和第二表面之間的側壁，其特徵在於，所述載物臺還包括連接所述側壁與第一表面和第二表面的交界區，所述交界區呈弧形，減小載物臺運動時空氣對載物臺的阻力和空氣產生的擾動。
2.如權利要求1所述的載物裝置，其特徵在於，所述弧形為圓弧、橢圓弧、對數曲線弧、指數曲線弧、二次曲線弧、拋物曲線弧的一種。
3.如權利要求1所述的載物裝置，其特徵在於，所述弧形為圓弧、橢圓弧、對數曲線弧、指數曲線弧、二次曲線弧、拋物曲線弧的兩種或兩種以上的組合。
4.如權利要求1所述的載物裝置，其特徵在於，所述載物臺的側壁設置有載物臺位置測量裝置。
5.如權利要求4所述的載物裝置，其特徵在於，所述測量裝置為光幹涉計。
6.如權利要求1所述的載物裝置，其特徵在於，所述載物臺下部包括用於使載物臺浮起的空氣墊裝置。
7.如權利要求1所述的載物裝置，其特徵在於，所述載物臺第一表面包括用於固定晶圓的吸盤或晶圓夾持器。
8.如權利要求1所述的載物裝置，其特徵在於，所述第一表面和第二表面的面積大於晶圓的面積。
9.如權利要求1所述的載物裝置，其特徵在於，所述弧形的凸起面遠離載物臺的中心。
10.一種曝光裝置，其特徵在於，包括:至少一個載物臺，所述載物臺包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、位於第一表面和第二表面之間的側壁、以及連接所述側壁與第一表面和第二表面的交界區，所述交界區呈弧形，所述第一表面用於放置晶圓，曝光裝置對放置在第一表面上的晶圓進行曝光。
11.如權利要求10所述的曝光裝置，其特徵在於，所述曝光裝置為浸入式曝光裝置。
12.如權利要求10所述的曝光裝置，其特徵在於，所述載物臺的個數為兩個。
全文摘要
一種載物裝置和曝光裝置，所述載物裝置，包括載物臺，所述載物臺包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、以及位於第一表面和第二表面之間的側壁，其特徵在於，所述載物臺還包括連接所述側壁與第一表面和第二表面的交界區，所述交界區呈弧形，減小載物臺運動時空氣對載物臺的阻力和空氣產生的擾動。
文檔編號G03F9/00GK103186054SQ201110459299
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者伍強, 郝靜安 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司