TWI793741B - 底板、基板組件、處理半導體基板之方法、組裝底板及半導體基板之設備、微影設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種經組態以附接至一半導體基板的底板， 其中該底板經組態以在該半導體基板上執行的一處理步驟序列期間保持附接至該半導體基板，且其中該底板由具有大於300 GPa之一楊氏模數的一材料製成。

Description

底板、基板組件、處理半導體基板之方法、組裝底板及半導體基板之設備、微影設備
本發明係關於底板、包含半導體基板及附接至其之底板的基板組件、處理半導體基板之方法、組裝底板及半導體基板之設備及微影設備。本發明特定言之係關於可附接至半導體基板且可在半導體基板上執行的一製程序列期間保持附接的底板。
微影設備為經建構以將所要之圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化裝置(例如光罩)處之圖案(亦常常被稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之相鄰目標部分之網路。已知微影設備包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。
隨著半導體製造程序繼續進步，幾十年來，電路元件之尺寸已不斷地減小，而每裝置的諸如電晶體之功能元件之量已在穩固地增加，此遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為了跟上莫耳定律，半導體行業正追逐使得能夠產生愈來愈小特徵之技術。為了將圖案投影於基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定圖案化於基板上之特徵的最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，使用具有在4 nm至20 nm之範圍內之波長(例如6.7 nm或13.5 nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用以在基板上形成較小特徵。
為了確保被製造的半導體裝置之適當操作，必需獲得經圖案化至基板之目標部分上的連續層之間的良好對準。在特定層之圖案化期間，基板經牢固地固持於物件台(亦稱作夾持基板)上。在圖案化之後，基板經釋放並傳送至一或多個其他設備以處理圖案化層。當後續層經圖案化時，基板經再次夾持至物件台上。
已觀察到，基板經夾持至物件台所處的狀態難以再現。基板經夾持至物件台上所處的狀態因此可對於待圖案化之每一層係不同的。歸因於此差異，基板之例如由夾持製程所引起的變形可對於每一層亦係不同的，從而使得難以獲得連續層之圖案之間的準確對準。
本發明之目標係提供在微影處理期間基板之夾持製程的經改良再現性。
根據本發明之第一態樣，提供一種經組態以附接至半導體基板的底板，其中底板經組態以在該半導體基板上執行一處理步驟序列期間保持附接至半導體基板，且其中底板之厚度係在半導體基板之厚度的50%至200%之間的範圍內。
根據本發明的第二態樣，提供一種包含一半導體基板及根據本發明之第一態樣之底板的基板組件，其中該半導體基板附接至該底板。
根據本發明的第三態樣，提供一種處理一半導體基板之方法，該方法包含： -  將該半導體基板附接至一底板； -  在該半導體基板上執行一處理步驟序列，同時該半導體基板保持附接至該底板； -  自該半導體基板拆卸該底板。
根據本發明的第四態樣，提供一種用於將底板附接至半導體基板之設備，該設備包含： -  一支撐部件，其經組態以支撐一底板； -  一輸送單元，其經組態以接納該半導體基板並定位該半導體基板； -  一處理單元，其經組態以將該半導體基板可釋放地附接至該底板。
在本發明文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線幅射(例如具有為365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有在約5 nm至100 nm之範圍內之波長)。
如本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化裝置」可被廣泛地解譯為係指可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化裝置，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此上下文中，亦可使用術語「光閥」。除典型光罩(透射式或反射式，二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影設備LA。微影設備LA包括：照明系統(亦稱為照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；光罩支撐件(例如光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化裝置MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數準確地定位基板支撐件WT之第二定位器PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其經組態以藉由圖案化裝置MA將賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W的目標部分C(例如包含一或多個晶粒)上。在一實施例中，基板支撐件可例如包含根據本發明之物件台。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於引導、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照射器IL可用以調節輻射光束B，以在圖案化裝置MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般之術語「投影系統」PS同義。
