CN101685271A - 一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体光刻中用于检测晶圆片晶边清洗宽度的方法。所述检测方法的步骤包括：在晶圆片上涂覆光阻膜，并清洗晶边；在晶圆片的晶边上定义多个检测区段；在每个检测区段内定义多个厚度量测点；依次并重复量测不同检测区段内各量测点的光阻膜厚度；以光阻膜平均厚度为参照值，对比每个检测区段内各量测点的光阻膜厚度差异，寻得晶边清洗的边界，并由量测点坐标计算得出各检测区段的晶边清洗宽度。本发明的检测方法投入应用实施后，能够有效监控晶边清洗的宽度，根据量测结果有针对性地对光阻涂布机台的参数进行调整，使晶圆片晶边清洗的宽度和位置能够满足工艺的要求，提高产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制程的检测方法，尤其涉及一种半导体光刻中用于检测晶圆片晶边清洗宽度的方法。
背景技术
在半导体工艺中，光刻已经成为一个至关重要的中间环节。一般光刻工艺主要包含三个步骤：即光阻涂布、曝光及显影，其中光阻液涂布质量的优劣直接影响着后续工艺的成品率。对光阻液涂布工艺而言，涂布在晶圆片上的光阻必须具备一定均匀的厚度。
现有技术一般采用旋转涂布的方式来实现，也就是将晶圆片固定在旋转涂布机台的旋转吸盘上，在晶圆旋转的状态下利用离心力的作用进行光阻液的涂布，使光阻液能均匀的涂布在晶片的表面。利用该旋转涂布的方式形成的光阻膜层虽然在中央区域具有均一分布的厚度，但在晶片的边缘区域却会产生光阻堆积的现象，形成珠状残余物。此种晶边区域的光阻堆积除对后续工艺有负面影响外，更有可能造成机台污染等问题。故而现有的工艺一般采用在涂布机台上完成光阻涂布后使用清洗液喷涂清洗的方式将堆积在晶边区域的珠状残余物去除。
如图2所示，是公知的利用自动涂布机台进行晶边清洗的方法示意图，晶圆片20固定在涂布机台30的承座12上，且承座12装在旋转马达10上。由此进行涂布工艺时，晶片可以以一定速度旋转，向所涂布的光阻液提供离心力。当晶圆片完成涂布材料覆盖后，必须采用EBR喷嘴14喷注化学溶解剂的方式使得晶边区域多余的光阻膜溶解，进而利用吸盘旋转产生的离心力将晶边溶解了的光阻膜层甩除。晶边清洗的宽度可以根据工艺要求在机台上设定，然而由于机台机械手臂控制系统可能存在误差，可能导致晶边清洗宽度与机台设定值不一致。晶边清洗过宽、过窄和晶边清洗区域产生不对称偏移，都会会造成晶边良率的降低，这是光刻制程中应该尽量避免的状况，具体地：晶边清洗过宽，内部的有效晶格减少，最终影响到产品产率；若晶边清洗过窄，残留在晶边区域的光阻膜层在后续制程中容易造成缺陷。
因此，研究并探索一种防止晶边涂布材料清洗的宽度超过设定规格的监控方案，即成为本行业技术人员改良工艺的一个重要方向。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的旨在提供一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，解决晶边涂布材料清洗的宽度超出规格或产生不对称偏移的不良状况，准确定位涂布机台晶边清洗的边界位置。
本发明检测方法的目的，其实施的方案为：
一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，其特征在于：所述检测方法的步骤包括：
步骤一、提供一干净的半导体晶圆片衬底，在晶圆片衬底上涂覆光阻膜，并清洗晶边；
步骤二、以晶圆片圆心为轴心，定义一直角坐标系，并在晶圆片的晶边上定义多个检测区段，所述检测区段的中心为晶边清洗宽度的预设值；
步骤三、在每个检测区段内定义多个厚度量测点；
步骤四、依次并重复量测不同检测区段内各量测点的光阻膜厚度；
步骤五、以光阻膜平均厚度为参照值，对比每个检测区段内各量测点的光阻膜厚度差异，当两相邻量测点的光阻膜厚度差异达到甚至超过该参照值时，即判断该检测区段的清洗边界落在该两个量测点之间；
步骤六、由量测点坐标，计算出清洗边界到晶圆片衬底晶边的距离，即为晶边清洗的宽度，统计各检测区段测得的晶边清洗宽度。
进一步地，所述的检测区段按照晶圆片等分定义，且至少为三等分，可以选择四等分、五等分，甚至六等分……。
更进一步地，所述量测点的个数、间距由晶边清洗宽度的精度决定。
本发明的检测方法投入应用实施后，能够有效监控晶边清洗的宽度，根据量测结果有针对性地对光阻涂布机台的参数进行调整，使晶圆片晶边清洗的宽度和位置能够满足工艺的要求，提高产品良率。
附图说明
图1为本发明检测方法的流程图；
图2为涂布机台进行晶边清洗的示意图；
图3为本发明一较佳实施例的晶边检测区段示意图；
图4为本发明一较佳实施例的晶边量测点示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点更易理解，下面特别结合本发明一具体实施例，作详细说明如下：
一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，其实现的步骤是这样的：
1.首先提供一片干净的半导体晶圆片，按照现有技术将晶圆片20固定涂布机台30的承座12上，且承座12装在旋转马达10上，通过光阻涂布机台30在晶圆片20上涂覆上一定厚度的光阻液40，随后在机台30上进行晶边清洗。
