CN103307983A - 晶圆边缘曝光工艺的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种晶圆边缘曝光工艺的检测方法，提供测试晶圆，在所述测试晶圆表面临近边缘处设置有至少一个定位图标群组；在所述测试晶圆表面涂覆光刻胶，并进行晶圆边缘曝光工艺；利用掩膜版对所述测试晶圆表面的光刻胶进行全面图形曝光；对所述光刻胶进行显影；根据所述图案化的光刻胶的边界位置与所述定位图标群组的位置关系确定晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，根据图案化的光刻胶的边界外是否有残留的光刻胶确定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度是否符合工艺要求。本发明所述晶圆边缘曝光工艺的检测方法不仅能够确定晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，并且能够确定曝光强度是否符合工艺要求，提高了检测效率并提高了检测的准确性。

Description

晶圆边缘曝光工艺的检测方法

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造工艺的检测方法，尤其涉及一种用于晶圆边缘曝光工艺的检测方法。

背景技术

晶圆边缘的光刻胶通常在制程过程中涂布的不均匀，因此一般不能得到较好的图形，而且有时还会造成光刻胶剥落而残留许多微粒，这些微粒落到晶圆的表面或背面，就会影响良率，因此采用例如边胶去除(Edge Bead Removal，EBR)或者晶圆边缘曝光(Wafer Edge Exposure，WEE)的方式把晶圆边缘的光刻胶去除，以便后续的光刻工艺将晶圆边缘的膜层(Film)清除干净，从而消除影响。

其中，边胶去除工艺是在胶涂过程中使用溶剂喷洒在晶圆边缘，将晶圆边缘的光刻胶去除，从而在曝光的过程中，晶圆背面边缘、侧边的光刻胶不至于落入晶圆的正面或背面以及光刻胶机台的载片台上造成污染。

晶圆边缘曝光工艺是在边胶去除步骤之后进行的，所述晶圆边缘曝光工艺是在涂布显影设备(Track)中进行处理的，具体步骤包括利用汞灯作为光源，在旋转晶圆时曝光晶圆边缘的光刻胶，曝光后的光刻胶则在显影时予以去除。在实际应用中，由于通常使用的光刻胶为正胶，正胶曝光后会产生酸性物质，故能够与碱性的显影液反应后去除。

边胶去除工艺主要由机台控制，采用特殊的溶液，喷洒在晶圆边缘的洗边区域内，以溶解光刻胶的残余。洗边的宽度可以根据不同的工艺要求预先在机台上设定。然而，由于机台机械控制系统可能存在误差，使得洗边的宽度与设定值不一致，或者洗边的区域在晶圆上产生不对称的偏移。因此，在完成洗边步骤后好需要通过检测来判断该边胶去除工艺是否符合工艺要求。

现有的检测方法主要由技术人员利用量具，例如直尺或游标卡尺等，来测量边胶去除的宽度，其测量结果并不准确；并且，由于晶圆边缘的各个方向上并非均匀一致，故为了测量的准确性，一般在晶圆的边缘设置多个测量点，例如均匀分布的四个点，完成多个测量点的测量，整个测量过程比较繁琐且效率低下。

专利号为CN101750038A的中国专利公开了一种用于边缘检测的测试晶圆及晶圆边缘检测方法，该晶圆检测方法通过设置多个定位标记，在进行涂胶和晶圆边缘曝光工艺之后，根据定位标记的显露程度检测检测晶圆边缘曝光工艺边缘光刻胶的去除宽度是否符合要求。然而，如果晶圆边缘曝光工艺中曝光强度不足，在后续的显影之后，会在晶圆表面临近边缘区域残留光刻胶，残留的光刻胶往往难以辨别，故通过所述专利的检测方法无法观察确认残留光刻胶，进而无法检测晶圆边缘曝光工艺的曝光强度。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种能够检测晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，同时能够检测曝光强度是否符合工艺要求的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，以提高了晶圆边缘曝光工艺的检测效率并提高了检测的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆边缘曝光工艺的检测方法，包括步骤：提供测试晶圆，所述测试晶圆表面临近边缘处设置有至少一个定位图标群组；在所述测试晶圆表面涂覆光刻胶，并进行晶圆边缘曝光工艺，以曝光位于所述测试晶圆表面边缘区域的光刻胶；利用掩膜版对所述测试晶圆表面的光刻胶进行全面图形曝光；对所述光刻胶进行显影，以去除测试晶圆表面边缘区域的光刻胶，并在测试晶圆表面其余位置上形成图案化的光刻胶；进行检测，根据所述图案化的光刻胶的边界位置与所述定位图标群组的位置关系确定晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，根据图案化的光刻胶的边界外是否有残留的光刻胶确定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度是否符合工艺要求。

