CN109917620B - 晶圆载台系统及具有该晶圆载台系统的曝光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶圆载台系统及具有该晶圆载台系统的曝光机，晶圆载台系统包括工作台，设置于晶圆载台上，用于承载晶圆；间隙补偿装置，围绕工作台而设置于晶圆载台上，间隙补偿装置中具有第一中空区域，工作台位于第一中空区域中，第一中空区域的外缘由间隙补偿装置的第一内侧壁构成，第一内侧壁围成的形状与晶圆的外缘形状相对应。曝光机包括上述晶圆载台系统。本发明实施例中的晶圆载台系统能够最大限度地减少液体与晶圆边缘的相互作用，避免在曝光期间晶圆边缘上的颗粒剥落，使得晶圆表面的桥接缺陷得到改善。

Description

晶圆载台系统及具有该晶圆载台系统的曝光机

技术领域

本发明涉及技术领域，特别涉及一种晶圆载台系统及具有该晶圆载台系统的曝光机。

背景技术

在通过曝光机对晶圆进行浸没式曝光时，经常会出现晶圆上表面桥接的问题。这种问题产生的原因是在对晶圆进行涂布制成后，会在晶圆外缘上形成颗粒或薄片。而在浸没式曝光过程中，如图1所示，位于晶圆载台100上的晶圆110整体浸没在浸没罩130流出的液体120中，在液体120与晶圆110外缘的相互作用下，晶圆110外缘上的颗粒111会被剥落，并经由液体120带到晶圆110上表面，从而造成晶圆110上表面出现桥接缺陷。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种晶圆载台系统及具有该晶圆载台系统的曝光机，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个实施例，提供一种晶圆载台系统，包括：

工作台，设置于晶圆载台上，用于承载晶圆；

间隙补偿装置，围绕所述工作台而设置于所述晶圆载台上，所述间隙补偿装置中具有第一中空区域，所述工作台位于所述第一中空区域中，所述第一中空区域的外缘由所述间隙补偿装置的第一内侧壁构成，所述第一内侧壁围成的形状与所述晶圆的外缘形状相对应。

在一些实施例中，所述间隙补偿装置提供一曝光延伸平面，高于所述工作台的承载面，以避免曝光时浸润式曝光机的液体湿润至所述晶圆载台。

在一些实施例中，所述曝光延伸平面和所述承载面的高度差不小于所述晶圆的厚度。

在一些实施例中，所述第一内侧壁与所述晶圆的外缘之间存在等宽环形的间隙，所述间隙限制所述晶圆的外缘上的游离物质剥落并转移至所述晶圆表面。

在一些实施例中，所述第一内侧壁沿竖直方向设置，所述第一内侧壁与所述晶圆的外缘之间的水平距离形成所述间隙。

在一些实施例中，所述第一内侧壁倾斜设置，所述第一内侧壁的顶部外缘与所述晶圆的外缘之间的水平距离形成所述间隙。

在一些实施例中，所述间隙的取值范围在5mm至15mm之间。

在一些实施例中，所述间隙补偿装置还包括：

调整环，设置在所述第一中空区域中，所述调整环具有第二内侧壁，所述第二内侧壁围绕形成第二中空区域，所述工作台位于所述第二中空区域中，所述第二内侧壁围成的形状与所述晶圆的外缘形状相对应。

在一些实施例中，所述第二内侧壁的高度不小于所述晶圆的厚度加上所述工作台的高度。

在一些实施例中，所述第二内侧壁与所述晶圆的外缘之间存在等宽环形的间隙，所述间隙限制所述晶圆的外缘上的游离物质剥落并转移至所述晶圆表面。

在一些实施例中，所述间隙范围在5mm至15mm之间。

根据本发明的另一个实施例，提供一种曝光机，包括上述所述的晶圆载台系统。

本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：本发明实施例中的晶圆载台系统能够最大限度地减少液体与晶圆边缘的相互作用，避免在曝光期间晶圆边缘上的颗粒剥落，使得晶圆表面的桥接缺陷得到改善。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为现有技术中在晶圆载台系统上对晶圆进行浸没式曝光的示意图。

