阅读说明：本技术 一种浸润式曝光扫描载台装置及晶圆曝光方法 (Immersion type exposure scanning carrying platform device and wafer exposure method ) 是由 不公告发明人 于 2018-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及半导体生产领域,公开了一种浸润式曝光扫描载台装置,包括：扫描载台,设置于一浸润式曝光机装置的浸润罩的下方并供所述浸润罩的相对扫描移动；晶圆工作台,设置于所述扫描载台上,用于放置表面形成有光刻胶层的晶圆；环形缓冲圈,设置于所述扫描载台上,所述环形缓冲圈位于所述晶圆工作台的外周,所述环形缓冲圈具有供所述浸润罩下方随行的浸润液爬行的缓升斜面,使所述环形缓冲圈的高度从外边缘向内边缘逐渐增大。该浸润式曝光扫描载台装置在晶圆工作台的外周设置有环形缓冲圈,该环形缓冲圈具有供浸润液爬行的缓升斜面,从而使得浸润液平缓顺畅地与晶圆的边缘接触,有效地避免了气泡的产生,从而克服了气泡缺陷。(The invention relates to the field of semiconductor production, and discloses an immersion type exposure scanning loading platform device, which comprises: the scanning carrying platform is arranged below an immersion hood of the immersion exposure machine device and is used for relative scanning movement of the immersion hood; the wafer worktable is arranged on the scanning platform deck and is used for placing the wafer with the surface formed with the photoresist layer; the annular buffer ring is arranged on the scanning microscope carrier, is positioned on the periphery of the wafer workbench and is provided with a slowly-rising inclined surface for immersion liquid following below the immersion cover to climb, so that the height of the annular buffer ring is gradually increased from the outer edge to the inner edge. The immersion type exposure scanning stage device is provided with the annular buffer ring at the periphery of the wafer workbench, and the annular buffer ring is provided with the slow ascending inclined plane for the immersion liquid to creep, so that the immersion liquid smoothly and smoothly contacts with the edge of the wafer, bubbles are effectively avoided, and the bubble defect is overcome.)

一种浸润式曝光扫描载台装置及晶圆曝光方法

技术领域

本发明涉及半导体生产领域，具体地涉及浸润式曝光扫描载台装置及晶圆曝光方法。

背景技术

晶圆曝光过程中可能会出现导致晶圆图案异常的气泡缺陷。气泡缺陷是由于浸润液在由与晶圆载台接触到直接与晶圆接触的过程中进入了气体而形成气泡，这些气泡在光刻过程中会附着在晶圆表面，且集中在晶圆的边缘，对晶圆光刻后的图案造成异常的影响。由于现有技术中浸润液由与晶圆载台接触到直接与晶圆接触的过程较为突兀，容易形成气泡且增加了气泡在浸润液中的不稳定性，是导致气泡缺陷的主要原因。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的晶圆曝光过程中的气泡缺陷的问题，提供一种浸润式曝光扫描载台装置，该装置在晶圆工作台的外周设置有环形缓冲圈，该环形缓冲圈具有供浸润液爬行的缓升斜面，从而使得浸润液平缓顺畅地与晶圆的边缘接触，有效地避免了气泡的产生，从而克服了气泡缺陷。

为了实现上述目的，本发明的实施方式的一方面提供了一种浸润式曝光扫描载台装置，包括：

扫描载台，设置于一浸润式曝光机装置的浸润罩的下方并供所述浸润罩的相对扫描移动；

晶圆工作台，设置于所述扫描载台上，用于放置表面形成有光刻胶层的晶圆；

环形缓冲圈，设置于所述扫描载台上，所述环形缓冲圈位于所述晶圆工作台的外周，所述环形缓冲圈具有供所述浸润罩下方随行的浸润液爬行的缓升斜面，使所述环形缓冲圈的高度从外边缘向内边缘逐渐增大。

