调节pin升降机构水平度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种调节PIN升降机构水平度的方法。
【背景技术】
[0002]物理气相沉积(PVD)技术或溅射(Sputtering)沉积技术是半导体工业中最广为使用的一类薄膜制造技术，泛指采用物理方法制备薄膜的薄膜制备工艺。在Hardmask (硬质掩膜)PVD设备中，Wafer (晶圆)经过两个工艺过程:去气(Degas)、TiN沉积。去气工艺中，主要是将Wafer加热至350°C左右，以去除基片上的水蒸气及其它易挥发杂质。
[0003]图1为去气腔室结构示意图，包括去气腔室101，平台机械手102，加热上盖103，Waferl04, PIN (顶针)升降机构105，加热装置106，腔室隔热件107，门阀108，其中PIN升降机构105包括三个顶针201，波纹管焊接装配212和气缸203等，图1中气缸203所示为上升位置。去气腔室在真空环境下，门阀108开启，PIN升降机构105通过气缸203上升到传片位置，平台机械手102将Waferl04传递至去气腔室101中，平台机械手102下降到传片位置后缩回，Waferl04放置于PIN升降机构105的三个顶针201上，气缸203下降，Wafer被放置于加热装置106上表面上，同时门阀108关闭，进行去气工艺。Wafer 104完成去气工艺后，门阀108开启，气缸203升起，平台机械手102进入去气腔室101取片至平台，进行下一步工艺。
[0004]去气工艺过程中，Waferl04温度均匀性对Waferl04的去气效果和后续工艺有一定影响。如图2所示，由于加热装置106直径与Waferl04不相同，相差2bmm (0〈b〈3)，当Waferl04放置于三个顶针201上形成的平面的水平度较低，在Waferl04下降到加热装置106上表面时，Waferl04会发生较大偏移(Wafer与加热装置的中心线相差较大)，此时加热装置106对Waferl04加热会不均匀。
[0005]因此需要提供一种提高晶圆放置水平度的方法。
【发明内容】
[0006]为了克服上述的不足，本发明的目的是提供一种调节PIN升降机构水平度的方法来提高晶圆放置水平度。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]一种调节PIN升降机构水平度的方法，所述PIN升降机构包括一个升降托架、三个顶针和支撑装置，三个所述顶针均安装在所述升降托架上，所述升降托架安装在所述支撑装置上，包括如下步骤:
[0009]将晶圆放置在所述PIN升降机构的顶针上；
[0010]以其中一个所述顶针的高度为基准高度，调节其余两个所述顶针的高度等于所述基准高度。
[0011]其中，所述以其中一个所述顶针的高度为基准高度，调节其余两个所述顶针的高度等于所述基准高度是通过分别调节其余两个所述顶针的高度实现的。
[0012]进一步的，所述分别调节其余两个所述顶针的高度包括如下步骤:
[0013]分别计算其余两个所述顶针的调节高度Λ H1和Λ H2 ；
[0014]根据调节高度Λ H1和Λ H2分别调节其余两个所述顶针的高度。
[0015]进一步的，计算其余两个所述顶针的调节高度Λ H1和Λ H2的计算公式为:
[0016]Λ H= ( (F0* (3L0-L) +F1 (3L「L)) *L2- (F0* (3L0-L 基准)+F1 (3L「L 基准))*L 基准2) / (6EI)；
[0017]其中Ftl为所述升降托架和所述顶针的重力，F1为所述晶圆的重力，Ltl为所述升降托架和所述顶针的共同重心与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，L1为所述晶圆的重心与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，Laa为作为基准的顶针与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，L为需要调节高度的顶针与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，E和I为所述升降托架的刚度。
[0018]其中，所述以其中一个所述顶针的高度为基准高度，调节其余两个所述顶针的高度等于所述基准高度是通过调节所述升降托架的倾斜度实现的。
[0019]进一步的，所述调节所述升降托架的倾斜度包括如下步骤:
[0020]计算所述升降托架的调节角度Θ ；
[0021]根据所述调节角度Θ调节所述升降托架的倾斜度使升降托架倾斜一定角度。
[0022]进一步的，所述调节角度Θ的计算公式为:
[0023]Θ =arctan [ΔΗ/ (L—L 基准)];
[0024]其中Λ H= ( (F0* (3L0-L) +F1 (3L「L)) *L2- (F0* (3L0_L基准)+F1 (3L「L基准))*L基准2) /(6EI)；
