TWI514090B - 微影系統及用於支撐晶圓的晶圓台 - Google Patents

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Description

微影系統及用於支撐晶圓的晶圓台
本發明是有關一種用於將一影像圖案投射至一靶材(例如是一晶圓)表面上的微影系統。
此種微影系統通常是從例如專利WO 2004038509中得知。在由後者系統所表示之應用實例中，待成形圖案之該靶材是承受到光子或帶電粒子(例如是離子和電子)的入射。為了要實現該靶材的高精確度圖案成形，該靶材必須被牢牢地接合或連接至一靶材台，經由該靶材台之作動，該靶材是相對於入射源來移動，至少是倘若該靶材的位置量測是經由該靶材台來施行。此運動至少是大致上與一主要入射方向保持橫向的方向來施行。在該靶材之處理過程中，該靶材亦以是維持於與該靶材台相對之位置處為較適宜，例如是在該靶材被嵌入至待加工位置，或是在從待加工位置移出該靶材之過程中，該靶材和靶材台的相對位置可以被測量作為一最終處理部分。此外，當該靶材被嵌入至真空環境，或是在從真空環境移出該靶材之過程中，以上待施行的需求必須維持有效。不同的解決方案是存在用於符合以上需求，例如是藉由機電式夾緊作用。
該靶材(通常是一晶圓)於一近代的微影系統內被加工處理的位置是一靶材運送機構，該靶材運送機構通常是一吸盤或一晶圓台，該靶材運送機構在此另外被標示作為該靶材之參考元件。此種參考元件(亦即是運送機構)被構形成非常平坦，用以支援於該靶材之微影曝光過程中，將該靶材之定位和/或聚焦誤差減到最小。至此，特別用於避免和/或防止在該靶材中發生彎曲與翹曲現象，在曝光之過程中，藉由施加一作用力至該靶材上，該靶材至少是維持在與該參考元件緊密接觸。以此方式，該靶材 亦維持於被包含在該靶材之微影系統內的最佳聚焦深度。該作用力通常是一種由作動於該靶材上之靜電和/或真空機構所產生的牽引作用力。
然而，此種解決方案具有須承載管件、電纜和/或連同該靶材台之接線之缺點，於是，增加了該靶材台相對於一微影系統投影機構之所需、高精密定位結果的複雜度。該項缺點亦出現於該靶材待取出和與該靶材台相結合之系統中，該系統提供有接著將於電纜線、接線和/或導管上施行的耦合作用和解除耦合作用。
針對用於將圖案成形在一靶材之微影系統的其他更進一步和重要需求包括實現該靶材之平坦度，亦即是一項朝向消除晶圓彎曲和翹曲現象之需求，以上需求的完成是藉由牽引該靶材至一參考元件。用於施行以上功能的該等機構通常是如同或受限於該等用於施行將該靶材保持定位在該靶材台上之一曝光範圍內的功能所需機構。
用於將該靶材維持在定位和/或用於將該靶材牽引至一平坦參考元件之該等機構，可由於熱膨脹與收縮作用被負載。此熱膨脹和收縮作用是由於該微影系統之一投影系統的一能量負載，其包括用來將圖案成形至該晶圓。
因此，針對該習知微影系統之一項更進一步需求是實現一介於靶材與靶材台之間的熱傳導作用。事實上關於將熱量從該靶材傳導朝向該微影系統之一熱量逸散部分。此種熱量的快速傳導和逸散作用限制了根據該靶材之熱膨脹或收縮現象所產生的定位扭曲。以上之熱膨脹或收縮現象在現有微影系統中是特別重要，其中在近代微影系統中是必須實現高產能，例如以每小時的晶圓生產量來表示，該靶材承受到相當高的能量負載，該高能量負載通常是被轉換成為熱量，且可以導致產生倘若並未被解決之定位扭曲結果。
熱量逸散作用可以藉由熱量逸散機構來滿足，如何將該靶材之熱量傳送朝向該熱量逸散機構的傳輸依然是在任何意欲克服熱量逸散狀況之解決方案的一項限制因素。於是，本發明之一項更進一步目的是實現一種夾緊方法和一種夾緊機構，用以最適宜地滿足熱傳導的問題，同時，維持實際上的使用中狀態，且同時將用於運送該靶材之靶材台或吸盤的一 定位功能之一部份扭曲現象減少到最小。
一般而言，靶材(例如是晶圓)在一吸盤上的定位是從機械加工程序中得知，如同是在專利EP0100648、JP7237066和JP8064662中，其中在將該等晶圓機械加工之前，晶圓是被凍結至一吸盤上。依照後者專利公告之發明摘要，一晶圓是經由一具有微小厚度之純水層而被安裝至一晶圓安裝表面。將以上習知構想轉換至一微影系統之應用實例中，有關於所需之定位精確度的缺點係必須採用管件以將冷凍劑通過該吸盤進給。
先前的缺點被說明於PCT/US01/26772中，其中揭示一種在一微影系統中之晶圓夾。該晶圓夾亦被用來傳送由一帶電粒子光束導引至一靶材上的熱量。在以上裝置內之該靶材的夾緊作用和釋放作用是藉由”一個或更多個”相轉換應用至一夾緊元件來施行，該夾緊元件則是被應用於一晶圓與一支承構造之間。以上相轉換是”有助於在整個加工程序中得到不同操作結果”和”確保該晶圓能夠容易被裝載和從該支承構造內被釋放”。該夾緊元件是以一液體形式或氣體形式被應用，且藉由該支承構造之主動冷卻作用而變成一固體狀態，用以得到一種晶圓連接至該支承構造之固態夾緊作用。在此所得到的結論為該夾緊作用基本上被表示成將該晶圓膠合。
