[发明专利]基片温度稳定装置及方法、光刻系统

说明书

本发明提供基片温度稳定装置及方法、光刻系统。所述基片温度稳定装置包括设置在基片上片路径上第一工位的第一温度稳定模块和设置在基片上片路径上第二工位的第二温度稳定模块，从而可以在基片位于第一工位和第二工位的时间段内分别对基片进行温度稳定操作，分段调节可以增加对同一基片的温度稳定操作时间从而有助于提升上片后基片的温度稳定性和片内温度均一性，并且，由于两段温度稳定操作分别在不同工位执行，温度稳定操作的总时间增加对上片时间的影响小，有助于提高上片效率。所述温度稳定方法与所述基片温度稳定装置具有类似的效果。所述光刻系统包括上述基片温度稳定装置。

技术领域

本发明涉及半导体制造设备领域，特别涉及基片温度稳定装置及方法、光刻系统。

背景技术

半导体元器件制造中，利用光刻工艺将图形传递到基片(如硅晶圆)上，使基片或其上的材料层形成有效功能图形。一般的光刻工艺包括基片表面清洗烘干、旋涂光刻胶、前烘、对准曝光、后烘、显影、刻蚀、剥膜(去除光刻胶)等步骤。其中，对准曝光的步骤需要在基片上构造出具有高精度线条的光刻胶图案，属于光刻工艺的核心技术，通过专门的光刻机完成。具体而言，在光刻机进行对准曝光过程中，基片的温度是否稳定以及片内温度是否均匀会对基片上形成的光刻胶图案的效果造成影响，因此在对准曝光工艺中，需要使基片保持稳定的温度以及较高的温度均匀性。

现有基片温度稳定方案中，基片在转移至进行对准曝光的工件台(即上片)之前，会在一温度稳定设备上停留一定时间以稳定基片的温度以及温度均匀度。但是，随着半导体制造技术的升级，光刻工艺对温度稳定设备的温度稳定能力以及基片的上片效率要求也随之提高，导致现有基片温度稳定方案无法满足下一代光刻机的应用要求。

发明内容

为了提高光刻系统的温度稳定能力，同时不影响基片的上片效率，本发明提供了一种基片温度稳定装置及方法、光刻系统。

一方面，本发明提供一种基片温度稳定装置，在将基片转移至曝光工件台的上片过程中调节基片的温度，所述基片温度稳定装置包括：

第一温度稳定模块，位于基片的上片路径的第一工位，所述基片在所述第一工位停留第一时长；以及

第二温度稳定模块，位于基片的上片路径的第二工位，所述第二工位相对于所述第一工位位于所述上片路径的前方，所述基片在所述第二工位停留第二时长。

可选的，所述第一工位为预对准中转工位，所述第一时长为预对准等待时间，所述第二工位为预对准工位，所述第二时长为将所述基片转移至曝光工件台之前的预对准时间。

可选的，所述第一时长不超过所述第二时长。

可选的，所述第一温度稳定模块设置有第一基片支撑面以及散热方向朝向所述第一基片支撑面的第一冷却单元，所述第一冷却单元包括导热板以及设置于所述导热板背面一侧的冷却管道，所述导热板的正面覆盖有抗静电层，所述抗静电层的表面为所述第一基片支撑面。

可选的，所述冷却管道在所述导热板背面一侧排布为平面，且越远离所述第一基片支撑面的中心，所述冷却管道的直径越大。

可选的，所述冷却管道包括形成于所述导热板背面的沟槽；所述导热板为铝板。

可选的，所述第一温度稳定模块包括设置于所述第一冷却单元上的温度传感器。

可选的，所述第一温度稳定模块还包括基片升降单元，所述基片升降单元包括至少一个垂直于所述第一基片支撑面的升降杆；所述导热板对应于所述升降杆的位置设置有开孔；所述升降杆在垂直于所述第一基片支撑面的方向上具有高于所述第一基片支撑面的最高点和低于所述第一基片支撑面的最低点之间的升降范围。

可选的，所述升降杆的顶表面设置有吸气口，所述第一温度稳定模块还包括真空单元，所述真空单元的进气管道与所述吸气口连通。