本發明涉及一種光刻工藝方法，更具體地，涉及一種光刻機套刻精度補充的光刻工藝方法。

背景技術：

隨著光刻技術的發展，對套刻精度提出了越來越高的要求。而對于理想的光刻而言，越平整的硅片，越能得到越大的工藝生產窗口，從而提高套刻精度以滿足越來越高的線寬關鍵尺寸等工藝要求。然而完美的絕對平整的硅片是不存在的，在生產過程中，工藝設備處理的都是不平整的硅片。硅片的不平整主要由幾個原因造成：第一，硅片本身的制造工藝；第二，硅片經過前序工藝步驟之后造成的缺陷，包括熱處理產生的全局彎曲，薄膜淀積產生的局部應力翹曲等等；第三，光刻機工件臺本身的不平整，造成局部的真空吸附力不同。上述原因造成的不平整是不可預計的隨機分布。

在工藝過程中，硅片是吸附在工件臺上的，由于工作臺、與工作臺接觸的硅片下表面，均隨機分布著不平整區域，在同樣吸附力的情況下，硅片不同部位產生的吸附變形是不同的，這就帶來了由于吸附變形產生的硅片上表面的翹曲，該翹曲導致某些形變點無法通過調焦調平系統使其均處于工件臺調焦范圍內，導致在工件臺平面X、Y兩個方向上的套刻精度的矢量差異。并且這些矢量差異的分布也是隨機的，無法通過預先設定的方法直接消除。只能通過檢測-矯正的方式盡量減少這些差異帶來的對套刻精度的影響。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種減小由光刻工件臺吸附導致硅片形變的方法，包括以下步驟:

步驟S01：將硅片反置在工作臺上，使硅片下表面朝上，在硅片與工作臺間無吸附力的情況下，利用調平調焦系統測量硅片下表面的高低形貌分布z₁(x_i,y_i)，其中x_i,y_i是測量點的坐標，i是測量點的編號，共測量n個點；

步驟S02：將硅片翻轉180°，使硅片上表面朝上，在硅片與工作臺間有吸附力的情況下，利用調平調焦系統測量硅片上表面的高低形貌分布z₂(x_i,y_i)，測量點的數量和分布與步驟S01中測量下表面時相同；

步驟S03：對硅片施加吸附力F；

步驟S04：根據步驟S01和S02中測得的硅片上、下表面的高低形貌分布z₁(x_i,y_i)和z₂(x_i,y_i)計算上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)；

步驟S05：根據上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)調整吸附力F，使硅片上表面的形貌均處在工件臺調焦范圍內。

優選地，所述步驟S04中，所述上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)的計算方法為：

步驟S041：計算由吸附力F造成的硅片變形Δh(x_i,y_i)；

步驟S042：計算上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)，z′₂(x_i,y_i)＝z₂(x_i,y_i)+z₁(x_i,y_i)-Δh(x_i,y_i)。

優選地，所述步驟S05中，所述調整吸附力F的方法為：

步驟S051：根據最小二乘法，對上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)進行擬合，得到其擬合平面其計算公式為：

步驟S052：計算上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)與其擬合平面之間的相對距離Δz₂(x_i,y_i)，即

步驟S053：比較相對距離Δz₂(x_i,y_i)與預先設定的系統對焦誤差δ，如果對于n個測量點均滿足相對距離Δz₂(x_i,y_i)的絕對值小于系統對焦誤差δ，則完成吸附力調節；如果相對距離Δz₂(x_i,y_i)大于零且大于系統對焦誤差δ，則增大吸附力F并轉回步驟S03；如果相對距離Δz₂(x_i,y_i)小于零且其絕對值大于系統對焦誤差δ，則減小吸附力F并轉回步驟S03。

優選地，所述步驟S01和S02中，所述調平調焦系統與處理器相連，將上表面和下表面的形貌高低分布的結果傳送給處理器。

優選地，所述步驟S03中，所述吸附力F的大小由傳感器測量，所述傳感器與處理器相連，將吸附力F轉化為電信號，并傳送給處理器。

優選地，所述傳感器集成于工件臺中。

優選地，所述步驟S03中，施加吸附力F的方式為靜電吸附或真空吸附。

從上述技術方案可以看出，本發明通過調整光刻工件臺的吸附力，使得經過吸附變形后的硅片盡可能的形成理想平面，從而減小對焦造成的誤差。進一步地，本發明具有減少套刻誤差，提高產品良率的顯著特點。

附圖說明

圖1是本發明的一種減小由光刻工件臺吸附導致硅片形變的方法的流程示意圖。

圖2和圖3是本發明一實施例的硅片下表面和上表面高低形貌分布測量的示意圖。

圖中1是硅片，11是硅片下表面，12是硅片上表面，2是工作臺，3是調平調焦系統。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

需要說明的是，在下述的具體實施方式中，在詳述本發明的實施方式時，為了清楚地表示本發明的結構以便于說明，特對附圖中的結構不依照一般比例繪圖，并進行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應避免以此作為對本發明的限定來加以理解。

在以下本發明的具體實施方式中，請參閱圖1，圖1是本發明的一種減小由光刻工件臺吸附導致硅片形變的方法的流程示意圖。如圖1所示，本發明公開的一種減小由光刻工件臺吸附導致硅片形變的方法，包括以下步驟：

步驟S01：將硅片反置在工作臺上，使硅片下表面朝上，在硅片與工作臺間無吸附力的情況下，利用調平調焦系統測量硅片下表面的高低形貌分布z₁(x_i,y_i)，其中x_i,y_i是測量點的坐標，i是測量點的編號，共測量n個點。