微影設備LA可屬於其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之一液體(例如，水)覆蓋以便填充投影系統PS與基板W之間的空間之一類型，其亦被稱作浸潤微影。在以引用方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影設備LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含一量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔裝置。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個傳感器。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，例如，投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS之下移動。
在操作中，輻射光束B入射至固持在光罩支撐件MT上的圖案化裝置MA(例如光罩)，且藉由呈現於圖案化裝置MA上的圖案(設計佈局)進行圖案化。在已橫穿圖案化裝置MA之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置量測系統IF，基板支撐件WT可準確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中在聚焦且對準位置處定位不同的目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA與基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，此等基板對準標記稱為切割道對準標記。
為闡明本發明，使用笛卡爾座標系。笛卡爾座標系具有三個軸，亦即x軸、y軸以及z軸。三個軸中之每一者與其他兩個軸正交。圍繞x軸之旋轉稱為Rx旋轉。圍繞y軸之旋轉稱為Ry旋轉。圍繞z軸之旋轉稱作Rz旋轉。x軸及y軸界定水平平面，而z軸處於豎直方向上。笛卡爾座標系不限制本發明且僅用於說明。實際上，另一座標系，諸如圓柱形座標系可用於闡明本發明。笛卡爾座標系之定向可不同，例如，使得z軸具有沿著水平平面之分量。
圖2展示圖1之微影設備LA之一部分的更詳細視圖。微影設備LA可具備基座框架BF、平衡塊BM、度量衡框架MF及振動隔離系統IS。度量衡框架MF支撐投影系統PS。另外，度量衡框架MF可支撐位置量測系統PMS之部分。度量衡框架MF係由基座框架BF經由振動隔離系統IS支撐。振動隔離系統IS經配置以防止或減小自基座框架BF傳播至度量衡框架MF的振動。
第二定位器PW經配置以藉由在基板支撐件WT與平衡塊BM之間提供驅動力來加速基板支撐件WT。驅動力使基板支撐件WT在所要方向上加速。由於動量守恆，驅動力亦以相等的大小施加至平衡塊BM上，但方向與所要方向相反。通常，平衡塊BM之質量顯著大於第二定位器PW及基板支撐件WT之移動部分之質量。
在一實施例中，第二定位器PW係由平衡塊BM支撐。舉例而言，其中第二定位器PW包含用以使基板支撐件WT懸浮於平衡塊BM上方之平面馬達。在另一實施例中，第二定位器PW係由基座框架BF支撐。舉例而言，其中第二定位器PW包含線性馬達且其中第二定位器PW包含用以使基板支撐件WT懸浮於基座框架BF上方之軸承，如氣體軸承。
位置量測系統PMS可包含任何類型之感測器，該感測器適合於判定基板支撐件WT之位置。位置量測系統PMS可包含任何類型的感測器，該感測器適合於判定光罩支撐件MT之位置。該感測器可為光學感測器，諸如干涉計或編碼器。位置量測系統PMS可包含干涉計及編碼器之組合系統。感測器可為另一類型之感測器，諸如磁感測器、電容式感測器或電感式感測器。位置量測系統PMS可判定相對於參考，例如度量衡框架MF或投影系統PS的位置。位置量測系統PMS可藉由量測位置或藉由量測位置之時間導數(諸如速度或加速度)來判定基板台WT及/或光罩支撐件MT之位置。
位置量測系統PMS可包含編碼器系統。舉例而言，編碼器系統係自特此以引用之方式併入的於2006年9月7日申請之美國專利申請案US2007/0058173A1中已知。編碼器系統包含編碼器頭、光柵及感測器。編碼器系統可接收初級輻射光束及次級輻射光束。初級輻射光束及次級輻射光束兩者源自相同輻射光束，亦即，原始輻射光束。藉由運用光柵來繞射原始輻射光束來產生初級輻射光束及次級輻射光束中之至少一者。若藉由運用光柵繞射原始輻射光束來產生初級輻射光束及次級輻射光束兩者，則初級輻射光束需要具有與次級輻射光束相比不同的繞射階。不同繞射階為例如+1階、-1階、+2階及-2階。編碼器系統將初級輻射光束及次級輻射光束光學地組合成組合之輻射光束。編碼器頭中之感測器判定組合之輻射光束之相位或相位差。感測器基於該相位或相位差而產生信號。該信號表示編碼器相對於光柵之位置。編碼器頭及光柵中之一者可配置於基板結構WT上。編碼器頭及光柵中之另一者可配置於度量衡框架MF或基座框架BF上。舉例而言，複數個編碼器頭經配置在度量衡框架MF上，而光柵經配置在基板支撐件WT之頂部表面上。在另一實例中，光柵經配置在基板支撐件WT之底部表面上，且編碼器頭經配置在基板支撐件WT下方。