用於一微影系統之以上習知夾緊裝置被表示出”特別對於需要晶圓冷卻作用之加工程序是有用的”，特別是在由於一元件與晶圓間之大接觸區域的真空狀態，以及該夾緊元件之一高熱傳導性。然而，除了在該支承構造中所需的溫度變化以外，該習知系統之一項缺點係需要用於該夾緊元件和一循環冷卻流體單獨輸送至該靶材台之複數個導管。
美國專利公告2005/0186517是有關一種用於一微影系統之加工程序，將一晶圓附接至一用於將一晶圓對準一晶圓載台之吸盤，且隨後將該晶圓曝光。該項專利公告特別告知在一用於緩和一晶圓吸盤膨脹現象的啟始應力之後，如何造成相對應力抵抗晶圓的膨脹現象，於是，在介於晶圓與吸盤中間發生不想要的滑動之前，將該晶圓的容許熱量加倍。該附接加工程序是藉由一使用靜電夾緊作用之程序和藉由一使用真空夾緊作 用之程序來作為應用實例，該附接加工程序亦需要電纜線和/或導管至一用於運送該靶材之可移動式平台。
在靶材微影曝光範圍內所遭遇到的真空環境以外，來自晶圓測試的技術領域，經由2005年6月4日在電子電機工程師學會西南區測試研討會(SWTW 2005研討會)中所提出之”晶圓測試之液體介面”論文發表，藉由1991年之EP專利申請案511928得知，如何經由一流動中水膜之作動來整合熱傳導作用與一晶圓至一吸盤之夾緊作用。在該習知裝置中所得知的操作原理是藉由將水膜維持於極小厚度來將靶材所引發的熱量經過該水膜傳導，然而，該極小厚度亦大到足以將在晶圓後側經常遭遇到的粗糙度加以整平。在依照第一份文件之該項操作原理中，夾緊作用的實現是藉由將流體在一吸盤之一溝槽狀、平面夾緊區段部分的頂端側邊上傳送。在較晚的一份文件，其中該溝槽似乎已從該夾緊區段部分內被刪除，隱含地確認熱量並非是由流體流動所帶走的解釋內容：”熱量是被傳導經過流體，流入至該吸盤”。此外，其中表示出一晶圓是藉由一真空之作用，被牢牢地牽引至該水膜上，該真空作用被施加至一介於吸盤與晶圓之間液體薄膜，在該吸盤內之回復位置，定位於該吸盤上之晶圓的周邊，於是，流體是經由一中央開口而流入。
由於微影曝光所需之真空環境是在近代系統中被施行，將從晶圓測試領域中所得知的觀點應用於晶圓曝光領域係為不切實際的。然而，亦針對並未於嚴苛真空狀態下施行之微影系統，一項存在的缺點是該水流通常係為一種不希望得到的現象，且特別是由於水流可能導致被污染物阻塞住之風險。由於在該靶材之頂端側邊處缺少超過壓力，在一需要真空操作之應用實例中，該習知系統將失效。其中回復開口需要一些真空量，或是低於大氣壓力之壓力，用以促成液體的流動，用於該流體之中央供應開口預先假設一高於在回復側邊處的壓力。當該系統進入至一真空環境內時，該靶材將傾向從其位置處被抬高，而不是傾向被夾緊。
本發明在此是意欲實現一用於現今微影系統之夾緊系統，亦即是具有高精密像素解析度和高精度之靶材與光源的精確相對定位。因 此，限制條件包含一真空可操作式系統和從一曝光靶材到一靶材運送機構或吸盤的最佳熱傳導作用。為實現此，本發明提出採用一固定相液體薄膜，毛細作用包含於該運送機構與該靶材之間，用以施行該熱傳導功能和藉由相同液體機構所產生之一夾緊功能此兩者。
經由該新穎的解決方案，從”固定式”領域導引至一可移動式靶材運送機構之電纜線或導管和類似管件是全部被排除，於是，相當全面性地減少其在該運送機構之定位精確度上的負面效應。
倘若相關的條件被適宜地設定，本發明顯然是不同於一項強大牽引作用力可以被施加至類似水之液體的觀點，如同是在2003年3月27日，由探索公司(Discover)所發行之”負壓物理學”文章中提出的非常一般性文字說明。在微影系統之應用實例中，設想倘若一液體是以毛細作用之方式被維持固定介於一晶圓靶材的表面與一靶材運送機構或吸盤的表面中間，以上的設定值是可以達到，為了明確的理由，以上表面通常是儘可能地維持平坦。
在此種含有毛細作用的液體中，事實上一介於二平板或類似平板構造之間的液體容量是用於現有微影應用，該液體至該平板表面的附著作用導致產生一周圍延伸液體表面，以凹面之方式延伸於該二平板之間。該凹面形狀之液體表面意欲保持其形狀，甚至是倘若藉由將該二平面拉開來施加張力，表示出負張力連同該含有毛細作用之液體容量產生。
