TW201407712A - 夾座、電子夾座及用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法 - Google Patents

Abstract

一種夾座，包括複數個氣體開口及複數個排氣開口。複數個氣體開口係用以提供一氣體流動至固定於夾座之一晶圓的一背側。複數個排氣開口係用以排出氣體於從晶圓之一上側邊緣之一距離，以使得在上側邊緣上之不利熱效應被降低至一預定程度。

Description

夾座、電子夾座及用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法

本發明是有關於一種夾座，特別是有關於一種用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法。

半導體積體電路(IC)工業已經歷快速的成長。在積體電路材料與設計中之科技進展已產生積體電路的多個世代，其中，每一個世代比起先前的世代具有更小與更複雜之電路。然而，這些進展已增加了處理及製造積體電路之複雜度，以及對於這些被實現的進展而言，在積體電路處理及製造中之相似發展是被需要的。

積體電路是典型地被成型至一半導體晶圓之上。各種微影製程是被使用去形成個別的元件，其可組成積體電路至晶圓之中。如此之元件包括有電晶體、電容器及金屬接點。被使用去形成如此元件之一種形式之微影製程是一極紫外線(EUV)微影製程。一極紫外線(EUV)微影製程涵蓋了投射具有10nm至120nm波長之電磁輻射至晶圓之上。以如此之一小波長，電磁輻射是被空氣所吸收，以及因此該製程必須被執行於 一真空中以避免如此之吸收。

當執行一極紫外線(EUV)微影製程時，一夾座是被使用去確保一晶圓於一真空腔室內於製程過程中。一種形式之夾座是一電子夾座(E-chuck)。一電子夾座包括有一帶電荷板，其是利用靜電力去確保半導體晶圓於夾座之上。舉例來說，晶圓之一特定部分可以是帶正電荷的。位於電子夾座上之對應的板然後是帶負電荷的。這些相反的電荷提供了一吸引力，其可在極紫外線(EUV)製程中牢固地固持晶圓於適當的位置處。在一些例子之中，來自於在晶元上之靜電力之應力可能會造成在晶圓內之不規律性。為了解除置於晶圓上之力，一氣體是被抽打通過電子夾座而至晶圓之背側。此氣體是被加壓去提供一相對之力對於靜電力。此相對之力是被設計去足夠強勁以解除在晶圓上之壓力，而對於極紫外線(EUV)微影製程仍然允許晶圓被固定於適當的位置處。

本發明基本上採用如下所詳述之特徵以為了要解決上述之問題。

本發明之一實施例提供一種夾座，其包括複數個氣體開口，係用以提供一氣體流動至固定於該夾座之一晶圓的一背側；以及複數個排氣開口，係用以排出該氣體於從該晶圓之一上側邊緣之一距離，以使得在該上側邊緣上之不利熱效應被降低至一預定程度。