进一步的，在对光刻胶进行显影的步骤之后，若所述定位图标光刻胶图案的边界在定位图标内，则判定晶圆边缘光刻胶的去除宽度符合工艺要求。

进一步的，在进行检测的步骤中，，若所述图案化的光刻胶的边界跨经所述定位图标群组，则判定晶圆边缘光刻胶的去除宽度符合工艺要求。

进一步的，在进行检测的步骤中，若所述图案化的光刻胶的边界外无残留的光刻胶，则判定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度符合工艺要求。

进一步的，在进行检测的步骤中，利用光学检测设备扫描所述图案化的光刻胶的显影图案，以获得宏观扫描图像，通过肉眼根据所述宏观扫描图像确定检测结果。

进一步的，所述定位图标群组包括两个以上，且均匀设置于所述测试晶圆表面边缘处。

进一步的，每一定位图标群组包括两个以上定位图标群，同一定位图标群组中每一定位图标群的中心均位于同一条圆周弧线上。

进一步的，每一定位图标群组包括两个定位图标群，同一定位图标群组中每一定位图标群的中心分别位于相对所述测试晶圆圆心对称的两侧。

进一步的，，所述每一定位图标群包括多个定位图标。

进一步的，所述定位图标呈圆形或正多边形。

进一步的，所述定位图标为正方形，所述定位包括四个定位图标子分区，并由所述四个定位图标子分区形成所述中心图标。

进一步的，所述定位图标包括有供定义出定位图标中心的中心图标。进一步的，所述定位图标包括有供定义出定位图标中心的中心图标。

进一步的，所述定位图标为正方形，所述定位图标进一步包括四个定位图标子分区，并由所述四个定位图标子分区形成所述中心图标。

相比于现有技术，本发明晶圆边缘曝光工艺的检测方法在进行晶圆边缘曝光工艺之后，增加利用掩膜版对光刻胶进行全面图形曝光并显影的步骤，形成具有图案的光刻胶，通过图案即可通过肉眼直接观察测试晶圆的宏观扫描图像，通过观察测试晶圆表面的图案化的光刻胶以外是否有残留的光刻胶来检测晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，由于残留的光刻胶同样具有图案，故很容易辨别，从而能够准确检测晶圆边缘曝光工艺的曝光强度是否符合工艺要求的问题，同时检测过程快速准确，克服了现有技术借助专用量具进行量测的繁琐及效率低下的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测方法的流程示意图。

图2～图3为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆的示意图。

图4为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中晶圆边缘曝光工艺符合要求的效果示意图。

图5为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆上一定位图标群的结构示意图。

图6为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆上一定位图标的结构示意图。

图7为本发明另一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆上一定位图标的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。

图1为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测方法的流程示意图。如图1所示，本发明提供一种晶圆边缘曝光工艺的检测方法，包括步骤：

步骤S01：提供测试晶圆，所述测试晶圆表面临近边缘处设置有至少一个定位图标群组；

步骤S02：在所述测试晶圆表面涂覆光刻胶，并进行晶圆边缘曝光工艺，以曝光位于所述测试晶圆表面边缘区域的光刻胶；

步骤S03：利用掩膜版对所述测试晶圆表面的光刻胶进行全面图形曝光；

步骤S04：对所述光刻胶进行显影，以去除测试晶圆表面边缘区域的光刻胶，并在测试晶圆表面其余位置上形成图案化的光刻胶；

步骤S05：根据所述图案化的光刻胶的边界位置与所述定位图标群组的位置关系确定晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，根据图案化的光刻胶的边界外是否有残留的光刻胶确定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度是否符合工艺要求。

图2～图3为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆的示意图。结合图1～图3所示，详细说明一实施例中所述晶圆边缘曝光工艺的检测方法。

如图2所示，在步骤S01中，提供测试晶圆100，在所述测试晶圆100表面临近边缘处设置有至少一个定位图标群组；所述测试晶圆100用于在批量生产的晶圆进行制程工艺之前，检测晶圆边缘曝光工艺是否符合工艺要求。所述测试晶圆100可以是50mm(2inch)、100mm(4inch)、150mm(6inch)、200mm(8inch)及300mm(12inch)中的任一尺寸，并且不限于此。

以下列举所述测试晶圆100上定位图标群组的结构的一实施例，应当明确的是，所述定位图标群组的数量、定位群组的位置、定位图标群组包括的定位图标群的数量、定位图标群的位置以及定位图标群包括的定位图标的数量和位置等的改变均在本发明的思想范围之内。

