CN110750033A - 光刻机晶圆载台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及光刻机晶圆载台，包括基板载板，所述基板载板置于能抽真空的腔室中；若干个支柱，若干个所述支柱依次设于所述基板载板上，任意相邻的两个所述支柱形成有一个吸附间隙；若干个所述支柱的上表面位于同一平面上；所述吸附间隙在所述腔室抽真空过程中能将所述晶圆吸附并定位于所述支柱的上表面；所述支柱的上表面在中心位置设有颗粒容纳槽；所述颗粒容纳槽的槽深小于所述支柱的高度。其能有效解决在光刻曝光过程中在晶圆表面或者支柱上产生颗粒杂质对晶圆表面光刻曝光的影响。

Description

光刻机晶圆载台

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，具体涉及一种光刻机晶圆载台。

背景技术

光刻(photo etching or lithography)是通过一系列生产步骤，将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留的是特征图形部分。其基本原理是：利用光致抗蚀剂(或称光刻胶)曝光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工的晶片(wafer)表面上。

在曝光过程中，由于曝光系统一次曝光的面积大小是有限的，因此在曝光时需要将一个晶圆划分为多个曝光单元(shot)分别进行曝光成像。由于光的直线传播原理，一旦晶圆表面出现颗粒，颗粒会导致图案散焦或者叠对错误。

为了避免因晶圆表面颗粒导致曝光过程导致的图案散焦或叠对错误，现有技术如中国专利CN203967038U公开的一种晶圆背面清洗装置，通过对吸附装置的结构设计，在进行晶圆背面清洗时，可将晶圆背面的污染颗粒牢固的吸附于吸附管上，并可多次反复进行确保晶圆背面不同尺寸的污染颗粒被吸附。又如中国专利CN107831638A一种检测掩膜版与掩膜台接触面污染的方法，包括：S1：提供掩膜版和晶圆，所述掩膜版安放在光刻机的掩膜台上与所述晶圆对准；S2：收集掩膜版的对准补偿参数的参考值；S3：多次重复步骤S1和S2，从而收集到多个对准补偿参数的参考值，根据收集到的多个对准补偿参数的参考值设置对准补偿参数的上限值和下限值；S4：重复步骤S1，收集此次对准的对准补偿参数值，如果所述对准补偿参数值超出其上限值或下限值，则光刻机停止工作并清洗掩膜台或者掩膜版；如果所述对准补偿参数在其上限值与下限值之间，则光刻机继续进行工作。但其主要目的是可以实时监控掩膜版和掩膜台接触面的情况。

但上述技术方案均不能在线检测或处理曝光过程中对晶圆的污染，以及由于晶圆的污染造成曝光图案错误。

现有技术曝光过程中，产生的杂质主要集中在一是支柱3的上表面；二是晶圆1的下表面。如图2-6所示，不论是支柱3上表面还是晶圆1的下表面，杂质的存在会使得晶圆1上表面呈曲线。而为了清洗这些杂质，主要采用研磨石打磨，但其极易损伤支柱3，降低支柱3的力学性能。

发明内容

本申请提供光刻机晶圆载台，其能有效解决在光刻曝光过程中在晶圆表面或者支柱上产生颗粒杂质对晶圆表面光刻曝光的影响。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为，一种光刻机晶圆载台，包括：基板载板，所述基板载板置于能抽真空的腔室中，用以在光刻过程中承载晶圆；

