CN101634814B - 一种原始对中装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原始对中装置和原始对中系统，其中，所述原始对中装置的上表面开有第一圆槽孔，用于容置晶圆片，所述第一圆槽孔的深度低于晶圆片的厚度；所述装置上表面还具有直径大于第一圆槽孔且与第一圆槽孔同心的标记线，所述装置上的标记线与光刻板上的标记线在原始对中时重合。本发明的原始对中装置和系统在容置晶圆片的第一圆槽孔外和光刻板上都设置有标记线，通过将第一圆槽孔外的标记线与光刻板上的标记线对准，实现晶圆片和光刻板上图案的良好原始对中，改善原始对中同心度。

Description

一种原始对中装置和系统

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是一种原始对中装置和系统。

背景技术

在制备晶闸管的过程中，需要通过光刻在硅晶圆片表面形成特定的器件图形，其中，器件图形与晶圆片之间的原始记号对准同心度(即原始对中)对后续相关工序的品质有很大的影响。所谓原始对中，就是在晶圆片上做光刻标记之前，对晶圆片和光刻板图案的圆心进行的对中。

现有的光刻工艺中，是采用简单目测的方式进行原始对中，在安放光刻板的定位模中缺乏有效的对中机构，操作人员凭经验估测晶圆片和光刻板的圆心大致重合，然后开始进行光刻。由于操作人员在进行原始对中时完全根据个人经验，没有进行参考调整的措施，所以对原始对准记号的对中偏差过高并且参差不齐。

原始对中的偏差过高会导致如下问题：

1)后续的光刻阳极铝层图形对准只能依靠光刻来解决，无法实现蒸发环自对准，增加了工艺的复杂度；

2)后续的光刻阴极铝层无法实现用蒸发环挡住对准记号，使阴极铝层的对准记号清晰度下降，进而影响其光刻对准精度；

3)图形对中不规范会使后续的激光割圆操作出现激光与激光对准模之间不匹配，导致割圆排火不畅的晶圆片边缘损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种原始对中装置和系统，以解决现有的晶圆片和光刻板的原始对中偏差过高的问题。

本发明提供了一种原始对中装置，所述装置上表面开有第一圆槽孔，用于容置晶圆片，所述第一圆槽孔的深度低于晶圆片的厚度；所述装置上表面还具有直径大于第一圆槽孔且与第一圆槽孔同心的标记线，所述装置上的标记线与光刻板上的标记线在原始对中时重合。

优选的，所述第一圆槽孔底面开有直径小于所述第一圆槽孔的第二圆槽孔，所述第二圆槽孔与容置于第一圆槽孔中的晶圆片围成空腔；所述第二圆槽孔底面开有第一通孔，所述第一通孔连通所述空腔与真空吸附装置。

优选的，所述第一圆槽孔、第二圆槽孔的圆心重合。

优选的，所述装置的上表面还具有侧壁，所述侧壁上水平贯穿有定位螺丝，所述定位螺丝用于对覆盖在第一圆槽孔上且原始对中后的光刻板定位。

具体的，所述侧壁围绕第一圆槽孔外侧的标记线形成槽孔，所述侧壁形成的槽孔为方形或圆形。

具体的，所述定位螺丝的轴向平行于所述装置的上表面，且所述定位螺丝部分嵌入所述上表面。

优选的，所述装置还开有第二通孔，所述第二通孔的远端位于原始对中后的光刻板之外，所述第二通孔的近端位于原始对中后的光刻板之内且位于第二圆槽孔之外。

优选的，所述第二通孔为矩形通孔或椭圆形通孔。

优选的，所述第一圆槽孔外侧的标记线和光刻板上的标记线为圆形。

本发明还提供了一种原始对中系统，包括光刻板和上述原始对中装置，所述光刻板上具有与光刻板上图案同心、且能够与所述原始对中装置上的标记线重合的标记线。

本发明的原始对中装置和系统在容置晶圆片的第一圆槽孔外设置有与第一圆槽孔同心的标记线，保障了第一圆槽孔外的标记线与晶圆片接近同心；在光刻板上也设置有与光刻板的图案同心的标记线，因此，通过将第一圆槽孔外的标记线与光刻板上的标记线对准，能够实现晶圆片和光刻板上图案的良好原始对中，改善原始对中同心度；使用定位螺丝对调整好位置的光刻板进行准确定位，能够方便的使用同一个光刻板对多个晶圆片进行原始对中和光刻，而无需重调；通过在第一圆槽孔底面开设第二圆槽孔并连接真空吸附装置，能够避免掀起光刻板时将晶圆片带起而引起的晶圆片跌损。

