载物装置及曝光装置

摘要

一种载物装置和曝光装置，所述载物装置，包括：载物台，所述载物台包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及位于第一表面和第二表面之间的侧壁，其特征在于，所述载物台还包括连接所述侧壁与第一表面和第二表面的交界区，所述交界区呈弧形，减小载物台运动时空气对载物台的阻力和空气产生的扰动。

权利要求

1.一种载物装置，包括：

载物台，所述载物台包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及位于第一表面和第二表面之间的侧壁，其特征在于，所述载物台还包括连接所述侧壁与第一表面和第二表面的交界区，所述交界区呈弧形，减小载物台运动时空气对载物台的阻力和空气产生的扰动，所述载物台的侧壁设置有载物台位置测量装置，所述测量装置为光干涉计。

2.如权利要求1所述的载物装置，其特征在于，所述弧形为圆弧、椭圆弧、对数曲线弧、指数曲线弧、二次曲线弧、抛物曲线弧的一种。

3.如权利要求1所述的载物装置，其特征在于，所述弧形为圆弧、椭圆弧、对数曲线弧、指数曲线弧、二次曲线弧、抛物曲线弧的两种或两种以上的组合。

4.如权利要求1所述的载物装置，其特征在于，所述载物台下部包括用于使载物台浮起的空气垫装置。

5.如权利要求1所述的载物装置，其特征在于，所述载物台第一表面包括用于固定晶圆的吸盘或晶圆夹持器。

6.如权利要求1所述的载物装置，其特征在于，所述第一表面和第二表面的面积大于晶圆的面积。

7.如权利要求1所述的载物装置，其特征在于，所述弧形的凸起面远离载物台的中心。

8.一种曝光装置，其特征在于，包括：至少一个载物台，所述载物台包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、位于第一表面和第二表面之间的侧壁、以及连接所述侧壁与第一表面和第二表面的交界区，所述交界区呈弧形，所述第一表面用于放置晶圆，曝光装置对放置在第一表面上的晶圆进行曝光，所述载物台的侧壁设置有载物台位置测量装置，所述测量装置为光干涉计。

9.如权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置为浸入式曝光装置。

10.如权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，所述载物台的个数为两个。

说明书

载物装置及曝光装置

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种载物装置和曝光装置。

背景技术

[0002] 光刻作为半导体制造过程中的一道非常重要的工序，它是将掩模版上的图形通过曝光转移到晶圆上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。半导体制造中一系列复杂而耗时的光刻工艺主要是由相应的曝光机来完成。而光刻技术的发展或者说曝光机技术的进步主要是围绕着线宽、套刻精度和生产率这三大指标展开的。

[0003] 在步进投影式曝光机中，晶圆载物台用于承载晶圆，在驱动装置的作用下做同步运动。在目前大多数的步进投影式曝光机中，晶圆载物台的底部具有相应的气浮结构，通过空气的压力使晶圆载物台浮起，以减小外界振动对晶圆载物台的干扰，有利于精确控制高速运动的晶圆载物台的位置。

[0004] 参考图1，图1为现有晶圆载物台的剖面结构示意图，所述晶圆载物台包括第一表面101、与第一表面101相对的第二表面102、以及位于第一表面101和第二表面102之间的侧壁103，第一表面101、第二表面102和侧壁103构成方形的晶圆载物台；所述晶圆载物台的第一表面101还具有吸盘(图中未示出)，用于固定晶圆105；所述晶圆载物台的侧壁103具有测量载物台位置的位置测量装置104，用以测量晶圆载物台的位置，所述位置测量装置104为光干涉计，光干涉计的发射和接收端设置在固定不动的基座(图中未示出)上，光干涉计的可动反射镜设置在侧壁103上。

