[發明專利]調整吸盤吸力分布改善硅片翹曲的方法

有效

• 申請號: 201910908045.1
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110620067B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李璟;丁敏俠;張清洋;齊威;朱世懂;折昌美;陳進新
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/68
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種調整吸盤吸力分布改善硅片翹曲的方法，該方法包括：獲取當前待曝光硅片的形貌圖，得到硅片表面高度分布信息數據；根據硅片表面高度分布信息數據計算當前硅片局部翹曲度；根據計算出的當前硅片局部翹曲度計算硅片表面局部吸附載荷；根據計算出的硅片表面局部吸附載荷調整硅片表面吸點吸力大小。本發明提出的調整吸盤吸力分布改善硅片翹曲的方法，基于吸孔密集化分布且局部或單一吸孔獨立可控的吸盤結構，根據計算出的硅片表面局部吸附載荷調整硅片表面吸點吸力大小可實現對不同形狀和翹曲程度的硅片達到理想修正。

技術領域

本發明涉及光刻設備領域，尤其涉及一種通過控制吸盤吸力以改善硅片翹曲度的方法。

背景技術

光刻設備是IC(集成電路板)或其它微型器件的制造中的關鍵裝備。光刻設備將不同掩模圖案依次曝光成像在涂覆有光刻膠的硅片上，實現光路圖形從掩模到硅片上的轉移。光刻的關鍵步驟之一是掩模和硅片間的精確對準。目前對準操作通常是通過在硅片上設置對準標記來實現的。

實際芯片生產流程中，硅片受眾多非光刻工藝因素影響發生翹曲，如來自涂膠、烘焙、曝光、刻蝕等工藝的影響。翹曲后硅片的形狀各異，典型的有碗狀、傘狀、馬鞍狀等。不同硅片的翹曲程度也不盡相同，翹曲度一般在幾十到幾百微米范圍內。當硅片發生翹曲，硅片上用于對準的標記的實際位置與理論位置產生偏差，使硅片和掩模間精確對準的變得困難。因此，對準精度受到硅片翹曲程度的影響。較大的對準偏差使得套刻精度難以實現，從而影響到光刻的效果和器件的成品率。因此，改善硅片翹曲對精細對準有重要意義。

光刻過程中，硅片放置于硅片臺的吸盤上，通過真空負壓吸附作用，實現夾持工件的目的。同時，夾持作用也會在一定程度上改變硅片形狀。因此可以利用夾持作用對翹曲硅片形狀進行修正，關鍵問題是如何優化吸附力實現對硅片的最佳修正。目前，在現有光刻過程中，吸附力在整個硅片面上的分布是同一真空度，且隨時間是固定不變的。而針對不同的翹曲形狀和不同的翹曲度，通過恒定吸附作用無法對翹曲硅片達到理想修正效果。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明目的在于提供一種調整吸盤吸力分布改善硅片翹曲的方法，以解決在光刻過程中，因不同硅片的形狀和翹曲程度各異，恒定吸力分布無法實現對翹曲硅片的最佳修正的問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明提供了一種調整吸盤吸力分布改善硅片翹曲的方法，該方法包括：

獲取當前待曝光硅片的形貌圖，得到硅片表面高度分布信息數據；

根據硅片表面高度分布信息數據計算當前硅片局部翹曲度；

根據計算出的當前硅片局部翹曲度計算硅片表面局部吸附載荷；以及

根據計算出的硅片表面局部吸附載荷調整硅片表面吸點吸力大小。

上述方法中，硅片表面高度分布信息數據是外部傳感器通過檢測當前待曝光硅片的表面形貌圖得到的。

上述方法中，根據硅片表面高度分布信息數據計算當前硅片局部翹曲度，包括：

將在高度測量坐標系中采集的硅片表面高度分布信息數據h(x′，y′)轉換到(X，Y，Z)坐標系中，(x，y)^T＝R·(x′，y′)^T，這里R為坐標變換矩陣，坐標變換矩陣由高度測量坐標系和(X，Y，Z)坐標系的相對位置決定；

計算出在當前坐標系下硅片表面距(XY)平面的高度z，也就是硅片的彎曲度數據w(x，y)，即z＝w(x，y)。

上述方法中，根據計算出的當前硅片局部翹曲度計算硅片表面局部吸附載荷，是采用以下公式實現：

上述方法中，E為硅片彈性模量，ν為硅片泊松比，t為硅片厚度為4階微分算子。