TW535034B - Lithographic projection apparatus with improved substrate holder - Google Patents

Description

535034 五、發明說明（2) /之方式幅照，同時，也同步掃猫平行於或不平行於 該方向之晶圓台，因投射系統係具有一放大因數Μ(通常 <1) ’故晶圓台接受掃瞒之速度ν係等於保護層台接受掃猫 之速度的Μ倍。有關平板印刷裝置之更多資訊係可自國際 專利申請書W0 9 7/33205搜集。 . 截至目前為止’此種型之裝置係包括一單一遮蔽台及一’ 單一基板台。但現可使用之機具係至少具有兩獨立之可動: 式基板台；例如，國際專利申請書wo 98/28665 (Ρ-0 07 1 ) 及WO 98/40791 (Ρ-0101)所披露之多級裝置。多級裝置之 基本操作原理係當第一基板台在投射系統下方，使一第一 基板曝光時，一第二基板台可進入裝載位置，卸下己曝光 之基板’並裝載一新基板，執行新基板初步校正測量，·而 後等待於該第一基板完成曝光後，立即傳送該新基板至投 射系統下方之曝光位置，以此方式循環時，機具之輸出係 可實質增加，進而改善機具持有人之成本。 、 ，達良好成像之定義及使層重疊於每一晶片，於該晶圓 曝光時，其幅照表面係必須儘可能保持平整及固定。已知 之平版印刷裝置係利用上述之基板固持器達此要求，一晶 圓Ϊ置於其上，這樣，晶圓之背面即接觸於該突出物，所 有=出物係在一界限分明之平面中。藉連‘板中之孔至一 真空產生裝置，晶圓之背面係可藉吸力牢固地抵於突出 物，因此，壁係作保持所需部份真空之用；為達此目的， 壁之外形係必須匹配於一已知晶圓之直徑，這樣，該晶圓 仏超過該壁（通常係不超過2 mm)。以此方式使用突出物係,

535034 五、發明說明（3) 確保僅f圓背面面積之一部份確實抵於一堅固表面；以此 ' 圓月面上任何微粒污染之變形效應係可消除，此 係因該污染會納於突出物間之空間中，而非黏於突出物頂 表面上之故。 此已知方式所具有之問題係，因晶圓坐落於個別突出物 之上’而非坐落於一連續平面之上，以及晶圓之背面受吸' 力而抵該突出物，故該（具彈性）晶圓不受突出物支撐之區 域係會下垂。此效應可能係一沿晶圓邊緣之特別使人的困 擾’且其所導致之晶圓平整度變形係可使晶片邊緣之品質 低落。 φ 本赉月之一標的係消除此問題。本發明之一特別標的係 提供一種平版印刷投影裝置，該裝置係具有一基板固持 器’以確保固持於其上之整個基板表面之最佳基板平整 度。本發明之另一特別標的係，於一半導體晶圓固持於該 基板固持器之上時，該晶圓邊緣之平整度係應在生產滿竟 邊緣晶片所需規格之内，至少其清晰度應達〇 . 2 〇 # m。 “ 諸標的係以下述所規範之一裝置達成，該裝置之特徵 為： $ •該矩陣排列，係包括一系列之同心圓，該突出部份係 以等狐間隔沿各同心圓配置； T' •壁’係大致呈圓形，及係與同心圓同心； •壁與同心圓間之徑向距離X極近，因而滿足 0 · 3 < X / d < 0 · 6之關係’ d係最接近壁之兩同心圓間今门 徑向間隔。 、

