带均压的衬底容器制造技术

本发明专利技术是一种用于容纳对微粒敏感的衬底的盒，用于在所述盒的外部与内部环境之间提供均压并用于使靠近所述对微粒敏感的衬底的内部气态流体流最小化。所述盒包含主盒、以及位于封盖中的隔膜，所述隔膜具有正常的未挠曲位置，所述隔膜可相对于所述正常的未挠曲位置发生挠曲。较佳地，所述盒包含设置于所述主盒中的辅助盒，以界定用于容纳所述对微粒敏感的衬底的第二外壳。所述盒可包含过滤器，所述过滤器附装至所述盒并在所述盒的外部与所述盒的内部之间提供气态流体连通。所述隔膜可响应于快速的压力变化，而所述过滤器可响应于较慢的压力变化并使所述隔膜能够返回至其正常的未挠曲位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在半导体制造中所用的能控制微粒污染的衬底载具，且更具体 而言，涉及可运输及运送的光罩载具，在所述载具内衬底周围的受控环境内设 置有均压系统。
技术介绍
光刻法是在半导体应用中处理硅晶片时常常遇到的其中一个工艺步骤。在 光刻法中，在沉积有氮化硅的晶片表面上涂覆感光性液体聚合物或光阻剂，并 随后使用带有所期望图案的模板使晶片表面选择性地曝光至辐射源。通常，使 紫外光照射过掩膜或光罩或从掩膜或光罩的表面上反射，以将所期望图案投影 至覆盖有光阻剂的晶片上。经过曝光的光阻剂部分会发生化学改性，并在随后 使晶片经受化学媒体的作用以移除未曝光的光阻剂时不受影响，从而在晶片上 留下恰好呈现掩膜图案形状的改性的光阻剂。通常，使晶片经受蚀刻工艺，以 移除被曝光的氮化物层部分，从而在晶片上留下恰好呈现掩膜设计的氮化物图 案。所述行业中的趋势是制造越来越小及/或逻辑密度越来越高的芯片，这就 需要在逐渐变大的晶片上具有越来越小的线宽。显然，对光罩表面进行图案化 的精细程度以及图案可忠实地复制至晶片表面上的程度是影响最终半导体产 品的质量的因素。图案可再现于晶片表面上的分辨率取决于在将图案投影至涂有光阻剂的晶片表面上时所用的紫外光的波长。现有技术的光刻工具是使用波 长为193 nm的深紫外光，其使最小形体尺寸能达到100 nm数量级。目前正在 开发的工具则使用157 nm的极远紫外光(Extreme Ultraviolet, EUV)，其 使形体分辨率能达到70 nm以下的尺寸。光罩是非常平坦的玻璃板，其包含要再现于晶片上的图案。典型的光罩衬 底材料是石英。由于现代集成电路的关键元件具有很小的尺寸，因而使光罩的 有效表面(即图案化表面)上不带有污染物至关重要，否则在处理过程中，这 些污染物可能会损坏表面或使投影至光阻剂层上的图像变形，从而导致最终产 品的质量令人无法接受。通常，当EUV作为光刻工艺的一部分时，非图案化表 面与图案化表面的临界粒径分别为O. 1 pm与0.03pi通常，光罩的图案化表 面上涂有光学透明的薄膜，薄膜通常由硝化纤维制成，其贴附至框架上且由框 架支撑，并贴附至光罩上。其作用是隔绝污染物并减少由迁移至图像平面上的 这些污染物所可能造成的印刷缺陷。然而，与深紫外光光刻法所特有的使光透 射过光罩不同，极远EUV是利用图案化表面上的反射。目前，所属
中 并不提供对EUV透明的光罩护膜材料。因此，在EUV光刻法中所采用的反射性 光掩膜(光罩)远比在传统光刻法中所用的光罩更容易受到污染及损坏。此种 情形对为容纳、存储、运输及运送专用于EUV光刻法的光罩而设计的任何容器 提出了更高的功能要求。显然，鉴于光罩图案化表面上的精密形体容易因滑动摩擦及磨损而受到损 坏，因而在制造、处理、运送、搬运、运输或存储期间发生不必要或意外的接 触是非常不利的。第二，光罩表面上的任何微粒污染均有可能使光罩损坏到足 以严重影响通过在处理过程中使用此光罩而获得的任何最终产品。在处理、运 输及运送过程中，可能会在容纳光罩的受控环境内产生微粒。滑动摩擦及由此 造成的磨损就是一个污染微粒来源。在运输过程中，光罩在光罩容器中滑离其 所期望位置则例如是另一个微粒来源。当以自动方式从容器中取出光罩并将其 定位于处理设备中时，此种离位光罩还将有可能错位，从而有可能导致最终产 品的质量无法预测。在从容器中放置及移出光罩至光刻设备过程中的滑动摩擦 也会造成微粒产生及污染机会。最后，容器的震动及振动可能会传递至光罩及 容纳光罩的组件，从而造成摩擦及相伴地产生微粒。传统上，光罩是在一个容器中运送至要使用光罩的制造工厂中，并在各次 使用之间以其他容器存储于制造工厂中。运送容器在使用后通常被丢弃。将光 罩从运送容器转移至其在制造工厂中的存储容器中时会形成另一个污染机会。 对光罩运送器具与对在制造工厂内所使用的容器的传统要求相差很大。