根據上述之實施例，該等氣體開口具有複數個孔洞，以及該等孔洞係位於對應該晶圓之一中心之一位置處。

根據上述之實施例，該等排氣開口具有複數個排氣孔洞，以及該等排氣孔洞係位於對應該晶圓之一邊緣之一位置處。

根據上述之實施例，該等排氣孔洞係被定位於該邊緣之大約0.1mm之內。

根據上述之實施例，該等排氣孔洞具有位於大約0.05mm至大約1mm之範圍內之一直徑。

根據上述之實施例，該等排氣孔洞具有該等排氣孔洞之一直徑加上位於大約0.05mm至大約0.5mm之範圍內之一距離的一節距。

根據上述之實施例，該等排氣開口具有沿著對應於該晶圓之一邊緣之一線之複數個通道。

根據上述之實施例，該等排氣開口具有沿著對應於該晶圓之一邊緣之一線之一單一迂迴通道。

根據上述之實施例，該等排氣開口係實質上垂直於該晶圓之一平面。

根據上述之實施例，該等排氣開口係實質上平行於該晶圓之一平面。

根據上述之實施例，該等排氣開口係被定位以使得導因於該氣體之枯竭之位於該晶圓上之一熱效應被降低至一可容許之程度，對於一20nm節點微影製程。

本發明之另一實施例提供一種用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法，其包括：抽打一氣體通過位於該電子夾座內之複數個氣體開口，其中，該等 氣體開口係被定位對應於該晶圓之一中心處；以及經由被定位靠近該晶圓之一邊緣之複數個排氣開口排出該氣體，其中，該等排氣開口係被定位以使得導因於該氣體之枯竭之位於該晶圓上之一熱效應被降低至一預定的程度。

根據上述之實施例，該氣體係以一高壓被抽打，以解除由固定該晶圓至該電子夾座所引起之位於該晶圓上之應力。

根據上述之實施例，在流出於該等氣體開口之後以及在進入該等排氣開口之前，該氣體係沿著位於被固定於該電子夾座之複數個銷之間之該晶圓之該背側流動，以及該等銷係被使用於支撐該晶圓。

根據上述之實施例，該氣體係透過一真空室被排出。

根據上述之實施例，該真空室係被使用於一極紫外線微影製程，以被執行於該晶圓之上。

根據上述之實施例，排出該氣體之步驟包括：以實質上垂直於或平行於該晶圓之一平面排出該氣體。

根據上述之實施例，該等排氣開口具有對應沿著該晶圓之一邊緣之複數個排氣通道。

根據上述之實施例，該等排氣開口具有複數個排氣孔，該等排氣孔具有下列之至少一個：位於大約0.015mm至大約1mm之範圍內之一直徑、該直徑加上位於大約0.05mm至大約0.5mm之範圍內之一節距、以及從該晶圓之一邊緣之一位置小於大約0.1mm。

本發明之又一實施例提供一種電子夾座，其包括一極化板，係透過電子手段固定一晶圓於從該電子夾座延伸之複數個支撐銷；以及複數個開口，係位於該電子夾座之內，並且係位於該晶圓之一背側與該電子夾座之一相對側之間；其中，被定位於該晶圓之一中心下之該等開口之一第一子組係提供一氣體流動至該晶圓之該背側，以及被定位靠近該晶圓之一邊緣之該等開口之一第二子組係排出該氣體於從該晶圓之一距離處，以在一極紫外線微影製程中降低在該晶圓上之一不想要的熱效應至一預定的程度。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

100、400、500、510、520‧‧‧剖面示意圖

102、212、306、316、406、508、518、528‧‧‧夾座

104‧‧‧帶電板

106‧‧‧晶圓

108‧‧‧支撐銷

110‧‧‧氣體開口

112‧‧‧排氣開口

114‧‧‧氣體抽打機構、氣體幫浦

120‧‧‧真空室

122‧‧‧極紫外線(EUV)微影製程

124‧‧‧邊緣

126‧‧‧間隙

200、300‧‧‧俯視示意圖

202‧‧‧孔洞、排氣孔洞

204、504‧‧‧直徑

206、506‧‧‧節距

208‧‧‧距離

210‧‧‧氣體孔洞

302‧‧‧間歇通道、通道

304、314、516、524‧‧‧寬度

312、522‧‧‧連續通道、通道

402‧‧‧側排氣開口

404‧‧‧長度

502‧‧‧側排氣孔洞

512‧‧‧側通道

514‧‧‧高度

第1圖係顯示根據一範例之被固定於具有排氣開口之一夾座上之一晶圓之剖面示意圖；第2圖係顯示根據一範例之被固定於一夾座之一晶圓之俯視示意圖；第3A圖係顯示根據一範例之被固定於一夾座之一晶圓之俯視示意圖，其中，夾座具有間歇通道做為排氣開口；第3B圖係顯示根據一範例之被固定於一夾座之一晶圓之俯視示意圖，其中，夾座具有一連續通道做為一排氣開口；第4圖係顯示根據一範例之被固定於具有側排氣開口之一夾座上之一晶圓之剖面示意圖；第5A圖係顯示根據一範例之側排氣開口之剖面示意圖； 第5B圖係顯示根據一範例之側排氣通道之剖面示意圖；第5C圖係顯示根據一範例之一連續側通道之剖面示意圖；以及第6圖係顯示根據一範例之用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法。