第9頁 535034 五、發明說明（4) * " ---—--η 曰t i發明之實驗中，發明者洞察沿已知基板固持器上之 曰曰^邊緣的平整度偏差係視數項因數而定，該因數包括突 入^矩陣分布之形& ’壁之形狀，及壁與突出部份間之 二=。經數度模擬與測試後，發現如壁與矩陣分布外圍之 大▲邠伤保持均勻X分隔時，邊緣平整度即可改善，及任 =凋正X值之企圖皆會得不良之結果，因此，相當小及相· 之Xji皆可得不能接受之邊緣平整度。當更進一步分· 析％，思外發現，x值係具有一效應，該效應不僅影響晶 圓邊緣變形的大小，而且也影響晶圓的外形，即晶圓會對 其，面作上或下之彎曲。本發明者隨後之改進係將此納入 考1而得出一 X值範圍’在此範圍内，外形之變形係大致 為零，或僅輕微地向上或向下變形。意外地，此一範圍之 值係獨立於與突出部份高度Η相對之壁的高度卜。簡言之， 係導出下述之情況： •為確保一致之X值，該壁係必須與最外圍之突出部份 . 保持等距。為碟保圓形晶圓之最佳支撐，該壁及該矩 陣分布之最外圍突出部份應必須係具有同心圓之幾何 圖形； •原則上’該矩陣分布之内部（即不包括最外兩圈突出 部份之該分布部份）係不得具有圓形之幾何圖形，例 如’正方或蜂巢形之幾何圖形。但問題係非圓形之幾 何圖形很難達成在該分布之内部與外部間之轉換（因 此’ 一幾何圖形之不相匹配係導致鄰近轉換區域之不 良曰曰圓支撐）。依此理由，最好係使整個矩陣分布（其 535034 五、發明說明（5) 内4與外圍部份）成一圓形之幾何圖形； 二：矩陣分布中’外圍圓之徑向間隔係具有 用固X枉之值係必須選擇可滿足〇.3<x/d<〇.6者。 之：a 成：：二!足前述規範，且產生極佳 _ _π , ^更進 乂於下述棘例性實例中說明。 杰ί = *々圓形"用於該壁時，係指至少8〇%壁之周圍带 成圓形路從而言。剩餘之2 f) 7辟在7 Μ 门：〇：/ ^ 豆 幻餘之2(U壁係可仍成圓形路徑，例 線4份（直線部份廯盘曰 — 直 陆八女士々"應與日日圓上之平緣一致）。同樣地，在矩 y " 同心圓”係可在鄰近缺口或平緣處改變i圓 形，但至少8 〇% 八圓 开n # d周圍係呈固 在兩種情況下，術語"弧 ^ '、曰/σ^或一同心圓之周圍量取的周長距離（弧 長）〇 "、^ 本文中所指兩物件間之距離（如_x，d或y )係自 兩物件/中心線間量取之距離。例如兩圓柱形突出部份間之 距離d係以平行於自突出部份向外伸延表面方式量取之其 圓柱形軸線間之距離。 根據本發明裝置之最佳實例，其特徵在X值係滿足 X / d < 0 · 4 7之關係。此範圍之值係使晶圓邊緣大致零 變形。 ^根據本發明裝置之特別實例中，由一圓中一對鄰近突 出^與一鄰近圓中一對最鄰近之對應突出部份界定之四邊 形區域係具有一定之大小，及與其在矩陣分布之位置無 關。本文中採用之術語"大致”係指任何第一四邊形區域之-

第11頁 W5034

在根據本發明裝置之另一给 圓共有之徑向分隔距離俜A1』於〃特徵在任何一對鄰近 指等於d±1〇%之值而；係術語:’大致等於”係 背面受支撑之均句性。“列係更進-步充分運用晶圓 =述裝置之-特殊實例中，係' 軸繞諸圓之共心配置及iS讲兮士〜+ ^ τ ^ 突出士正效 中空軸，一活塞係可運動而 .=、之平面，根據本發明，該實例之特徵在 開以-固定壁（真空壁）圍住，該壁係突出於該面 =具有—乡邊形之形狀，以及自乡邊形任何一邊至多邊 /夕側鄰近犬出部份之最短距離y係滿足〇· 25〈y/d<0. 45 =關係。忒活塞之目的係在昇高或降低該晶圓，使之脫離 ，出邛伤或落於其上，這樣，晶圓即可俯遞至自動搬運手 煮或自該手臂接收。在此為y/d比值規定之特殊範圍係由 &明者根據計异與經驗決定，及證明一真空係可在多邊形 外侧而非在其内侧出現，而且，在多邊形鄰近量產生於晶 圓之上的垂直力係具有一大致變化（如平面位置之函數）。 選擇y滿足前述關係在消除差動力量之變形效應。 前述中採用之術語”最短距離"係指一結合相關突出部份 至多邊形相邊之線段長度，或相關突出部份至該邊之線性 延長與垂直於該邊之線段長度。 鈾述說明裝置一特別實例之特徵在該多邊形係一六角形-