位置量測系統PMS可包含干涉計系統。干涉計系統為自例如特此以引用之方式併入的1998年7月13日申請的美國專利US6,020,964中已知的。干涉計系統可包含光束分裂器、鏡面、參考鏡面及感測器。輻射光束係由光束分裂器分裂成參考光束及量測光束。量測光束傳播至鏡面，並由鏡面反射回光束分裂器。參考光束傳播至參考鏡面且由參考鏡面反射回至光束分裂器。在光束分裂器處，量測光束及參考光束組合成組合之輻射光束。組合之輻射光束入射於感測器上。感測器判定組合輻射光束之相位或頻率。感測器基於該相位或該頻率產生信號。信號表示鏡面之位移。在實施例中，鏡面連接至基板支撐件WT。可將參考鏡面連接至度量衡框架MF。在一實施例中，藉由額外光學組件替代光束分裂器將量測光束及參考光束組合成組合輻射光束。
第一定位器PM可包含長衝程模組及短衝程模組。短衝程模組經配置以在較小移動範圍內以較高準確度相對於長衝程模組來移動光罩支撐件MT。長衝程模組經配置以遍及大移動範圍以相對較低準確度相對於投影系統PS來移動短衝程模組。在長衝程模組及短衝程模組組合的情況下，第一定位器PM能夠遍及大移動範圍以高準確度相對於投影系統PS來移動光罩支撐件MT。類似地，第二定位器PW可包含長衝程模組及短衝程模組。短衝程模組經配置以在小移動範圍內以高準確度相對於長衝程模組移動基板支撐件WT。長衝程模組經配置以遍及大移動範圍以相對較低準確度相對於投影系統PS來移動短衝程模組。在長衝程模組與短衝程模組組合的情況下，第二定位器PW能夠遍及大移動範圍以高準確度相對於投影系統PS來移動基板支撐件WT。
第一定位器PM及第二定位器PW各自具備一致動器以分別移動光罩支撐件MT及基板支撐件WT。致動器可為線性致動器以沿單軸(例如y軸)提供驅動力。可應用多個線性致動器以沿著多個軸提供驅動力。致動器可為平面致動器以沿多個軸提供驅動力。舉例而言，平面致動器可經配置以在6個自由度中移動基板支撐件WT。致動器可為包含至少一個線圈及至少一個磁體之電磁致動器。致動器經配置以藉由將電流施加至至少一個線圈而相對於至少一個磁體移動至少一個線圈。致動器可為移動磁體型致動器，其具有分別耦接至基板支撐件WT、耦接至光罩支撐件MT之至少一個磁體。致動器可為移動線圈型致動器，其具有分別耦接至基板支撐件WT、耦接至光罩支撐件MT之至少一個線圈。致動器可為語音線圈致動器、磁阻致動器、洛倫茲致動器或壓電致動器，或任何其他合適之致動器。
微影設備LA包含如圖3中示意性地描繪之位置控制系統PCS。位置控制系統PCS包含設定點產生器SP、前饋控制器FF及反饋控制器FB。位置控制系統PCS將驅動信號提供至致動器ACT。致動器ACT可為第一定位器PM或第二定位器PW之致動器。致動器ACT驅動裝備P，其可包含基板支撐件WT或光罩支撐件MT。裝備P之輸出為位置量，諸如位置或速度或加速度。位置量由位置量測系統PMS進行量測。位置量測系統PMS產生信號，其為表示裝備P之位置量的位置信號。設定點產生器SP產生信號，該信號為表示裝備P之所要位置量之參考信號。舉例而言，參考信號表示基板支撐件WT之所要軌跡。參考信號及位置信號之間的差形成反饋控制器FB之輸入。基於該輸入，反饋控制器FB向致動器ACT提供驅動信號之至少一部分。參考信號可形成前饋控制器FF之輸入。基於該輸入，前饋控制器FF向致動器ACT提供驅動信號之至少一部分。前饋FF可使用關於裝備p之動力特性之資訊，諸如質量、硬度、共振模式及固有頻率。
在習知微影製程中，基板或晶圓係藉由將基板置放於台上且當需要時將基板固持或夾持至該台上而處理。經處置的此基板之典型尺寸為200 mm、300 mm或450 mm、300 mm或400 mm之直徑，及在0.5 mm與1 mm 之間的範圍內(例如775 µm或925 µm)之厚度。因而，基板可視為相對較薄圓盤形部件。歸因於基板之撓性，其可在兩個連續微影圖案化製程之間經歷一些變形。基板在連續圖案化製程之間經歷的此類變形可例如由製程所引起，此類製程例如為抗蝕劑層之施加或移除、抗蝕劑層之顯影等。另外，相對較薄基板之變形可由夾持製程所引起，當基板安裝至微影設備之基板台(例如上文所描述的基板台WT)時執行該夾持製程。由於如藉由微影設備執行的圖案化製程涉及基板台WT之較高加速及減速，因此基板(例如基板W)需要牢固地夾持至該台，以便維持基板相對於台的位置。
夾持製程及在夾持之前施加至基板的製程兩者可使得難以在下一層待在基板上圖案化時確保基板在相同狀態或形狀中。結果，與在前一層經圖案化時相比，基板之目標部分(或其部分)之位置可具有不同的位置。此差異可造成如施加至基板之連續圖案之間的對準誤差。
如上文已經建議，夾持狀態之此差異的原因可歸於基板相當薄及相對撓性的事實。結果，基板將一定程度上遵循其夾持至的基板台之形狀。在使用不同微影設備圖案化半導體基板上之連續層情況下，夾持狀態或形狀之差異亦將受不同基板台之使用影響。
圖4示意性說明當夾持至基板台時基板之形狀受影響的程度。圖4示意性地展示當安裝在基板台420之複數個瘤節410上時基板400之一部分。歸因於耗損或製造公差，基板台420之瘤節410可例如具有不同高度，從而導致經夾持基板400之局部高度變化。當在局部考慮時，基板400因此可以相對於水平面之一角度夾持。瘤節之端表面410.1與基板之間的摩擦可致使基板400之平面內變形，由箭頭430說明。局部角度變化及平面內變形不利地影響可在基板上之所需要目標部分處投影圖案所藉以的準確度，亦即其可引起疊對誤差。當經曝光基板離開基板台時，其可鬆弛至其標稱形狀，亦即不具有局部角度變化及平面內變形之形狀。因而，與經投影圖案相比，基板上之經曝光圖案將變形或移位。當下一圖案將被投影時，基板將在不同夾持狀態中，例如在不同基板台上，其可能具有不同局部角度變化及平面內變形。歸因於此不同夾持狀態，將難以在先前經曝光圖案上準確對準下一圖案。