藉由本發明而更進一步得知，經由該含有毛細作用之液體，液體層的相當小量使得該液體(例如是水)之沸騰現象是無法發生，甚至是當該液體是在負壓下時。該現象亦為熱傳導作用的實際值。因此，設想一在負壓下的液體可以被用來提供將一靶材或晶圓牽引至一平坦參考元件所需的作用力。換言之，如同介於由該參考元件所組成的平板與該靶材之間，一在一小間隙內的液體施加一作用力至該組成間隙之平板。除了依據液體和平板之材料性質的間隙高度以外，該作用力是被施加用以實現將一靶材和一靶材台維持成為一體的作用力。
雖然在此種新穎的構想中，液體內部的壓力是小於零，表示出張力存在於該液體內，已知當介於靶材與參考元件中間之間隙高度被設 定成小於在伴隨液體壓力下之蒸氣氣泡的臨界半徑，該液體將無法形成氣穴，亦即是將無法沸騰。因此，關於此方面，當在以上所描述之含有毛細作用的固定液體中，亦已知一類似水的液體是不可能沸騰，一液體可以產生一相當的夾緊作用力，足以使用於微影的應用。
目前所發明之操作原理顯然是可以採用不同的方式來應用。
1‧‧‧晶圓/靶材
2‧‧‧靶材台/頂端表面/頂端側邊
3‧‧‧含有毛細作用液體/固定相液體層
3’‧‧‧未含有毛細作用液體
4‧‧‧液體表面/凹面形狀表面/液體/蒸氣介面
7‧‧‧突粒部位/間隔件
8‧‧‧晶圓台/靶材運送機構/靶材台
9‧‧‧O形環/彈性可變形機構
9A‧‧‧蒸氣限制環
9B‧‧‧垂直距離/最小間隙
10‧‧‧溝槽
10B‧‧‧開口
11‧‧‧液滴
12‧‧‧開口
15‧‧‧間隔件
A‧‧‧接觸表面/材料
B‧‧‧接觸表面/材料
C‧‧‧液體
h‧‧‧間隙高度
Pcap ‧‧‧壓力降
Penv ‧‧‧環境壓力
Pliq ‧‧‧液體壓力
Pop ‧‧‧超過壓力
Pvac ‧‧‧真空壓力
△Pcap ‧‧‧毛細壓力
R‧‧‧半徑
V‧‧‧閥門
θ1 ‧‧‧接觸角
θ2 ‧‧‧接觸角
CT‧‧‧潔淨晶圓台
WOT‧‧‧晶圓置於靶材台上
LIG‧‧‧液體流入間隙
CS‧‧‧密封導管
LOT‧‧‧液體施加於晶圓台上
IT‧‧‧靶材台及晶圓嵌入微影系統
PW‧‧‧加工晶圓
RT‧‧‧移出晶圓及靶材台
DW‧‧‧分離晶圓
經由依照目前發明內容之一無光罩式微影系統以下實施例的應用實例，本發明將被更進一步加以說明，其中：圖1以截面視圖概略說明一介於二類似平板構造(亦即是材料A和B之平面)之間的液體、毛細作用；圖2為表示出用於一融熔矽石光學平面和一矽晶圓之毛細壓力降，與含有水份之該二具毛細作用平板間的間隙高度關係之概略說明；圖3和圖4為施行以下之本發明構想的概略說明；圖5為將液體導入至介於靶材台與靶材中間毛細作用間隙內之第一種方式的概略說明；圖6藉由提供一周圍邊溝，概略說明一種用於將液體從該毛細作用間隙蒸發出去的量減到最小之方法；圖7為一用於實現一液體層介於靶材與靶材台中間之施行方式的圖示說明；圖8為用於一微影系統的加工流程，其中該加工流程的至少一部份是依照本發明；以及圖9為使用間隔件的概略脫明。
在圖式中，相對應的構造特點(亦即是至少功能性)是以相同元件符號來標示。
圖1表示出一微影靶材，在此係為一晶圓1的形式，藉由一被作動之靶材台或吸盤(在該圖形中未表示出來)，該晶圓一般是相對於例如是一微影器具之帶電粒子光束，或是用於微影之其他種類光束來源而移動。介於該靶材台2的一頂端側邊與該靶材1之間，一液體3的容量是含 有毛細作用。至此，該靶材1和頂端表面2具有一間隙高度h的相互表面距離。從上視圖來看，液體(依照本發明以是水為較適宜)的容量使得該靶材之半徑幾乎是符合含有毛細作用液體3之半徑R。在任何情況之下，該靶材之一內切圓的半徑至少是符合一用於將液體容量安裝至該靶材邊界內之一外切圓的半徑。事實上，該液體在該靶材之邊界內，以是被維持僅具有一小段距離為較適宜。因此，該含有毛細作用液體3形成一液體表面4，該液體表面於其外部周邊另外被標示為流體介面4，依照圖1之截面看過去，由於該液體分別到該靶材1和一靶材台之頂端側邊2的附著連接作用，該流體介面4通常是凹面形狀。該凹面形狀表面4在將該靶材和靶材台拉開時傾向維持其形狀，且依據壓力差。該介面4的凹面度是依據個別不同接觸角θ1 和θ2 ，該二接觸角θ1 和θ2 則是依次跟據靶材台2和靶材1的材料，在此項應用實例中，分別是材料A和材料B。
在圖1中，毛細壓力△Pcap 是在液體3之容量邊緣處，該流體介面4之上方的壓力降。該毛細壓力可以依照本發明之以下更進一步說明，由一簡化公式來界定：
其中γ liquid 為該液體的表面張力[牛頓/米]，且其中該接觸角θ1 和θ2 分別為該液體/蒸氣介面4碰觸到材料A與B的角度。然而，倘若並未藉由在介面4之位置處的液體3和固體材料A與B之材料性質來做主要決定，其中該接觸角是重要項目。在相同的方面亦依據以下公式：Penv +△Pcap =Pliq (2)