第12頁 535034 五、發明說明（7) 及y係滿足0.33<y/d<0.37之關係。此特別選擇之幾 係可使晶圓平整度得特別滿意之結果。 / 、 根據本發明裝置之更進一步實例，H之值係在 75 /zm- 125 /^範圍之間。另一方面，係希望突出部 能地低，這樣，使基板與固持器之熱傳導達最佳情況二: 係對晶圓特別重要，因晶圓係必須儘快與固持器達熱平· 衡，以避免在曝光時收縮或膨脹（導致重疊錯誤）。^在 一方面，如Η過小，係可導致壁與真空孔間·之極大之一壓力 降；隨之使減緩真空之產生及在真空不均勻（會減低晶圓 ^整度）時係會使真空消失（會減低生產量）。使效應衝突 妥協之最好方法係使選擇之H值不超出該範圍。 根據本發明裝置之另一實例，其特徵在1 #m<H —h<5"m 。如H-h太大，份導致自壁之不可接受的真空泄漏。在啪 另一方面，H —h係必須大於晶圓背面之平均粗糙度。使此 要求妥協之最好方法係使選擇之U值不超出該規定範圍。 應特別注意係供"單級"或”多級"平版印刷裝置用之本 發明，係適於不同大小之晶圓（如15〇一顏，2〇〇im， 3 0 0-mm或4 5 0 -ππη之晶圓），及可用於現行之平版印刷系統 (使用紫外線光）及下一代平版印刷裝置（即♦在真空環境中 使用EUV，電子或離子）。 雖前述特別述及本發明裝置係用於集體電路之製造’應 暸解該裳置可具有其他之用途。例如，該裝置係巧·用於f 體光路之製造，供磁疇記憶體用之引導與偵測，液晶顯系 板，薄膜磁頭等。精於此技藝者係暸解在相關之不同應用 第13頁 535034 五、發明說明（8) ΐ通之術語、製盤"，"晶圓"或、曰曰片"，分別以更 ^::俱遮蔽乂"基板"及"9標區1代。 明，巴々憂點係藉範例性實例及隨附圖式更進一步説 月圖式係包括： 本發明之基板招持器的部份平面圖； 圖1所示直徑截取之部份截面圖； 圖1及圖Λ據本發明平版印刷投影裝置透視圖，其中包括 • 所不一基板固持器； 直i #系\以曲線s兒明根據本發明一晶圓垂直變形△，該蚕 係基板固持器中之晶圓半徑r ’對自壁至突出部 伤取外圓不同徑向距離χ值之函數。 實:各圖式中之對應特性係以相同參考符號指示之。 圖:及圖2係說明根據本發明一基板固持器之不同概念。 圖1^戶斤示平面圖係以圖2中之部份直徑截面說明。 别1述之基板固持器係包括一板件2，該板件具有一表面 ’ /、上係具有—以矩陣配置之突出部份6(即自表面4突起 3柱形節頭）。每一突出部份6係各具有-遠離表面4之 末端6 ，因此，該末端6’係全部以高出表面4iH高度形成 士體狀分布於—單-之大致平坦之平面6"中。板2係更進 步包括一壁8，該壁係自表面4突起，且大致 配置’及具有-大致均句一致之高於表面4之匕高度，而 h<H。在壁8内之表面4係具有複數孔1〇分布於表面4之上， 且通過板件2 ;經孔10，該由壁8封閉之區域係連接於一直