[0005] 更多关于晶圆载物台的介绍请参考公开号为US2008/0192219A1的美国专利。

[0006] 现有的晶圆载物台在运动时，由于空气的扰动，载物台的位置不能精确控制，影响套刻的精度。

发明内容

[0007] 本发明解决的问题是提供一种载物装置和曝光装置，减少空气的扰动，提高载物台位置的精确度。

[0008] 为解决上述问题，本发明提供了一种载物装置，包括：

[0009] 载物台，所述载物台包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及位于第一表面和第二表面之间的侧壁，其特征在于，所述载物台还包括连接所述侧壁与第一表面和第二表面的交界区，所述交界区呈弧形，减小载物台运动时空气对载物台的阻力和空气产生的扰动。

[0010] 可选的，所述弧形为圆弧、椭圆弧、对数曲线弧、指数曲线弧、二次曲线弧、抛物曲线弧的一种。

[0011] 可选的，所述弧形为圆弧、椭圆弧、对数曲线弧、指数曲线弧、二次曲线弧、抛物曲线弧的两种或两种以上的组合。

[0012] 可选的，所述载物台的侧壁设置有载物台位置测量装置。

[0013] 可选的，所述测量装置为光干涉计。

[0014] 可选的，所述载物台下部包括用于使载物台浮起的空气垫装置。

[0015] 可选的，所述载物台第一表面包括用于固定晶圆的吸盘或晶圆夹持器。

[0016] 可选的，所述第一表面和第二表面的面积大于晶圆的面积。

[0017] 可选的，所述弧形的凸起面远离载物台的中心。

[0018] 本发明还提供了一种曝光装置，包括：至少一个载物台，所述载物台包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、位于第一表面和第二表面之间的侧壁、以及连接所述侧壁与第一表面和第二表面的交界区，所述交界区呈弧形，所述第一表面用于放置晶圆，曝光装置对放置在第一表面上的晶圆进行曝光。

[0019] 可选的，所述曝光装置为浸入式曝光装置。

[0020] 可选的，所述载物台的个数为两个。

[0021] 与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

[0022] 侧壁与第一表面和第二表面通过弧形的交界区连接，相当于将现有技术中的方形载物台的侧壁与上下表面的交角弧形化，当载物台运动时，弧形的交界区会减小空气对载物台的阻力，减小载物台运动过程中空气的扰动，使得光干涉计的光在侧壁的可动反射镜的反射和反射光在空气中的传输不会受到空气扰动的影响，提高了光干涉计测量的载物台的精度，使得载物台上晶片的计量位置不会有偏差，在对载物台上的晶圆进行曝光时，提高了曝光的准确度和套刻的精度。另外，由于载物台在运行时，空气对其阻力减小，可以减小驱动装置热量的产生，减小了能耗。

附图说明

[0023] 图1为现有晶圆载物台的剖面结构示意图；

[0024] 图2为本发明实施例载物装置的结构示意图；

[0025] 图3为图2沿切割线A-B方向剖面结构示意图；

[0026] 图4为图3所示的交界区的局部放大结构示意图。

具体实施方式

[0027] 现有的曝光机采用光干涉计来测量晶圆载物台的位置，以保证位置测量的准确性。光干涉计是利用干涉原理测量光程之差从而测定位移的光学仪器，光干涉计的光源发出的光，由分光镜分为两路，并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上而产生干涉条纹，当可动反射镜移动时，固定反射镜和可动反射镜反射回来的两反射光的光程差发生变化，两反射光会合到分光镜上的干涉条纹的光强产生变化，干涉条纹的光强变化由光干涉计的接受器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号，经整形、放大后输入可逆计数器计算出总脉冲数，再由电子计算机计算出可动反射镜的位移量。光干涉计在用来测量晶圆载物台的位置的应用中，光干涉计的可动反射镜设置在晶圆载物台的侧壁，光干涉计的其他部分设置在位置固定不变的基座上。