在本实施例中，如图2所示，在所述测试晶圆100表面边缘处依序设置有三个定位图标群组101、102、103，其中，三个定位图标群组101、102、103均匀设置于所述测试晶圆100表面临近边缘处，在较佳的实施例中，第一个定位图标群组101与第二定位群组102与测试晶圆100的圆心形成的角度与第一个定位图标群组101与第三定位群组103与测试晶圆100的圆心形成的角度相等；三个定位图标群组101、102、103分别设置于以测试晶圆100的圆心为圆心、半径不等的三个圆弧上，在较佳的实施例中，第一个定位图标101所在圆的半径到测试晶圆100的最边缘的间距也为1mm，三个定位图标群组101、102、103所在圆的相邻半径差为1mm。实际上，所述第一个定位图标101所在圆的半径测试晶圆100的最外边缘，以及三个定位图标群组101、102、103所在圆的相邻半径差可以根据工艺要求、测试晶圆的尺寸等特性的不同进行变更，例如为0.5mm、1.5mm或2mm等不同规格，其他尺寸亦可实施，在此不再另行赘述。

在较佳的实施例中，每一个定位图标群组101、102、103包括有二个定位图标群，同一定位图标群组中每一定位图标群的中心分别位于相对所述测试晶圆100圆心对称的两侧。具体来讲，如图2所示，第一个定位图标101包括两个定位图标群，第二定位图标群102包括两个定位图标群，第三定位图标103包括两个定位图标群，所述各个定位图标群之间为相互分离地均匀设置，以避免若多个定位图标群组在同一位置堆设在一起相互干扰并影响后续检测的问题。另外，每一个定位图标群进一步包括有多个定位图标110，特别地，所述多个定位图标为依序设置，较佳地为等间距设置，且其各个中心均排列在一条圆周弧线上。在实际生产过程中，所述圆周弧线并不是真实存在的，而是一条由多个定位图标的中心构成的虚拟线。

图3为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆上一定位图标群的结构示意图。结合图3和图4，在本实施例中，根据工艺要求及测试晶圆的尺寸特性，所述定位图标110整体呈正方形，其边长例如为0.53mm，则其对角线长度为0.75mm，则可提供一个数值在0.265mm～0.375mm区间内的目视检测范围。需说明的是，构成定位图标群的定位图标110的数量、定位图标的形状、尺寸及其相互间的间距等参量均可根据工艺要求或者便于后续检测的需要作不同的变更。图4为本发明一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆上一定位图标的结构示意图。如图4所示，在本实施例中，由于定位图标110可以根据ASML曝光机台的对准图标涉及，每一个定位图标110进一步包括四个定位图标子分区，所述四个定位图标子分区可形成供定义出定位图标中心的中心图标。其中，每一个定位图标100的子分区内进一步包括多条的刻度线，而每一定位图标子分区中刻度线呈交错排列，即，相邻二定位图标子分区内的刻度线呈不同排列方向，这样每一定位图标子分区中包括有两个方向的参考刻度。此外，定位图标的型态并不以此为限，其仍可作其他的变更，例如所述定位图标不划分为四个定位图标子分区，所述供定义出定位图标中心的中心图标也可以是圆点或是十字划线等。

图7为本发明另一实施例中晶圆边缘曝光工艺的检测过程中测试晶圆上一定位图标的结构示意图。如图7所示，在另一实施例中，定位图标110的形状也可以是圆形，易知圆形中其周边各点至中心的距离相同，故当定位110为圆形时具有简明直观并利于目视检测的优点，但并不以此为限，例如定位图标110的形状还可以是其他正多边形等，在此不再另行赘述。

此外，参考图2，测试晶圆100通常具有用于定位的一个定位缺口106，且在临近定位缺口106的周边区域处通过例如激光等方式刻印有用于标识测试晶圆批号或类型的识别代码(图中未标示)，露出所述部分周边区域以使得所述识别代码显露可见。因此，在本实施例中，在测试晶圆100正面的临近定位缺口106的周边区域进一步设置有多个缺口定位104，具体来讲，多个缺口定位图标104是以定位缺口106为中心围设在其周边，可界定出包含定位缺口106的一个定位区域，其中定位缺口106位于定位区域的对称轴上，定位区域大致成矩形。在这里，所述多个缺口定位图标104的形状、结构、设置方式等均可参照前述设于测试晶圆100正面的临近边缘处的定位图标，在此不再另行赘述。