本發明提供一種限制藉由在執行一製程序列期間在基板上執行之夾持及鬆開操作所引起的基板之出現變形的方法。此製程序列在本發明之含義中指製造及檢測半導體部件之處理步驟。
根據本發明，提議將底板附接至基板(特定言之半導體基板)，其中該底板經組態以在基板上執行之一處理步驟序列期間保持附接至基板。根據本發明，底板之厚度經選擇為基板之厚度的至少50%。基板之典型厚度對於300 mm基板為775 µm、對於200 mm基板為725 µm且對於450 mm基板為925 µm。藉由使底板具有基板厚度之至少50%的厚度已被發現對出現之變形(例如由夾持製程所引起的變形)具有重要影響。在一較佳實施例中，底板之厚度經選擇為在基板厚度之50%與500%之間的範圍內，更佳地在基板厚度之50%與200%之間的範圍內。在底板之厚度保持低於基板厚度之約200%情況下，預期基板組件之處理將不需要對處理基板及附接之底板的設備進行修改或僅僅需要對該設備進行較少修改。因而，根據本發明，提議不僅在不同處理裝備之間轉移基板而且轉移包含基板及附接之底板的組件。參考發生在微影設備中的製程，本發明因此提議基板(其中一底板附接至其)係藉由該設備接納、安裝至基板台(諸如台WT)並被處理。在本發明內，基板之組件及其附接之底板亦稱作基板組件。
由於將底板施加至基板，因此獲得具有比基板自身實質上更大之硬度的組件。結果，歸因於基板之處理以及夾持及鬆開的基板之變形將較小。結果，施加至基板之圖案可與先前施加之圖案較佳對準，從而產生改良之疊對。
根據本發明，可考慮將底板附接至基板的各種方式。
在一實施例中，底板可藉助於膠水或樹脂附接至基板。圖5示意性地展示根據本發明之基板組件的此實施例，該基板組件包含附接至根據本發明之底板的半導體基板。
圖5示意性地展示藉助於膠水層520附接至底板510的基板500之截面圖。在如所展示之實施例中，基板500之厚度D s等於底板510之厚度D bp。可指出與基板500或底板510之厚度相比，膠水層520之厚度並不成比例。在一實施例中，底板510之面向基板之底部表面的表面經提供有複數個瘤節以用於支撐基板。下文更詳細地展示此實施例。在此類實施例中，膠水或樹脂層520可例如具有對應於所施加瘤節之長度的厚度。通常，具有在10 µm與200 µm之間的長度的瘤節可施加於根據本發明之底板中。
在本發明之含義中，基板之面向底板的表面被稱作基板之底部表面。相對表面可被稱作頂部表面，亦即其上施加各種製程(諸如施加抗蝕劑、圖案化、材料沈積等)的表面。底板之面向基板之底部表面的表面被稱作底板之頂部表面，底板之相對表面因此被稱作底部表面。應指出參考頂部及底部不暗示基板、底板或基板組件需要在特定位置或定向中使用。
可基於藉由基板及所附接底板經歷的製程序列強加的操作條件選擇一或多種用於膠水層的合適材料。在一實施例中，膠水層可包括樹脂或其類似者。操作條件可例如包括基板組件經歷的溫度或溫度範圍。另外，較佳地膠水或樹脂不隨時間膨脹或收縮。可進一步指出如施加的膠水或樹脂之目標主要施加一法線力，該法線力迫使或固持基板至底板上，例如至底板之面向基板之底部表面的瘤節上。在此類實施例中，底板之瘤節的平整度及硬度判定出現的局部角度及平面內變形。在一實施例中，膠水或樹脂可經選擇以具有在合適溫度下自液體至固體之相變，藉此當膠水或樹脂在液相中時執行基板至底板的安裝且藉此運用在固相中之樹脂或膠水執行製程序列。
在一實施例中，底板經組態以藉由毛細管夾持附接至半導體基板。在此類實施例中，液體經施加於底板與基板之間，該液體經組態以當基板安裝至底板時產生拉動基板至底板上的毛細管力。根據本發明，底板可經組態以使如施加的液體保持在適當的位置，以便保持在整個製程序列中產生毛細管力。然而，注意此不意謂不允許任何液體溢出。在整個製程序列中，可補充所施加液體。
圖6示意性地展示此實施例。圖6之頂部部分示意性地展示根據本發明之底板600的截面圖，該底板經組態以藉助於毛細管夾持附接至半導體基板。在如所展示之實施例中，底板600包含凹槽610。在此凹槽610中，液體可經提供用於產生所需要毛細管力。在如所展示之實施例中，底板600包含沿著底板600之外部輪廓620.1配置的邊沿620。邊沿620亦可視為凹槽610之外部輪廓。底板600之截面圖進一步展示用於供應液體至凹槽610的入口640。在一實施例中，底板可包含用於供應液體至凹槽610的一或多個入口。一或多個入口640不必沿著邊沿620配置，其亦可經由底板600之本體650提供。一或多個入口640可例如經提供有單向閥或其類似者。液體可倒入凹槽中以填充凹槽，視情況，繼之以在凹槽內刻劃一刃以移除任何過多液體，而不是使用一或多個入口用於供應液體至凹槽。當凹槽經填充時，基板可放置在底板的頂部上。
在如所展示之實施例中，底板600進一步包含自凹槽610之底部表面610.1突出的複數個瘤節630。複數個瘤節630 (特定言之瘤節630之端表面630.1)可經組態以支撐基板。瘤節630之目的係為基板提供藉由瘤節之端表面630.1形成的支撐表面。瘤節之端表面亦經組態以提供在瘤節與基板之間的平面內摩擦力，以便確保在使用期間基板相對於底板600之平面內位移保持最小。根據本發明，平面內位移係指在平行於底板之頂部表面或半導體基板之底部表面的平面中的位移。參考圖6，頂部部分(瘤節630之端表面630.1)因此確保當底板600經歷在X方向上之加速時，實質上避免底板600與所附接基板之間的相對位移。詳言之，端表面630.1與所附接基板之間的平面內摩擦力(該摩擦力由基板與底板之間的毛細引力所引起)將確保底板與所附接基板之間的平面內相對位移得以避免。
