消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘及方法技术

本发明专利技术提供了一种消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘及方法，该吸盘具有平坦的上表面，用于支撑晶圆；其包括：多个真空吸孔，密集分布于吸盘上表面，用于将晶圆的各个位置吸附在同一平面内；多个热电偶，密集分布于吸盘底部，并与真空吸孔相间设置，用于加热晶圆。本发明专利技术通过在吸盘底部设置高密度分布的热电偶，以及在吸盘上表面设置高密度分布的真空吸孔，再配合吸盘平坦的上表面，通过加热过程，使晶圆中的应力缓缓释放，并配合真空吸孔作用于晶圆上的真空吸力使晶圆紧贴在吸盘平坦的上表面，从而减小了晶圆翘曲变形缺陷，使晶圆表面平坦化，进一步消除了曝光过程中的失焦缺陷，提高了曝光质量和产品良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘及消除 晶圆曝光失焦缺陷的方法。
技术介绍
在半导体制造过程中，在经历了多道工艺制程之后，晶圆上会不可避免地积累大 量的应力，导致晶圆翘曲变形。如图1所示，为晶圆的测试高度差的示意图，图1中，深色表 示向上或向下翘曲，数字越大表示变形越大。晶圆翘曲变形，将会影响到曝光工艺的质量。 具体来说，曝光设备不能全部补偿对焦焦深，使得曝光失焦，如图2所示，图2为晶圆具有失 焦缺陷的曝光示意图，图2中，白色虚线框住的黑色区域表示失焦缺陷。曝光失焦将会导致 曝光图形倒塌，造成电路失效。 在曝光工艺中，通常将晶圆放置于吸盘上，通过吸盘上的真空吸孔进行吸附固定， 然后再进行曝光过程。专利公布号为CN 103367217A的专利公开了一种硅片吸附装置及其 吸附方法，虽然此吸盘上具有真空吸孔可以对晶圆进行吸附，在晶圆未发生翘曲变形或者 翘曲变形较小的情况下可以满足固定晶圆和改善晶圆翘曲变形的要求，但是，对于翘曲变 形较为严重的情况，单纯的凭借提高真空度来增大施加于晶圆上的机械力，会由于力量过 大而导致晶圆的断裂，降低产品良率；在提高真空度有限制的条件下，不可能完全消除晶圆 翘曲变形缺陷，因此，曝光失焦的缺陷仍然会存在。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术的目的是提供一种消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘及方 法，通过在吸盘底部设置高密度分布的热电偶，以及在吸盘上表面设置高密度分布的真空 吸孔，在热电偶的加热过程中，真空吸孔通过真空吸附将晶圆紧贴在吸盘上表面，从而消除 晶圆翘曲变形。 为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下： 本专利技术提供了一种消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘，其具有平坦的上表面，用于支 撑晶圆；其中，所述吸盘包括： 多个真空吸孔，密集分布于所述吸盘上表面，用于将所述晶圆的各个位置吸附在 同一平面内； 多个热电偶，密集分布于所述吸盘底部，并与所述真空吸孔相间设置，用于加热所 述晶圆。 优选地，所述多个真空吸孔，密集分布于所述吸盘上表面，且在以所述吸盘的中心 为圆心的同心圆上；所述多个热电偶，密集分布于所述吸盘底部，且在以所述吸盘的中心为 圆心的同心圆上。 优选地，所述真空吸孔之间的间距不大于1mm。 优选地，所述热电偶之间的间距不大于l〇mm。 优选地，所述吸盘的上表面的各个位置的高度差不大于100nm。 为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种消除晶圆曝光失焦缺陷的方法，包括依 次进行：将晶圆放置于吸盘上表面；对所述晶圆进行平坦化处理；对所述晶圆进行曝光工 艺；其中，对所述晶圆进行平坦化处理的方法包括：利用热电偶对所述晶圆进行加热，同 时，利用真空吸孔向所述晶圆施加真空吸力，从而完成所述晶圆的平坦化处理。 优选地，所述晶圆的平坦化处理方法，具体包括： 在相同的时间内，利用热电偶对所述晶圆进行升温加热，同时，通过真空吸孔逐步 增加对所述晶圆的真空吸力； 在相同的时间内，利用所述热电偶对所述晶圆进行恒温加热，同时，通过所述真空 吸孔对所述晶圆施加恒定真空吸力； 利用所述热电偶对所述晶圆进行降温过程，直至到室温；其中，所述热电偶对所述 晶圆的加热温度逐步降低； 再通过所述真空吸孔逐步降低对所述晶圆的真空吸力，直至所述晶圆从所述吸盘 上释放开，从而完成所述晶圆的平坦化处理。 优选地，所述恒温加热的温度为120?200°C，所述恒定真空吸力的80?90kpa， 所述恒温加热的时间为30?40s。 优选地，所述的升温加热的时间为2?3s，所述真空吸力的增加速率为30? 40kpa/s〇 优选地，所述降温过程的时间为2?3s，所述真空吸力的降低速率为30?40kpa/ So 本专利技术的，在吸盘底部设置高密度分布的热 电偶，以及在吸盘上表面设置高密度分布的真空吸孔，再配合吸盘平坦的上表面，通过加热 过程，使晶圆中的应力缓缓释放，并配合真空吸孔的吸附所产生的作用力使晶圆紧贴在吸 盘平坦的上表面，从而减小并消除晶圆翘曲变形位置，使晶圆表面平坦化，消除了曝光过程 中的失焦缺陷，提高了曝光质量和产品良率。 