所述基板载板的上表面凸设有若干个支柱，任意相邻的两个所述支柱之间形成有一个吸附间隙；所述支柱的顶面位于同一平面上；所述吸附间隙在所述腔室抽真空过程中能将晶圆吸附并定位于所述支柱的顶面；所述支柱的顶面在中心位置设有颗粒容纳槽；所述颗粒容纳槽的槽深小于等于所述支柱相对于所述吸附间隙的底部的凸起高度。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽的底部尺寸小于所述吸附间隙的尺寸。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽的底部尺寸介于所述颗粒容纳槽的槽口尺寸的1/2-2/3。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽呈倒圆锥形凹穴结构，所述颗粒容纳槽的槽壁与所述颗粒容纳槽的底部的空隙夹角介于100度-130度。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽的槽口尺寸介于0.1毫米-0.15毫米、底部尺寸介于0.05毫米-0.1毫米、槽深介于0.06毫米-0.1毫米。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽呈V型凹穴结构，所述颗粒容纳槽的槽壁相对于所述支柱的顶面的实体夹角介于100度-130度。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽的槽深介于所述支柱高度的1/3-1/2。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽槽口的宽度尺寸大于所述支柱顶面的宽度尺寸1/2、并小于所述支柱顶面的宽度尺寸。

作为本发明改进的技术方案，所述颗粒容纳槽槽口的宽度尺寸介于所述支柱顶面的宽度尺寸60％～80％。

作为本发明改进的技术方案，所述附吸附间隙为相互连通，所述吸附间隙围绕所述颗粒容纳槽并使所述颗粒容纳槽为独立设置的凹室。

有益效果

本申请采用在支柱的上表面上开设颗粒容纳槽，其一能是的在所述腔室抽真空过程中，将位于支柱上表面的杂质吸入颗粒容纳槽，避免因支柱上表面上的颗粒对光刻曝光的影响；二是能使得位于晶圆下表面的杂质卡入颗粒容纳槽，避免因晶圆下表面颗粒造成晶圆上表面不平而引起的光刻不能很好的聚焦。

综上，本申请能够有效解决在光刻曝光过程中产生的杂质对曝光聚焦的影响。

附图说明

图1绘示现有晶圆载台在正常状态时对晶圆的吸附；

图2绘示在正常状态时晶圆在现有晶圆载台上的状态；

图3绘示晶圆下表面附着有颗粒时在现有晶圆载台上的状态图；

图4绘示现有技术中晶圆下表面附着有颗粒时光刻后效果图；

图5绘示颗粒在晶圆下表面的位置图；

图6绘示图5中晶圆下表面与现有技术中晶圆载台的接触图；

图7绘示对现有晶圆载台进行打磨后产生缺陷的示意图；

图8绘示现有技术晶圆载台有缺陷时对晶圆吸附过程图；

图9绘示图8晶圆在光刻后的效果图；

图10绘示本申请改进后的第一种晶圆载台结构示意图；

图11绘示晶圆下表面有颗粒时颗粒落入颗粒容纳槽的示意图；

图12绘示晶圆背面有颗粒时晶圆与晶圆载台接触的结构示意图；

图13绘示本申请晶圆载台中支柱间距示意图；

图14绘示本申请改进后的第二种晶圆载台结构示意图；

图15绘示晶圆下表面有颗粒时颗粒落入V型凹穴结构的颗粒容纳槽的示意图；

图16绘示晶圆背面有颗粒时晶圆与第二种晶圆载台接触的结构示意图；

图中，1、晶圆；2、基板载板；3、支柱；4、吸附间隙；5、抽真空方向；6、缺口；7、颗粒容纳槽；8、颗粒；9、V型凹穴结构的颗粒容纳槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

晶圆1在光刻过程中需要采用晶圆载台对其进行固定，保证晶圆1在光刻过程中的稳定性。

现有技术的晶圆载台如图1-2所示，晶圆载台包括基板载板2与设在所述基板载板2上的若干个支柱3；在固定晶圆1时，抽取真空方向5是向下，所述支柱3间的吸附间隙4会对所述晶圆1进行吸附，用于实现所述晶圆1的对齐与曝光；正常吸附时，所述晶圆1是与所述晶圆载台平面接触，如图2所示。

但光刻过程中会产生一些固体颗粒8污染物，现有技术的晶圆载台上表面沾有所述颗粒8时，所述晶圆1与所述晶圆载台的接触会变成如图3所示，所述晶圆1呈曲面状态固定于所述晶圆载台上，在进行光刻后，所得到的晶圆1如图4所示，会有光刻热点，即所述晶圆1产生光刻缺陷。现有技术的所述晶圆载台在所述晶圆1下表面沾有所述颗粒8时，所述晶圆1与所述晶圆载台的接触会变成如图6所示，一端翘起，其对应的颗粒8在所述晶圆载台上的位置如图5所示。