在現有的工藝流程中，硅片在進入工作臺時，是正面亦即上表面朝上地放置在光刻機工作臺上的。如圖2所示，本實施例首先將硅片翻轉，反置在工作臺上，使得硅片的下表面朝上。在硅片1與工作臺2間無吸附力的情況下，使用調平調焦系統3測量硅片下表面11的高低形貌分布。測量采用網格劃分硅片，共有n個測量點，將每個測量點的高低形貌記為z₁(x_i,y_i)，其中x_i,y_i是該測量點的坐標，i是測量點的編號。

測量后的數據由調平調焦系統傳送至處理器存儲并用于下面的分析處理過程。

所述步驟S01和S02中，所述調平調焦系統與處理器相連，將上表面和下表面的形貌高低分布的結果傳送給處理器。

步驟S02：將硅片翻轉180°，使硅片上表面朝上，在硅片與工作臺間有吸附力的情況下，利用調平調焦系統測量硅片上表面的高低形貌分布z₂(x_i,y_i)，測量點的數量和分布與步驟S01中測量下表面時相同。

在完成下表面的高低形貌分布測量之后，將硅片翻轉180°，使得含有集成電路前層圖形的硅片上表面朝上。在硅片1與工作臺2間有吸附力的情況下，使用調平調焦系統3測量硅片上表面12的高低形貌分布z₂(x_i,y_i)。測量點的數量和分布與步驟S01中測量下表面時相同。由于兩次測量時的測量點數量與分布一致，因此，在接下來的計算分析中，可以直接對任一測量點的上下表面高低形貌直接進行疊加，減少計算量并提高計算精度。

在進行翻轉的時候，應當注意對準精度，使上表面測量時的硅片在光刻工作臺上的位置與步驟S01中測量下表面時的硅片在光刻工作臺上的位置相同。

測量后的數據由調平調焦系統傳送至處理器存儲并用于下面的分析處理過程。

步驟S03：對硅片施加吸附力F；

通過靜電吸附或真空吸附的方式，并根據一般的經驗，對硅片施加大小合適的吸附力F，并利用集成于工件臺中的傳感器測量吸附力的大小，并將之轉化為電信號傳送至處理器。

步驟S04：根據步驟S01和S02中測得的硅片上、下表面的高低形貌分布z₁(x_i,y_i)和z₂(x_i,y_i)計算上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)；

由于吸附力的影響，并且由于硅片下表面不平整的緣故，會使得硅片在被吸附后產生整體的翹曲并在硅片的上表面表現出來。因此，上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布是由兩部分疊加而成的，一部分是硅片上表面的高低形貌分布z₂(x_i,y_i)，另一部分是由于翹曲造成的硅片上表面的翹曲高低形貌分布。根據疊加原理，硅片上表面的翹曲高低形貌分布是由吸附力F造成的硅片變形Δh(x_i,y_i)與下表面的高低形貌分布z₁(x_i,y_i)疊加得到的。在本實施例中，利用處理器對硅片進行分析，得到由吸附力F造成的硅片變形Δh(x_i,y_i)，再結合處理器中存儲的，由步驟S01和S02測量并傳遞至處理器的下表面的高低形貌分布z₁(x_i,y_i)和上表面的高低形貌分布z₂(x_i,y_i)，得到上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)，計算公式為z′₂(x_i,y_i)＝z₂(x_i,y_i)+z₁(x_i,y_i)-Δh(x_i,y_i)。

步驟S05：根據上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)調整吸附力F，使硅片上表面的形貌均處在工件臺調焦范圍內。

在得到上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)之后需要對該形貌分布是否滿足調平調焦系統的工作參數進行檢查。檢查方法如下：

首先根據最小二乘法原理，對上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)進行擬合，得到其擬合平面其計算公式為：

這個公式給出了擬合平面的位置，也是調平調焦系統要瞄準的焦平面。由于該擬合平面只能保證所有的測量點的高低形貌與焦平面之間的距離差的平方和最小，不能保證每個測量點都在焦平面附近足夠近的位置，因此還需要對每個測量點的高低形貌逐個進行檢查，以保證對焦質量。

接下來逐個測量點計算上表面在硅片被吸附后的高低形貌分布z′₂(x_i,y_i)與其擬合平面之間的相對距離Δz₂(x_i,y_i)，即計算完成后比較相對距離Δz₂(x_i,y_i)與預先設定的系統對焦誤差δ，并根據比較結果決定下一步的流程。

如果對于所有測量點均滿足其相對距離Δz₂(x_i,y_i)的絕對值小于系統對焦誤差δ，則完成吸附力調節。

如果相對距離Δz₂(x_i,y_i)大于零且大于系統對焦誤差δ，則增大吸附力F并轉回步驟S03。

如果相對距離Δz₂(x_i,y_i)小于零且其絕對值大于系統對焦誤差δ，則減小吸附力F并轉回步驟S03。

通過調節吸附力的大小，并迭代地進行上述流程，可以使得吸附后的硅片上表面的高低形貌均處在工件臺調焦范圍內。

綜上所述，本發明實施例首先通過測量得到無吸附力時的硅片下表面高低形貌分布，而后在光刻工件臺上施加吸附力，并在模擬計算出硅片上表面的高低形貌分布后對該分布進行檢查，以確保吸附后的硅片上表面的高低形貌均處在工件臺調焦范圍內。如果不能使吸附后的硅片上表面的高低形貌均處在工件臺調焦范圍內，則調節吸附力的大小，改善吸附后的硅片上表面的高低形貌，以保證吸附后的硅片上表面的高低形貌均處在工件臺調焦范圍內。這一方法減小了由光刻工件臺吸附導致硅片形變,從而減小吸附力產生的在工件臺平面上的套刻誤差，提高了產品良率。

以上所述的僅為本發明的優選實施例，所述實施例并非用以限制本發明的專利保護范圍，因此凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明的保護范圍內。