茲配合圖式說明本發明之較佳實施例。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

第1圖係顯示被固定於具有排氣開口112之一夾座102上之一晶圓106之一剖面示意圖100。根據某些說明的範例，夾座102包括有一帶電板104、複數個支撐銷108、複數個氣體開口110、複數個排氣開口112及一氣體抽打機構114。具有晶圓106之夾座102在一極紫外線(EUV)微影製程中是被置於一真空室120之內。

夾座102是典型地被設計去固持一標準尺寸之半導體晶圓。標準之晶圓尺寸是大約為直徑300毫米(mm)。帶電板104可以具有比晶圓106稍微小之一直徑。舉例來說，帶電板104可以大約為直徑294.5毫米。此較小之直徑能夠允許在夾座102之內在晶圓106之一邊緣124之下之排氣開口112之配置。

氣體開口110是被使用去供應一氣體至晶圓106之 背側。晶圓106之背側是相對於接受微影處理之側邊。氣體開口110可以是被定位在對應於晶圓106之中心之一位置處。在一些實施例之中，可以有一單一的氣體開口110位於或靠近對應於圓形晶圓106之精確中心之一位置處。

在一些實施例之中，可以有複數個氣體開口110被定位靠近晶圓106之中心。氣體開口110之直徑是取決於氣體開口110之總數目、被抽打朝向晶圓106之背側之氣體的形式以及氣體之所需壓力。在一範例之中，氣體開口可以大約為直徑0.05毫米。

各種形式之氣體可以被氣體幫浦114抽打至氣體開口110之中。在一範例之中，氫氣可以被抽打朝向晶圓106之背側。然而，具有所需特性之任何形式之氣體亦可以被採用。氣體是以一壓力被抽打，該壓力是足夠去解除導因於夾座102之靜電力之在晶圓106上之應力，但此靜電力尚不夠強勁去推動晶圓106脫離於夾座102或在極紫外線(EUV)微影製程122中移動晶圓106。

當氣體離開氣體開口110時，其會沿著晶圓106之背側從中心流至晶圓106之邊緣124。氣體因此是流動於支撐銷108之間朝向邊緣124。在沒有任何排氣開口112之情形下，氣體將會於邊緣124處離開進入真空室120之中。當氣體離開進入真空室120之中時，其會在被抽打出真空室120之前膨脹。倘若膨脹發生於靠近晶圓106之邊緣124，則此膨脹會釋放造成不利熱效應之能量。因此，氣體能被排出遠離於晶圓，如此一來，氣體之膨脹不會影響晶圓。不利熱效應會導致在晶圓106中之 不規律性。

在晶圓106中之不規律性是特別有問題的，當以具有介於15-20nm間之一最小特徵尺寸之微影製程運作時。微影製程典型地涵蓋有許多圖刻步驟。每一個步驟需要精確的校直以形成所需之元件。由來自於排出氣體之不利熱效應所造成之不規律性將會影響各種疊置配合技術。此會造成從製程到製程之校直誤差。

排氣開口112係提供一路徑於氣體流動沿著晶圓106之背側至真空室120之中於遠離於邊緣124之一位置處，以降低任何不利熱效應於晶圓106之邊緣124之上。根據某種說明的範例，排氣開口112大致上是垂直於晶圓106之平面。

雖然第1圖係繪示排氣開口112以一90度角度相對於晶圓106之平面，但一排氣開口112可以被定位以其他的角度。特別的是，在晶圓106與夾座102間之一間隙126相較於排氣開口112之寬度可以是相對地小。因此，氣體之一實質部分可以行經排氣開口112，而氣體之一相對小的部分會於晶圓106之邊緣124處離開進入至真空室120之中。

