CN104620371B - 用于晶圆和膜片架的单个超平面晶圆台结构 - Google Patents

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Abstract

一种晶圆台结构，其提供了适合于操持晶圆和膜片架的单个晶圆台表面，该晶圆台结构包括具有借助于形成在内基底托盘表面上或中的一组脊状物而形成在其中的一组隔室；布置在一组基底托盘隔室内的可硬化流体可渗透隔室材料；以及形成在基底托盘内表面中的一组开口，硬化隔室材料可通过该组开口暴露于负压或正压。基底托盘包括第一陶瓷材料(例如，瓷件)，并且可硬化隔室材料包括第二陶瓷材料。借助于标准加工处理同时加工基底托盘和隔室材料，从而使得以基本上相同的速率对基底托盘和隔室材料的暴露的外表面进行平面化，以形成具有高或超高平面性的晶圆台表面。

Description

用于晶圆和膜片架的单个超平面晶圆台结构
技术领域
本公开一般地涉及用于操持和对准半导体晶圆和承载整个或部分半导体晶圆的膜片架的系统和方法。更具体地，本公开的各方面涉及单个或统一的高平面性或超平面多孔晶圆台结构，其被构造为以有利于准确的、高吞吐量的诸如光学检查处理的晶圆和/或膜片架操持或处理操作的方式操持晶圆和膜片架。
背景技术
半导体晶圆处理操作包括对于其上存在多个裸片(例如，大量或非常大量的裸片)的半导体晶圆执行各种类型的处理步骤或处理序列。每一个裸片上的装置、电路或结构的几何尺寸、线宽或特性尺寸通常非常小(例如，微米、亚微米或纳米尺度)。任何给定的裸片包括例如借助于对于放置在平坦晶圆表面上的晶圆执行的处理步骤而逐层制造、处理和/或图案化的大量集成电路或电路结构，从而由晶圆承载的裸片被共同地进行处理步骤。
各种半导体装置处理操作涉及执行晶圆或膜片架操持操作的多个操持系统，这些操持操作涉及在晶圆或膜片架处理操作期间将晶圆或安装在膜片架上的晶圆(下面简称为“膜片架”)从一个位置、地方或目的地牢固地且选择性地输送到另一位置、地方或目的地，和/或将晶圆或膜片架保持在特定位置。例如，在开始光学检查处理前，操持系统必须从诸如晶圆盒的晶圆或膜片架源获取晶圆或膜片架，并且将晶圆或膜片架传输到晶圆台。晶圆台必须在开始检查处理前将晶圆或膜片架牢固地保持到其表面，并且必须在检查处理完成之后从其表面释放晶圆或膜片架。一旦检查处理完成，操持系统必须从晶圆台获取晶圆或膜片架，并将晶圆或膜片架传输到下一个目的地，例如晶圆或膜片架盒或另外的处理系统。
在本领域中已知各种类型的晶圆操持系统和膜片架操持系统。这样的操持系统能够包括一个或多个机械或机器人臂，其被构造为执行晶圆操持操作(其涉及将晶圆传输到晶圆台，以及从晶圆台获取晶圆)；或者执行膜片架操持操作(其涉及将膜片架传输到晶圆台，以及从晶圆台获取膜片架)。每个机器人臂包括关联的末端执行器，其被构造为以本领域技术人员理解的方式借助于对于晶圆或膜片架的部分的真空力的施加和中止来获取、拾取、保持、传输和释放晶圆或膜片架。
晶圆台本身能够被视为或定义为一种操持系统，其必须在相对于处理系统的元件(例如，对应于光学检查系统的一个或多个图像捕获装置和一个或多个光源)移动晶圆或膜片架的同时，可靠、牢固且选择性地将晶圆或膜片架定位在晶圆台表面并保持晶圆或膜片架。晶圆台的结构能够显著影响检查系统是否能够实现如下面更详细地描述的高平均检查吞吐量。此外，与晶圆的物理特性和膜片架的物理特性关联地，晶圆台的结构较大地影响了光学检查处理是否能够可靠地产生准确的检查结果。
关于准确的检查结果的产生，在光学检查处理期间，晶圆或膜片架必须牢固地保持在晶圆台上。此外，晶圆台必须将晶圆或膜片架的上层或顶表面布置并保持在同一检查平面，从而所有晶圆裸片或尽可能多的晶圆裸片的表面区域以最小或可忽略的偏差一起位于该同一平面上。更具体地，以非常高的倍率对裸片进行适当或准确的光学检查要求晶圆台非常平坦，优选的是，晶圆台的平面性的误差裕量少于图像捕获装置的景深的1/3。如果图像捕获装置的景深为例如20μm，则对应的晶圆台平面性误差不能超过6μm。
为了操持非常小(例如0.5×0.5mm或更小)和/或厚度(50μm或更小–例如，由非常薄和/或柔性晶圆或基板承载)的裸片，此平面性要求变得非常关键。对于非常薄的晶圆，重要的是，晶圆台是超平坦的，否则晶圆或膜片架上的一个或多个裸片容易被定位到景深之外。本领域的技术人员将了解的是，裸片越小，所要求的倍率越高，并且因此检查平面所在的景深带越窄。
在如上所概述的平面性的情况下，放置于晶圆台的晶圆将平放于晶圆台表面上，晶圆几乎挤出了其下方的所有空气。晶圆被布置在晶圆台上时在晶圆的顶表面与底表面之间的大气压的差导致了由于大气压而在晶圆的顶表面上施加的较大的力，同时将晶圆强力或相当强力地保持在晶圆台上。由于该压力是表面面积的函数，因此，晶圆的尺寸越大，向下施加在晶圆上的力越大。这通常称为晶圆上的“固有吸力”或“自然吸力”。晶圆台表面越平，自然吸力越强，最高可达由晶圆的有限表面所定义的限制。但是，这样的吸力的强度依赖于晶圆台的平坦度。一些晶圆台没有那么平，且其表面上可能有其它沟槽或孔，从而导致吸力减少。尽管存在这样的自然吸力，但是因为晶圆台会在每个裸片的检查期间在短的距离上重复加速，且通常通过晶圆台将大的真空力施加到晶圆台表面以到达晶圆的下侧，从而确保晶圆保持尽可能地平并且在检查期间不会移动。
已开发了不同类型的晶圆台结构，以尝试在进行晶圆或膜片架检查操作期间，牢固地保持晶圆或膜片架，并在检查操作期间，将最大数目的裸片可靠地保持在同一平面上。然而，没有一种设计会允许晶圆操持系统能够在没有下面描述的问题中的一个或多个的情况下操持晶圆和安装在膜片架上的切割后的晶圆。将会简要描述每种类型的现有设计及其相关的问题。
已经或当前正在使用若干类型的晶圆夹具。在过去，晶圆较小(例如，4、6或8英寸)且显著较厚(特别是与其整个表面面积相比，例如，基于按晶圆表面面积进行标准化的晶圆厚度)，从而每个裸片尺寸较大。目前的晶圆大小通常为12或16英寸，而这些处理后的晶圆的厚度分别随着大小和裸片大小(例如，0.5–1.0平方毫米)的增大而减少(例如，通常的是，对于12英寸的晶圆来说，在薄化/背面研磨/背面抛光前，厚度为0.70–1.0mm，而在薄化/背面抛光后为50–150μm)。能够预计的是，标准晶圆大小随时间进一步增加。此外，能够预计的是，响应于电子装置和移动电话制造商对于将更薄的裸片/更薄的组件嵌入到薄型电子装置(例如，平板电视、移动电话、笔记本计算机、平板计算机等等)的越来越大的需求和要求，每年要处理的晶圆愈来愈薄。以下将说明导致用于操持晶圆和膜片架的晶圆台的当前设计的越来越多的缺陷的这些因素。
在历史上，甚至在现在，许多晶圆夹具都是由诸如钢的金属制成。这样的金属晶圆夹具嵌入与从中心位置线性辐射的沟槽交叉的沟槽(通常为圆形的沟槽)的网络。通过这样的沟槽，真空力能够被施加到与晶圆台表面相交的晶圆的下侧，从而有利于晶圆相对于晶圆台表面的牢固保持。在许多晶圆台设计中，这样的沟槽被布置为大小逐渐增加的同心圆的形式。根据晶圆的大小，当晶圆放置于晶圆台表面上时，晶圆将覆盖一个或多个沟槽。能够通过被晶圆覆盖的沟槽来激活真空，以在处理操作(例如，晶圆检查操作)期间向下保持晶圆。在检查后，真空被去激活，并且，采用弹出销以将晶圆提升离开晶圆台表面，从而能够通过末端执行器来获取或移除晶圆。因为存在从金属晶圆台表面的中心幅射的线性沟槽，因此一旦真空被去激活，与真空力到晶圆的下侧的施加相关的剩余吸力会迅速消失。较厚的晶圆更适合通过弹出销施加的用于提升晶圆(如果存在任何残余的吸力，则同时抵抗该残余的吸力)而没有发生折断的显著的力的施加。
如上所述，今日愈来愈多制造的晶圆更薄或比之前更薄(例如，目前的晶圆厚度能够薄达50μm)，并且其上的每个裸片的大小也较过去日益缩小(例如0.5平方毫米)。技术上的进步使得裸片尺寸更小，并且导致了更薄的裸片，这导致了利用现有的晶圆台设计来操持晶圆方面的问题。通常，具有尺寸非常小和/或非常薄的裸片的背面研磨/薄化或切割后的晶圆(以下简称“切割后晶圆”)安装在膜片架上以进行处理。传统的金属晶圆台由于很多原因而不适合与安装有切割后晶圆的膜片架一起使用。
