[发明专利]一种晶圆翘曲处理的装置及方法

说明书

本发明提供了一种晶圆翘曲处理的装置，包括承载台1，发生翘曲的晶圆2位于承载台1之上；位于承载台1上的密封装置3，密封装置3与承载台1上下对扣密封形成密封腔4。密封腔4内充有惰性气体或者氮气。密封装置3上安装有气体输入装置6。承载台1下部设有气体抽取装置9，气体抽取装置9与承载台1连通。密封装置3顶部设置有移动手臂11。本发明还提供了一种晶圆翘曲处理方法，包括以下步骤：将晶圆至于承载台上；基于承载台形成密封环境；利用气体对晶圆上表面施加压力。本发明的晶圆翘曲处理装置的结构简单实用；通过气体的输入和抽取能够提高晶圆对承载台的吸附力度。

技术领域

本发明涉及一种半导体晶圆的制造装置和方法，具体涉及一种晶圆翘曲处理的装置和方法。

背景技术

集成电路生产制造过程中翘曲是普遍存在的现象，特别是在后道工序中经常会遇到发生翘曲的晶圆。高温下的硅片会因本身的重力或温度梯度、降温方式产生的热应力引起位错在滑移面滑移，晶圆的少量位错和高温处理过程中产生的大量位错的滑移和运动造成了硅片的塑性变形。如附图1所示，正常吸附的晶圆会紧贴在吸附台上，翘曲量大的晶圆将导致吸附不牢甚至毫无吸附。而一旦遇到翘曲晶圆无法正常吸附的情况，工艺过程将很难继续进行下去，晶圆的翘曲给复杂线路图形的光刻工艺带来困难，试验表明，超过10微米的翘曲使得3微米线宽工艺难以进行。

业界目前虽致力于解决吸附问题，但是也会经常遇到承载台无法正常吸附的情况，典型的情况就是光刻机的承载台由于平整度要求极高，翘曲量大的晶圆就无法被正常吸附。

目前有部分技术致力于解决上述晶圆翘曲的问题。例如，申请号为CN201210239663.X的中国专利中公开了一种防止晶圆翘曲变形的方法，包括以下步骤：步骤一，在晶圆上沉积氧化层并涂布光刻胶；晶圆为可能会发生翘曲变形的晶圆；步骤二，对光刻胶进行曝光、显影，暴露出晶圆划片槽区域上方的氧化层；所暴露的划片槽区域是划片槽的一部分；或者是整个划片槽。步骤三，进行离子注入，离子穿过划片槽区域上方的氧化层，注入到硅片；注入离子的类型是氧离子、氮离子、碳离子中的一种或其中几种的组合。步骤四，去除光刻胶和氧化层；步骤五，对经过离子注入的晶圆进行高温退火工艺，使所注入的离子在划片槽内均匀分布，并修复硅的表面损伤。该技术方案对划片槽区域进行离子注入，在进行各种工艺之前对可能会发生翘曲变形的晶圆进行处理，能够防止后续工艺过程中晶圆发生翘曲变形。然而，该技术使用了离子溅射，由于气体需要离子化，除了成本高之外，其更大程度地是解决针对硅片表面损伤而产生的翘曲，该技术只是对进行各种工艺之前对可能会发生翘曲变形的晶圆表面的损伤进行修复进行处理。

又例如，申请号为CN201210480122.6的专利申请中公开了一种用于调整晶圆翘曲的方法和装置，其技术方案为提供具有中心部分和边缘部分的晶圆；提供其上具有用于保持晶圆的保持区的保持台；将晶圆放置在所述保持台上，其中中心部分高于边缘部分；将晶圆按压到保持区上，使得晶圆通过自吸力而吸引并保持在保持台上；以及根据晶圆的翘曲量，以预定温度和预定时间加热晶圆，从而实现基本平坦的晶圆。其公开了通过空气压力作用使得晶圆变得平坦，但并没有考虑到在这一过程中，使用自然空气将带来一系列的问题，空气中各中气体成分将对晶圆的表面造成物理和化学的损伤；另一方面，其也未考虑压力的大小对晶圆的影响，也没考虑到气体试压的过程对晶圆贴合的影响，例如，过快的施压将导致晶圆被吹跑，过慢的施压将导致晶圆下方的空气排不尽。

综上所述，目前还没有能够完全解决半导体制造中硅片的翘曲和变形问题的方法。

发明内容