图2为本发明实施例的晶圆载台系统的结构示意图。

图3为本发明实施例的晶圆载台系统的俯视图。

图4为本发明实施例的另一晶圆载台系统的俯视图。

图5为本发明实施例的晶圆载台系统上对晶圆进行浸没式曝光的示意图。

图6为本发明实施例的另一晶圆载台系统上对晶圆进行浸没式曝光的示意图。

图7为本发明实施例的又一晶圆载台系统的结构示意图。

附图标号说明：

背景技术：

100-晶圆载台； 110-晶圆； 120-液体；

130-浸没罩； 111-颗粒；

本发明：

200-晶圆载台；

300-晶圆； 400-工作台； 401-承载面；

500-间隙补偿装置； 501-第一中空区域； 502-第一内侧壁；

503-第一间隙； 504-第三间隙； 505-调整环；

506-第一曝光延伸平面； 600-浸没罩； 700-液体；

301-游离物质； 5051-第二内侧壁； 5052-第二中空区域；

5053-第二间隙； 5054-第二曝光延伸平面。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图2所示，本发明的一个实施例提供一种晶圆载台系统，包括：

晶圆载台200。

其中，晶圆载台200的形状和内部结构可采用现有技术中的任一种晶圆载台。例如，晶圆载台200可采用矩形(如图3所示)、圆形或任意形状，具体采用的形状可根据曝光机的型号种类进行调整。晶圆载台200的内部结构也可根据工作需要和性能要求进行调整。可在晶圆载台200上增加其他附加功能组件，以增加晶圆载台200所能够实现的功能，辅助完成晶圆300的曝光。

工作台400，工作台400设置在晶圆载台200上，工作台400用于承载晶圆300。

工作台400可采用现有技术中的任意方式实现对晶圆300的固定。优选的，工作台400采用吸附固定的方式，将晶圆300吸附在工作台400上，使晶圆300的底面与工作台400的顶面稳固贴合(如图2所示)。工作台400的外缘尺寸可以大于晶圆300的外缘尺寸，也可以小于晶圆300的外缘尺寸，只要能够实现对晶圆300的稳固固定即可。工作台400的外缘形状可以与晶圆300的外缘形状相对应，即晶圆300为圆形，工作台400也为圆形。当然，工作台400的外缘形状也可以与晶圆300的外缘形状不同，例如，晶圆300为圆形，工作台400为多边形。

需要说明的是，工作台400的尺寸和形状在不干涉晶圆300固定和后续晶圆300曝光的情况下，可根据工作需要或晶圆载台200的尺寸形状进行任意调整。并不限于说明书附图中示出的圆形工作台400。

间隙补偿装置500，围绕工作台400而设置于晶圆载台200上，间隙补偿装置500中具有第一中空区域501，工作台400位于第一中空区域501中，第一中空区域501的外缘由间隙补偿装置500的第一内侧壁502构成，第一内侧壁502围成的形状与晶圆300的外缘形状相对应。

在一个实施方式中，第一中空区域501贯通间隙补偿装置500，在间隙补偿装置500中形成孔洞，从而使间隙补偿装置500构成大体环状结构。间隙补偿装置500的第一内侧壁502围成的形状(即第一中空区域501的外缘形状)需要与待进行曝光的晶圆300的外缘形状相对应。例如，晶圆300为圆形，则第一内侧壁502围成的形状也为圆形。而间隙补偿装置500的外侧形状可以为任意形状，只要不干涉晶圆载台200的正常工作即可。例如，如图3所示，间隙补偿装置500的外侧形状为圆形，第一内侧壁502围成的形状也为圆形，且两者为同心圆，从而使得间隙补偿装置500构成圆环状结构。如图4所示，间隙补偿装置500的外侧形状为多边形，第一内侧壁502围成的形状为圆形，从而使得间隙补偿装置500构成大体环状结构(即类似于环状结构)。

在一个实施例中，如图2所示，间隙补偿装置500提供一第一曝光延伸平面506。第一曝光延伸平面506为间隙补偿装置500的顶部端面。且第一曝光延伸平面506高于工作台400的承载面401，以避免曝光时浸润式曝光机的液体700湿润至晶圆载台200(如图5所示)。第一曝光延伸平面506和承载面401的高度差不小于晶圆300的厚度。

在一个实施例中，间隙补偿装置500的第一内侧壁502的整体高度不小于晶圆300的厚度加上工作台400的高度。从而使得位于工作台400上的晶圆300的外缘不会从第一中空区域501中显露出来，避免浸没罩600中流出的液体700与晶圆300的外缘接触(如图5所示)，进而防止晶圆300外缘上的游离物质301从晶圆300上剥落。