将这两 种用途的容器相组合将会消除在从运送容器转移至制造工厂用容器过程中的 微粒侵入及产生机会，但会带来巨大的设计挑战。例如，此种容器将需要能够 应对在运输过程中大气压力的巨大变化，例如与海拔及温度变化相关的变化。 此外，对运输中减震能力的要求也比在制造工厂中进行受控机械手转移时高得 多。上文所述的某些考虑因素也适用于半导体晶片衬底。由于已认识到尤其是 在存储、处理及运输期间在晶片周围需要具有受控环境，现有技术己演变出隔 离技术方法，其通过提供用于容纳晶片的容器、使晶片可保持相对不会被微粒 物侵入，而实现对紧靠晶片附近的环境的控制。晶片通常是在运输容器中运送至制造工厂，随后转移至单独的容器中，单 独的容器用于在制造工厂中在各处理步骤之间存储晶片。200 mm的晶片通常是 在密封的塑料"运输器具"中运送，这些密封的塑料"运输器具"或者以相间 的矩阵形式通过边缘进行支撑，或者以"硬币叠放式晶片运输器具(coin stack wafer shipper)"形式使用薄片材料间隔物垂直叠放。用于在制造工厂中在 各处理步骤之间容纳200 mm晶片的工业标准容器称作标准机械界面盒或SMIF 盒，并具有底开式的门。对于300 mm的晶片，其运输器具称作前开式运输盒 或F0SBS，而用于在各处理步骤之间容纳晶片的容器则称作前开式统一标准盒 或F0UPS。在制造工厂中在各制造步骤之间所存储的光罩现在常常存储在类似 于标准SMIF盒的底开式容器中，并称作光罩SMIP盒或RSP。甚至当衬底(即晶片及光罩)处于此种受控环境中时，因受控环境中所捕 获空气的压力变化或者因在容器快速运动时及/或在扰乱所捕获空气体积(例 如仅仅因打开及合上容器)时所引起的所捕获空气的紊流，存在于受控环境内 部的微粒也可发生移动。此外，薄壁式运输器具或FOSBS可能会因与海拔相关 的压力变化而经历壁运动，引起受控环境内所捕获的空气发生移动。温度变化 可在容器内形成对流。容器及其组件的尺寸变化可损坏支撑及固定机构的功 能，导致容器内所载送的晶片错位及/或衬底翘曲。因压力波动而引起的容器 壁尺寸变化可损坏载具的封盖与门之间的密封，从而使微粒能够侵入载具内。现有技术的方法(尤其在晶片容器方面)是在外部环境与内部受控空气体 积之间利用呼吸装置。呼吸装置提供供空气流过的路径。夹置于路径中的过滤 器有望提供屏障，以阻挡微粒从外部环境侵入载具的受控环境中。然而，如上 文所述，在EUV光刻工艺中所用的光罩具有非常细小且精密的形体，因而光罩的非图案化表面与图案化表面的临界粒径分别仅为0. 1 ，与O. 03 ，左右。 对于如此低的粒径，过滤器将需要具有非常小的孔径，由此对流过过滤器的流 体流造成非常大的阻力，从而需要较大的过滤器表面积。对使用较大过滤器表 面积的替代方法是较慢地响应于骤然的压力变化，例如在运送此种容器时所遇 到的骤然压力变化。这两种方法均不符合人们的期望，因为光罩SMIF盒的一 个设计目标是使受控体积保持最小，从而可对其进行有效密封以防止微粒侵 入。使放置有光罩的受控空间最小、同时提供较大的过滤器面积以在受控空间 内实现均压是相互矛盾的目标。希望使在受控环境内所产生或以其他方式引入或存在的微粒不会沉降于 光罩上。就此而言，较佳使要在其中载送光罩且为避免微粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于容纳对微粒敏感的衬底的盒，用于在所述盒的外部与内部环境之间提供均压并用于使靠近所述对微粒敏感的衬底的内部气态流体流最小化，所述盒的特征是包含：　　　　主盒，其包含基座及封盖，所述封盖构造有与外表面相对的下凹的内表面，所述封盖适于可移开地啮合所述基座，以在所述下凹的内表面与所述基座之间界定具有第一体积的第一外壳，所述封盖具有一开孔；　　　　位于所述封盖中的隔膜，所述隔膜具有正常的未挠曲位置，所述隔膜在与所述盒的所述外部连通的第二体积与不与所述盒的所述外部流体连通的第三体积之间划分所述第一体积，所述隔膜可相对于所述正常的未挠曲位置发生挠曲；以及　　　　辅助盒，其设置于所述主盒中，所述辅助盒包含下部及上部，所述上部适于与所述下部进行接口，以界定由第二外壳体积表征的用于容纳所述对微粒敏感的衬底的第二外壳，所述下部包含支撑结构，以用于可移开地将所述对微粒敏感的衬底固持于其上面，且所述上部包含固定结构，以用于在所述上部与所述下部啮合时固定所述对微粒敏感的衬底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B格雷格森，D哈伯梅尔，S森纳，B怀斯曼，AM蒂本，J斯特里克，
申请(专利权)人：安堤格里斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]