[发明专利]调整吸盘吸力分布改善硅片翘曲的方法

说明书

一种调整吸盘吸力分布改善硅片翘曲的方法，该方法包括：获取当前待曝光硅片的形貌图，得到硅片表面高度分布信息数据；根据硅片表面高度分布信息数据计算当前硅片局部翘曲度；根据计算出的当前硅片局部翘曲度计算硅片表面局部吸附载荷；根据计算出的硅片表面局部吸附载荷调整硅片表面吸点吸力大小。本发明提出的调整吸盘吸力分布改善硅片翘曲的方法，基于吸孔密集化分布且局部或单一吸孔独立可控的吸盘结构，根据计算出的硅片表面局部吸附载荷调整硅片表面吸点吸力大小可实现对不同形状和翘曲程度的硅片达到理想修正。

技术领域

本发明涉及光刻设备领域，尤其涉及一种通过控制吸盘吸力以改善硅片翘曲度的方法。

背景技术

光刻设备是IC(集成电路板)或其它微型器件的制造中的关键装备。光刻设备将不同掩模图案依次曝光成像在涂覆有光刻胶的硅片上，实现光路图形从掩模到硅片上的转移。光刻的关键步骤之一是掩模和硅片间的精确对准。目前对准操作通常是通过在硅片上设置对准标记来实现的。

实际芯片生产流程中，硅片受众多非光刻工艺因素影响发生翘曲，如来自涂胶、烘焙、曝光、刻蚀等工艺的影响。翘曲后硅片的形状各异，典型的有碗状、伞状、马鞍状等。不同硅片的翘曲程度也不尽相同，翘曲度一般在几十到几百微米范围内。当硅片发生翘曲，硅片上用于对准的标记的实际位置与理论位置产生偏差，使硅片和掩模间精确对准的变得困难。因此，对准精度受到硅片翘曲程度的影响。较大的对准偏差使得套刻精度难以实现，从而影响到光刻的效果和器件的成品率。因此，改善硅片翘曲对精细对准有重要意义。

光刻过程中，硅片放置于硅片台的吸盘上，通过真空负压吸附作用，实现夹持工件的目的。同时，夹持作用也会在一定程度上改变硅片形状。因此可以利用夹持作用对翘曲硅片形状进行修正，关键问题是如何优化吸附力实现对硅片的最佳修正。目前，在现有光刻过程中，吸附力在整个硅片面上的分布是同一真空度，且随时间是固定不变的。而针对不同的翘曲形状和不同的翘曲度，通过恒定吸附作用无法对翘曲硅片达到理想修正效果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明目的在于提供一种调整吸盘吸力分布改善硅片翘曲的方法，以解决在光刻过程中，因不同硅片的形状和翘曲程度各异，恒定吸力分布无法实现对翘曲硅片的最佳修正的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供了一种调整吸盘吸力分布改善硅片翘曲的方法，该方法包括：

获取当前待曝光硅片的形貌图，得到硅片表面高度分布信息数据；

根据硅片表面高度分布信息数据计算当前硅片局部翘曲度；

根据计算出的当前硅片局部翘曲度计算硅片表面局部吸附载荷；以及

根据计算出的硅片表面局部吸附载荷调整硅片表面吸点吸力大小。

上述方法中，硅片表面高度分布信息数据是外部传感器通过检测当前待曝光硅片的表面形貌图得到的。

上述方法中，根据硅片表面高度分布信息数据计算当前硅片局部翘曲度，包括：

将在高度测量坐标系中采集的硅片表面高度分布信息数据h(x′，y′)转换到(X，Y，Z)坐标系中，(x，y)^T＝R·(x′，y′)^T，这里R为坐标变换矩阵，坐标变换矩阵由高度测量坐标系和(X，Y，Z)坐标系的相对位置决定；

计算出在当前坐标系下硅片表面距(XY)平面的高度z，也就是硅片的弯曲度数据w(x，y)，即z＝w(x，y)。

上述方法中，根据计算出的当前硅片局部翘曲度计算硅片表面局部吸附载荷，是采用以下公式实现：

上述方法中，E为硅片弹性模量，ν为硅片泊松比，t为硅片厚度为4阶微分算子。