附图说明

图1是本发明的原始对中装置的立体示意图；

图2是本发明的原始对中装置的俯视图；

图3是本发明的原始对中装置的操作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。

本发明提供了一种原始对中装置的实施例，参见图1和图2。

所述装置10上表面开有第一圆槽孔100，用于容置晶圆片30，所述第一圆槽孔的深度低于晶圆片30的厚度，所述装置10上表面还具有直径大于第一圆槽孔100且与第一圆槽孔100同心的标记线(图中未示出)，所述装置10上的标记线与光刻板20上的标记线(图中未示出)在原始对中时重合。

所述第一圆槽孔100的直径略大于晶圆片30，晶圆片30与第一圆槽孔100之间的空隙不大于0.1mm。第一圆槽孔100的深度低于晶圆片30的厚度，是为了保证光刻板20能够与晶圆片30上表面良好的贴合，避免由于光刻板20与晶圆片30之间的空隙，导致后续的光刻由于光衍射而造成的图案边缘不清晰。

优选的，第一圆槽孔100外侧的标记线和光刻板20上的标记线为圆形，当然，若能够对形成标记线的过程进行精确控制，标记线也可以为正方形、多边形等其他形状。

进行原始对中时，由于光刻板20部分区域有图案，部分区域空白透明，因此可以使用从空白区域透出的光刻板20上的标记线与所述装置10上表面的标记线进行对准。

由于在光刻板20和本发明的原始对中装置10上都增加了作为对准标志的标记线，操作人员可以根据标记线是否重合来判断原始对中是否准确。

上述装置10的第一圆槽孔100底面开有直径小于第一圆槽孔的第二圆槽孔101，优选的，第一圆槽孔100、第二圆槽孔101的圆心重合。第二圆槽孔101与容置于第一圆槽孔100中的晶圆片30围成空腔；第二圆槽孔101底面开有第一通孔102，第一通孔102连通所述空腔与真空吸附装置。真空吸附装置可以使空腔内处于低气压状态，由此，可以在取出光刻板20更换晶圆片30时，防止晶圆片30随着光刻板20一起被带出、造成晶圆片30跌损等破坏。所述真空吸附装置可以只吸附晶圆片30，而不吸附光刻板20。

所述装置10的上表面还具有侧壁103，侧壁103上水平贯穿有定位螺丝104，定位螺丝104用于对覆盖在第一圆槽孔100上且原始对中后的光刻板20定位。

优选的，侧壁103可以围绕第一圆槽孔100外侧的标记线形成槽孔，侧壁103形成的槽孔可以为方形或圆形等，优选为方形。定位螺丝104的轴向平行于所述装置10的上表面，且定位螺丝104部分嵌入所述上表面。由于定位螺丝104接触光刻板20的一端由所述装置10上表面的凹槽来限制水平方向的摆动，进一步提高了对光刻板20定位的准确度。由于定位螺丝104不会前向/后向移动，因此提高了对光刻板20定位的操作可重复性。

为了方便对光刻板20的取放，所述装置10还开有第二通孔105，第二通孔105的远端位于原始对中后的光刻板20边缘之外，第二通孔105的近端位于原始对中后的光刻板20边缘之内且位于第二圆槽孔101之外。第二通孔105可以为矩形通孔或椭圆形通孔等。

开通第二通孔105到光刻板20边缘下方，是为了方便更换晶圆片30时掀取光刻板20，操作人员可以用手指将光刻板20向上掀起并取下。优选的，第二通孔105的近端与第一圆槽孔100圆心的距离小于第一圆槽孔100的半径且大于第二圆槽孔101的半径，这样可以方便的取放晶圆片30。

实际生产中，通常是使用同一个光刻板对多个晶圆片进行光刻，一片光刻板有可能连续使用一星期，若每光刻一个晶圆片都做一遍原始对中，必然会影响生产效率。通过使用定位螺丝101对光刻板20进行定位，可以在原始对中一次后，再次放入同一光刻板20时，其上的标记线与所述装置10上表面的标记线依然重合，由此减少操作程序，提高生产效率。可以仅在更换另一片光刻板20时再进行原始对中。

根据目前晶圆片尺寸的不同，原始对中装置可以有表1列举的几种规格，其中的参数是较优的参数。当然，针对晶圆片尺寸的调整，本实施例的原始对中装置也可以方便的进行相应的尺寸调整，满足对各种尺寸的晶圆片进行原始对中的需求。