需要注意的是，裸片的检查涉及非常高的倍率，倍率越高，将用于准确检查的可接受的景深带、范围、变化或容限越窄。不在同一平面上的裸片可能会不在图像捕获装置的景深内。如上所述，用于晶圆检查的现代图像捕获装置的景深的范围通常根据倍率为20-70μm或更小。晶圆台表面上沟槽的存在会成为问题，特别是在这样的系统上的安装在膜片架上的切割后的晶圆(裸片尺寸很小)的检查期间。
沟槽的存在导致裸片尺寸较小的切割后晶圆无法适当或均匀地置于晶圆台表面上。特别地，在存在沟槽(并且能够有很多沟槽)的区域中，膜片架的膜片能够稍微垂到沟槽内，导致整个晶圆表面在所有裸片上缺乏整体的或一致的平面性，而这对光学检查操作来说是很重要的。缺乏平面性对于切割后晶圆的小或非常小的裸片来说是更显著的。此外，沟槽的存在能够使得裸片被放置为相对于同一裸片检查平面成一定角度，或使得裸片掉入并位于一个或多个不同且更低的平面上。另外，掉入沟槽中的倾斜裸片上的光会从图像捕获装置反射，从而对应于倾斜裸片的图像捕获将没有包含或传达裸片上一个或多个关注区域的精确的细节和/或特征。这将不利地影响检查期间捕获的图像的质量，从而能够导致不准确的检查结果。
多种先前的方式已尝试解决前述问题。例如，在一种方法中，金属晶圆台支撑件包含沟槽网络。平坦的金属平台放置于沟槽网络顶部。金属板包括许多小或非常小的真空孔，其允许通过孔向晶圆或切割晶圆施加真空。根据考虑的晶圆的大小，将激活适当图案或数量的对应沟槽。虽然多个小或非常小的真空孔能够增加将裸片一起保持在同一检查平面上的可能性，但是由于导致裸片尺寸越来越小并且裸片厚度也越来越小的持续的技术发展使得整体裸片平面性问题仍然没有有效地或完全地消除。这样的设计还包括对应于不同晶圆大小的多组三个一组的弹出销，即对应于晶圆台能够运送的多个标准晶圆大小的多个不同组的三个一组的弹出销。也能够存在弹出销的多个孔，并且由于与上述类似的原因，使得整体裸片平面性问题在检查膜片架上承载的裸片时可能更加严重。
一些制造商使用晶圆台转换套件，在该套件中，使用带沟槽的金属晶圆台来操持整个晶圆，且使用带有许多非常小的开口的金属晶圆台盖来用于操持膜片架。不幸的是，由于从一种类型的晶圆台到另一类型的晶圆台的转换以及转换后的晶圆台校准耗费时间并且需要手动进行，因此转换套件要求检查系统停机时间。这样的停机时间对于平均系统吞吐量有不利的影响(例如，与顺序或一起考虑的晶圆和膜片架检查操作相关的整体或平均吞吐量)，因此要求晶圆台转换套件的检查系统是不想要的。
诸如美国专利6513796中所述的其它晶圆台设计涉及允许根据当前处理晶圆还是膜片架的不同的中央晶圆台插入件的晶圆台座。为了进行晶圆检查，插入件通常是带具有用于启动真空的真空孔的环形环的金属板。为了进行膜片架检查，插入件是有很多用于真空启动的微孔的金属板，这仍然会导致如上所述的整体裸片非平面问题。
诸如美国专利申请公开2007/0063453的另外的晶圆台设计使用下述晶圆台座，其具有由多孔材料构成的板型插入件，在该插入件中，使用由薄膜材料制成的环形环来限定各个区域。一般说来，这样的晶圆台设计在构造方面是复杂的，且涉及专用且复杂的处理，因此其制造是困难的、耗时的或高成本的。此外，这样的设计能够使用金属环形环来实现根据晶圆尺寸来控制晶圆台表面上的区域真空力。金属环形环能够要求不想要地长的平坦化时间，或在平坦化晶圆台表面时，损坏用来打磨晶圆台表面的打磨装置。另外，金属环能够由于晶圆台表面的不同材料打磨特性而导致非平面问题，因此金属环形环不适合现代光学检查处理(例如，特别涉及安装在膜片架上的切割后晶圆的光学检查处理)。
遗憾的是，由于鉴于持续导致晶圆裸片大小越来越小和/或晶圆厚度的逐渐减小的技术发展而出现的不足的晶圆台表面平坦均匀性，使得过去的晶圆台设计(a)使得结构不必要地复杂；(b)其制造是困难的、昂贵的或耗时的；和/或(c)不适合各种类型的晶圆处理操作(例如，裸片检查操作，特别是当由膜片架承载裸片时)。明显存在着对于下述晶圆台结构和相关的晶圆台制造技术的需求，这样的晶圆台结构和相关的晶圆台制造技术将使得晶圆台能够操持晶圆和切割后晶圆，这克服了前述一个或多个问题或缺陷中的一个或多个。
发明内容
根据本公开的一方面，一种单个晶圆台结构提供了适合于操持晶圆和其上安装晶圆或其部分的膜片架的晶圆台表面。晶圆台结构包括基底托盘，其包括第一组暴露的上表面、内表面和一组与内表面形成为一体或者附接到内表面的一组隔室，所述基底托盘由可响应于所施加的负压而渗透气体或流体的至少一种类型的材料形成；布置在一组基底托盘隔室内的至少一种类型的隔室材料，所述至少一种类型的隔室材料适形于所述一组隔室并且可硬化以在所述一组隔室中提供可响应于所施加的真空力而渗透气体或流体的硬化隔室材料，并且硬化隔室材料提供了第二组暴露的上表面；以及一组开口，其形成在基底托盘的内表面中，所述硬化隔室材料可通过该组开口暴露于负压或正压，其中，(a)所述基底托盘的第一组暴露的上表面和(b)所述硬化隔室材料的第二组暴露的上表面可借助于公共加工处理同时进行加工以提供用于承载晶圆和膜片架的平面晶圆台表面(例如，超平面表面，其具有横跨晶圆台表面的±100μm以下的平面性均匀度)。基底托盘和硬化隔室材料中的至少一个包括基于陶瓷的材料。
通过公共加工处理能够对所述基底托盘的第一组暴露的上表面进行平面化的速率以及通过公共加工处理能够对所述硬化隔室材料的第二组暴露的上表面进行平面化的速率基本上相同(例如，处于±5-20％内或±10％内)。
所述一组隔室能够包括多个隔室，并且所述晶圆台结构还包括一组脊状物，其将多个隔室内的各个隔室彼此分隔。所述基底托盘的第一组暴露的上表面包括所述一组脊状物的暴露的上表面。所述基底托盘和所述一组脊状物内的每个脊状物能够由相同或不同的材料形成。基底托盘内表面包括多个内底表面。所述一组脊状物内的每个脊状物作为所述基底托盘的内底表面的边界，并且所述一组脊状物内的每个脊状物将不同基底托盘内底表面的多个部分彼此划分以限定所述一组隔室。以与标准晶圆大小和/或标准膜片架大小关联的方式确定所述一组脊状物内的每个脊状物和所述一组隔室内的每个隔室的尺寸。
在实施方式中，所述一组隔室包括第一隔室，其包含暴露于与其对应的第一组开口的第一体积的硬化隔室材料；以及第二隔室，其包含暴露于与其对应的第二组开口的第二体积的隔室材料，所述第二组开口与所述第一组开口不同。所述一组脊状物内的第一脊状物围绕第一隔室，从而将第一隔室与第二隔室分离。负压能够被施加到第一组开口以将具有第一标准直径的第一晶圆或第一膜片架牢固地保持到平面晶圆台表面，并且其中，负压能够被施加到第一组开口和第二开口以将具有大于第一标准直径的第二标准直径的第二晶圆或第二膜片架牢固地保持到平面晶圆台表面。
所述一组隔室还能够包括第三隔室，其包含暴露于与其对应的第三组开口的第三体积的硬化隔室材料，所述第三组开口与所述第一组开口和所述第二组开口中的每一个不同。所述一组脊状物内的第二脊状物围绕第二隔室，从而将第二隔室与第三隔室分离。负压能够被施加到第一组开口、第二组开口和第三组开口以将具有大于第一和第二标准直径中的每一个的第三标准直径的第三晶圆或第三膜片架牢固地保持到平面晶圆台表面。
晶圆台结构还能够包括单组弹出销引导部件，单组弹出销能够行进通过该单组弹出销引导部件以操持多个标准大小的晶圆。
根据本公开的另一方面，一种制造单个晶圆台结构的处理，所述单个晶圆台结构提供适合于操持晶圆和其上安装晶圆或其部分的膜片架的晶圆台表面，所述处理包括：提供基底托盘，所述基底托盘具有第一组暴露的上表面、内表面和与所述内表面形成为一体或附接到所述内表面的一组隔室，以及形成在所述内表面中的至少一组开口，所述基底托盘由可响应于所施加的负压或正压而渗透气体或流体的至少一种材料形成；将至少一种类型的隔室材料布置在所述一组基底托盘隔室内，所述至少一种类型的隔室材料适形于所述一组隔室；硬化所述至少一种类型的隔室材料以在所述一组隔室中提供可响应于所施加的真空力而渗透气体或流体的硬化隔室材料，并且硬化隔室材料提供了第二组暴露的上表面；并且借助于公共加工处理同时加工所述第一组暴露的上表面和所述第二组暴露的上表面以提供用于承载晶圆和其上安装晶圆或其一部分的膜片架的平面晶圆台表面。在这样的加工期间，利用所述公共加工处理对所述基底托盘的所述第一组暴露的上表面进行平面化的速率和对所述硬化隔室材料的所述第二组暴露的上表面进行平面化的速率基本上相同。