【附图说明】 图1为晶圆的测试高度差的示意图 图2为晶圆具有失焦缺陷的曝光不意图 图3为本专利技术的一个较佳实施例的吸盘的结构示意图 图4为本专利技术的消除晶圆曝光失焦缺陷的方法的流程示意图 图5为本专利技术的一个较佳实施例的晶圆平坦化处理的方法的流程示意图 图6为本专利技术的一个较佳实施例的晶圆平坦化处理的过程中时间与温度的关系 示意图 图7为本专利技术的平坦化处理后晶圆的测试高度差的示意图 【具体实施方式】 为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一 步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也 涵盖在本专利技术的保护范围内。 如前所述，由于晶圆的翘曲变形，会造成曝光过程中出现失焦缺陷，而现有的方 法，只是单纯的通过增加真空吸孔的真空度来增加作用于晶圆上的力来减小其变形，由于 施加于晶圆上的力不能够无限制的增加，所以，在晶圆翘曲变形较严重的情况下，单纯通过 增加真空吸孔真空度的方法仍然不能够消除晶圆翘曲变形缺陷，从而也不能消除曝光过程 中的失焦缺陷。为此，本专利技术改进了现有的曝光过程中采用的吸盘结构，通过在吸盘底部设 置高密度分布的热电偶，以及在吸盘上表面设置高密度分布的真空吸孔，从而在采用施加 真空吸力的同时加热晶圆，晶圆在受热过程中，应力缓缓释放，从而达到消除晶圆翘曲变形 的目的。 以下将结合附图3和具体实施例对本专利技术的消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘作进 一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方 便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。 请参阅图3,为本专利技术的一个较佳实施例的吸盘的结构示意图，本专利技术的吸盘00， 具有平坦的上表面1，用于支撑晶圆；多个真空吸孔2以及多个热电偶3 ; 多个真空吸孔2,密集分布于吸盘上表面1，用于将晶圆的各个位置吸附在同一平 面内；为了尽量使晶圆的各个位置都受到真空吸力而紧贴在吸盘上表面1，增加了真空吸 孔2在吸盘00上分布的密度，使真空吸孔2高密度分布于吸盘上表面1，从而对晶圆形成一 个面吸附作用，使晶圆紧贴在吸盘上表面1。由于吸盘上表面1较为平坦，这样紧贴在吸盘 上表面1相当于对晶圆翘曲位置产生挤压，从而消除其翘曲变形缺陷。密集分布就是要求 有较高的密度，在本专利技术一个实施例中，真空吸孔之间的间距不大于1_。 在本专利技术的一个较佳实施例中，真空吸孔，密集分布于吸盘上表面，且在以吸盘的 中心为圆心的同心圆上。为了使真空吸孔呈现高密度分布，较佳的，该同心圆之间的间距不 大于1mm。 需要说明的是，真空吸孔2的形状可以为任意形状，比如，圆形、椭圆形、三角形、 正多边形、花朵状等，本专利技术对此不作限制。 多个热电偶3,密集分布于吸盘00底部，并与真空吸孔2相间设置，用于加热晶圆； 为了尽量使晶圆上的受热均匀，减小晶圆内的应力，在吸盘〇〇底部设置了高密度分布的热 电偶3 ;并且，为了不影响真空吸孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘，其具有平坦的上表面，用于支撑晶圆；其特征在于，所述吸盘包括：多个真空吸孔，密集分布于所述吸盘上表面，用于将所述晶圆的各个位置吸附在同一平面内；多个热电偶，密集分布于所述吸盘底部，并与所述真空吸孔相间设置，用于加热所述晶圆。

【技术特征摘要】
1. 一种消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘，其具有平坦的上表面，用于支撑晶圆；其特征 在于，所述吸盘包括： 多个真空吸孔，密集分布于所述吸盘上表面，用于将所述晶圆的各个位置吸附在同一 平面内； 多个热电偶，密集分布于所述吸盘底部，并与所述真空吸孔相间设置，用于加热所述晶 圆。2. 根据权利要求1所述的消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘，其特征在于， 所述多个真空吸孔，密集分布于所述吸盘上表面且在以所述吸盘的中心为圆心的同心 圆上； 所述多个热电偶，密集分布于所述吸盘底部且在以所述吸盘的中心为圆心的同心圆 上。3. 根据权利要求1所述的消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘，其特征在于，所述真空吸孔 之间的间距不大于1mm。4. 根据权利要求1所述的消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘，其特征在于，所述热电偶之 间的间距不大于l〇mm。5. 根据权利要求1所述的消除晶圆曝光失焦缺陷的吸盘，其特征在于，所述吸盘的上 表面的各个位置的高度差不大于l〇〇nm。6. -种消除晶圆曝光失焦缺陷的方法，其特征在于，包括依次进行： 将晶圆放置于吸盘上表面； 对所述晶圆进行平坦化处理； 对所述晶圆进行曝光工艺；其中， 对所述晶圆进行平坦化处理的方法包括： 利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31