透過如此排氣開口112之使用，氣體會流經氣體開口、沿著晶圓106之背側以及然後流出排氣開口。因為大部分之氣體不是流出靠近晶圓106之邊緣124，故導因於膨脹之熱能的釋放不會具有一顯著的不利熱效應於晶圓106之邊緣124之上。將如以下所詳述，各種形式之排氣開口112可以被使用去降低氣體於晶圓106之邊緣124處離開進入至真空室120中的數量。

第2圖係顯示被固定於一夾座212之一晶圓106之一俯視示意圖200。排氣開口是孔洞202。孔洞指的是具有一非伸長截面之一開口。更詳細的來說，位於表面處之開口的形狀具有不是實質上大於一垂直軸之一軸。在夾座212內之孔洞202的部分是被顯示通過晶圓106，以繪示相對於晶圓106之那些孔洞202的位置。值得注意的是，孔洞202不是被成型通過晶圓106。根據某種說明的範例，排氣孔洞202是沿著晶圓106之邊緣124被配置。

根據某種說明的範例，氣體開口可以是靠近晶圓106之中心之一組氣體孔洞210。氣體孔洞210可以多種圖案被定位，以將氣體以所需壓力抽打朝向對應於晶圓106之中心之一位置。然後，在氣體流出排氣孔洞202之前，氣體會提供所需之壓力於晶圓106之背側。

根據某種說明的範例，排氣孔洞202具有位於大約0.05mm至0.2mm之範圍內之一直徑204。排氣孔洞202亦具有一節距206，此節距206是等於直徑204之長度加上位於大約0.05mm至0.5mm之範圍內之一距離。節距是被定義為在一孔洞之一邊緣與一相鄰孔洞之對應邊緣間之距離。排氣孔洞202可以小於0.1mm之一距離208被配置於夾座212之內。雖然顯示於第2圖中之排氣孔洞202具有一圓形的形狀，其他的孔洞形狀亦可以被採用。舉例來說，排氣孔洞202可以是正方形的、矩形的或任何其他實際的形狀。排氣孔洞202之特徵是根據提供適當壓力至晶圓106之背側的設計目的而被選取。

第3A圖係顯示被固定於一夾座306之晶圓106之俯 視示意圖300，其中，夾座306具有間歇通道302做為排氣開口。通道指的是一伸長開口。在夾座306內之通道302是被顯示通過晶圓106，以繪示通道相對於晶圓106之位置。值得注意的是，通道不是被成型通過晶圓106。

根據某種說明的範例，排氣開口是沿著晶圓106之邊緣124之通道302。各種數目之通道302可以繞著晶圓106之邊緣124被配置。通道302之長度是取決於通道302之總數目。雖然四個通道302是被繪示第3A圖之中，其他總數目之通道302亦可以被採用。舉例來說，可以有6、8、12、16、20、24或32之總數目之間歇通道302。

通道302可以具有位於大約0.05mm至大約1mm之範圍內之一寬度304。通道302之外邊緣可以被置於對應晶圓106之邊緣124之一線之1mm之內。通道302之特徵是根據提供適當壓力至晶圓106之背側以及排出氣體夠遠去保持在晶圓106之邊緣124上之熱效應於一可容許程度的特別設計目的而被選取。

一可容許程度即為降低由熱效應所造成之不規律性的數量，以降低校直誤差之機會至一可接受程度。對於校直誤差之機會的可接受程度可以根據製造目的而變化。舉例來說，對於一20nm節點微影製程而言，熱效應將必須被降低至某一數量，以避免由那些熱效應所造成之校直誤差。排氣開口之尺寸與位置能被設計去降低不利的熱效應至一所需的程度。