附图说明
图1A是示出根据本公开的实施方式的晶圆和/或膜片架操持系统的一部分的示意图，该晶圆和/或膜片架操持系统提供了用于操持晶圆和膜片架的单个多孔晶圆台结构。
图1B是示出根据本公开的实施方式的晶圆和/或膜片架操持系统的一部分的示意图，该晶圆和/或膜片架操持系统提供了用于操持晶圆和膜片架的单个多孔晶圆台结构。
图2A是根据本公开的实施方式的晶圆台底盘的透视图，该晶圆台底盘包括诸如基于陶瓷的无孔材料的无孔材料。
图2B是沿着线A-A'截取的图2A的底盘的透视截面图。
图3A是其中布置有诸如基于陶瓷的多孔材料的可模制的、适形的、可整合的或可流动的多孔材料的图2A的底盘的透视图。
图3B是沿着线B-B'截取的对应于图3A的承载可模制的、适形的、可整合的或可流动的基于陶瓷的多孔材料的底盘的透视截面图。
图3C是对应于对应于图3A和图3B的承载硬化多孔陶瓷材料的底盘的平面化处理后的真空夹具结构的截面图。
图3D是根据本公开的实施方式生产或制造的真空夹具结构的截面图，该真空夹具结构对应于图3C并且在平面真空夹具表面上承载晶圆或膜片架。
图3E是根据本公开的实施方式的布置在真空夹具结构上的具有第一标准直径(例如，8英寸)的代表性第一晶圆的透视图。
图3F是根据本公开的实施方式的布置在真空夹具结构上的具有第二标准直径(例如，12英寸)的代表性第二晶圆的透视图。
图3G是根据本公开的实施方式的布置在真空夹具结构上的具有第三标准直径(例如，16英寸)的代表性第三晶圆的透视图。
图4A是根据本公开的另一实施方式的包括一组弹出销引导部件的基于陶瓷的真空夹具底盘的透视图。
图4B是沿着线C-C'截取的图4A的基于陶瓷的真空夹具底盘的截面图。
图5A是其中布置有可模制的、适形的、可整合的或可流动的基于陶瓷的多孔材料的图2A和图2B的底盘的透视图。
图5B是沿着线D-D'截取的对应于图5A的承载可模制的、可形成的或可流动的基于陶瓷的多孔材料的底盘的透视截面图。
图6是根据本公开的实施方式的制造真空夹具结构的代表性处理的流程图。
图7是根据本公开的实施方式的真空夹具结构的截面图，该截面图示出了在平面化处理完成之前略超出底盘容量的可模制的基于陶瓷的多孔材料的初始体积。
具体实施方式
在本公开中，特定附图中的特定元件编号的考虑或使用或者给定元件的描述或者对应的描述材料中的引用能够涵盖在另一附图或与其关联的描述材料中标识的相同、等效或类似元件或元件编号。附图或关联的文本中的“/”的使用被理解为表示“和/或”，除非另有所述。这里的特定数值或值范围的记载被理解未包括或是近似数值或值范围(例如，±20％、±10％或±5％内)的记载。类似地，相等、基本上相等或大致相等的记载被理解为涵盖实际相等以及基本上或大致相等(例如，在±20％、±10％或±5％内相等)
如这里使用的，术语“组”对应于或被定义为根据已知的算术定义(例如，以对应于在下述文献中描述的方式：1998年Peter J.Eccles的由剑桥大学出版社出版的AnIntroduction to Mathematical Reasoning:Numbers,Sets,and Functions,"Chapter11:Properties of Finite Sets"(例如，如第140页所记载的))算术上表示至少1的基数的元素的非空有限组织(即，这里定义的组能够对应于单元、单态或单个元素组或多个元素组)。一般来说，组的元素能够根据考虑的组的类型而包括或是系统、设备、装置、结构、对象、处理、物理参数或值。
为了简洁的目的并且为了有助于理解，这里使用的术语“晶圆”能够涵盖整个晶圆、部分晶圆或其它类型的整个或部分的对象或组件(例如，太阳能电池)，其具有需要或要求对其进行一组光学检查和/或其它处理操作的一个或多个平面表面区域。下面的描述中的术语“膜片架”通常表示支撑部件或框架，其被构造为例如借助于横跨膜片架表面区域布置或拉伸的材料的薄层或膜来承载或支撑晶圆、薄化后或背研磨后的晶圆或切割后晶圆，并且被以本领域技术人员理解的方式安装或粘附有晶圆。
另外，这里使用的术语“晶圆台”包括用于分别在晶圆检查处理或膜片架检查处理期间保持晶圆或膜片架的设备，其中，术语“晶圆台”将被本领域技术人员理解为与晶圆夹具、真空台或真空夹具对应、等效、基本上等效或类似。这里使用的术语“无孔材料”意在表示下述材料，其对于从其通过的诸如空气或液体的流体的流动或传输是至少基本上或本质上不可渗透的，并且因此对于通过其的负压或真空力的连通或传输是至少基本上或本质上不可渗透的(例如，对于诸如深度大于大约0.50-1.0mm的给定深度或厚度的无孔材料来说)。类似地，术语“多孔材料”意在表示下述材料，其对于从其通过的诸如空气或液体的流体的流动或传输是至少基本上或本质上可渗透的，并且因此对于通过其的负压或真空力的连通或传输是至少适当地/基本上或本质上可渗透的(例如，对于诸如深度大于大约0.50-1.0mm的给定深度或厚度的多孔材料来说)。最终，本公开的文中的术语“基于陶瓷的”和“基于陶瓷的材料”意在表示其材料结构和性质方面是整体或基本上陶瓷的材料。
根据本公开的实施方式涉及用于操持晶圆和膜片架的系统和处理，其提供了单个或统一的多孔晶圆台，其被构造为以便于或使得能够实现准确、高吞吐量晶圆和/或膜片架操持或处理操作(例如，检查(例如，光学检查)处理)的方式操持晶圆和膜片架。
根据本公开的高平面性或超平面晶圆台能够与操持晶圆和膜片架的系统(例如，如下面详述的检查系统)关联地使用或者形成其一部分。虽然根据本公开的多个实施方式涉及晶圆和膜片架检查系统(例如，光学检查系统)，但是根据本公开的若干实施方式能够额外地或替选地构造为支持或执行其它类型的晶圆和/或膜片架前端或后端处理操作(例如，测试操作)。为了简洁的目的并且为了有助于理解，在下面以主要强调检查系统的方式详细描述根据本公开的代表性实施方式的各方面。
借助于被构造为操持晶圆和膜片架的单个或统一的晶圆台，根据本公开的实施方式消除了对于晶圆台转换套件的需要或排除了晶圆台转换套件，因此消除了由于晶圆到膜片架和膜片架到晶圆转换套件更换以及校准操作导致的生产停工期，从而增强了平均检查处理吞吐量。根据本公开的实施方式的单个或统一的晶圆台通过下述而有利于或使得能够实现高准确性的检查操作：提供了具有高或非常高的平面性度的晶圆台表面，其在沿着平行于高平面性的晶圆台表面的法线轴的方向相对于晶圆台表面的最小或可忽略的偏离的情况下将晶圆裸片表面保持在共同的检查平面上。
代表性系统构造和系统元件的各方面
图1A是根据本公开的代表性实施方式的用于操持晶圆10和膜片架30的系统200的框图，该系统200包括晶圆台组件610，其可耦接到、承载或具有单个或统一的晶圆台620，该晶圆台620提供展现出高、非常高或超高的平面性(例如，处于±200μm、或±100μm或±50μm内的平面性)的晶圆台表面622，该表面622被构造为由检查系统600(例如，在检查处理期间，例如，分别在晶圆检查处理和膜片架检查处理期间)操持晶圆和膜片架。在代表性的非限制性实施方式中，系统200进一步包括第一操持子系统250和第二操持子系统300，其被构造为(a)将晶圆10和膜片架30传送到检查系统600以及从检查系统600传送晶圆10和膜片架30。系统200还能够包括额外的元件，例如，被构造为执行下述操作的元件：(b)提供作为检查前操持操作的一部分的晶圆相对于膜片架旋转错位校正和晶圆非平面性修复以及/或者作为检查后操持操作的一部分的横向移位防止，如作为本申请的优先权的2012年8月31日提交的美国临时专利申请61/696051中所描述的那样。
根据在给定时间检查晶圆10还是膜片架30，系统200分别包括诸如晶圆盒的晶圆源210或者诸如膜片架盒的膜片架源230。类似地，如果检查晶圆10，则系统200包括诸如晶圆盒(或处理站的一部分)的晶圆目的地220；并且如果检查膜片架30，则系统200包括能够是膜片架盒(或处理系统的一部分)的膜片架目的地240。晶圆源210和晶圆目的地220能够对应于或是相同的位置或结构(例如，同一晶圆盒)。类似地，膜片架源220和膜片架目的地240能够对应于或是相同的位置或结构(例如，同一膜片架盒)。