虽然在液体700不与晶圆300外缘接触的情况下游离物质301不会被液体700带走，但是在液体700的持续流动过程中液体700的抽吸力还是有可能将晶圆300外缘上的游离物质301吸出。因此需要控制间隙补偿装置500的第一内侧壁502与晶圆300的外缘之间的第一间隙503，保证游离物质301不会被液体700吸出。在一个实施例中，第一内侧壁502与晶圆300的外缘之间存在第一间隙503，通过第一间隙503限制晶圆300的外缘上的游离物质301转移至晶圆300表面。当第一间隙503的设置方式和距离满足一定条件，则游离物质301就不会被液体700吸出或带走。

在一个优选的实施例中，如图5所示，第一内侧壁502沿竖直方向设置。第一内侧壁502与晶圆300的外缘之间的水平距离形成第一间隙503。当浸没罩600中流出的液体700经过晶圆300的边缘时，由于晶圆300的侧壁不会从第一中空区域501中显露出来，且存在第一间隙503，因此在压力作用下，液体700不会流入到第一间隙503中，从而不会与晶圆300的外缘上的游离物质301接触，进而也不会讲游离物质301带到晶圆300的上表面上，避免了桥接缺陷的出现几率。

在一个可变的实施例中，如图6所示，第一内侧壁502倾斜设置。第一内侧壁502的顶部外缘与晶圆300的外缘之间的水平距离形成第一间隙503。当浸没罩600中流出的液体700经过晶圆300的边缘时，由于晶圆300的侧壁不会从第一中空区域501中显露出来，且存在第一间隙503，因此在压力作用下，液体700不会流入到第一间隙503中，从而不会与晶圆300的外缘上的游离物质301接触，进而也不会讲游离物质301带到晶圆300的上表面上，避免了桥接缺陷的出现几率。需要说明的是，第一内侧壁502倾斜方向为从间隙补偿装置500的中心向间隙补偿装置500的外侧倾斜。

在一个优选的实施例中，第一间隙503可以是等宽环形的间隙(如图3所示)。

在一些实施例中，第一间隙503的取值范围在5-15mm之间(包括端点值)。

第一内侧壁502与工作台400的外侧壁之间可以留有第三间隙504，也可以与工作台400相接触。如图5所示，当第一内侧壁502与工作台400的外侧壁之间具有第三间隙504时，第三间隙504的取值范围在5-15mm之间(包括端点值)。

如图7所示，间隙补偿装置500还包括调整环505，调整环505插置在第一中空区域501中。调整环505具有外侧壁和第二内侧壁5051。调整环505的外侧壁与第一内侧壁502连接。调整环505的第二内侧壁5051围绕形成第二中空区域5052。工作台400位于第二中空区域5052中。第二内侧壁5051围成的形状与晶圆300的外缘形状相对应。例如，晶圆300为圆形，则第二内侧壁5051围成的形状也为圆形。

在一个实施例中，调整环505提供一第二曝光延伸平面5054。第二曝光延伸平面5054为调整环505的顶部端面。且第二曝光延伸平面5054高于工作台400的承载面401，以避免曝光时浸润式曝光机的液体700湿润至晶圆载台200(如图5所示)。第二曝光延伸平面5054和承载面401的高度差不小于晶圆300的厚度。

在一个实施例中，第二内侧壁5051的整体高度不小于晶圆300的厚度加上工作台400的高度。从而使得位于工作台400上的晶圆300的外缘不会从调整环505中显露出来，避免浸没罩600中流出的液体700与晶圆300的外缘接触(如图5所示)，进而防止晶圆300外缘上的游离物质301从晶圆300上剥落。

虽然在液体700不与晶圆300外缘接触的情况下游离物质301不会被液体700带走，但是在液体700的持续流动过程中液体700的抽吸力还是有可能将晶圆300外缘上的游离物质301吸出。因此需要控制第二内侧壁5051与晶圆300的外缘之间的第二间隙5053，保证游离物质301不会被液体700吸出。在一个实施例中，第二内侧壁5051与晶圆300的外缘之间存在第二间隙5053，通过第二间隙5053限制晶圆300的外缘上的游离物质301转移至晶圆300表面。当第二间隙5053的设置方式和距离满足一定条件，则游离物质301就不会被液体700吸出或带走。