[0028] 发明人发现，使用现有的曝光机曝出的晶圆的套刻精度有限。

[0029] 发明人进一步研究发现，晶圆载物台在曝光机内的运动的速度一般为0.2～1米/秒，相对于曝光机内的其他运动部件，晶圆载物台的运动速度相当快，而现有曝光机的晶圆载物台为方形的平台，晶圆载物台的侧壁和上下表面的交角为直角，在晶圆载物台运动时，空气对晶圆载物台侧壁产生阻力，极易使得曝光机内的空气在晶圆载物台的侧壁接触面上产生扰动，比如空气的湍流，这种空气的扰动会影响光干涉计的光在晶圆载物台的侧壁的可动反射镜的反射和反射光在空气中的传输，导致光干涉计的分光镜分出的两路光的光程差产生偏差，使得分光镜上的干涉条纹的光强产生偏差，影响光干涉计的准确性，使得光干涉计测量的晶圆载物台的位置产生偏差，晶圆载物台上晶圆的计量位置也产生偏差，而对晶圆曝光时，曝光的精度是和晶圆的计量位置正相关，晶圆的计量位置的偏差导致曝光后晶圆上套刻精度的降低。

[0030] 为解决上述问题，发明人提出一种载物装置，包括：载物台，所述载物台包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、以及位于第一表面和第二表面之间的侧壁，其特征在于，所述载物台还包括连接所述侧壁与第一表面和第二表面的交界区，所述交界区呈弧形。根据空气动力学的原理，在载物台运动时，弧形的交界区能减少空气对载物台的阻力。

[0031] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸的变化。

[0032] 参考图2，图2为本发明实施例载物装置的结构示意图，包括：载物台20，所述载物台20包括：第一表面201、与第一表面201相对的第二表面202、位于第一表面201和第二表面202之间的侧壁203、连接所述侧壁203与第一表面201和第二表面202的交界区204，所述交界区204呈弧形。第一表面201、第二表面202、侧壁203、第一表面201和第二表面202与侧壁203之间的交界区204构成载物台20。

[0033] 所述载物台20可以为钢、铝等金属材料，所述载物台20也可以为轻质的刚性的非金属材料。

[0034] 所述载物台20的第一表面201上还具有固定晶圆的吸盘或晶圆夹持器(图中未示出)。所述吸盘可以采用真空吸附或者电磁吸附。

[0035] 在本发明的其他实施例中，载物台20的第一表面201可以用来放置光罩。

[0036] 所述载物台20的下部还具有用于使载物台浮起的空气垫装置(图中未示出)。

[0037] 所述载物台20还包括使载物台运动的驱动装置(图中未示出)。

[0038] 第一表面201和第二表面202的面积要大于晶圆的面积。

[0039] 所述载物台20的侧壁203上设置有用于测量载物台位置的测量装置(图中未示出)。所述测量装置为光干涉计，光干涉计的可动反射镜设置在载物台20的侧壁203上，光干涉计的其他部分设置在载物台20周围的固定的基座上。

[0040] 第一表面201和第二表面202的四边与侧壁203的交界区204的弧形的形状为相同的。

[0041] 参考图3，图3为图2沿切割线A-B方向剖面结构示意图，所述载物台20包括：第一表面201、与第一表面201相对的第二表面202、位于第一表面201和第二表面202之间的侧壁203、连接所述侧壁203与第一表面201和第二表面202的交界区204。所述交界区204呈弧形，弧形的凸起面远离载物台20的中心，侧壁203的高度略大于或等于光干涉计的可动反射镜205的高度。

[0042] 侧壁203与第一表面201和第二表面202通过弧形的交界区204连接，相当于将现有技术中的方形载物台的侧壁与上下表面的交角弧形化，当载物台20运动时，弧形的交界区204会减小空气对载物台20的阻力，减小载物台20运动过程中空气的扰动，使得光干涉计的光在侧壁203的可动反射镜205的反射和反射光在空气中的传输不会受到空气扰动的影响，提高了光干涉计测量的载物台20的精度，使得载物台20上晶片的计量位置不会有偏差，在对载物台20上的晶圆进行相关检测或工艺处理时，提高了检测和工艺处理精度，经研究发现，将侧壁203与第一表面201和第二表面202通过弧形的交界区204连接，相比于现有的方形载物台，可以减少60％的空气阻力，提高60％的套刻精度。另外，由于载物台20在运行时，空气对其阻力减小，可以减小驱动装置热量的产生，减小能耗。