在考虑的代表性实施方式中，系统200还包括晶圆预对准或对准站400，其被构造为建立晶圆10的初始或检查前对准，从而晶圆10被相对于检查系统600适当地对准；旋转错位检查系统500，其被构造为接收、获取、确定或测量对应于安装在膜片架30上的晶圆10的旋转错位方向和旋转错位幅度(例如，能够由旋转错位角度指示)；以及控制单元1000，其被构造为管理或控制系统操作的各方面(例如，借助于所存储的程序指令的执行)，将在下面对此进行详细描述。控制单元1000能够包括或是计算机系统或计算装置，其包括处理单元(例如，微处理器或微控制器)、存储器(例如，包括固定和/或可移除随机存取存储器(RAM))以及只读存储器(ROM))、通讯源(例如，标准信号传输和/或网络接口)、数据存储源(例如，硬盘、光盘等等)以及显示装置(例如，平板显示器)。
在多个实施方式种，系统200额外地包括支撑结构、基底、底架或底盘，其耦接到至少第二操持子系统300或被构造为支撑或承载至少第二操持子系统300，从而第二操持子系统300能够与第一操持子系统250和处理系统600形成操作接口以便于晶圆或膜片架操持操作。在一些实施方式中，支撑结构202支撑或承载第一操持子系统250、第二操持子系统300、晶圆对准站400、错位检查系统500和检查系统600中的每一个。
图1B是根据本公开的另一实施方式的用于操持晶圆10和膜片架30的系统200的框图，该系统200提供了被构造为在检查系统600的检查期间操持晶圆和膜片架的单个或统一的晶圆台620，并且进一步提供了第一操持子系统250和第二操持子系统300。在该实施方式中，晶圆源210和晶圆目的地230是相同的(例如，同一晶圆盒)；并且膜片架源220和膜片架目的地240是相同的(例如，同一膜片架盒)。这样的实施方式能够提供更小或显著减小的空间接触面积，从而获得了紧凑的空间高效的系统200。
在又一代表性实施方式中，检查系统600被构造为对于晶圆10和膜片架30执行2D和/或3D光学检查操作。光学检查系统600能够包括多个照明源、被构造为捕获图像并生成与其对应的图像数据组的图像捕获装置(例如，相机)以及光学元件，所述光学元件被构造为以本领域技术人员理解的方式执行下述处理中的一些或每一个：将照明朝向晶圆10引导，将从晶圆表面反射的照明朝向特定图像捕获装置引导，对入射在晶圆表面上和/或从晶圆表面反射的照明进行反射或施加光学影响(例如，滤光、聚焦或准直)。光学检查系统600还包括处理单元和存储器或被构造为通过执行所存储的程序指令与处理单元和存储器通信以对图像数据组进行分析并且生成检查结果。如前所述，系统600能够包括或替选地为另一类型的处理系统。
进一步参考图1C，由晶圆台组件610承载的晶圆台620提供了具有高平面性或超平面的外部或暴露的晶圆台表面622，其上能够布置或放置并牢固地保持或保留晶圆10以及膜片架30，从而晶圆裸片12被沿着与具有高平面性的晶圆台表面622的被定义为与晶圆台表面622的中点、中心、图心或大致中点、中心或图心正交的法线轴Zwt平行的方向以最小或可忽略的平面偏离整体地保持在公共检查平面上。晶圆台组件610被构造为选择性地或可控地移位晶圆台620，并且因此，沿着对应于或定义平面的均相对于轴Zvt横贯的两个横贯空间轴(例如，分别为晶圆台x和y轴Xvt和Yvt)承载或牢固地保持任何晶圆10或膜片架30。
晶圆台620被构造为通过下述的组合将晶圆10或膜片架30选择性地并牢固地保持或保留在晶圆台表面622上：(a)由于作用在晶圆的顶、上或暴露的表面上的大气压与晶圆的底部或下侧之间的压力差而存在的固有或自然吸力；以及(b)选择性地控制真空力或负压到晶圆10的下侧的施加。晶圆台620能够进一步构造为在所施加的真空力中断或停止之后，例如通过将短的/瞬时的(例如，大约0.50秒或0.25-0.75秒)正空气压力喷射(例如，吹气)施加或传递到晶圆台表面622与晶圆10或膜片架30的下侧之间的界面来将正的气压施加到晶圆10或膜片架30，以便于从晶圆台表面622解除作用在晶圆10或膜片架30上的真空吸力。
在各种实施方式中，晶圆台组件610包括一组弹出销612，其能够选择性地或可控地在相对于晶圆台表面622的垂直方向(平行于或沿着晶圆台z轴Zwt)上移位以相对于晶圆台表面622垂直地移位晶圆10或膜片架30。在多个实施方式中，晶圆台620包括单组弹出销612(例如，三个弹出销)，其被构造为操持多个标准尺寸的晶圆10(例如，8英寸、12英寸和16英寸晶圆10)。由于单组弹出销612在晶圆台620上的定位(例如，定位为在其周边某种程度的附近、大致附近、附近或靠近其周边承载8英寸晶圆)而使得晶圆台620不需要包括，并且能够省略或不包括额外的组的弹出销612(例如，额外的组的三个弹出销)。如下面详细描述的，在若干实施方式中，虽然弹出销612能够与晶圆10到晶圆台620的传输和从晶圆台620的传输关联地使用，但是不需要涉及膜片架30到晶圆台620的传输和/或从晶圆台620的传输，并且能够省略或整体地排除弹出销612的使用。
在多个实施方式中，晶圆台620包括或具有与下面参考图2A至图7描述的晶圆台结构相同、本质相同、基本上相同或类似的结构。
用于晶圆和膜片架操持的代表性统一的晶圆台结构的各方面
在根据本公开的实施方式中，晶圆台结构能够包括基底托盘(或底座、框架、形式、库或存储结构)，其具有从晶圆台结构的内部或基底表面(例如，基底托盘的底部)一体地形成或附接到其的多个脊状物(例如能够包括或是突起、脊状物、升高的条状物、分隔物、波纹、折痕或折叠部)。在各种实施方式中，基底托盘能够包括至少一种类型的无孔材料(例如，基于陶瓷的材料)。基底托盘意在是响应于真空力的施加而对于气体或流体(例如空气)是不可渗透的，或者对于气体或流体是基本上不可渗透的。即，无孔材料意在响应于所施加的真空力而对于气体、流体或真空力的通过是不允许的或基本上不允许的。无孔材料进一步意在对于常用技术和设备(例如，传统的打磨轮)来说是容易加工的、容易打磨的或容易研磨的。在多个实施方式中，无孔材料能够包括或是瓷器。
脊状物将基底托盘定义、描绘、划分或隔离为多个隔室、室、单元结构、开放区域或凹陷，至少一种类型的可模制的、可形成的、可整合的或可流动的多孔材料能够被引入、提供、沉积或倒入其中并且被固化或硬化。多孔材料能够被进一步牢固地结合(例如，化学结合(例如，与硬化、固化处理相关))或粘附到基底托盘隔室，从而硬化后的多孔材料被牢固地保持在隔室内或结合到隔室。额外地或替选地，脊状物能够被成形为使得当硬化或固化在隔室内时的多孔材料由脊状物的结构牢固地保持在其中。脊状物能够根据需要或要求被结构化为包括弯曲和/或悬挂部分，或者具有其它适合的形状。
隔室内的多孔材料意在响应于真空力到其的施加而允许气体或流体(例如，空气)的通过，从而气体、流体或真空力能够通过其连通或传输(例如，在已经固化或硬化并且被施加有真空力之后)。此外，多孔材料意在对于普通的技术和设备(例如，传统的打磨轮)来说是容易加工的、打磨的或研磨的。
用于晶圆台结构的无孔基底托盘材料和/或引入到基底托盘隔室的多孔材料的选择依赖于与将要在其上放置的晶圆10或膜片架30上执行的应用或处理相关的晶圆台结构的想要的或要求的特性。例如，对于由膜片架30承载的大直径切割后的晶圆10的小或超小裸片12的光学检查要求晶圆台结构提供了具有非常高或超高平面性的晶圆台表面。此外，无孔基底托盘材料和/或多孔隔室材料的选择能够依赖于晶圆台结构在考虑晶圆台结构将要暴露于的预期的或想要的类型的晶圆或膜片架处理条件的情况下应该满足的化学、电学/磁学、热学或声学要求。
在各种实施方式中，基于将有利于或使得能够实现利用单个研磨或打磨设备(例如，基本上同时)的至少两种可区分或不同的材料的多个暴露表面上的打磨或研磨的材料特性或质量来选择实现无孔基底托盘材料和多孔隔室材料。更具体地，能够以相同的方式(例如，借助于涉及根据标准加工、研磨或打磨技术操作的标准加工、研磨或打磨设备)同时对两种(或更多种)可区分或不同的无孔和多孔材料的暴露表面进行加工、研磨或打磨。无孔材料和多孔材料中的每一种的这样的加工、研磨或打磨导致对于诸如打磨头的加工、研磨或打磨元件、装置或工具的较低的、最小的或可忽略的损坏。此外，在多个实施方式中，无孔基底托盘材料和多孔隔室材料被选择为使得通过这样的加工、打磨或研磨影响(例如平面化)无孔基底托盘材料的速率和通过这样的加工、打磨或研磨影响(例如平面化)多孔隔室材料的速率基本上相同。