535034

五、發明說明（9) 空泵。為清晰計，僅一小規晶片之突出部份6，〇，及 圓1 2係示於各圖式中，實際上，突出部份6係滿布於壁8封 閉之整個之區域。 如說明’矩陣配置係包括一系列之同心圓丨2，突出部份 6即沿圓以大致等弧之間隔配置。除具有一相當短之直線 部份22外，壁8也係呈圓形。壁8及圓丨2係具有一共心之同 心圓。兩最外端圓1 2間之徑向間隔係d。在此實例中，任 何一相鄰（連續）圓1 2間之徑向間隔也係d。在另一方面， 壁8與最接近圓1 2間之扭向距離係χ。χ值係經精密計算， 因此x/d在0.3-0.6範圍以内’及更規定χ值應近似〇45。 圖中,陰影部份係三個不同之四邊形圍成之區域j 6， 1 6， 1 6"。各區域係由圓i 2中之一對相鄰突出部份6與一 鄰連續）圓12中之一對最接近之突出部份6所界定。在 本貫例中，各圓12相鄰突出部份6間之弧形間隔係經選 擇，以使所有四邊形區域16之大小（面積）大致相等。 圖1也1說明一組中空之軸18，該軸係以對稱方式繞圓 12=心14配置。每一軸18係具有一活塞運動於其中，進 平坦平f6"之外’該平面係突出部份6末端6’外 二^ °每—軸18係藉—固定壁20封閉而隔離，該 向外突出及呈一多邊形之形狀。固定壁2〇之 6之最r lAf邊形2 G任—邊至多邊形外側-鄰近突出部份 為11 滿足〇.25<y/d<0·45之關係、，y/d之比值應 在本特別實例中 板件2係包括不同之材料，如陶磁或 535034 五、發明說明（ll) 束25係大致遮蔽一調製盤29，該調製盤29係固持於一在 一遮蔽台5上之遮蔽固持裝置27之中。藉一位移裝置31之 助’遮蔽台5係可準確地至少沿一χ_方向（掃瞄方向）前後 運動。 當通過（或經反射）調製盤後，束25係通過一投射系統 3，該系統係集合束25於晶圓1 9之一晶片35上。藉一位移. 裝置3 1之助，基板台1係可準確地至少沿一 χ -方向（掃瞄方] 向）前後運動。但基板台1係也可在γ—方向前後運動。 前述之裝置係可以兩不同之模式使用： •以步進模式使用時，調製台5係保持固定不動，及一 完整之調製影像係一次（即一單一之閃光）投射於一晶 圓晶片35之上。而後，基板台1係在X及/或γ方向中行 動’這樣，一不同之晶片35即可受（固定）束25之幅 昭 ； •以掃瞄模式使用時，除一已知晶片3 5係不以一單一 ”閃光”曝光外，其餘步驟皆同。在掃瞄模式中，調製 台係以速度ν在掃瞄方向中運動，這樣，投射束2 5係 掃瞄一調製影像，及基板台1係同時以速度V = Mv在同 一或相反方向運動，其中Μ係投射系統之放大率（通常 1/4或1/5)。以此方式，一相當大之晶片即可接受 曝光，而不損及清晰度。 圖4係以曲線說明一20 Ο-mm晶圓之垂直變形△(以nm為單 位），該垂直變形△係實例1所述板件2中之晶圓半徑r (以，

第17頁 535034 五、發明說明（12) nm為單位），對自壁8至突出部份6之最外圓12的不同徑向 距離X值之函數。半徑r係自共心1 4量取。在此特別實例 中，壁8係位於r = 9 7.75 mm處，及d = 2.54 mm。圖4中之曲 線a-i係對應於不同之X值，自x=l mm(曲線a)起，及以每 一級0.05 mm增至x = l. 4 mm(曲線〇止。根據本發明，所有 X之值係皆能滿足0· 39<x/d<0. 55之關係。 . △之最大值係等於37 nm(曲線a)，而其最小值係等於4 > nm(曲線f)。在圖中之所有△之值係在100 nm裕度之中（大 多數係在5 0 nm以内）。

第18頁

Claims (1)

1. 5350P 案畫188104始3 月〆ί 修正 六、申請專利範圍 1 . “4 j —— ||,| g •種平版印刷投影袭一 Ϊ，係包括： 一輻射系統，係作供應一輻射投射光束用； 一遮蔽台，係具有一遮蔽固持裝置，供固持一遮蔽 用； 一基板台，係具有一基板固持裝置，供固持一基板 用 •一投射系統，供成像遮蔽之一幅照部份於基板中一 目標部份之上， 該基板固持裝置係包括一板件，該板件具有一表面在 該表面上係以矩陣排列之突出部份，每一該突出部份係各 具有一遠離該表面之末端及各該末端係合成一距該表面Η 高度之大致平面，該基板固持裝置係更進一步包括一壁自 該表面突出，且大致圍住該矩陣排列，及具有一大致距該 表面一致之高度h，h<H，在該壁内之該表面係至少具有一 孔通過該板件及經該孔係可進入該壁所封閉之區域， 其特徵在： •該矩陣排列，係包括一系列之同心圓，該突出部份 係以等弧間隔沿各同心圓配置； •該壁係大致呈圓形，及係與同心圓同心； •該壁與同心圓間之徑向距離X極近，因而滿足 0 . 3 < X / d < 0 . 6之關係，d係最接近該壁之兩同心圓間 之共同徑向間隔。 2 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在該X值係滿 足 0 · 4 3 < X / d < 0 · 4 7 之關係。