[0025]其中Ftl为所述升降托架和所述顶针的重力，F1为所述晶圆的重力，Ltl为所述升降托架和所述顶针的共同重心与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，L1为所述晶圆的重心与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，Laa为作为基准的顶针与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，L为其余两个顶针中的某一个顶针与所述升降托架和所述支撑装置的支撑点之间的距离，E和I为所述托架的刚度。
[0026]进一步的，作为基准的所述顶针为最靠近所述升降托架和所述支撑装置的支撑点的顶针山为距离所述升降托架和所述支撑装置的支撑点最远的顶针与所述支撑点之间的距离。
[0027]进一步的，所述根据所述调节角度Θ调节所述升降托架为将所述升降托架逆时针转动I 0 I。
[0028]本发明的有益效果是:本发明的调节PIN升降机构水平度的方法通过调节顶针的高度来解决晶圆放置时水平度不高的问题，通过对PIN升降机构进行受力分析，得出对顶针或托架的调节变量，并对PIN升降机构进行调节，提高了放置在PIN升降机构上的晶圆的水平度，有利于后续工艺，并且缩短了水平度调节时间，提高了生产效率。
【附图说明】
[0029]为了使本发明的调节PIN升降机构水平度的方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。
[0030]图1为现有技术中去气腔室放置晶圆后的整体不意图；
[0031 ] 图2为图1中的晶圆与加热装置接触示意图；
[0032]图3为本发明的PIN升降机构的结构示意图；
[0033]图4为本发明的调节PIN升降机构水平度的方法的一个实施例的受力分析示意图；
[0034]图5为本发明的调节PIN升降机构水平度的方法的一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]图3是本发明的PIN升降机构的结构示意图。如图3所示，该PIN升降机构包括一个升降托架204、三个顶针201 (即顶针A、顶针B和顶针C)以及支撑装置202，其中升降托架204包括环形主体和固定部，其中固定部通过螺钉208安装在所述支撑装置202上，支撑顶针A、顶针B和顶针C均安装在所述升降托架204的环形主体上，晶圆104放置在三个顶针上。本实施例中的支撑装置为波纹管焊接装配。
[0037]由图3可以看出，支撑装置202对升降托架204的支撑点仅有一个，即升降托架204为悬臂梁。在升降托架204以及三个顶针201的重力作用下，升降托架204可能向下倾斜，尤其是当在升降托架204上放置晶圆104后，在晶圆重力的作用下，升降托架的倾斜度更大。
[0038]当晶圆放置在PIN升降机构上时，升降托架204的受力分析可简化为图4。
[0039]其中O为升降托架和所述支撑装置的支撑点，F0为所述升降托架204和所述顶针201的重力，F1为所述晶圆104的重力，F2为支撑装置202对升降托架204的向上支撑力。
[0040]由图4可知，由于升降托架204受Fc^F1和F2的共同作用，升降托架204的不同截面的切应力不同，从而导致了沿截面高度各点的切应变也不同；由剪切胡克定律可知，沿解密那高度切应变按抛物线规律变化，因此升降托架204在匕、F1和F2的作用下产生弯曲变形，升降托架整体不水平，进而导致晶圆104放置在顶针201上后，晶圆104的水平度较低。
[0041]为此，本发明提出了一种调节PIN升降机构水平度的方法，包括如下步骤:
[0042]SlOO:将晶圆放置在升降机构的顶针201上；
[0043]S200:以其中一个所述顶针201的高度为基准高度，调节其余两个所述顶针201的闻度等于所述基准闻度。
[0044]本发明实施例是在升降托架204上放置晶圆104后对升降托架204的水平度进行调节，调节方法是以其中一个顶针201为基准，然后对其他两个顶针201的高度进行调节，这样可以抵消因升降托架受力而造成的高度不等，解决PIN升降机构水平度不高的问题。其中调节其余两个所述顶针的高度可以有两种实施方式，第一种是直接调节两个顶针的高度，另一种是调节升降托架的倾斜度，以下分别介绍。
[0045]实施例一
[0046]本实施例调节其余两个顶针高度是通过根据受力分析图，分别计算出其余两个顶针与基准顶针之间的高度差，然后根据高度差调节其余两个顶针的高度来实现的。
[0047]步骤如下:
[0048]分别计算其余两个所述顶针的调节高度Λ H1和Λ H2 ；
[0049]根据调节高度Λ H1和Λ H2分别调节其余两个所述顶针的高度。
[0050]如图4所示，A、B、C分别为三个顶针201在简化的升降托架204上的位置，升降托架204弯曲变形方程见公式(I)、公式(2)和公式(3);
[0051]H=H0+H1 (I)
[0052]H0=-F0^X2*(3L0-X)/ (6EI) (2)
[0053]H1=-F1^X2*(3LrX)/ (6EI) (3)
[0054]根据升降托架204弯曲变形方程可以得到A、B、C的弯曲变形量分别为:
[0055]Ha=- (F0* (3L0-La) +F1 (3L「La) ) *LA2/ (6EI)
[0056]Hb=- (F0