为了简洁的目的并且方便理解，在下面描述的晶圆台结构的代表性实施方式中，无孔基底托盘材料包括或是基于陶瓷的无孔材料，并且多孔隔室材料包括或是基于陶瓷的多孔材料。本领域技术人员将理解的是，根据本公开的实施方式的晶圆台结构不限于与下面描述的代表性实施方式相关地提供的材料类型。
当想要或要求产生非常平坦、具有高平面性或超平面的晶圆台表面时，多孔材料能够包括可模制的基于陶瓷的多孔材料和/或其它适合于根据标准/传统的处理技术、处理序列或处理参数(例如，硬化温度或温度范围以及对应的硬化时间或时间间隔)以本领域技术人员理解的方式形成、制造或生产多孔晶圆台、晶圆夹具、真空台或真空夹具的化合物。在多个实施方式中，多孔材料能够包括或是由CoorsTek(CoorsTekInc.,Hillsboro,ORUSA,503-693-2193)提供的市售材料。这样的多孔材料能够包括或是一种或多种类型的基于陶瓷的材料，例如，氧化铝(Al2O3)和碳化硅(SiC)，并且能够展示出大约5-100μm范围内(例如，大约5，10，30或70μm)的硬化后/固化后孔径以及大约20-80％范围内(例如，大约30-60％)的孔隙度。能够基于本领域技术人员将理解的适合于所考虑的应用(例如，膜片架30上的薄或非常薄的晶圆10的检查)的诸如想要的或需要的级别的真空力的应用要求来选择多孔隔室材料的孔径。能够是对应于对陶瓷基底托盘的一部分(例如，脊状物的组并且可能还有外基底托盘边缘)以及由基底托盘隔室承载的硬化后的可模制的多孔陶瓷材料的暴露的上或外表面进行加工(例如，借助于统一的或单个的加工或打磨处理)以提供展示出非常高或超高的平面性或平面均匀性的公共的晶圆台表面，其适合于例如在检查期间以沿着公共平面(垂直于晶圆台表面的法线轴)或在公共平面内高效地布置或保持晶圆裸片表面同时具有最小或可忽略的偏离的方式牢固地保持晶圆或膜片架。
根据本公开的实施方式，图2A是基于陶瓷的基底托盘100的透视图，并且图2B是沿着线A-A'截取的图2A的基底托盘的透视截面图。如上所述，在各种实施方式中，基于陶瓷的基底托盘100是无孔或基本上无孔的，并且因此响应于所施加的真空力对于通过其的气体、流体或真空力传输是不允许的或基本上不允许的。即，基于陶瓷的基底托盘100通常意在用作对于通过其的气体、流体或真空力的连通或传输是强的、非常强的或有效的不可渗透的阻挡物。
在实施方式中，基底托盘100具有定义中心或图心104的形状，真空开口20能够相对于该中心或图心104或围绕该中心或图心104布置；平面或横贯空间范围或区域AT；外边缘或边界106；多个内底表面110a-c，其能够包括布置在其中的多个真空开口20；以及布置在基底托盘的中心与其外边缘106之间的一个或多个脊状物120a-b(例如，以环形或同心圆形式布置)。如下面详细描述的，在各种实施方式中，脊状物120a-b以及基底托盘的外边缘106被以与标准晶圆和/或膜片架大小、形状和/或尺寸(例如，8英寸、12英寸和16英寸晶圆以及对应于这样的晶圆尺寸的一个或多个膜片架尺寸)相关或对应的方式调整大小、形状和/或尺寸。基底托盘100进一步包括至少一个下侧表面150，其大部分或整体在多个实施方式中被布置或基本上布置在单个基底托盘下侧平面上。
在若干实施方式中，垂直基底托盘轴ZT能够被定义为垂直或基本上垂直于基底托盘的下侧表面150和基底托盘的内底表面110a-c，并且延伸通过基底托盘的中心或图心104。如本领域技术人员所理解的，垂直基底托盘轴ZT被定义为垂直于其上能够牢固地保持晶圆或膜片架的想要的晶圆台平面表面。在图2A和图2B中，ZT能够垂直于平分每个真空开口20的线A-A'。
每个脊状物102a-b作为基底托盘100的内底表面110a-c的边界，并且每个脊状物120a-b将不同的基底托盘内底表面的多个部分相对于彼此进行描绘、分隔或划分以限定一组基底托盘隔室或底座130a-b，其能够容纳或承载前述的可模制、适形、可整合或可流动的多孔材料。更具体地，在图2A中所示的实施方式中，第一脊状物120a在基底托盘100的第一内底表面110a上方延伸并围绕(例如，以同心的方式围绕)。由围绕或环绕第一内底表面110a的第一脊状物120a限定的连续或大致连续的结构凹陷从而限定了第一基底托盘隔室或底座130a，其具有第一内底表面110a作为其底表面。以类似的方式，第一脊状物120a和第二脊状物120b在基底托盘100的第二内底表面110b上方延伸。第二脊状物120b闭合第一脊状物120a(例如，第一和第二脊状物120a-b相对于彼此同心)，从而第一和第二脊状物120a-b限定第二连续或基本上连续的基底托盘隔室或底座130b，其具有第二内底表面110b作为其底表面。还类似地，基底托盘的外边缘106闭合第二脊状物120b(例如，第二脊状物120b和外边缘106相对于彼此同心)，从而它们限定第三连续或基本上连续的基底托盘隔室或底座130c，其具有第三内底基底托盘表面110c作为其底表面。任何给定的脊状物120具有横贯基底宽度，例如大致1-4mm(例如，大致3mm)；以及对应的脊深度，例如大致3-6mm(例如，大致4mm)，其限定隔室或底座130的深度。如下面详细描述的，在各种实施方式中，任何给定的基底托盘隔室或底座130a-c具有与标准晶圆和/或膜片架大小、形状和/或尺寸的空间范围、平面表面区域或直径相关或对应的空间范围、平面表面区域或直径。
在替选实施方式中，与前述类似的考虑适用于另外或其它类型的基底托盘隔室或底座130的定义，这样的实施方式包括具有单个脊状物120的实施方式；具有超过两个脊状物120a-b的实施方式；和/或其中一个或多个脊状物120没有完全地彼此封闭或者没有相对于一个或多个其它脊状物120成圆形/同心(例如，当特定脊状物120的多个部分相对于另一脊状物120横向、放射状或以其它形式布置时)的实施方式。本领域技术人员将容易理解展示出各种形状、大小、尺寸和/或部分的脊状物120(例如，脊状物120能够包括相对于椭圆、圆形或其它类型的几何轮廓或图案布置的多个不同或分离的部分)能够限定不同类型的基底托盘隔室或底座130的方式。
除了前述之外，基底托盘的外边缘106以及每个脊状物120a-b分别包括暴露的外边缘上表面108和暴露的脊状物上表面122a-b，其对应于基底托盘100的上表面或上侧，该上表面或上侧与与基底托盘的下侧表面150相对并且意在离晶圆台平面表面承载的晶圆10或膜片架30最近。在多个实施方式中，基底托盘的外边缘上表面108与基底托盘的内底表面110a-c之间以及每个脊状物上表面122a-b与基底托盘的内地表面110a-c之间的垂直距离(例如，平行于基底托盘的中央横贯轴ZT)限定了基底托盘隔室深度DTC。基底托盘的外边缘上表面108与基底托盘的下侧表面150之间的垂直距离限定了整体基底托盘厚度TOT。最终，真空开口20延伸所沿着的垂直距离能够限定等于TOT与DTC之间的差的真空通道深度DV。
图3A是根据本公开的实施方式的图2A的基底托盘100的透视图，可模制的、适形的、可整合的或可流动的多孔材料已经被引入、布置或提供到该基底托盘100中以有效地提供用于便于或实行晶圆台结构5的形成或形成晶圆台结构5。图3B是沿着线B-B'截取的对应于图3A的承载多孔材料的基底托盘100的透视截面图。图3C是对应于图3A和图3B的承载多孔材料的基底托盘100的截面图。
在图3A和图3B中，多孔材料能够被视为根据考虑的晶圆台结构制造的阶段而在硬化前/放置前或硬化后/放置后状态下位于基底托盘隔室13/0a-c中。此外，如果认为处于硬化后/放置后状态，则多孔材料和无孔或真空非渗透的基于陶瓷的基底托盘100同样能够根据考虑的晶圆台结构制造阶段而被视为处于平面化前/加工前或平面化后/加工后状态。在下面详细描述根据本公开的实施方式的代表性晶圆台结构制造处理的阶段。