在一實施例中，邊沿620之端表面620.2與藉由瘤節630之端表面630.1形成的支撐表面實質上齊平。藉此，在使用期間液體之溢出可經最小化。
圖6之底部部分示意性地展示底板600之俯視圖，說明凹槽610、邊沿620及經配置於凹槽610中的複數個瘤節630。
在如所展示之實施例中，底板600具有實質上圓形平面內形狀。根據本發明，底板之平面內特性係指在平行於底板之頂部表面或半導體基板之底部表面的平面中的底板之特性。參看圖6，底部部分，此平面對應於如所指示之XY平面。
本發明的一實施例中，底板之平面內尺寸實質上對應於附接至該底板的半導體基板之平面內尺寸。藉此，根據本發明之基板組件(亦即附接至根據本發明之底板的基板之組件)可在很大程度上藉由現有微影裝備及設備處理及處置。然而，歸因於所附接底板，增加之重量及增加之厚度可需要對裝備進行某些修改。
如圖6中示意性展示之底板600可例如由雷射切割或蝕刻製造。製造程序的另外實例係雷射圖案化、雷射鑽孔、選擇性蝕刻、乾式反應性離子蝕刻(DRIE)。在一實施例中，底板之頂部表面首先經拋光或搭接以獲得所要粗糙度，繼之以瘤節圖案之雷射圖案化，藉此除瘤節之外的全部表面降低。必要時，離子束修形(IBF)可經施加以實現最終平整度。
在一實施例中，根據本發明之底板由具有相當高硬度(例如高於基板硬度之硬度)之材料製成。半導體基板之硬度(例如表達為楊氏模數)可例如介於130至185 GPa之範圍內。本發明的一實施例中，底板(例如底板510或600)由具有＞300 GPa之楊氏模數的材料製成。與如上文所論述之較佳厚度組合，具有此硬度將產生具有足以減少變形效應之硬度的基板/底板組合。在一實施例中，底板由碳化矽製成。替代地，亦可考慮由SiSiC或金剛石製成之底板。
圖7示意性地展示根據本發明之基板組件700，基板組件700包含根據本發明之附接至半導體基板710的底板600。在組裝狀態中，液體720經提供於底板600與基板710之底部表面710.1之間的體積中，該體積藉由底板600之凹槽610形成。
在本發明的一實施例中，如經提供以產生毛細管力的液體可例如為水或CO 2水。替代地，亦可考慮異丙醇或乙二醇。
圖7中所展示之基板組件700或圖5中所展示之基板組件意欲經歷不同製程以便在半導體基板之頂部表面上產生積體電路。此類製程可包括各種微影製程，包括抗蝕劑層之施加或移除、抗蝕劑層之顯影、抗蝕劑層之圖案化、材料沈積製程。另外，基板亦可經歷例如使用度量衡工具(諸如電子束檢測設備)的不同量測製程。
在所提及製程期間，基板組件將通常安裝至物件台(例如，諸如上文所提及之支撐件台WT的物件台)之支撐表面。重要的是確保在該安裝期間，基板沒有變形出現或基板之儘可能少的變形出現。已觀察到，確保基板及底板之接觸表面充分粗糙可促進此目標。在一實施例中，基板組件經組態以安裝至具有複數個瘤節以支撐基板組件的物件台。在此等瘤節之端表面充分粗糙的情況下，可不需要基板組件之底部表面具有特定粗糙度。然而，歸因於耗損，物件台之瘤節的端表面可變得太平滑。已觀察到，在與基板組件之平坦或平滑底部表面(特定言之底板之底部表面)組合時，此配置可引起前述變形。為了避免此情況，提議在本發明的一實施例中提供具有高於預定臨限值之表面粗糙度的基板組件之底板之底部表面。在一實施例中，底板之底部表面經提供有高於1 nm之區域表面粗糙度Sa (算術平均高度)，較佳地在2.0 nm與4.5 nm之間的範圍內。藉此，吾人可確保即使當物件台之瘤節耗損時，基板之變形仍保持較小或無關緊要。如熟習此項技術者將瞭解，如在本發明中提議的各種量測在組合時導致某一效應。在選擇相當厚及剛性的底板情況下，所施加粗糙度可更放寬，亦即與當選擇相當薄且更小剛性之底板時相比更低。以不同方式措辭：底板與基板相比愈硬，基板之變形將愈低。倘若變形隨時間恆定，亦即在該製程序列期間不變化，則基板上之連續層之間的疊對誤差可在本發明情況下減輕。為了具有此隨時間實質上恆定之變形，基板組件(亦即基板與根據本發明之底板的組合)安裝至物件台所採用的方式 (特定言之當底板並不非常堅硬時)亦可係重要的。當底板相當堅硬且實際上厚時，變形將在夾持期間且一般而言無關於底板之底部表面的粗糙度而保持較低。底板之底部表面愈粗糙，在夾持製程期間滑動可出現更多，從而導致較小力作用於底板上且因此產生較小變形。
圖8示意性地展示根據本發明之物件台，其可在根據本發明之基板組件的處理(例如微影設備或檢測工具中之處理)期間應用。詳言之，圖8示意性地展示經組態以固持並支撐根據本發明之基板組件810的物件台800之截面圖。基板組件810可例如對應於圖5或圖7中所展示之基板組件。在如所展示之實施例中，物件台800包含上面可支撐基板組件810的複數個瘤節820。為了將基板組件810固持至瘤節上，物件台800進一步包含將基板組件810吸引至瘤節820上的夾持機構。此夾持機構可例如包含真空夾具或靜電夾具。在一實施例中，物件台800之瘤節820可例如由耐磨損材料(例如SiSiC)製成。
在用於將基板組件810夾持至物件台800的靜電夾持機構之情況下，可能有利的是確保基板組件(特定言之基板組件之底板)導電或包含一或多個電導體。在一實施例中，此類導體可嵌入於底板之底部表面中。或者或另外，底板之底部表面可經提供有導電塗層或膜。
在如所展示之實施例中，物件台800安裝至定位裝置840。此定位裝置840可例如包含多個致動器或馬達，例如壓電或電磁致動器或馬達，用以在一或多個自由度中定位物件台800。