[0043] 在采用双载物台的机台中，可以减小一个载物台的运动对另外一个载物台的干扰，提高载物台位置的准确度。

[0044] 所述交界区204的弧形可以为圆弧、椭圆弧、对数曲线弧、指数曲线弧、二次曲线弧、抛物曲线弧的一种。

[0045] 所述交界区204弧形也可以为圆弧、椭圆弧、对数曲线弧、指数曲线弧、二次曲线弧、抛物曲线弧的两种或两种以上的组合。

[0046] 所述交界区204弧形也可以为其他形状的弧形。

[0047] 本发明实施例中交界区204弧形为圆弧、椭圆弧、对数曲线弧、指数曲线弧、二次曲线弧、抛物曲线弧中的一种或几种的组合，是指交界区204的弧形具有圆、椭圆、对数函数、指数函数、二次函数、抛物线函数等函数对应的曲线上的部分特征，并且曲线的凸起面均远离载物台的中心。

[0048] 交界区204弧形为多种曲线弧的组合，是为了进一步减小载物台运动时空气对载物台的阻力。请参考图4，图4为图3交界区204的局部放大结构示意图。所述交界区204的弧形分为三部分，包括：第一部分I、第二部分II、第三部分III，第一部分I、第二部分II、第三部分III分别对应不同的曲线弧，例如第一部分I可以为椭圆弧，第二部分II为对数曲线弧，第三部分III为抛物曲线弧，使得交界区204具有一个坡度渐变的弧面，以进一步减少载物台运动时，空气对载物台的阻力。在本发明的其他实施例中所述交界区204的弧形可以分为大于三的多个部分。

[0049] 形成弧形的交界区204可以采用现有先进的磨砂工艺和数控机床工艺对方形载物台进行加工。可以利用风洞设备和相关的计算机仿真及辅助设计工具对加工的载物台的空气动力学参数进行优选，使得如：阻力、升力、扭力等参数最小，以设计优选的弧形结构。

[0050] 本发明还提供了一种具有如上述载物装置的曝光装置，包括：至少一个载物台，所述载物台包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、位于第一表面和第二表面之间的侧壁、以及连接所述侧壁与第一表面和第二表面的交界区，所述交界区呈弧形，所述第一表面用于放置晶圆，曝光装置对放置在第一表面上的晶圆进行曝光。

[0051] 所述曝光装置为浸入式曝光装置。

[0052] 所述曝光装置的载物台为两个，具有弧形交界区的载物台，可以减小一个载物台的运动对另外一个载物台的干扰，提高载物台位置的准确度。

[0053] 载物台的侧壁与第一表面和第二表面通过弧形的交界区连接，相当于将现有技术中的方形载物台的侧壁与上下表面的交角弧形化，当载物台运动时，弧形的交界区会减小空气对载物台的阻力，减小载物台运动过程中空气的扰动，使得光干涉计的光在侧壁的可动反射镜的反射和反射光在空气中的传输不会受到空气扰动的影响，提高了光干涉计测量的载物台的精度，使得载物台上晶片的计量位置不会有偏差，曝光装置在对载物台上的晶圆曝光时，提高了曝光的准确度和套刻的精度。

[0054] 综上，本发明实施例提供的载物装置和曝光装置，侧壁与第一表面和第二表面通过弧形的交界区连接，相当于将现有技术中的方形载物台的侧壁与上下表面的交角弧形化，当载物台运动时，弧形的交界区会减小空气对载物台的阻力，减小载物台运动过程中空气的扰动，使得光干涉计的光在侧壁的可动反射镜的反射和反射光在空气中的传输不会受到空气扰动的影响，提高了光干涉计测量的载物台的精度，使得载物台上晶片的计量位置不会有偏差，在对载物台上的晶圆进行曝光时，提高了曝光的准确度和套刻的精度。另外，由于载物台在运行时，空气对其阻力减小，可以减小驱动装置热量的产生，减小能耗。

[0055] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。