其中P等於環境壓力
△Pcap 等於在介面4之毛細壓力
Pliquid 等於在液體3內之壓力
結合公式(1)和公式(2)，可以得知以下結果：倘若-△Pcap >Penv ，則Pliquid <0巴 (3)
當Penv 接近0巴時，後者的狀況將會發生，或是當|△Pcap |≧1巴時，在大氣壓力以下。由於Pliq <0巴，代表著該液體內的壓力是負值。 更進一步確認當Pliq 小於該液體之蒸氣壓時，流體3接著可以開始沸騰或形成氣穴。然而，藉由將間隙之高度製作成小於該等氣泡的一臨界半徑，流體3的沸騰現象則避免發生。
圖2說明該毛細壓力降，如同以上所描述之內容，該毛細壓力降是被用來表示出將含有毛細作用流體(例如是水)之平板拉開所能夠施加的作用力量。圖形中所描述之曲線是推導自與二平板相關的計算結果，亦即是接觸表面和水，其中一平板是一矽晶圓，且另一平板是一融熔矽石光學平板。該曲線的有效性是依據已被測試之取代二氧化矽之玻璃平板相關的計算和測量之基礎。相較於玻璃和水的曲線，現有曲線表示出足夠的牽引動力可以在名義上10微米和10微米以下之間隙高度內產生，甚至是在相當符合正常微影應用之5微米表面高度下。一項特別有意義的範圍是存在於低於大約1微米和1微米以下之間隙高度，由於在此間隙高度，壓力降是超過1巴，表示出在該間隙液體內的負壓已於大氣壓力下產生。然而，於10微米之間隙高度所產生的接近0.2巴壓力降是確保足以能夠用於安全處理一晶圓台與安置晶圓(例如是嵌入至真空內)所需之夾緊作用。
圖3說明對於所發明之操作原理的一項實際應用和概略表示出一微影系統的部份，其中包括一形式為一晶圓之靶材1、一晶圓台8或吸盤部分之頂端側邊2、一形式為水之液體3，以及被稱為氟化橡膠(viton)或橡膠之O形環9。藉由被嵌入至該晶圓台8之減小高度的一邊緣部分內，該O形環9用以將從該間隙所含有液體3揮發出來的液體蒸氣密封住。經由該項方法，該O形環的頂端側邊被設定為一與突粒部位7相對應之高度，且以是被設定為略微高於在晶圓台8之頂端側邊上的突粒部位7為較適宜。一切口是被提供於一徑向側邊(在該應用實例中係為徑向內轉側邊)，該O形環可以被壓縮於晶圓台與晶圓之間，且毋須提供過度作用力的需求，然而，該O形環是足以防止蒸氣產生洩漏，在此種微影機構可以被應用之真空環境中則為重要項目。事實上，該O形環在此的厚度是在從O毫米到5毫米直徑之範圍內，因此形成一C形環，表示出用於壓縮該O形環所需的壓力是保持最小。介於該O形環與該靶材運送機構8之中央、突起台面部分中間是保持一些徑向距離，用以容許用於開口(在此未被表示出 來)，例如是用於施加該流體3至兩者之間的回復開口。一O形環或相類似之彈性可變形機構是被應用於環繞該靶材的周圍為較適宜。以此方式，較大的作用力可以被應用於靶材與彈性可變形機構之間，容許使用具有較高粗糙度之彈性可變形機構，該具有較高粗糙度之彈性可變形機構則是較容易使用和相對地購置價格較經濟。
另外一方面，如同在圖4中，蒸氣的洩漏是由一蒸氣限制環9A來防止，該蒸氣限制環9A是被晶圓台之一外部邊緣支撐住，以大範圍之方式密封住該液體間隙的周圍開口，僅於蒸氣限制環9A與靶材1之間留下一極小的垂直距離9B，其中靶材1是由該晶圓台之突粒部位7支撐住。該極小的垂直距離9B特別是介於靶材與靶材台間之間隙高度的10分之一到20分之一。
更進一步依照本發明之配置方式，依據以下操作原理來使用，在低於其蒸氣壓以下之壓力的液體是位於一亞穩狀態或可以是位於一亞穩狀態。值得注意之處是一超過用於氣穴的臨界半徑，使得氣穴不受限制地成長。如同依照本發明之較佳實施例，當含有液體之容量的最小尺寸是被製作成非常小，或甚至是小於該臨界半徑，氣穴則將不再成長。當該壓力降是來自拉卜拉士(Laplace)壓力，該臨界半徑大約是該間隙高度的二倍或是更多。該高度則是依據介於液體與固體表面之間的材料性質(接觸角)。
本發明可以更進一步包含一個或更多個開口之存在，此開口可被關閉用於流體進入，其中流體可以是氣體，且該開口被開啟用以釋放出在該晶圓台內之流體，於是，用以從晶圓台中釋放出一靶材。一測定容積地高精確度地流體進入之管係被提供於中央較為適宜。本發明亦可包括一壓製機構，用以一開始將該靶材施壓進入至與該靶材台作緊密接觸，亦即是於該靶材台上之若干突粒部位7作緊密接觸。使用此種壓製機構的一項實施例是有關一被導引沿著垂直方向朝向該靶材1之頂端側邊的高壓，於是，減少該靶材的任何彎曲現象，且容許該毛細作用可以被安裝。一項用於實現依照本發明另一觀點之此種壓力的有助益方式是將一流體機構(例如是風和水)之氣流導引至該靶材上。