本發明的一實施例中，物件台800可經提供有一或多個感測器或其之部分。作為實例，物件台800之頂部表面800.1可經提供有與一或多個光柵協作以判定物件台800之位置的光學編碼器。作為另一實例，物件台之頂部表面800.1或側表面800.2可充當用於干涉計系統之量測光束的目標以判定物件台800之位置。
根據本發明之態樣，提供一種用於將根據本發明之底板附接至半導體基板之設備。此設備示意性地展示於圖9中。在如所展示之實施例中，設備900包含經組態以支撐諸如根據本發明之底板的底板的支撐部件910。設備900進一步包含經組態以接納一半導體基板並定位該半導體基板的輸送單元920。在如所展示之實施例中，該設備包含半導體基板及底板可被供應至該設備所經由的埠930。相同埠930亦可經組態以輸出根據本發明之基板組件，亦即包含半導體基板及附接至其之底板的基板組件。替代地，設備可包括多個埠，例如輸入埠及輸出埠。在如所展示之實施例中，設備進一步包含經組態以將半導體基板可釋放地附接至底板的處理單元940。
在一實施例中，輸送單元920可經組態以例如經由埠930接納一底板並將該底板定位在支撐部件910上。隨後，輸送單元920可例如經由埠930接納半導體基板並相對於該底板定位該半導體基板，以便將其附接至該底板。在一實施例中，處理單元可例如經組態以施加膠水層或樹脂層至底板之面向半導體基板之底部表面的表面。當施加膠水層或樹脂層時，輸送單元920可經組態以將基板之底部表面按壓至膠水層上以將半導體基板附接至底板。當膠水固化時，輸送單元920可輸出基板組件。在此類實施例中，設備900亦可包含經組態以將膠水或樹脂加熱至液態的加熱單元950。在膠水或樹脂處於液態後，其可經施加至底板之面向基板之底部表面的表面。在一實施例中，底板之該表面為底板之凹槽的底部表面。在此類實施例中，液體膠水或樹脂因此可倒入凹槽中。如上文所提及，凹槽可例如經提供有複數個瘤節。亦可指出膠水或樹脂層亦可經施加至基板之底部表面。
在另一實施例中，處理單元940可經組態以施加一毛細管夾持以將半導體基板可釋放地附接至底板。在此類實施例中，處理單元940可經組態以供應一液體於底板之凹槽中，接著輸送單元930可將基板之底部表面定位至液體上，以便建立基板與底板之間的毛細管夾持。
根據本發明之另一態樣，提供一種處理半導體基板的方法，其中可有利地施加根據本發明之底板或基板組件。根據本發明之流程圖如圖10中示意性地展示。圖10示意性地展示根據本發明之處理半導體基板的方法1000之流程圖，該方法包含將半導體基板附接至底板(例如根據本發明之底板)的第一步驟1010。方法1000進一步包含在半導體基板上執行一處理步驟序列，同時半導體基板保持附接至底板的第二步驟1020。該方法進一步包含自半導體基板拆卸底板的第三步驟1030。根據本發明之處理基板1000之方法因此能夠使得在一處理步驟序列期間處理基板同時維持基板附接至底板。藉此，減輕在序列之不同製程期間基板的變形，因此實現連續層在基板上的更準確圖案化。
根據本發明之態樣，提供一種經組態以處理根據本發明之基板組件的微影設備。上文參看圖1至圖3描述此微影設備之典型部件。為了處理根據本發明之基板組件，例如與單一基板之厚度及重量相比，考量基板組件之厚度及重量，可需要對已知微影設備進行較小修改。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1.   一種底板，其經組態以附接至一半導體基板， 其中該底板經組態以在該半導體基板上執行的一處理步驟序列期間保持附接至該半導體基板，且其中該底板之一厚度係在該半導體基板之一厚度的50%至200%之間的範圍內。 2.   如條項1之底板，其中該底板之一平面大小實質上對應於該半導體基板之一平面大小。 3.   如條項1至2中任一項之底板，其中該底板由具有大於300 GPa之一楊氏模數的一材料製成。 4.   如條項3之底板，其中該材料為碳化矽(SiC)。 5.   如前述條項中任一項之底板，其中該底板具有經組態以面向該半導體基板之一底部表面的一頂部表面及經組態以背對該半導體基板的一底部表面。 6.   如條項5之底板，其中該底部表面具有大於1 nm之一粗糙度Sa。 7.   如條項5至6中任一項之底板，其中該底板之該底部表面經組態以安裝至一物件台。 8.   如條項7之底板，其中該底板經組態以靜電夾持至該物件台。 9.   如條項8之底板，其中該底板包含一或多個電導體。 10.  如條項9之底板，其中該一或多個電導體嵌入於該底板之該底部表面中。 11.  如前述條項中任一項之底板，其中該底板經組態以膠合至該半導體基板。 12.  如條項11之底板，其中該底板經組態以使用一樹脂或一膠水膠合至該半導體基板。 13.  如條項12之底板，其中該底板具有用於接納該樹脂或該膠水之一凹槽。 14.  如條項13之底板，其進一步包含自該凹槽之一底部表面突出的複數個瘤節，該底部表面經組態以在使用期間面向該半導體基板。 15.  如條項1至10中任一項之底板，其中該底板經組態以藉由毛細管夾持附接至該半導體基板。 16.  如條項15之底板，其中該底板包含經組態以接納一液體之一凹槽。 17.  如條項15之底板，其中該底板進一步包含沿著該底板之一輪廓配置的一邊沿，該邊沿經組態以實質上含有該凹槽中之該液體。 18.  如條項16或17之底板，其進一步包含自該凹槽之一底部表面突出的複數個瘤節。 19.  如條項18之底板，其中該各別複數個瘤節之複數個端表面經組態以接觸該半導體基板。 20.  如條項16至19中任一項之底板，其進一步包含用於供應該液體至該凹槽之一或多個入口。 