当所述晶圆载台上沾有所述颗粒8时，现有技术采用研磨石对所述晶圆载台表面进行研磨清洁，但由于二者皆是固体颗粒8物，所述晶圆载台在打磨时容易产生缺口6，如图7所示。所述晶圆载台是将所述晶圆1保持在所述晶圆载台上进行曝光的功能，如果它受到所述晶圆1背面和所述晶圆载台之间的污染(热点)。这会导致晶圆1表面的局部变形导致散焦，并会叠加(XY平面)或焦点(Z平面)误差，如图8所示。通常情况下，使用清洁的石头通过手动或自动去除热点，但高频清洁可能会损坏晶圆载台，并且还会减少台面寿命和产量损失。

而将所述晶圆1抽真空吸附带有缺口6的所述晶圆载台上时，光刻后的效果图如图9所示。

为了避免因光刻过程中产生的固体颗粒8物对后续光刻的影响，本申请在现有晶圆载台的基础上改进所述晶圆载台。

实施例1

如图10所示，本申请改进后的晶圆载台光刻机晶圆载台，包括：

基板载板2，所述基板载板2置于能抽真空的腔室中；

如图13所示，若干个支柱3，若干个所述支柱3依次设于所述基板载板2上，任意相邻的两个所述支柱3形成有一个吸附间隙4；若干个所述支柱3的上表面位于同一平面上；所述吸附间隙4在所述腔室抽真空过程中能将所述晶圆1吸附并定位于所述支柱3的上表面；

所述支柱3的上表面在中心位置设有颗粒容纳槽7。如图10-12所示，所述颗粒容纳槽7呈倒圆锥台凹穴结构。为了防止所述颗粒容纳槽7内的颗粒飘移，造成光刻干扰，所述吸附间隙为相互连通，所述吸附间隙围绕所述颗粒容纳槽7并使所述颗粒容纳槽为独立设置的凹室。

所述颗粒容纳槽7的槽壁与所述颗粒容纳槽7的底部的夹角介于100度-130度；所述颗粒容纳槽7的槽深小于等于所述支柱3的高度，优选地是所述颗粒容纳槽7的槽深介于所述支柱3高度的1/3-1/2；所述颗粒容纳槽7的吸附间隙的尺寸大于所述支柱3上表面尺寸的1/4、并小于所述支柱3上表面尺寸的1/2：所述颗粒容纳槽7的底部尺寸小于吸附间隙的尺寸，具体的，所述颗粒容纳槽7的底部尺寸介于所述颗粒容纳槽7的所述槽口尺寸的1/2-2/3，任意相邻的两个所述支柱3间的间距为2.5毫米，所述支柱3的宽度为0.35毫米；所述颗粒容纳槽7槽口的宽度尺寸介于所述支柱3顶面的宽度尺寸60％～80％，具体的所述颗粒容纳槽7的槽口尺寸介于0.1毫米-0.15毫米、底部尺寸介于0.05毫米-0.1毫米、槽深介于0.06毫米-0.1毫米。

在所述晶圆载台上或者所述晶圆下表面沾有颗粒8物时，所述固体颗粒8物(如图11所示)一是能直接落入所述颗粒容纳槽7中；二是在抽真空过程中由于气流以及所述晶圆1与所述晶圆载台间的挤压力滑落至所述颗粒容纳槽7中。在所述晶圆1的背面沾有所述颗粒8物时，所述颗粒8物能直接落入所述颗粒容纳槽7中；使得所述晶圆1在所述晶圆载台上能始终保持水平状态，如图12所示。