圖5說明一種較佳的操作方式，其中一開始的夾緊作用另外 被標示為輕擊(chucking)，亦即是在該靶材內之移動中彎曲現象被移除，且其中液體是以一多少是混合之方式被導引於靶材與靶材台之間。至此，一中央進入溝槽10是被提供於該靶材台內，具有一閥門V。該晶圓是藉由一真空壓力Pvac 所產生之真空作用力而被輕擊(chuck)至該晶圓台，該真空壓力Pvac 則是經由若干於周圍出現之開口10B來施加。當該晶圓被確實地輕擊(chuck)至該晶圓台，閥門V被開啟和液體將被吸入至介於該晶圓與該晶圓台之間的間隙內。流入該間隙內之水的填充速度是由該毛細壓力Pcap 和介於一般真空壓力Pvac 與一超過壓力Pop 中間之壓力差的總合來決定，且該超過壓力Pop 是存在或施加至溝槽10的入口，亦即是在一圖形中未表示出來之流體來源。超過壓力Pop 被界定為高於一般在該靶材之上方的壓力Penv 。為了實際的理由，該超過壓力Pop 被限制為1巴，用以使得該超過壓力Pop 不致於干擾到該靶材在晶圓台上的定位，且該有效的液體壓力Pliq 一起被納入計算。
圖6說明一種防止的方式，至少是更進一步將來自該毛細作用間隙的液體蒸發量減到最小，亦即是來自介於靶材與靶材台之間。該靶材的周圍，在該靶材台內，以及在由彈性可變形機構9或最小間隙9B所密封的區域內，一相較於該毛細間隙高度而具有相當大寬度的邊溝被製作用來容納未含有毛細作用液體3’。該未含有毛細作用液體3’是如同該含有毛細作用液體3的相同種類為較適宜。然而，其被提供於有一相當大的表面或是介面區域。雖然該邊溝可以使用該具有用於溝槽10之壓力Pop 的液體來源來填充，液體是經由一獨立的水道和閥門，獨立的填充機構是被提供為較適宜，亦即是獨立於毛細作用導引流體的供應。該填充機構可以是任何單獨的填充機構，例如是包括一單獨的液體來源、朝向該邊溝之專用水道和閥門、和/或一流體泵浦。
圖7以圖示說明一種導引該毛細作用層的替代方式。如同在第一項應用實施例中，除了經由一中央開口流入流體以外，該流體在此是藉由將液滴11沈積(例如是藉由噴灑作用)而到達晶圓台和靶材的任一表面或二表面。然而，該沈積作用是採用一控制之方式為較適宜，用以得到均勻分佈的液體部分，例如是藉由使用一液滴分送機構來散佈液滴，舉例而言，該液滴分送機構具有一個或多個位於預設位置處之分送口。在以上 的沈積方式中，一快速的液體分佈狀況可以得到，因此加強現有新穎夾緊方法和其機構的可行性。在現有的應用實例中，液滴是沈積於該靶材台8上。在該項實施例中，用於防止空氣混入的不同開口12是以預設之方式被分佈在該靶材台區域上，其中通常以是均勻地分佈為較適宜。
除了以上的該開口外，該靶材台的表面是由已存在之突粒部位7來界定，突粒部位是用於抵抗包含增加分佈密度之毛細作用液體的夾緊作用力。以此方式，一受到吸附之靶材可以保持平坦，亦即是在該毛細作用流體之作用力下，介於該突粒部位之間不致於產生彎曲。
作為一項特定的方法，靶材和靶材台的一個或二個接觸表面可以被施加表面處理，或是塗佈一層材料，用於特別是接近一所需的夾緊壓力，更特別是在操作狀況下，亦即是在真空中，影響一介於該液體與該相關接觸表面中間之接觸角的，。實際上，在晶圓之應用實例中，已知用於靶材之一項現有標準，僅有該靶材台將被塗佈。為了依然能影響在依照本發明之夾緊作用力的毛細壓力降，在考慮到液體材料、靶材和靶材台的接觸表面材料的條件下，可以構想出針對一特定、所需的壓力降調適該突粒部位的高度。此項調適作用例如是可以被用來符合所需的最小夾緊作用力和用來適應夾緊作用力與突粒部位之分佈狀況或相互距離的一項特定組合結果，特別是用以防止該靶材於該突粒部位之間發生局部彎曲，已知是一夾緊壓力和在該靶材上所產生的作用力。於是，一最小的突粒部位高度被納入考量，然而突粒部位的密度亦可考量被加以調適，例如是增加突粒部位的密度來符合一最小的所需夾緊作用力。該最小的突粒部位高度是依據一項方法來考量，用以將灰塵或是其他污染粒子容納於該等突粒部位之間和在該間隙高度內。該間隙高度當然是在一項依照本發明之方法的限制條件內，其中該間隙高度將維持最小值，使得於該突粒部位之間的流體不致於產生沸騰現象。
圖8說明用於一以本發明來改良過之微影器具或系統的加工流程的相關部分，其中該靶材是由一晶圓所組成。以上流程部分則是從在圖形左下角所標示之潔淨晶圓台CT的動作和狀態中開始進行。自此有二種不同的加工路徑可以被依循。第一和以上說明之路徑部分的特徵為將一 晶圓安置於該靶材台上之第一步驟WOT，經由在該靶材台內導管流入介於靶材台與晶圓中間隙的液體之第二步驟LIG，以及將用於水的導管密封住(亦即是移除液體供應和空氣夾雜物)之第三步驟CS。用於施行依照本發明之加工程序的第二種可能方式是由下側流程分枝來表示，其中表示出將液體施加於該靶材台上之第一步驟LOT、將一晶圓安置於該靶材台上之第二步驟WOT，以及將導管密封住之第三步驟CS，在此應用實例中，該第三步驟CS僅包含密封住該空氣夾雜物排出口。此種密封作用以是被施行於一中央排出口或是施行於透過多個分枝部分而與該靶材台表面相連接之供應導管為較適宜。