21.  如前述條項中任一項之底板，其中該處理步驟序列包含： -     一第一處理步驟，其在一第一設備中之該半導體基板上執行； -     一第二處理步驟，其輸送該半導體基板及該附接之底板至一第二設備，及 -     一第三處理步驟，其在該第二設備中之該半導體基板上執行。 22.  如前述條項中任一項之底板，其中該底板當經附接至該半導體基板時經組態以用於一半導體製造程序中之若干順序處理步驟。 23.  如條項22之底板，其中該若干順序處理步驟包含： -     一第一處理步驟，其在一第一設備中之該半導體基板上執行； -     一第二處理步驟，其輸送該半導體基板及該附接之底板至一第二設備，及 -     一第三處理步驟，其在該第二設備中之該半導體基板上執行。 24.  一種基板組件，其包含一半導體基板及如前述條項中任一項之一底板，其中該半導體基板附接至該底板。 25.  如條項24之基板組件，其中該半導體基板係使用一膠水或一樹脂膠合至該底板。 26.  如條項25之基板組件，其中該膠水或樹脂具有在0℃與100℃之間的範圍內的一熔融溫度。 27.  一種物件台，其包含經組態以夾持如條項1至23中任一項之一底板的一夾持機構。 28.  如條項27之物件台，其中該夾持機構包含一真空夾持機構或一靜電夾持機構。 29.  一種處理一半導體基板的方法，該方法包含： -     將該半導體基板附接至如前述條項中任一項之一底板； -     在該半導體基板上執行一處理步驟序列，同時該半導體基板保持附接至該底板； -     自該半導體基板拆卸該底板。 30.  如條項29之方法，其中執行一處理步驟序列包含： -     在一第一設備中之該半導體基板上執行一第一製程； -     輸送該半導體基板及該附接之底板至一第二設備，及 -     在該第二設備中之該半導體基板上執行一第二製程。 31.  如條項29之方法，其中執行一處理步驟序列包含： -     施加一抗蝕劑層至該半導體基板； -     使用一微影設備圖案化該抗蝕劑層； -     顯影抗蝕劑之該圖案化層。 32.  如條項29至31中任一項之方法，其中執行一處理步驟序列之該步驟經多次執行。 33.  一種用於將一底板附接至一半導體基板的設備，該設備包含： -     一支撐部件，其經組態以支撐一底板； -     一輸送單元，其經組態以接納該半導體基板並定位該半導體基板； -     一處理單元，其經組態以將該半導體基板可釋放地附接至該底板。 34.  如條項33之該設備，其中該處理單元經組態以施加一膠水層或一樹脂層至該底板之面向該半導體基板之一底部表面的一表面且其中該輸送單元經組態以將該底部表面配置至該膠水層或該樹脂層上以將該半導體基板附接至該底板。 35.  如條項34之該設備，其進一步包含經組態以將一膠水或樹脂加熱至一液態的一加熱單元。 36.  如條項33之該設備，其中該處理單元經組態以施加一毛細管夾持以將該半導體基板可釋放地附接至該底板。 37.  如條項36之設備，其中該處理單元經組態以將一液體供應於該底板之一凹槽中。 38.  如條項37之設備，其中該輸送單元經組態以將該基板之一底部表面定位至該液體上。 39.  如條項33至38中任一項之設備，其中該輸送單元經組態以將該基板與該附接之底板一起輸出。 40.  一種微影設備，其包含如條項27至28中任一項之一物件台。 41.  一種微影設備，其經組態以處理如條項24至26中任一項之一基板組件。 42.  一種底板，其經組態以附接至一半導體基板，其中該底板經組態以在該半導體基板上執行的一處理步驟序列期間保持附接至該半導體基板，且其中該底板由具有大於300 GPa之一楊氏模數的一材料製成。 43.  如條項42之底板，其中該底板之一平面大小實質上對應於該半導體基板之一平面大小，且其中該底板之一厚度係在該半導體基板之一厚度的50%至200%之間的一範圍內。 44.  如條項42或43之底板，其中該底板包含碳化矽(SiC)或金剛石。 45.  一種底板，其經組態以附接至一半導體基板，其中該底板經組態以在該半導體基板上執行的一處理步驟序列期間保持附接至該半導體基板，且其中該底板包含碳化矽(SiC)。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中的微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。
儘管可在本文中特定地參考在微影設備之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備中。本發明之實施例可形成光罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化裝置)之物件之任何設備的部分。此等設備可一般被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
儘管上文可能已經特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，在內容背景允許之情況下，本發明不限於光學微影，且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