表1

下面对本发明的原始对中装置的一个优选实施例的使用方法进行说明，参见图3：

S301，将光刻板放入对中装置的方形槽孔中；

S302，调整光刻板，使光刻板上的标记线与第一圆槽孔外侧的标记线重合；

S303，调整定位螺丝，对光刻板进行定位；

S304，将原始对中装置装入光刻机，检查并连接真空吸附装置；

S305，对晶圆片进行匀胶、烘干；

S306，将晶圆片装入原始对中装置；

S307，对晶圆片曝光；

S308，断开真空吸附装置，将曝光后的晶圆片从原始对中装置取出；

S309，若还有晶圆片未曝光，则重复步骤S306～S308，若完成全部晶圆片曝光，则进行步骤S310：关闭真空吸附装置，取出原始对中装置。

其中，步骤S305也可以在步骤S301之前完成。

本发明的原始对中装置在容置晶圆片的第一圆槽孔外设置有与第一圆槽孔同心的标记线，保障了第一圆槽孔外的标记线与晶圆片接近同心；在光刻板上也设置有与光刻板的图案同心的标记线，因此，通过将第一圆槽孔外的标记线与光刻板上的标记线对准，能够实现晶圆片和光刻板上图案的良好原始对中，将原始记号对准的同心度由原来的1～3mm改善为0.2mm；使用定位螺丝对调整好位置的光刻板进行准确定位，能够方便的使用同一个光刻板对多个晶圆片进行原始对中和光刻，而无需重调；通过在第一圆槽孔底面开设第二圆槽孔并连接真空吸附装置，能够避免掀起光刻板时将晶圆片带起而引起的晶圆片跌损。

通过使用本发明的原始对中装置，大大降低了原始对中的偏差，能够实现后续过程中的光刻阳极铝层图形蒸发环自对准，省去了阳极面的对准光刻，简化了光刻工艺，提高了效率；能够对后续的光刻阴极铝层图形采取蒸发环挡住对准记号，提高铝层光刻时的清晰度，进而改善其光刻对准精度；彻底消除了后续的激光割圆中出现的激光与激光对准模之间的不匹配，避免了因割圆排火不畅引起的晶圆片边缘损伤。

本发明还提供了一种原始对中系统的实施例，包括光刻板和前面实施例中描述的原始对中装置，所述光刻板上具有与光刻板上图案同心、且能够与所述原始对中装置上的标记线重合的标记线。

本发明的原始对中系统，在原始对中装置容置晶圆片的第一圆槽孔外设置有与第一圆槽孔同心的标记线，保障了第一圆槽孔外的标记线与晶圆片接近同心；在配合使用的光刻板上也设置有与光刻板的图案同心的标记线，因此，通过将第一圆槽孔外的标记线与光刻板上的标记线对准，能够实现晶圆片和光刻板上图案的良好原始对中，将原始记号对准的同心度由原来的1～3mm改善为0.2mm；使用定位螺丝对调整好位置的光刻板进行准确定位，能够方便的使用同一个光刻板对多个晶圆片进行原始对中和光刻，而无需重调；通过在第一圆槽孔底面开设第二圆槽孔并连接真空吸附装置，能够避免掀起光刻板时将晶圆片带起而引起的晶圆片跌损。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种原始对中装置，其特征在于，所述装置上表面开有第一圆槽孔，用于容置晶圆片，所述第一圆槽孔的深度低于晶圆片的厚度；

所述装置上表面还具有直径大于第一圆槽孔且与第一圆槽孔同心的标记线，所述装置上的标记线与光刻板上的标记线在原始对中时重合。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一圆槽孔底面开有直径小于所述第一圆槽孔的第二圆槽孔，所述第二圆槽孔与容置于第一圆槽孔中的晶圆片围成空腔；所述第二圆槽孔底面开有第一通孔，所述第一通孔连通所述空腔与真空吸附装置。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一圆槽孔、第二圆槽孔的圆心重合。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置的上表面还具有侧壁，所述侧壁上水平贯穿有定位螺丝，所述定位螺丝用于对覆盖在第一圆槽孔上且原始对中后的光刻板定位。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述侧壁围绕第一圆槽孔外侧的标记线形成槽孔，所述侧壁形成的槽孔为方形或圆形。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述定位螺丝的轴向平行于所述装置的上表面，且所述定位螺丝部分嵌入所述上表面。

7.如权利要求2-6任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还开有第二通孔，所述第二通孔的远端位于原始对中后的光刻板之外，所述第二通孔的近端位于原始对中后的光刻板之内且位于第二圆槽孔之外。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二通孔为矩形通孔或椭圆形通孔。

9.如权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述第一圆槽孔外侧的标记线和光刻板上的标记线为圆形。

10.一种原始对中系统，其特征在于，包括光刻板和如权利要求1-9任一项所述的原始对中装置，所述光刻板上具有与光刻板上图案同心、且能够与所述原始对中装置上的标记线重合的标记线。

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