在一項隨後的步驟IT中，該靶材台和晶圓被嵌入至即將被置入真空中之微影系統的一部分內，該晶圓於步驟PW內被加工處理，靶材台和晶圓於步驟RT內從該微影器具中被移出，該晶圓於步驟DW中從該靶材台處脫離，藉由移除或開啟任何的導管密封件，該晶圓是從其他部件中被分離出來，且該晶圓台被清理。
在液體施加之步驟LIG的應用實例中，水的施加是藉由至少一導水管，或是另外亦可藉由多個導水管來將水供應經過該導水管而流到該間隙。依照本發明之其他觀點，該間隙之填充作用的實施是藉由依賴一相當大毛細壓力，用以容許將水或是任何其他相關液體牽引流入該間隙內。在另一實施例中，該項加工程序被改良，亦即是藉由使用外部壓力來增加填充時的壓力，用以加速進行該項加工程序。在本發明之另一操作方式中，空氣混入開口亦被用來供應一較低壓力。
在將水施加於靶材台之步驟LOT的應用實例中，水的施加是藉由將均勻分佈之小液滴施加至該晶圓台或晶圓之表面上而完成。當該晶圓被安置於該晶圓台上，由於毛細作用，該液滴將分佈出去。該加工程序可以藉由經過開口孔洞之吸附作用而得到助益。在將導管密封住之步驟CS的應用實例中，被用來填充間隙的所有孔洞於該液體被施加之後，必須被密封住，用以於晶圓台和晶圓在真空內組合時，防止蒸發狀況。在將一晶圓從該靶材台分離出去之加工步驟DW的應用實例中，用於供應水和/或防止空氣夾雜物之該等開口亦可以被用來提供空氣壓力，且在本發明之另 一操作方式中，該晶圓是從該靶材台處被吹離。在此項應用實例中，該空氣壓力至少是相當均勻分佈被施加，使得該晶圓將不致於被制動。
另外亦可考量較小的間隙，用以保持流動速度相同所需的壓力降就越大。所需壓力降的增加量越大，因此來自較小間隙可得到之毛細壓力的壓力增加。於是，對於較小的間隙，由毛細壓力所造成之流動狀況是較低的，事實上，超過一臨界間隙高度之間隙，具有若干條件，其中包括液體材料和接觸表面材料。如同其本身可以從”水在奈米溝槽內之毛細作用填充速度”中得知，在非常小的間隙內，一電黏滯效應增加了水的表面黏滯性。
為了減少由於在該晶圓之後方側邊上的粒子之污染的影響，突粒部位是必要的。該等突粒部位的最大節距是由毛細壓力所產生之晶圓在該突粒部位之間的撓曲狀況來決定。用於該突粒部位之節距的一般數值是3[毫米]。給定其他的系統條件，例如是材料與尺寸，該突粒部位的高度決定該間隙大小，且是依照本發明而被用來調節夾緊壓力，反之亦然。每一個突粒部位的表面被製作成足以在毛細壓力下不致於變形或制動。每一個突粒部位的直徑是大約25微米或25微米以上。突粒部位的形狀通常以是圓形(亦即是不具有邊緣)為較適宜，用以於清理之過程中，降低粒子污染的可能性。以上這些粒子則是來自擦拭該靶材台之織物。
除了使用突粒部位7以外或是取代使用突粒部位7，如同圖9之所示，間隔件15(玻璃顆粒、二氧化矽顆粒等)被均勻地分散於該運送機構8之上，例如是藉由將該間隙件15之分散溶液噴灑至該運送機構8之上，或是藉由施加該間隙件15之分散溶液，因此，提供間隔件15。在一項實施例中，該等間隔件15被分散於其最終形狀為固定相液體層之液體3內。
除了在先前文件中所描述之該等構想和所有相關詳細內容以外，本發明是有關於在後續申請專利範圍之內容中所界定的全部特色，以及有關於熟習隨附圖形者可以直接和明確推導得知的所有詳細內容。在後續申請專利範圍之內容中，與其將一先前用語的意義加以固定以外，任何與在該等圖形中之構造相對應的參考元件符號是用於支援協助閱讀該申 請專利範圍，包括單獨用於表示出一先前用語的一作為應用實例之意義，且因此包括有該等括弧之間的內容。
本發明之以下態樣係意欲在此中被敘述，且此段落係確保它們被論及。它們被稱呼為態樣，且雖然它們類似於申請專利範圍般顯現，它們不是申請專利範圍。然而，將來在某一點，該等申請人保留於此申請案及任何相關申請案中主張任何及所有這些態樣的權力。
1.一種微影系統，例如是用於投射一影像或一影像圖案至一靶材(1)上，該靶材例如是一晶圓，該靶材是藉由一靶材台(2)被包含於該微影系統中，存在用於將該靶材夾緊於該靶材台上之夾緊機構，其中該夾緊機構包含一層固定相液體(3)，該固定液體是包含於靶材與靶材台之間的厚度，用以提供液體(C)之材料，以及提供該靶材(1)和靶材台(2)之個別不同接觸表面(A、B)的材料，一壓力降(Pcap)將會產生。