在內容背景允許之情況下，可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，其可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可由機器(例如，計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁性儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶裝置；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號，等等)；及其他者。另外，韌體、軟件、例程、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅為方便起見，且此等動作事實上係由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他裝置引起。且這樣做可導致致動器或其他裝置與物理世界相互作用。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。上方描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
400:基板 410:瘤節 410.1:端表面 420:基板台 430:箭頭 500:基板 510:底板 520:膠水層/樹脂層 600:底板 610:凹槽 610.1:底部表面 620:邊沿 620.1:外部輪廓 630:瘤節 630.1:端表面 640:入口 650:本體 700:基板組件 710:半導體基板 710.1:底部表面 720:液體 800:物件台 810:基板組件 820:瘤節 840:定位裝置 900:設備 910:支撐部件 920:輸送單元 930:埠 940:處理單元 950:加熱單元 1000:方法 1010:第一步驟 1020:第二步驟 1030:第三步驟 ACT:致動器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BF:基座框架 BM:平衡塊 C:目標部分 D bp:厚度 D s:厚度 FB:反饋控制器 FF:前饋控制器 IL:照明系統/照明器 IS:振動隔離系統 LA:微影設備 M2:光罩對準標記 MA:圖案化裝置 M1:光罩對準標記 MF:度量衡框架 MT:光罩支撐件 P:裝備 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PCS:位置控制系統 PM:第一定位器 PMS:位置量測系統 PS:投影系統 PW:第二定位器 SO:輻射源 SP:設定點產生器 W:基板 WT:基板支撐件
現在將參看隨附示意圖作為實例來描述本發明之實施例，在該等示意圖中： -  圖1描繪微影設備之示意圖綜述； -  圖2描繪圖1之微影設備之部分的詳細視圖； -  圖3示意性地描繪位置控制系統； -  圖4示意性地描繪基板在物件台上的夾持； -  圖5示意性地描繪根據本發明之基板組件的第一實施例； -  圖6示意性地描繪根據本發明之一實施例之底板； -  圖7示意性地描繪根據本發明之基板組件的第二實施例； -  圖8示意性地描繪根據本發明之物件台； -  圖9示意性地描繪根據本發明之設備； -  圖10示意性地描繪根據本發明之方法的流程圖。
800:物件台
810:基板組件
820:瘤節
840:定位裝置

Claims (15)

  1. 一種底板，其經組態以附接至一半導體基板， 其中該底板經組態以在該半導體基板上執行的一處理步驟序列期間保持附接至該半導體基板，且其中該底板由具有大於300 GPa之一楊氏模數的一材料製成。
  2. 如請求項1之底板，其中該底板之一平面大小實質上對應於該半導體基板之一平面大小，且其中該底板之一厚度係在該半導體基板之一厚度的50%至200%之間的一範圍內。
  3. 如請求項1之底板，其中該底板包含碳化矽(SiC)或金剛石。
  4. 如請求項1至3中任一項之底板，其中該底板具有經組態以面向該半導體基板之一底部表面的一頂部表面及經組態以背對該半導體基板的一底部表面，且其中該底部表面具有大於1 nm之一粗糙度Sa。
  5. 如請求項4之底板，其中該底板之該底部表面經組態以安裝至一物件台。
  6. 如請求項5之底板，其中該底板經組態以靜電夾持至該物件台。
  7. 如請求項1之底板，其中該底板經組態以使用一樹脂或一膠水附接至該半導體基板。
  8. 如請求項7之底板，其中該底板包含用於接納該樹脂或該膠水之一凹槽。
  9. 如請求項8之底板，其進一步包含自該凹槽之一底部表面突出的複數個瘤節，該底部表面經組態以在使用期間面向該半導體基板。
  10. 如請求項1之底板，其中該底板經組態以藉由毛細管夾持附接至該半導體基板。
  11. 如請求項1至3中任一項之底板，其中該底板當經附接至該半導體基板時經組態以用於一半導體製造程序中之若干順序處理步驟。
  12. 一種基板組件，其包含一半導體基板及如請求項1至11中任一項之一底板，其中該半導體基板附接至該底板。
  13. 一種物件台，其包含經組態以夾持如請求項12之一基板組件的一夾持機構。
  14. 一種處理一半導體基板的方法，該方法包含： 將該半導體基板附接至如請求項1至10中任一項之一底板； 在該半導體基板上執行一處理步驟序列，同時該半導體基板保持附接至該底板； 自該半導體基板拆卸該底板。
  15. 一種用於將一底板附接至一半導體基板的設備，該設備包含： 一支撐部件，其經組態以支撐如請求項1至10中任一項之底板； 一輸送單元，其經組態以接納該半導體基板並定位該半導體基板； 一處理單元，其經組態以將該半導體基板可釋放地附接至該底板。
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