2.在晶圆片的晶边上定义多个检测区段51、52、53，该检测区段的中心为晶边清洗宽度的预设值。此外，该检测区段按照晶圆片等分定义，且至少为三等分，可以选择四等分、五等分，甚至六等分……。
3.在每个检测区段选择多个厚度量测点，量测点选择的个数和间距可以由晶边清洗宽度的精度决定。
4.利用厚度量测机台按晶圆中央到边缘或边缘到中央的顺序依次量测预先定义好的量测点的光阻膜厚度。
5.由于晶边清洗边界两边光阻层厚度的差异，以光阻膜平均厚度作为任意检测区段量测点厚度的参照值，总有相邻两个量测点间的厚度差异达到甚至超过设定的参照值，则认为晶边清洗边界落在这两个量测点之间。光阻层厚度差异的参照值可以在收集一段数据后得出平均值。
6.以晶圆片圆心为轴心，定义一直角坐标系，设晶圆片正视时的9点钟至3点钟方向为X轴正向，设晶圆片正视时12点钟方向为Y轴正向；由厚度量测机台设定的量测点的坐标，计算出晶边清洗边界到晶边的距离，即晶边清洗的宽度。
具体地，设定实施例中光阻涂布机台的晶边清洗宽度为1.5mm，且相邻两个量测点光阻厚度相差
时即认为晶边清洗边界发生在这两点之间。在干净的8英寸半导体晶圆片衬底上涂布光阻液并做完EBR晶边清洗后，将晶片装载到厚度量测机台上进行晶边光阻膜厚度的量测。如图3所示，本实施例采用4等分晶圆片衬底的形式，对于上述定义坐标系选用晶片的9点钟、12点钟和3点钟三个方向的检测区段51、52、53进行厚度量测。如图4所示，在任意单个检测区段内划分出8个等间距的量测点P1～P8，各量测点的坐标分别为：
检测区段53
P1(98.95，0)、P2(98.85，0)、P3(98.75，0)、P4(98.65，0)、P5(98.55，0)、P6(98.45，0)、P7(98.35，0)、P8(98.25，0)；
检测区段51
P9(-98.95，0)、P10(-98.85，0)、P11(-98.75，0)、P12(-98.65，0)、P13(-98.55，0)、P14(-98.45，0)、P15(-98.35，0)、P16(-98.25，0)；
检测区段52
P17(0，98.95)、P18(0，98.85)、P19(0，98.75)、P20(0，98.65)、P21(0，98.55)、P22(0，98.45)、P23(0，98.35)、P24(0，98.25)。
用厚度量测机台对这些量测点按从晶边到中央顺序依次的量测其光阻厚度，其厚度量测结果如下表表1所示，可以发现在检测区段53，光阻厚度在P4与P5之间光阻厚度差异超过
即认为晶边清洗边界在此两点之间，则晶边清洗宽度为100-(98.65+98.55)/2＝1.4mm，即8寸晶圆片半径减去两点中心点X轴方向座标。由此也可计算出检测区段51和检测区段52晶边清洗宽度也分别为1.4mm、1.4mm。
由此可见，本发明设计的检测方法投入应用实施后，能够有效监控晶边清洗的宽度，根据量测结果有针对性地对光阻涂布机台的参数进行调整，使晶圆片晶边清洗的宽度和位置能够满足工艺的要求，提高产品良率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本设计实施及请求保护的范围；凡不脱离本设计的精神和范围，对本发明进行等效修改或者等同替换的，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
表1
Claims (5)
1.一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，其特征在于：所述检测方法的步骤包括：
步骤一、提供一干净的半导体晶圆片衬底，在晶圆片衬底上涂覆光阻膜，并清洗晶边；
步骤二、以晶圆片圆心为轴心，定义一直角坐标系，并在晶圆片的晶边上定义多个检测区段，所述检测区段的中心为晶边清洗宽度的预设值；
步骤三、在每个检测区段内定义多个厚度量测点；
步骤四、依次并重复量测不同检测区段内各量测点的光阻膜厚度；
步骤五、以光阻膜平均厚度为参照值，对比每个检测区段内各量测点的光阻膜厚度差异，当两相邻量测点的光阻膜厚度差异达到甚至超过该参照值时，即判断该检测区段的清洗边界落在该两个量测点之间；
步骤六、由量测点坐标，计算出清洗边界到晶圆片衬底晶边的距离，即为晶边清洗的宽度，统计各检测区段测得的晶边清洗宽度。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，其特征在于：所述的检测区段按照晶圆片等分定义，且至少为三等分。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，其特征在于：所述晶圆片的等分定义为四等分。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，其特征在于：所述量测点的个数、间距由晶边清洗宽度的精度决定。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆片晶边清洗宽度的检测方法，其特征在于：步骤四中利用厚度量测机台量测不同检测区段内各量测点的光阻膜厚度。
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