2.如態樣1之系統，其中該壓力降產生一在該液體容量內之壓力(Pliq)，該液體壓力是低於其蒸氣壓。
3.如態樣1之系統，其中該壓力降是在真空內實現。
4.如態樣1之系統，其中一壓力(Pliq)將會產生，該壓力是大幅度低於一用於該液體層(3)之真正環境壓力(Penv)。
5.如態樣1之系統，其中該混入作用是被配置成使得該較低壓力(Pliq)於真空狀況下，特別是產生於一般微影加工之真空狀況下，產生一負壓。
6.如態樣1之系統，其中該晶圓台是被提供具有間隔件(7、15)，用以界定出該固定相液體層(3)的厚度。
7.如態樣1之系統，其中該晶圓台是被提供具有突粒部位，且該液體(3)是藉由一預設突粒部位高度之作用而被維持於一毛細作用條件(Pcap)，亦即是間隙高度是介於靶材台與靶材之間，維持於提供該夾緊狀況所需的最小壓力，該液體(3)係避免產生沸騰之可能，亦即是形成氣穴的可能性。
8.如態樣1之系統，其中該毛細作用條件是藉由將介於靶材(1)與靶材台(8)中間的表面相互距離保持在0.1微米與10微米之間而 被實現。
9.如態樣1之系統，其中例如是O形環的周圍密封機構被包括在內，特別用於防止液體蒸發。
10.如態樣9之系統，其中該密封機構是由一彈性可變形機構所組成，從橫截面看過去，特別是具有一通常為C字形的式樣。
11.如態樣9之系統，其中一O形環或相類似之彈性可變形機構是包括在環繞於該靶材的周圍。
12.如態樣9之系統，其中該密封機構是由一O形環所組成，該O形環被提供具有沿著周圍延伸、狹槽狀切口，朝該O形環的一徑向側邊開放，特別是朝徑向內側開放，且延伸至超過該O形環之直徑的一實質部分，特別是往上到達該O形環之中心的周圍。
13.如態樣第9項之系統，其中該周圍密封機構係被組成作為一介於靶材台(8)與靶材一高度之間的周圍空氣間隙(9B)，且該高度是等於或是小於用於維持該毛細作用條件所需之高度。
14.如態樣1之系統，其中該晶圓台被提供具有一用於容納流體之邊溝，該邊溝的寬度是明顯地大於該間隙之高度，且是沿著周圍被安置於該靶材台之一靶材運送部分，在由該密封機構所界定之周圍內，用以密封住介於該靶材與該靶材台之間的該含有毛細作用液體。
15.如態樣1之系統，其中該靶材台被提供具有可關閉式排出開口，特別是用於釋放出空氣，至少是在毛細作用液體入口處的氣體材料，特別是可以於中央部位被關閉。
16.如態樣15之系統，其中該開口是包括於該靶材台之一內凹周圍邊緣內，以是沿著該晶圓台的一晶圓運送部分周圍地為較適宜，亦即是包含吸盤，特別是在由該密封機構所界定之周圍內。
17.如態樣15之系統，其中該排出開口是被包括成為通常均勻地散佈於該晶圓台的表面之上。
18.如態樣1之系統，其中該夾緊液體是由水所組成。
19.如態樣1之系統，其中該靶材台被提供具有至少一較佳地中央部位可關閉之進入開口，特別是用於毛細作用液體的流入。
20.如態樣1之系統，其中流體的流入是藉由將液體噴灑施加至靶材台和靶材之任一接觸表面上而被實現。
21.如態樣1之系統，其中該液體是藉由一液體沈積機構之作用而以受到控制之方式被沈積，該液體沈積機構將容量受到控制之液體液滴或液體線釋放至該靶材台的表面上。
22.如態樣1之系統，其中液體是藉由一包含若干沈積口的精密沈積機構之作用而被沈積。
23.如態樣7之系統，其中在該靶材台接觸表面上之突粒部位的密度是由一在1毫米到3毫米之範圍內的標稱節距值來決定。
24.如態樣第1項之系統，其中靶材和靶材台的至少任一相互接觸表面是被提供具有一其材料是不同於該表面基材之塗佈層。
25.如態樣1之系統，其中啟始壓力機構是被提供用來實現一介於靶材與靶材台之間的啟始緊密接觸作用。
26.如態樣25之系統，其中該啟始壓力機構是藉由一個或更多個例如是在一供應溝槽內包含一閥門的中央部位供應開口之作用而被實現，該供應溝槽是連接至該開口，該閥門是在一位於所有以上開口之中央的溝槽內，或是在每一個獨立的溝槽內，在將流體供應至介於靶材與靶材台中間的間隙內之前，該閥門將被關閉，且該間隙是經由其他開口而被曝露於真空壓力下，該其他開口沿著該晶圓台的一晶圓運送部分周圍。
27.如態樣25之系統，其中該啟始壓力機構包含一泵浦，例如是一水泵和一空氣泵或鼓風機，特別是用於藉由迫使特別是空氣和水的其中之一的流動材料的氣流到達該靶材上而得到一第一接觸作用。
28.如態樣1之系統，其中該靶材台是被調適應用於不受束縛的內含物，亦即是用於處理一由該靶材台所運送之靶材之微影器具，毋須連接導管。
29.用於嵌入至一例如是在一微影器具中之真空環境內的晶圓台，該晶圓台具有被調適成採用一固定相液體層之夾緊機構，特別是依照態樣1，用於夾緊一例如是一晶圓之靶材。