优选地，所述环形缓冲圈的内边缘的高度与所述光刻胶层的上表面高度齐平。

优选地，所述环形缓冲圈的截面呈现为两个对称的三角形，所述缓升斜面与所述环形缓冲圈的底面在其外边缘的夹角范围介于10°至30°。

优选地，所述夹角范围介于20°±2°。

优选地，所述环形缓冲圈的上表面具有邻靠所述内边缘的升高平面，用于连接所述缓升斜面。

优选地，所述缓升斜面的截面呈现为两个对称的弧形。

优选地，所述晶圆的环形侧面与所述晶圆工作台的外边缘对齐；或者，所述晶圆工作台的外边缘超出所述晶圆的环形侧面，超出的尺寸的范围为5毫米至10毫米。

优选地，所述环形缓冲圈的内边缘与所述晶圆的环形侧面具有一缝隙，所述缝隙的尺寸的范围为5毫米至10毫米。

优选地，所述环形缓冲圈在内边缘的高度范围介于2至3毫米，所述环形缓冲圈的底面由外边缘至内边缘的长度范围介于10至40毫米，所述环形缓冲圈的外边缘的直径范围介于170至200毫米。

优选地，所述晶圆工作台还包括用于引导所述晶圆下降及上升的升降销。

优选地，所述环形缓冲圈的材质为陶瓷。

本发明的实施方式的另一方面还提供了一种晶圆曝光方法，包括：

提供一浸润式曝光扫描载台装置；

装载晶圆至所述晶圆工作台上；

对所述晶圆上的光刻胶层进行逐区扫描曝光，并在每一次曝光后所述扫描载台相对于所述浸润罩的扫描移动，所述浸润罩和所述光刻胶层之间保持有浸润液，当所述浸润罩的曝光区块移动到所述晶圆的周边区域，所述浸润液爬行经过所述环形缓冲圈的所述缓升斜面。

优选地，所述浸润罩的曝光区块移动到所述晶圆的周边区域包括：

刚开始曝光，所述浸润罩带动浸润液并经过所述环形缓冲圈；以及曝光进行中，所述浸润罩的曝光区块恰好需要曝光且对准所述晶圆的周边区域。

优选地，所述装载晶圆至所述晶圆工作台上包括：

升起所述升降销，将所述晶圆放置在所述升降销的顶部，降下所述升降销以使得所述晶圆下落至所述晶圆工作台。

通过上述技术方案，本发明的实施方式提供的浸润式曝光扫描载台装置在晶圆工作台的外周设置有环形缓冲圈，该环形缓冲圈具有供浸润液爬行的缓升斜面，从而使得浸润液平缓顺畅地与晶圆的边缘接触，有效地避免了气泡的产生，从而克服了气泡缺陷。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的浸润式曝光扫描载台装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施方式的浸润式曝光扫描载台装置的环形缓冲圈的俯视图；

图3A至3C是根据本发明实施方式的浸润式曝光扫描载台装置的环形缓冲圈的截面图。

附图标记说明

1扫描载台 2浸润罩

3晶圆工作台 4晶圆

5光刻胶层 6环形缓冲圈

7升降销 60缓升斜面

61升高平面

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了根据本发明实施方式的浸润式曝光扫描载台装置的结构示意图。如图1所示，本发明的实施方式的一方面提供了一种浸润式曝光扫描载台装置，包括：

扫描载台1，可以设置于一浸润式曝光机装置的浸润罩2的下方，并且扫描载台1可以相对浸润罩2移动以完成扫描曝光；

晶圆工作台3，可以设置于扫描载台2上，用于放置表面形成有光刻胶层5的晶圆4；

环形缓冲圈6，可以设置于扫描载台2上，环形缓冲圈6位于晶圆工作台3的外周。

图2示出了根据本发明实施方式的浸润式曝光扫描载台装置的环形缓冲圈的俯视图。如图1和图2所示，环形缓冲圈6具有供浸润罩2下方随行的浸润液爬行的缓升斜面60，该缓升斜面60使得环形缓冲圈6的高度从外边缘向内边缘逐渐增大。环形缓冲圈6中间的空腔用于放置晶圆工作台3以及晶圆4.