第3B圖係顯示被固定於一夾座316之一晶圓106之一俯視示意圖310，其中，夾座316具有一連續通道312做為一 排氣開口。在夾座316內之通道312是被顯示通過晶圓106，以繪示通道相對於晶圓106之位置。值得注意的是，通道不是被成型通過晶圓106。

根據某種說明的範例，排氣開口是一單一連續、迂迴的通道312，其乃是沿著晶圓106之邊緣124之一線。取決於夾座316之結構，在連續通道312內之各種支撐結構可以被使用去連接位在通道312之外側上之夾座316的部分於位在通道312之內側上之夾座316的部分。連續通道312之尺寸與位置可以根據不同的實施例而變化。

在一實施例之中，連續通道312可以具有位於0.05mm至1mm之範圍內之一寬度314。連續通道312之外邊緣可以被置於對應晶圓106之邊緣124之一線之1mm之內。連續通道312之特徵是根據提供適當壓力至晶圓106之背側以及排出氣體夠遠去保持在晶圓106之邊緣124上之熱效應於一可容許程度的特別設計目的而被選取。

第4圖係顯示被固定於具有側排氣開口402之一夾座406上之一晶圓106之一剖面示意圖400。根據某種說明的範例，側排氣開口402是被定位實質上平行於晶圓106之平面。在如此之例子之中，晶圓106是套設於在夾座406內之一小凹處之內，如此一來，晶圓106之背側是位於夾座406之部分之下越過晶圓106之圓周。

如上所述，一氣體是由氣體幫浦114抽打至氣體開口110之中。然後，氣體是沿著晶圓106之背側流向晶圓106之邊緣。在到達晶圓106之邊緣時，氣體會繼續流經側排氣開口 402，直到其離開進入至真空室120中為止。側排氣開口402之長度404是如此以使得氣體離開側排氣開口402遠離於晶圓106之邊緣，以為了降低在那邊緣上之熱效應。

第5A圖係顯示側排氣孔洞502之一剖面示意圖500。根據某種說明的範例，側排氣開口具有繞著夾座508之圓周被定位之一系列的側排氣孔洞502。側排氣孔洞502之長度是延伸於邊緣之間。側排氣孔洞502之尺寸與位置可以根據不同的實施例而變化。

在一實施例之中，側排氣孔洞502可以具有位於大約0.05mm至1mm之範圍內之一直徑504。此外，側排氣孔洞502之節距506可以是等於直徑之長度加上位於0.05mm至0.5mm之範圍內之一距離。側排氣孔洞502之特徵是根據提供適當壓力至晶圓106之背側以及排出氣體夠遠去保持在晶圓106之邊緣124上之熱效應於一可容許程度的特別設計目的而被選取。

第5B圖係顯示側排氣通道之一剖面示意圖510。根據某種說明的範例，側排氣開口具有繞著夾座518之圓周被間歇定位之一系列的側通道512。側通道512之長度是延伸於邊緣之間。側通道512之尺寸與位置可以根據不同的實施例而變化。

在一實施例之中，側通道512可以具有位於0.05mm至1mm之範圍內之一高度514。此外，側通道512之寬度516可以根據側通道512之總數目而變化。舉例來說，可以有6、8、12、16、20、24或32之總數目之側通道512。側通道512之特徵是根據提供適當壓力至晶圓106之背側以及排出氣體夠遠去保持在晶圓106之邊緣124上之熱效應於一可容許程度的特別設 計目的而被選取。

第5C圖係顯示一連續側通道之一剖面示意圖520。根據某種說明的範例，排氣開口是一單一連續、迂迴的通道522，其乃是沿著夾座528之圓周。連續通道522之長度是延伸於邊緣之間。連續通道522之尺寸與位置可以根據不同的實施例而變化。

在一實施例之中，連續通道522可以具有位於0.05mm至1mm之範圍內之一寬度524。取決於夾座528之結構，在連續通道522內之各種支撐結構可以被使用去連接位在連續通道522上之夾座528之上部於位在連續通道522下之夾座528之下部。連續通道522之特徵是根據提供適當壓力至晶圓106之背側以及排出氣體夠遠去保持在晶圓106之邊緣124上之熱效應於一可容許程度的特別設計目的而被選取。