考虑图3A至图3C以及与图2A和图2B中所示的基底托盘实施方式相关地，在将多孔材料引入、放置、沉积或提供到基底托盘隔室130a-c中以及将多孔材料整合到基底托盘隔室130a-c的内部几何形状之后，利用第一体积140a的多孔材料填充第一基底托盘隔室130a；利用第二体积140b的多孔材料填充第二基底托盘隔室130b；并且利用第三体积140c的多孔材料填充第三基底托盘隔室130c。类似的考虑适用于具有不同数目和/或不同构造的隔室130的其它基底托盘实施方式。即，在多孔材料已经被引入到基底托盘隔室130中之后，这样的隔室130中的每一个被填充有对应于考虑的任何给定的隔室130的尺寸或容积的给定量140的多孔材料。引入到任何给定的基底托盘隔室130中的多孔材料的初始体积140应该等于或超过隔室的体积，从而能够利用平面化处理将多余的多孔材料加工或打磨掉，下面将对此进行详细描述。
在将多孔材料引入到隔室130中之后，任意给定体积140的多孔材料的一部分被暴露于隔室130内的多个真空开口20。更具体地，在给定体积140的多孔材料内，与基底托盘内底表面110形成界面的多孔材料被选择性地暴露于布置或形成在对应的基底托盘内地表面110内的一个或多个真空开口20。例如，如图3B和图3C中所示的实施方式中具体示出的，第一体积140a的多孔材料被暴露于第一基底托盘隔室130a的第一内底表面110a内布置在基底托盘100的中心处的真空开口20。类似地，第二体积140b的多孔材料被暴露于第二基底托盘隔室130b的第二内底表面110b内布置的真空开口20；并且，第三体积140c的多孔材料被暴露于第三基底托盘隔室130c的第三内底表面110c内布置的真空开口20。由于每个体积140a-c的多孔材料被暴露于对应的组的真空开口20，因此能够选择性地将真空力通过每个体积140a-c的多孔材料连通、分布或传输到对应于晶圆台结构5的多孔材料的上表面。因此，当晶圆台结构5在平面晶圆台表面上承载特定大小或形状的晶圆10或膜片架30时，能够选择性地将真空力通过由布置在晶圆台平面表面上的晶圆10或膜片架30覆盖的对应的基底托盘隔室连通或传输到晶圆10或膜片架30的下侧，将在下面对此进行详细描述。
如上面所述以及下面进一步详述的，在多孔材料体积140已经被引入到基底托盘隔室130中之后，每个这样的体积140能够被硬化、固化或结合(例如，与硬化/结合处理关联或同时整体地)到内底表面110以及限定隔室130的一个或多个脊状物120的关联的侧表面或侧壁。另外，在硬化/结合处理之后，能够使用单个的加工、打磨或研磨设备在两个可区分的或不同的材料表面上借助于一个或多个传统的技术上简单、不昂贵且鲁棒的加工或打磨技术或处理同时对包括体积140的多孔材料的暴露的上表面、暴露的脊状物上表面122和暴露的外边缘上表面108的晶圆台结构5的暴露的上表面进行加工、打磨或平面化。此外，单个加工、打磨或研磨设备的使用实现、提供或限定了展现出非常高或超高的平面均匀性的晶圆台平面表面。结果，即使对于非常小的裸片和/或非常薄的晶圆来说，由布置且牢固地保持在晶圆台平面表面上的晶圆10或膜片架30承载的裸片12被保持在公共平面上从而有效地将上或暴露的裸片表面保持在所述公共平面上而具有最小或可忽略的偏离。因此，这样的裸片12的上表面沿着平行于具有高平面性的晶圆台表面的法线轴(例如，对应于基底托盘的垂直轴ZT(与其重叠或包括其)的晶圆台垂直轴ZWT)的方向展现出处于所述公共平面之外的最小或可忽略的位置偏离。由根据本公开的多个实施方式提供的晶圆台表面的超高平面性使得位于晶圆台表面上的晶圆10或膜片架12上的裸片12能够基本上处于一个单个平面(例如，检查平面)上以有利于准确的检查和/或其它处理。
图3D是根据本公开的实施方式生产或制造的晶圆台结构5的截面图，其对应于图3C，并且在平面晶圆台表面上承载晶圆或膜片架。晶圆台结构5提供了具有非常高或超高平面均匀性的晶圆台平面表面190，从而由借助于真空力牢固地保持在晶圆台平面表面上的晶圆10或膜片架30承载的裸片12(例如，非常小且/或非常薄的裸片12)、器件或材料层被整体或共同地保持、基本上保持、或非常基本上保持在晶圆或膜片架处理平面192(例如，光学检查平面)上并且在沿着晶圆台垂直轴ZWT的方向(或等效地，在朝着或离开晶圆台平面表面190的方向)上相对于晶圆或膜片架处理平面192具有最小或可忽略的位置偏离或移位。在代表性实施方式中，具有大约0.25-0.50平方毫米范围内或更大的平面表面面积以及大约25-50微米或更大的厚度的裸片12的暴露的或上表面能够整体地展示出相对于晶圆或膜片架处理平面的小于大约±100μm或小于大约10-90μm(例如，小于大约±20至80μm或平均小于大约50μm)的垂直偏离。非常小或超小的裸片12(例如，大约0.25-0.55平方毫米)且/或非常薄或超薄的裸片12(例如，大约25-75μm或大约50μm厚)能够被保持在检查平面192内，从而它们相对于检查平面192的偏离小于大约20-50μm。
如上所述，特定基底托盘隔室130内的给定体积140的多孔材料的最大横贯直径或尺寸以及限定或限制其中放置体积140的多孔材料的隔室130的最大平面空间范围或表面面积的脊状物120所跨越的平面空间范围或表面面积与特定的标准或预计的晶圆和/或膜片架大小、平面空间范围或表面面积、尺寸或直径相关或对应。更具体地，为了将给定大小的晶圆10或膜片架30牢固地保持到晶圆台平面表面190，通过选择性地将真空力提供或传递到暴露于隔室130或布置在隔室130内的真空开口20或从其通过来将真空力提供或传递到晶圆10或膜片架30，所述隔室130具有最大的横贯尺寸或直径，其最接近地匹配当前考虑的晶圆或膜片架大小的横贯尺寸或直径，并且每个隔室130对应于小于当前考虑的晶圆10或膜片架30的晶圆或膜片架大小。因此，特定大小的晶圆10或膜片架30应该整体地覆盖(a)具有最接近地匹配当前考虑的晶圆10或膜片架30的大小的横贯尺寸或直径的体积140的多孔材料的上表面以及(b)具有较小的横贯尺寸或直径的每个体积140的多孔陶瓷材料的上表面。晶圆10或膜片架30还应该覆盖最接近地匹配晶圆10或膜片架30的大小的脊状物120的一部分以及具有小于考虑的晶圆10或膜片架30的直径的每个脊状物120。
图3E是根据本公开的实施方式的布置在晶圆台结构5上的具有第一标准直径(例如，8英寸)的代表性第一晶圆10a的透视图，从而第一晶圆10a能够通过下述牢固地保持在晶圆台平面表面190上：(a)第一晶圆10a覆盖第一体积140a的多孔材料并且覆盖第一脊状物120a的横贯宽度的至少一部分但是没有延伸到第二体积140b的多孔材料或与其重叠；以及(b)通过选择性或偏好地将真空力提供到第一隔室的真空开口20或从其通过，提供到第一体积140a的多孔材料并且从其通过，提供到第一晶圆10a的下侧来将真空力施加或传递到第一晶圆10a。
图3F是根据本公开的实施方式的布置在晶圆台结构5上的具有第二标准直径(例如，12英寸)的代表性第二晶圆10b的透视图。第二晶圆10b能够通过下述牢固地保持在晶圆台平面表面190上：(a)第二晶圆10b覆盖第一和第二体积140a-b的多孔材料并且覆盖第二脊状物120b的横贯宽度的至少一部分但是没有延伸到第三体积140c的多孔材料或与其重叠；以及(b)通过选择性或偏好地将真空力提供到第一隔室的真空开口20和第二隔室的真空开口20或从其通过，提供到第一和第二体积140a-b的多孔材料并且从其通过，提供到第二晶圆10b的下侧来将真空力施加或传递到第二晶圆10b。
图3G是根据本公开的实施方式的布置在晶圆台结构5上的具有第三标准直径(例如，16英寸)的代表性第三晶圆10c的透视图。第三晶圆10c能够通过下述牢固地保持在晶圆台平面表面190上：(a)第三晶圆10c覆盖第一、第二和第三体积140a-c的多孔材料并且覆盖基底托盘的外边缘106的横贯宽度的一部分；以及(b)通过选择性或偏好地将真空力提供到第一隔室的真空开口20、第二隔室的真空开口20以及第三隔室的真空开口20或从其通过，提供到第一、第二和第三体积140a-c的多孔材料并且从其通过，提供到第三晶圆10c的下侧来将真空力施加或传递到第三晶圆10c。
除了上述之外，在多个实施方式中，基于陶瓷的基础托盘100能够包括或形成为容纳或提供一个或多个额外的类型的结构特征或元件。将在下面详细描述这样的基于陶瓷的托盘102的特定代表性非限制实施方式。