本发明的实施方式提供的浸润式曝光扫描载台装置在晶圆工作台3的外周设置有环形缓冲圈6，该环形缓冲圈6具有供浸润液爬行的缓升斜面60，从而使得浸润液平缓顺畅地与晶圆4的边缘接触，有效地避免了气泡的产生，从而克服了气泡缺陷，提高了晶圆生产的工艺质量。

如图1所示，环形缓冲圈6的内边缘的高度与晶圆4的光刻胶层5的上表面高度齐平。环形缓冲圈6的内边缘的高度高于或者低于晶圆4的光刻胶层5的上表面的高度均可能会导致浸润液较为突兀地与晶圆接触，容易形成气泡且增加了气泡在浸润液中的不稳定性，，而两者的高度齐平时，则使环形缓冲圈6起到了很好的缓冲和过渡的作用，有效地避免了气泡的产生。

图3A至3C示出了根据本发明一种实施方式的浸润式曝光扫描载台装置的环形缓冲圈的截面图。环形缓冲圈6可以具有多种合适的结构形式。例如，如图3A所示，环形缓冲圈6的截面可以呈现为两个对称的三角形。其中，缓升斜面60与环形缓冲圈6的底面在其外边缘的夹角可以在较宽的范围内选择。考虑到缓升斜面60与环形缓冲圈6的底面在其外边缘的夹角的角度过大的话，会增加浸润液周边的气体运动的不稳定性导致浸润液中产生气泡，优选地，夹角的范围可以介于10°至30°。更进一步地，夹角的范围可以介于20°±2°。

再如，如图3B所示，环形缓冲圈6的截面可以呈现为两个对称的梯形。其中，环形缓冲圈6的上表面具有邻靠内边缘的升高平面61，用于连接缓升斜面60。

又如，如图3C所示，缓升斜面60的截面呈现为两个对称的弧形。

如图1所示，晶圆4的环形侧面可以与晶圆工作台3的外边缘对齐，避免放置在晶圆工作台3上的晶圆4出现较大的偏移，影响晶圆4的曝光。当然，晶圆工作台3的外边缘也可以稍稍超出晶圆4的环形侧面，在本发明的一种优选实施方式中，晶圆工作台3的外边缘超出晶圆4的环形侧面的尺寸的范围为5毫米至10毫米。

在本发明的一种实施方式中，为了便于将晶圆4放入到环形缓冲圈6中间的空腔中，环形缓冲圈6的内边缘可以与晶圆4的环形侧面具有一缝隙。该缝隙的尺寸不应当过大，因为当该缝隙过大时可能会导致浸润液过度残留于该缝隙而影响浸润液的湿润爬行，明显不利于发挥环形缓冲圈6的功能。因此，在本发明的一种优选实施方式中，该缝隙的尺寸的范围为5毫米至10毫米。

进一步地，在本发明的优选实施方式中，环形缓冲圈6在内边缘的高度范围可以介于2至3毫米，环形缓冲圈6的底面由外边缘至内边缘的长度范围可以介于10至40毫米，环形缓冲圈6的外边缘的孔直径范围可以介于170至200毫米。

如图1所示，该浸润式曝光扫描载台装置的晶圆工作台3还可以包括用于引导晶圆4下降及上升的升降销7。在装载晶圆时，可以将升降销7升起，然后将晶圆4放置在升降销7的顶部，降下升降销7以带动晶圆4下落至晶圆工作台3；在移出晶圆时，可以将升降销7升起以带动晶圆4上升，以便于取出晶圆4。

在本发明的实施方式中，环形缓冲圈6的材质可以为陶瓷。

本发明的实施方式的另一方面还提供了一种晶圆曝光方法，包括：

提供一浸润式曝光扫描载台装置；

装载晶圆4至所述晶圆工作台3上；

利用浸润罩2对晶圆4上的光刻胶层5进行逐区扫描曝光，并在每一次曝光后使扫描载台2相对于浸润罩2的扫描移动，浸润罩2和光刻胶层5之间保持有浸润液，当浸润罩2的曝光区块移动到晶圆4的周边区域，浸润液爬行经过环形缓冲圈6的缓升斜面60。

在本发明的实施方式中，由于曝光时机的不同，浸润罩的曝光区块移动到晶圆4的周边区域具体可以包括：

刚开始曝光，浸润罩带动浸润液并经过环形缓冲圈6；以及曝光进行中，浸润罩的曝光区块恰好需要曝光且对准晶圆4的周边区域。

另外，装载晶圆4至所述晶圆工作台3上具体可以包括：

升起升降销7，将晶圆4放置在升降销7的顶部，降下升降销7以使得晶圆4下落至晶圆工作台3。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。