   O:\57\57652-920221.ptc 第20頁 535034 案號 88104923 曰 修正 六、申請專利範圍 3 .根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在由一圓中 一對鄰近突出部份與一鄰近圓中一對最鄰近之對應突出部 份界定之該四邊形區域具有一定大小，及與其在矩陣分布 之位置無關。 4.根據申請專利範圍第1項之裝置，其特徵在任何一對 鄰近圓共有之徑向分隔距離係大致等於d。 5 .根據申請專利範圍第4項之裝置，係更進一步包括複 數中空軸繞諸圓之共心配置及通過該中空軸，一活塞係可 運動而突出於該大致平整之平面，其特徵在各軸係分開以 一固定壁圍住，該壁係突出於該面及係具有一多邊形之形 狀，以及自多邊形任何一邊至多邊形外側一鄰近突出部份 之最短距離y係滿足0 . 2 5 < y / d < 0 . 4 5之關係。 6. 根據申請專利範圍第5項之裝置，其特徵在該多邊形 係一六角形及該y係滿足(K 33<y/d<0. 37之關係。 7. 根據申請專利範圍第1至第6項之任何的裝置，其特徵 在該Η之值係滿足7 5 // m < Η < 1 2 5 # m之關係。 8 .根據申請專利範圍第7項之裝置，其特徵在該h之值係 滿足1 # m < Η - h < 5 // m之關係。 9 . 一基板固持器，係包括一板件，該板件具有一表面， 該表面上係具有一以矩陣配置之突出部份，每一突出部份 係各具有一遠離表面之末端，因此，該末端係全部以高出 表面Η之高度形成立體狀分布於一單一之大致平坦之平面 中，該基板固持器係更進一步包括一壁，該壁係自該表面 突起，且大致封閉該矩陣配置，及具有一大致均勻一致之

   O:\57\57652-920221.ptc 第21頁 535034 案號 88104923 月 曰 修正 六、申請專利範圍 高於表面之h高度·，而h<H。在該壁内之該表面係至少具有 一孔通過該板件及通過該孔係可進入該壁所封閉之區域， 其特徵在： 該矩陣排列，係包括一系列之同心圓，該突出部份係 以等弧間隔沿各同心圓配置； 該壁係大致呈圓形，及係與同心圓同心； 該壁與同心圓間之徑向距離X極近，因而滿足 0 . 3 < X / d < 0 . 6之關係，d係最接近該壁之兩同心圓間之共同 徑向間隔。 1 0. —種半導體裝置之製造方法，係包括步·驟： 提供一基板，該基板係至少一部份塗有一層輻射感光 材料， 提供一遮蔽，該遮蔽係包括一圖樣； 利用一輻射投射光束，以投射該至少一部份之遮蔽圖 樣之影像於該輕射感光材料層之一目標區域之上， 因此，至少於該投射步驟中，該基板係固持於一基板 固持器之上，該基板係固持係包括一板件，該板件具有一 表面及在該表面上具有以矩陣配置之突出部份，每一突出 部份係各具有一遠離表面之末端，因此，該末端係全部以 高出表面Η之高度形成立體狀分布於一單一之大致平坦之 平面中，該基板固持器係更進一步包括一壁，該壁係自該 表面突起，且大致封閉該矩陣配置，及具有一大致均勻一 致之高於表面之h高度，而h<H。在該壁内之該表面係至少 具有一孔通過該板件及通過該孔係可進入該壁所封閉之區

   O:\57\57652-920221.ptc 第22頁 535034 _案號88104923 年入月〆/日 修正_— 六、申請專利範圍 域’其特徵在· · 該矩陣排列，係包括一系列之同心圓，該突出部份 係以等弧間隔沿各同心圓配置； 該壁係大致呈圓形，及係與同心圓同心； 該壁與同心圓間之徑向距離X極近，因而滿足 0 . 3 < X / d < 0 . 6之關係，d係最接近該壁之兩同心圓間之共同 徑向間隔。

   O:\57\57652-920221.ptc 第23頁