实施例2

本申请改进后的第二种晶圆载台光刻机晶圆载台，包括：

基板载板2，所述基板载板2置于能抽真空的腔室中；

如图13所示，若干个支柱3，若干个所述支柱3依次设于所述基板载板2上，任意相邻的两个所述支柱3形成有一个吸附间隙4；若干个所述支柱3的上表面位于同一平面上；所述吸附间隙4在所述腔室抽真空过程中能将所述晶圆1吸附并定位于所述支柱3的上表面；

如图14-16所示，所述支柱3的上表面在中心位置设有颗粒容纳槽7，所述颗粒容纳槽7呈V型凹穴结构，所述V型凹穴结构的颗粒容纳槽9的槽壁相对于所述支柱3的顶面的实体夹角介于100度-130度。所述V型凹穴结构的颗粒容纳槽9的槽深介于所述支柱3高度的1/3-1/2。所述V型凹穴结构的颗粒容纳槽9槽口的宽度尺寸大于所述支柱3顶面的宽度尺寸1/2、并小于所述支柱3顶面的宽度尺寸；所述V型凹穴结构的颗粒容纳槽9槽口的宽度尺寸介于所述支柱3顶面的宽度尺寸60％～80％。本实施例中V型凹穴结构的颗粒容纳槽9的槽口宽度为150微米，槽深为75微米。

为了防止所述颗粒容纳槽内的颗粒飘移，造成光刻干扰，所述吸附间隙为相互连通，所述吸附间隙围绕所述V型凹穴结构的颗粒容纳槽9并使所述颗粒容纳槽为独立设置的凹室。

在所述晶圆载台上或者所述晶圆下表面沾有颗粒8物时，所述固体颗粒8物(如图15所示)一是能直接落入所述V型凹穴结构的颗粒容纳槽9中；二是在抽真空过程中由于气流以及所述晶圆1与所述晶圆载台间的挤压力滑落至所述V型凹穴结构的颗粒容纳槽9中。在所述晶圆1的背面沾有所述颗粒8物时，所述颗粒8物能直接落入所述颗粒容纳槽7中；使得所述晶圆1在所述晶圆载台上能始终保持水平状态，如图16所示。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光刻机晶圆载台，其特征在于，包括：基板载板，所述基板载板置于能抽真空的腔室中，用以在光刻过程中承载晶圆；

所述基板载板的上表面凸设有若干个支柱，任意相邻的两个所述支柱之间形成有一个吸附间隙；所述支柱的顶面位于同一平面上；所述吸附间隙在所述腔室抽真空过程中能将晶圆吸附并定位于所述支柱的顶面；所述支柱的顶面在中心位置设有颗粒容纳槽；所述颗粒容纳槽的槽深小于等于所述支柱相对于所述吸附间隙的底部的凸起高度。

2.根据权利要求1所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽的底部尺寸小于所述吸附间隙的尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽的底部尺寸介于所述颗粒容纳槽的槽口尺寸的1/2-2/3。

4.根据权利要求1所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽呈倒圆锥形凹穴结构，所述颗粒容纳槽的槽壁与所述颗粒容纳槽的底部的空隙夹角介于100度-130度。

5.根据权利要求4所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽的槽口尺寸介于0.1毫米-0.15毫米、底部尺寸介于0.05毫米-0.1毫米、槽深介于0.06毫米-0.1毫米。

6.根据权利要求1所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽呈V型凹穴结构，所述颗粒容纳槽的槽壁相对于所述支柱的顶面的实体夹角介于100度-130度。

7.根据权利要求1所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽的槽深介于所述支柱高度的1/3-1/2。

8.根据权利要求1所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽槽口的宽度尺寸大于所述支柱顶面的宽度尺寸1/2、并小于所述支柱顶面的宽度尺寸。

9.根据权利要求1所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述颗粒容纳槽槽口的宽度尺寸介于所述支柱顶面的宽度尺寸60％～80％。

10.根据权利要求1-9任一所述的光刻机晶圆载台，其特征在于，所述吸附间隙为相互连通，所述吸附间隙围绕所述颗粒容纳槽并使所述颗粒容纳槽为独立设置的凹室。

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