图4A是根据本公开的另一实施方式的基于陶瓷的晶圆台基底托盘100的透视图，该基底托盘100包括一组弹出销引导部件160。图4B是沿着线C-C'截取的图4A的基于陶瓷的晶圆台基底托盘的截面图。在这样的实施方式中，基底托盘100能够具有与上述类似或基本上相同的大体或整体结构。然而，第一脊状物110a包括多个弹出销引导结构、元件或部件160a-c(例如，在各实施方式中为三个，其足以使得三个弹出销能够操持对应于这样的晶圆大小的8英寸、12英寸和16英寸晶圆中的每一个)。每个弹出销引导部件106a-c被成形并构造为提供对应于或限定弹出销能够行进通过的通路或路径的开口162。在多个实施方式中，任意给定的弹出销引导部件160a-c能够形成为第一脊状物110a的集成部分或延伸，从而弹出销引导部件160a-c突出到第一隔室120a的一部分中。此外，弹出销引导部件1760a-c的尺寸被调整和/或被构造为使得在晶圆台结构使用期间(例如，在弹出销升起和下降期间)发生基本上没有、可忽略的或最小的真空损失。在若干实施方式中，弹出销引导部件160a-c能够在策略上放置为使得单组弹出销164能够操持晶圆台结构5被指定操持的每个晶圆大小。本领域技术人员将理解的是，弹出销引导部件160a-c能够替选地或额外地形成为与第一脊状物110a分离，或者形成为另一脊状物110(例如，第二脊状物110b)的一部分。
图5A是可模制的、适形的、可整合的或可流动的多孔材料已经被引入、提供或布置到其中的图4A和图4B的基底托盘100的透视图。图5B是沿着线D-D'截取的对应于图5A的承载可模制的多孔材料的基底托盘100的透视截面图。应注意的是，当可模制的多孔材料被引入到基底托盘100中时，每个弹出销引导部件160a-c内并穿过弹出销引导部件160a-c的开口162应该被密封或阻挡，从而多孔材料没有进入开口162以及与其对应的弹出销引导部件160a-c所通过的路径，以便于确保在涉及晶圆或膜片架相对于晶圆台平面表面190的下降或升起的弹出销致动期间硬化后的可模制多孔材料不会妨碍通过该路径和开口162的弹出销163a-c的行进。
在一些实施方式中，基底托盘100能够承载、包括或并入有多个加热和/或冷却元件。例如，加热元件能够包括电阻加热元件。冷却元件能够包括被构造为承载冷却物质或流体(例如，冷却气体或液体)的管道、管路或通路；或者热电冷却装置。加热和/或冷却元件能够被封闭或包封在基于陶瓷的无孔基底托盘材料(例如，一体地形成在基底托盘100的一个或多个部分内)。替选地，加热和/或冷却元件能够位于基于陶瓷的无孔基底托盘材料的外部，封闭或包封在占据基底托盘底座130的多孔材料的一部分内。除了前述之外或者作为前述的替选方案，基于陶瓷的无孔基底托盘100和/或占据基底托盘底座130的多孔材料能够承载、包括或并入有另外的其它类型的元件，例如电极、温度感测元件(例如，热电偶)、其它类型的感测元件(例如，加速度计、振动传感器或光学传感器)和/或被构造为感测晶圆台结构5的一部分内或外部的周围/环境状况的其它类型的感测元件。
图6是根据本公开的实施方式的用于制造晶圆台结构5的代表性处理170。在实施方式中，晶圆台制造处理170包括第一处理部分172，其涉及提供其中具有多个隔室130的基于陶瓷的无孔晶圆台基底托盘100；第二处理部分174，其涉及提供可模制的多孔材料；以及第三处理部分176，其包括将可模制的多孔材料引入到多个隔室130中并且利用可模制的多孔材料填充多个隔室130内的每个隔室130的体积几何空间，从而可模制的多孔材料整合到或占据每个隔室130的内空间尺寸。在每个隔室130内，借助于可模制的多孔陶瓷材料以图7中示出或一般性地示出的方式展示出超过基底托盘隔室130的深度DTC的深度或厚度，可模制的多孔陶瓷材料的初始体积142能够超过或略超过隔室130的体积容量。
第四处理部分178涉及硬化或固化可模制的多孔陶瓷材料以及将多孔材料结合到限定每个隔室130的内表面(即，基底托盘内的内底表面110和对应于脊状物120的隔室侧壁)。一旦多孔材料被牢固地保持在隔室内表面内或结合到隔室内表面，第五处理部分180涉及加工或打磨多孔材料(即，每个多孔材料体积140)以及诸如基底托盘外边缘106的暴露的上表面108和基底托盘脊状物120的暴露的上表面122的基底托盘110的多个部分，以便于同时提供具有非常高的平面性的多孔材料体积140的暴露的、上或外表面、基底托盘脊状物120的暴露的上表面122以及基底托盘外边缘106的暴露的上表面108，从而限定其上能够牢固地保持晶圆和膜片架的高均匀性的晶圆台平面表面190。一旦进行了平面化，对应于任意给定隔室130的每个多孔材料体积140与隔室130的体积相同或基本相同。
第六处理部分182涉及将平面化后的晶圆台结构5耦接或安装到可移位的晶圆台组件(例如，x-y晶圆台)，并且将平面化后的晶圆台结构5的真空开口耦接到一组台组件真空线路、链接和/或阀门，从而真空力能够被选择性地致动并施加到布置在晶圆台平面表面190上的晶圆10或膜片架30。
与其中多孔材料的区域被由或基本上由一个或多个金属制成的隔离件分隔且/或利用由或基本上由一个或多个金属支撑的外底座结构的某些现有技术的晶圆台设计相反地，根据本公开的晶圆台结构的各种实施方式避免或排除了由或基本上由一个或多个金属制成的脊状物120，并且通常进一步避免或排除了由或基本上由一个或多个金属制成的基底托盘100。更具体地，在包括至少部分或基本上由金属制成的上或暴露的无孔晶圆台表面以及至少基本上由陶瓷材料制成的上或暴露的多孔晶圆台表面的现有技术的晶圆台设计中，这样的金属表面具有与多孔陶瓷材料表面非常不同的加工、研磨或打磨特性、性质或表现。在加工、研磨或打磨处理期间，金属表面将没有以与多孔陶瓷材料表面相同的速率或容易程度进行平面化。此外，金属表面能够容易地损坏标准加工、研磨或打磨元件、装置或工具(例如，打磨头)。金属表面的包括使得加工、研磨或打磨处理臂根据本公开的实施方式制造的晶圆台结构更难、更贵并且消耗了更多的时间。
此外，暴露的金属表面和暴露的多孔陶瓷表面的加工、打磨或研磨特性之间的差异显著地增加了最终制造出的晶圆台表面将在晶圆台表面的一个或多个部分或区域上展现出不想要的或不可接受的非平面性或不充分的平面性的可能性。这样的现有技术晶圆台设计因此不是很好地适合于其上具有易碎的裸片12的大直径且薄的晶圆10(例如，由承载小或超小裸片12的膜片架30承载的12英寸或更大的切割后晶圆10)的检查。相反地，根据本公开的晶圆台结构实施方式不受到该缺陷的困扰，并且提供了非常好地适合于这样类型的晶圆10或膜片架30的检查的高度均匀或超均匀的平面晶圆台表面622。
根据本公开的实施方式制造的晶圆台结构的最终结果是下述晶圆台620，其(a)排除或省去了晶圆台表面622上能够不利地影响晶圆台表面622的平面性并导致了前述的相关问题中的一个或多个的沟槽或真空孔(例如，钻出的真空孔)；(b)具有非常高或超高平面性的晶圆台表面622，其适合于操持(i)晶圆10和膜片架30，从而消除了对于晶圆台转换套件的需要；以及(ii)位于非常薄或柔性晶圆(例如，75μm，50μm或更薄)上的非常小或超小的裸片12(例如，0.5×0.5平方毫米或者更小)，这是因为平面晶圆台表面622有利于将这样的裸片12定位并保持在单个平面上，而这是使用传统的晶圆台设计难以实现的；以及(c)结构上简单、低成本并且容易制造(特别是与在其晶圆台表面上包括沟槽或加工出/钻出的真空孔以及位于它们的晶圆台表面上的暴露的金属材料(例如，在晶圆台表面上的多个金属分隔物或金属板)的传统的晶圆台设计相比)。
根据本公开的各种实施方式的各方面解决了包括与现有的晶圆台结构关联的一个或多个问题、限制和/或缺点的与现有的用于操持晶圆和/或膜片架的系统和方法关联的至少一个方面、问题、限制和/或缺点。虽然在本公开中已经描述了与某些实施方式关联的特征、方面和/或优点，但是其它实施方式也可以展示出这样的特征、方面和/或优点，并且不是所有实施方式都需要必须展现出这样的特征、方面和/或优点以落入本公开的范围内。本领域技术人员将了解的是，上面公开的系统、组件、处理或其替选方案中的一些可以根据需要与其它不同的系统、组件、处理和/或应用组合。另外，本领域技术人员可以在本公开的范围内对所公开的各种实施方式进行各种修改、替选和/或改进。

