[发明专利]一种硅片曝光方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，特别涉及一种用于光刻装置的硅片曝光方法及装置。

背景技术

在后封装阶段，由于焦深范围较大且由于工艺适应性的原因，在硅片曝光过程中，为提高产率，一般采取全局调焦调平，即在硅片上选取三个点，此三个点可组成一个等边三角形，如图1中的A、B、C点。测量A、B、C三点的Z向位置，并进行拟和得到硅片的z以及Rx、Ry。之后根据Z、Rx、Ry对硅片进行调整。之后在逐场曝光过程中，不再对单个曝光场进行调整。在后封装阶段，采用此曝光方法，即可将硅片放置在焦深范围内进行曝光，满足后封装制程的曝光要求。

但在半导体实际工艺过程中，硅片会受到各个工艺流程的影响而变形，特别到了后封装阶段，硅片最大的翘曲度可达1mm。因此，在硅片发生较大翘曲的情况下，仅采用全局调焦调平进行曝光时，部分曝光场将会在焦深以外，从而大大降低曝光图形质量，甚至导致无法曝光出要求的图像。

发明内容

本发明的目的在于提出一种硅片曝光的方法，该方法通过获取得到的硅片垂向数据，实现硅片曝光过程中任意曝光场的实时调焦调平。

本发明提出了一种光刻装置硅片曝光方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按照一定规则选取位于工件台上的硅片上的测量点；

（2）使用测量系统测量选取好的测量点的位置数据；

（3）对位置数据进行拟合，得到硅片面形；

（4）计算硅片上每个曝光场的调焦调平参数；

（5）根据曝光场的调焦调平参数对硅片进行调焦调平；

（6）对硅片进行曝光。

其中，所述步骤（1）中按照一定规则是指以硅片中心为圆点，以一定间隔在硅片上做出一系列同心圆，测量点分布在同心圆圆周上。

其中，所述步骤（2）中测量系统是指光刻机内部包含的测量系统，包括对准系统和调焦调平测量系统等。

其中，所述步骤（3）中的对位置数据进行拟合是指将所述位置数据带到下述硅片面形公式进行拟合，得到硅片面形：

其中，x，y为硅片上各测量点水平位置坐标，a、b为变形系数，c为常数，m表征硅片面形的阶次。

其中，所述步骤（4）中计算每个曝光场的调焦调平参数包括如下步骤：

   （a）获取每个曝光场中心位置和每个曝光场大小；

   （b）在每个曝光场内选取采样点，并根据拟合得到的硅片面形获取所述采样点的垂向位置和水平位置坐标；

（c）根据所述采样点的位置坐标以及下述公式拟和得到每个曝光场的调焦调平参数ry和rx：

其中，k为第k个曝光场，w为第k个曝光场的第w个点。

较优地，所述步骤（4）中计算每个曝光场的调焦调平参数包括如下步骤：

    （a）获取获取每个曝光场中心位置；

    （b）将所述中心位置代入硅片面形公式得到垂向位置z； 

  （c）对所述硅片面形公式进行求导如下，得到每个曝光场的调焦调平参数ry和rx：。

       其中，a、b为变形系数， m表征硅片面形的阶次。

其中，所述步骤（5）中根据曝光场的调焦调平参数对硅片进行调焦调平包括如下步骤：

（a）判断曝光场的调焦调平参数z，rx，ry是否超出工件台17在此三个方向的行程；

（b）若没有超出，则按照计算得到的调焦调平参数z，rx，ry调整；

（c）若超出工件台的行程，则按照工件台在调焦调平参数z，rx，ry方向上的最大行程进行调整。

其中，所述同心圆数量不小于2个，每个同心圆圆周上选取的测量点不小于3个。

本发明提出的一种硅片曝光的方法具有如下优点：

1、以曝光场为单位进行调焦调平，保证每个曝光场在焦深范围内进行曝光，从而保证每个曝光场的成像质量。

2、因对硅片所有曝光场都进行调焦调平，大大提高了曝光场的曝光质量，从而提高了硅片的良率与产率。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为现有硅片曝光调焦调平图；

图2为本发明硅片曝光装置图；

图3为本发明硅片曝光方法流程图；

图4为本发明硅片曝光方法测量点选取图；

图5为本发明硅片曝光方法硅片翘曲拟合示意图；