30.如態樣29之晶圓台，其中該機構是被調適用來特別是在 將該晶圓台嵌入至一微影器具的真空隔間部份，用以處理一由該靶材台所運送之靶材之前，實現在一微影器具之真空空間以外的夾緊作用。
31.一種用於將一具有大體上平坦的接觸面之物體夾緊至另一亦具有大體上平坦的接觸面之物體的方法，其中為了要達到該等物體相互夾緊之目的，一固定相液體層被用來維持住介於該等面之間的毛細作用。
32.如態樣31之方法，其中該等物體是一真空可操作式微影系統的一部分。
33.如態樣31之方法，其中該二物體是特別藉由一空氣氣流彼此被施壓，用以容許將該毛細作用夾雜物安裝作為一夾緊機構。
34.如態樣31之方法，其中該晶圓台從該微影系統中被取出，用以更換一在該晶圓台上之靶材。
35.如態樣31之方法，其中一在一微影器具內之晶圓台是與另一晶圓台作交換，用以達到更換一在該微影器具內之靶材的目標。
36.如態樣31之方法，其中該靶材台是於一微影器具以外被加以處理，其中該靶材台的處理溫度是受到調節。
1‧‧‧晶圓/靶材
2‧‧‧靶材台/頂端表面/頂端側邊
3‧‧‧含有毛細作用液體
4‧‧‧液體表面/凹面形狀表面/液體/蒸氣介面
A‧‧‧接觸表面/材料
B‧‧‧接觸表面/材料
h‧‧‧間隙高度
Penv ‧‧‧環境壓力
Pliq ‧‧‧液體壓力
θ1 ‧‧‧接觸角
θ2 ‧‧‧接觸角
△Pcap ‧‧‧毛細壓力

Claims (13)

  1. 在一微影系統中一晶圓(1)被加工處理期間用以支撐該晶圓的晶圓台(8)，該晶圓台(8)包含一設有突粒部位(7)以用於支撐該晶圓(1)的頂側(2)，其中該等突粒部位具有一高度以用於將介於該晶圓(1)與該晶圓台(8)的該頂側(2)之間的一標稱相互距離保持在0.1微米與10微米之間，其中該標稱相互距離係當該晶圓被支撐於該等突粒部位(7)上時介於該頂側(2)與該晶圓(1)之間之一間隙的高度(h)，其中該晶圓台經配適以在介於該晶圓台(8)之該頂側(2)與該晶圓(1)之間的該間隙中包含一保持固定的液體層(3)，該晶圓台(8)包含一沿著周圍被安置於該晶圓台之一晶圓運送部分(2)的周圍邊溝，該邊溝的寬度是大於該間隙之該高度(h)，其中該晶圓台之一外部邊緣包含一環，當該晶圓(1)係由該等突粒部位(7)所支撐時，該環被配置成相對於該晶圓(1)而留下一極小的垂直距離(9B)，其中該極小的垂直距離(9B)係小於該間隙之高度(h)。
  2. 如申請專利範圍第1項的晶圓台，其中該環以大部分之方式封閉住一周圍間隙(9B)，該周圍間隙(9B)係介於該晶圓台(8)與藉由該等突粒部位(7)所支撐的一晶圓(1)之間。
  3. 如申請專利範圍第1項的晶圓台，其中該極小的垂直距離(9B)係該間隙之該高度(h)的10分之一到20分之一。
  4. 如申請專利範圍第1項的晶圓台，其中該晶圓台(8)設有複數個在周圍出現之開口(10B)。
  5. 如申請專利範圍第4項的晶圓台，其中該等複數個在周圍出現之開口(10B)是被包括於該邊溝內。
  6. 如申請專利範圍第1項的晶圓台，其中該等突粒部位(7)被均勻地分散於該晶圓台(8)之上。
  7. 如申請專利範圍第1項的晶圓台，其中該晶圓台(8)包圍一個或更多個開口之存在之處，此開口可被開啟用以釋放出在該晶圓台(8)內之流體。
  8. 一種微影系統，其包含一如申請專利範團第1項的晶圓台。
  9. 如申請專利範圍第8項的微影系統，其進一步包含在該晶圓台(8)的該頂側(2)上分送液體的分送機構。
  10. 如申請專利範圍第8項的微影系統，其進一步包含一藉由該晶圓台(8)的該等突粒部位(7)所支撐的晶圓(1)，其中一保持固定的液體層(3)係被包含於該晶圓台(8)與該晶圓(1)之間，且該保持固定的液體層與該晶圓台(8)以及該晶圓(1)兩者接觸，且其中該保持固定的液體層(3)具有一厚度，該厚度係由該等突粒部位(7)的該高度所界定。
  11. 如申請專利範圍第8項的微影系統，其中該保持固定的液體層(3)係一層水。
  12. 如申請專利範圍第8項的微影系統，其經配適以用於投射一影像或一影像圖案至藉由該晶圓台(8)支撐的該晶圓(1)上。
  13. 如申請專利範圍第8項的微影系統，藉由一被作動之靶材台或夾盤，該微影系統經配適以用來相對於一用於微影的光束來源而移動該晶圓(1)，其中該晶圓台(8)經配適以用於鬆散地包含，亦即，在沒有導管連接的情況下，在該微影系統中，用於處理由該晶圓台(8)所運送之該晶圓(1)。
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