Claims (20)

1.一种晶圆台结构，所述晶圆台结构提供晶圆台表面，所述晶圆台结构包括：
基底托盘，所述基底托盘包括多个第一暴露的上表面、内表面和与所述内表面形成为一体或者附接到所述内表面的多个隔室，所述基底托盘由可响应于所施加的负压而渗透气体或流体的至少一种类型的材料形成；
多个脊状物，所述多个脊状物将所述多个隔室内的各个隔室彼此分隔，其中，所述基底托盘的所述多个第一暴露的上表面包括所述多个脊状物的暴露的上表面，其中，每一个隔室形成在所述多个脊状物内的至少一个脊状物的暴露的上表面之间的凹陷，并且其中，所述多个脊状物内的每一个脊状物以对应于标准晶圆大小和/或标准膜片架大小的方式设置尺寸；
单组多个弹出销引导部件，单组多个弹出销能够行进通过所述单组多个弹出销引导部件以操持多个标准大小的晶圆，其中，单组多个弹出销引导部件中的每一个形成在多个脊状物内的最里脊状物的部分中；
至少一种类型的隔室材料，所述至少一种类型的隔室材料布置在所述多个隔室内，所述至少一种类型的隔室材料可流动地或可模制地适形于所述多个隔室中的每一个的形状并且可硬化以在所述多个隔室中提供可响应于所施加的真空力而渗透气体或流体的硬化隔室材料，并且所述硬化隔室材料提供了多个第二暴露的上表面；以及
多个开口，所述多个开口形成在所述基底托盘的所述内表面中，所述硬化隔室材料可通过所述多个开口暴露于负压或正压，其中，所述多个开口包括对应于多个隔室内的每一个隔室的至少一个开口，
其中，(a)所述基底托盘的所述多个第一暴露的上表面和(b)所述硬化隔室材料的所述多个第二暴露的上表面可借助于公共加工处理同时进行加工以提供平面晶圆台表面，并且
其中，所述晶圆台表面适用于操持晶圆、晶圆的部分和/或晶圆或其部分安装其上的膜片架。
2.根据权利要求1所述的晶圆台结构，其中，所述平面晶圆台表面其中没有形成沟槽和真空孔。
3.根据权利要求2所述的晶圆台结构，其中，所述平面晶圆台表面有利于单个平面中或上的晶圆裸片的定位和保持，并且其中，所述平面晶圆台表面具有横跨所述平面晶圆台表面的小于±100μm的平面性均匀度。
4.根据权利要求1所述的晶圆台结构，其中，通过所述公共加工处理对所述基底托盘的所述多个第一暴露的上表面进行平面化的速率以及通过所述公共加工处理对所述硬化隔室材料的所述多个第二暴露的上表面进行平面化的速率相同。
5.根据权利要求1所述的晶圆台结构，其中：
基底托盘内表面包括多个内底表面，所述多个脊状物内的每个脊状物作为所述基底托盘的内底表面的边界，并且，所述多个脊状物内的每个脊状物将不同基底托盘内底表面的多个部分彼此划分以限定所述多个隔室。
6.根据权利要求5所述的晶圆台结构，其中，所述基底托盘和所述多个脊状物内的每个脊状物由相同材料形成。
7.根据权利要求5所述的晶圆台结构，其中，所述多个脊状物内的每个脊状物位于离开所述基底托盘的中心预定距离的位置处，并且其中，所述多个隔室内的至少第一隔室由脊状物围绕。
8.根据权利要求1所述的晶圆台结构，多个开口中的特定开口可选择地暴露于负压或正压，以使得可硬化的隔室材料可选择地暴露于通过多个开口施加的负压或正压，并且其中，在任何指定隔室中硬化的隔室材料在暴露于负压或正压时与任何其他隔室中的硬化的隔室材料流体地隔离。
9.根据权利要求7所述的晶圆台结构，其中：
(a)所述多个隔室包括：
第一隔室，所述第一隔室包含暴露于与多个开口内的对应多个第一开口的第一体积的硬化隔室材料；以及
第二隔室，所述第二隔室包含暴露于多个开口内的对应的多个第二开口的第二体积的隔室材料，所述多个第二开口与所述多个第一开口不同；并且
(b)所述多个脊状物内的第一脊状物围绕所述第一隔室，从而将所述第一隔室与所述第二隔室分隔。
10.根据权利要求9所述的晶圆台结构，其中，负压能够被施加到所述多个第一开口以将具有第一标准直径的第一晶圆台或第一膜片架牢固地保持到所述平面晶圆台表面，并且其中，负压能够被施加到所述多个第一开口和所述多个第二开口以将具有大于所述第一标准直径的第二标准直径的第二晶圆或第二膜片架牢固地保持到所述平面晶圆台表面。
11.根据权利要求10所述的晶圆台结构，其中：
(c)所述多个隔室包括第三隔室，所述第三隔室包含暴露于与其对应的多个第三开口的第三体积的硬化隔室材料，所述多个第三开口与所述多个第一开口和所述多个第二开口中的每一个不同；并且
(d)所述多个脊状物内的第二脊状物围绕所述第二隔室，从而将所述第二隔室与所述第三隔室分隔。
12.根据权利要求11所述的晶圆台结构，其中，负压能够被施加到所述多个第一开口、所述多个第二开口和所述多个第三开口，以将具有大于所述第一标准直径和所述第二标准直径中的每一个的第三标准直径的第三晶圆或第三膜片架牢固地保持到所述平面晶圆台表面。
13.根据权利要求1所述的晶圆台结构，其中，所述基底托盘和所述硬化隔室材料中的至少一个包括基于陶瓷的材料。
14.根据权利要求13所述的晶圆台结构，其中，所述基底托盘包括瓷件。
15.根据权利要求1所述的晶圆台结构，所述晶圆台结构进一步包括单组弹出销引导部件，单组弹出销能够行进通过所述单组弹出销引导部件以操持多个标准大小的晶圆，其中单组多个弹出销引导部件中的每一个突出到多个隔室内的最内隔室的一部分中。
16.一种制造晶圆台结构的方法，所述晶圆台结构提供晶圆台表面，所述方法包括：
提供基底托盘，所述基底托盘具有多个第一暴露的上表面、内表面、与所述内表面形成为一体或附接到所述内表面的多个隔室以及形成在所述内表面中的多个开口，所述基底托盘由可响应于所施加的负压而渗透气体或流体的至少一种类型的材料形成；
提供多个脊状物，所述多个脊状物将所述多个隔室内的各个隔室彼此分隔，其中，所述基底托盘的所述多个第一暴露的上表面包括所述多个脊状物的暴露的上表面，其中，每一个隔室形成在所述多个脊状物内的至少一个脊状物的暴露的上表面之间的凹陷，并且其中，所述多个脊状物内的每一个脊状物以对应于标准晶圆大小和/或标准膜片架大小的方式设置尺寸；
提供单组多个弹出销引导部件，单组多个弹出销能够行进通过所述单组多个弹出销引导部件以操持多个标准大小的晶圆，其中，单组多个弹出销引导部件中的每一个形成在多个脊状物内的最里脊状物的部分中；
将至少一种类型的隔室材料布置在多个基底托盘的隔室内，所述至少一种类型的隔室材料可流动地或可模制地适形于所述多个隔室内的每一个隔室的形状；
硬化所述至少一种类型的隔室材料以在所述多个隔室中提供可响应于所施加的负压或正压而渗透气体或流体的硬化隔室材料，并且所述硬化隔室材料提供多个第二暴露的上表面；并且
借助于公共加工处理同时加工所述多个第一暴露的上表面和所述多个第二暴露的上表面以提供用于承载晶圆和其上安装晶圆或其部分的膜片架的平面晶圆台表面，
其中，所述晶圆台表面适用于操持晶圆、晶圆的部分和/或晶圆或其部分安装其上的膜片架。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在多个所述第一暴露的上表面和所述第二暴露的上表面的同时加工期间，利用所述公共加工处理对所述基底托盘的多个所述第一暴露的上表面进行平面化的速率和利用所述公共加工处理对所述硬化隔室材料的多个所述第二暴露的上表面进行平面化的速率相同。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，单组多个弹出销引导部件中的每一个突出到多个隔室内的最里隔室的部分中。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述基底托盘和所述硬化隔室材料中的至少一个包括基于陶瓷的材料，并且其中，硬化的隔室材料可暴露于多个开口选择地施加的负压和正压。
20.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：
将所述晶圆台结构安装到可移位的晶圆台组件；以及
将多个开口的每一个耦接到一组台组件真空线路、链结、和/或阀门，通过所述组台组件真空线路、链结、和/或阀门能够选择性地致动负压或正压并且将负压或正压施加到布置在所述平面晶圆台表面上的晶圆或膜片架。
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