在一个优选的实施例中，如图7所示，第二内侧壁5051沿竖直方向设置。第二内侧壁5051与晶圆300的外缘之间的水平距离形成第二间隙5053。当浸没罩600中流出的液体700经过晶圆300的边缘时，由于晶圆300的侧壁不会从调整环505中显露出来，且存在第二间隙5053，因此在压力作用下，液体700不会流入到第二间隙5053中，从而不会与晶圆300的外缘上的游离物质301接触，进而也不会讲游离物质301带到晶圆300的上表面上，避免了桥接缺陷的出现几率。

在一个可变的实施例中，第二内侧壁5051倾斜设置。第二内侧壁5051的顶部外缘与晶圆300的外缘之间的水平距离形成第二间隙5053。当浸没罩600中流出的液体700经过晶圆300的边缘时，由于晶圆300的侧壁不会从调整环505中显露出来，且存在第二间隙5053，因此在压力作用下，液体700不会流入到第二间隙5053中，从而不会与晶圆300的外缘上的游离物质301接触，进而也不会讲游离物质301带到晶圆300的上表面上，避免了桥接缺陷的出现几率。需要说明的是，第二内侧壁5051倾斜方向为从间隙补偿装置500的中心向间隙补偿装置500的外侧倾斜。

在一个优选的实施例中，第二间隙5053为等宽环形的间隙。

在一些实施例中，第二间隙5053的取值范围在5-15mm之间(包括端点值)。

在一些实施例中，间隙补偿装置500的外表面为弧形或多边形。并不限于说明书附图中示出的矩形。因此间隙补偿装置500的截面形状也不限于矩形截面。

在一些实施例中，间隙补偿装置500可采用防水抗蚀材料支撑。优选的，间隙补偿装置500中包含塑料。

在一个具体的实施方式中，间隙补偿装置500的内径(或第一中空区域501的外缘尺寸)取值范围在160-165mm之间(包括端点值)。间隙补偿装置500的外径取值范围在175-185mm之间(包括端点值)。间隙补偿装置500的高度为2mm，内径与外径之间的距离为15mm。晶圆300的直径为300mm，厚度为0.775mm。工作台400的直径为310mm，厚度为1.2mm。需要说明的是，间隙补偿装置500、晶圆300和工作台400的尺寸并不限于上述实施方式中所限定的尺寸，只要在满足本发明各实施例的基础上，间隙补偿装置500、晶圆300和工作台400的尺寸可根据工作需要进行适应性调整。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种曝光机，包括上述任一实施例中的晶圆载台系统。

本发明的上述各实施例所采取的技术方案能够获得以下技术效果：本发明实施例中的晶圆载台系统能够最大限度地减少液体700与晶圆300边缘的相互作用，避免在曝光期间晶圆300边缘上的游离物质301剥落，使得晶圆300表面的桥接缺陷得到改善。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种晶圆载台系统，其特征在于，包括：

工作台，设置于晶圆载台上，用于承载晶圆；

间隙补偿装置，围绕所述工作台而设置于所述晶圆载台上，所述间隙补偿装置中具有第一中空区域，所述工作台位于所述第一中空区域中，所述第一中空区域的外缘由所述间隙补偿装置的第一内侧壁构成，所述第一内侧壁围成的形状与所述晶圆的外缘形状相对应；

其中，所述第一内侧壁与所述晶圆的外缘之间存在等宽环形的间隙，所述间隙限制所述晶圆的外缘上的游离物质剥落并转移至所述晶圆表面，所述第一内侧壁倾斜设置，所述第一内侧壁倾斜方向为从所述间隙补偿装置的中心向所述间隙补偿装置的外侧倾斜，所述第一内侧壁的顶部外缘与所述晶圆的外缘之间的水平距离形成所述间隙，所述间隙的取值范围在5mm至15mm之间。

2.如权利要求1所述的晶圆载台系统，其特征在于，所述间隙补偿装置提供一曝光延伸平面，高于所述工作台的承载面，以避免曝光时浸润式曝光机的液体湿润至所述晶圆载台。

3.如权利要求2所述的晶圆载台系统，其特征在于，所述曝光延伸平面和所述承载面的高度差不小于所述晶圆的厚度。

4.一种曝光机，其特征在于，包括如权利要求1所述的晶圆载台系统。

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