第6圖係顯示用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法。根據某種說明的範例，此方法包括有以靜電方式固定晶圓於位在一真空室內之夾座，如步驟602所示。此方法更包括有抽打一氣體通過位於夾座內之複數個氣體開口，如步驟604所示，其中，複數個氣體開口是被定位對應於晶圓之一中心處。此方法更包括有經由被定位靠近晶圓之一邊緣之複數個排氣開口排出氣體，如步驟606所示，其中，複數個排氣開口是被定位以使得導因於氣體之枯竭之位於晶圓上之一熱效應被降低一預定的數量。此方法更包括有執行一極紫外線(EUV)微影製程於晶圓之上，如步驟608所示。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧剖面示意圖

102‧‧‧夾座

104‧‧‧帶電板

106‧‧‧晶圓

108‧‧‧支撐銷

110‧‧‧氣體開口

112‧‧‧排氣開口

114‧‧‧氣體抽打機構、氣體幫浦

116、118‧‧‧箭頭

120‧‧‧真空室

122‧‧‧極紫外線(EUV)微影製程

124‧‧‧邊緣

126‧‧‧間隙

Claims (10)

1. 一種夾座，包括：複數個氣體開口，係用以提供一氣體流動至固定於該夾座之一晶圓的一背側；以及複數個排氣開口，係用以排出該氣體於從該晶圓之一上側邊緣之一距離，以使得在該上側邊緣上之不利熱效應被降低至一預定程度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之夾座，其中，該等氣體開口具有複數個孔洞，以及該等孔洞係位於對應該晶圓之一中心之一位置處。
3. 如申請專利範圍第1項所述之夾座，其中，該等排氣開口具有複數個排氣孔洞，以及該等排氣孔洞係位於對應該晶圓之一邊緣之一位置處。
4. 如申請專利範圍第1項所述之夾座，其中，該等排氣開口具有沿著對應於該晶圓之一邊緣之一線之複數個通道。
5. 如申請專利範圍第1項所述之夾座，其中，該等排氣開口具有沿著對應於該晶圓之一邊緣之一線之一單一迂迴通道。
6. 如申請專利範圍第1項所述之夾座，其中，該等排氣開口係實質上垂直於或平行於該晶圓之一平面。
7. 一種用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法，包括：抽打一氣體通過位於該電子夾座內之複數個氣體開口，其中，該等氣體開口係被定位對應於該晶圓之一中心處；以及 經由被定位靠近該晶圓之一邊緣之複數個排氣開口排出該氣體，其中，該等排氣開口係被定位以使得導因於該氣體之枯竭之位於該晶圓上之一熱效應被降低至一預定的程度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法，其中，在流出於該等氣體開口之後以及在進入該等排氣開口之前，該氣體係沿著位於被固定於該電子夾座之複數個銷之間之該晶圓之該背側流動，以及該等銷係被使用於支撐該晶圓。
9. 如申請專利範圍第7項所述之用於提供氣體流動至固定於一電子夾座之一晶圓之一背側之方法，其中，排出該氣體之步驟包括：以實質上垂直於或平行於該晶圓之一平面排出該氣體。
10. 一種電子夾座，包括：一極化板，係透過電子手段固定一晶圓於從該電子夾座延伸之複數個支撐銷；以及複數個開口，係位於該電子夾座之內，並且係位於該晶圓之一背側與該電子夾座之一相對側之間；其中，被定位於該晶圓之一中心下之該等開口之一第一子組係提供一氣體流動至該晶圓之該背側，以及被定位靠近該晶圓之一邊緣之該等開口之一第二子組係排出該氣體於從該晶圓之一距離處，以在一極紫外線微影製程中降低在該晶圓上之一不想要的熱效應至一預定的程度。