在步骤S02中，在所述测试晶圆100表面涂覆光刻胶(图中未标示)，并进行晶圆边缘曝光工艺，以曝光位于所述测试晶圆100表面边缘区域的光刻胶；所述晶圆边缘曝光工艺是利用汞灯作光源，处理时，旋转测试晶圆100并曝光晶圆边缘的光刻胶，曝光后，测试晶圆100边缘的光刻胶则在显影时即去除。如图3所示。若晶圆边缘曝光工艺的光强度不足时，则不能完全曝光所述测试晶圆100表面边缘区域的光刻胶，在后续显影过程中会有部分残留。

结合图6所示，在步骤S03中，利用掩膜版对所述测试晶圆表面的光刻胶进行全面图形曝光；采用本领域普通技术人员熟知的曝光技术，通过掩膜版依次对测试晶圆上的光刻胶进行全面图形曝光。则在晶圆表面的光刻胶在后续显影过程之后会具有可辨别图案。

在步骤S04中，对所述光刻胶进行显影，以去除测试晶圆表面边缘区域的光刻胶，并在测试晶圆表面其余位置上形成图案化的光刻胶；

在步骤S05中，进行检测，根据所述图案化的光刻胶的边界位置与所述定位图标群组的位置关系确定晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，根据图案化的光刻胶的边界外是否有残留的光刻胶确定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度是否符合工艺要求。

其中，首先利用光学检测设备扫描所述图案化的光刻胶的显影图案，以获得宏观扫描图像。

然后，通过肉眼观测所述宏观扫描图像，若所述图案化的光刻胶的边界跨越所述定位图标群组，则判定晶圆边缘光刻胶的去除宽度符合工艺要求。若所述图案化的光刻胶的边界外无残留的光刻胶，则判定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度符合工艺要求，从而确定检测结果。

具体来讲，如图7所示，对于测试晶圆100的边缘，通过肉眼直接观察所述宏观扫描图像，观察测试晶圆100边缘的定位图标群组101的显露状态即可确定所述图案化的光刻胶的边界位置与所述定位图标群组的位置关系，若当所述定位图标群组是部分显露时，即所述图案化的光刻胶的边界跨经所述定位图标群组，则可判定晶圆边缘光刻胶的去除宽度符合工艺要求；否则，在其他情况下，当所述定位图标群组是完全显露或者完全覆盖而不可见时，即所述图案化的光刻胶的边界与所述定位图标群组错开，则可判定晶圆边缘光刻胶的去除宽度或宽或窄，均不符合工艺要求。同样，通过肉眼直接观察所述宏观扫描图像，观察图案化的光刻胶以外是否有残留的光刻胶，若所述图案化的光刻胶的边界外无残留的光刻胶，则说明边缘曝光工艺的曝光强度符合工艺要求，由于测试晶圆表面的光刻胶利用掩模板进行了全面图案化曝光，因此在显影步骤之后，在测试晶圆表面边缘区域、即图案化的光刻胶以外区域，若有残留的光刻胶，同样会显示出图案化，很容易通过肉眼观察出，则相比于现有技术更易观察、亦更准确；反之，则可判断晶圆边缘曝光工艺的曝光强度不符合工艺要求。具体另可参阅图4，其为晶圆边缘曝光工艺的检测过程中晶圆边缘曝光工艺符合要求的效果示意图，在这里，假设工艺要求的宽度为3mm左右。如图5所示，所述与边缘E的间距为3mm的第一个定位图标101为部分显露，则说明所述晶圆边缘光刻胶的去除宽度符合工艺要求。

另外，对于所述测试晶圆的包含定位缺口的定位区域，也可通过观察由所述缺口定位图标所界定的定位区域是否充分去边胶并显露出测试晶圆的标识代码来检测其是否符合工艺要求。

相比于现有技术，本发明晶圆边缘曝光工艺的检测方法在进行晶圆边缘曝光工艺之后，增加利用掩膜版对光刻胶进行全面图形曝光并显影的步骤，形成具有图案的光刻胶，通过图案即可通过肉眼直接观察测试晶圆的宏观扫描图像，通过观察测试晶圆表面的图案化的光刻胶以外是否有残留的光刻胶来检测晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，由于残留的光刻胶同样具有图案，故很容易辨别，从而能够准确检测晶圆边缘曝光工艺的曝光强度是否符合工艺要求的问题，同时检测过程快速准确，克服了现有技术借助专用量具进行量测的繁琐及效率低下的问题。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，包括步骤：

提供测试晶圆，所述测试晶圆表面临近边缘处设置有至少一个定位图标群组；

在所述测试晶圆表面涂覆光刻胶，并进行晶圆边缘曝光工艺，以曝光位于所述测试晶圆表面边缘区域的光刻胶；

利用掩膜版对所述测试晶圆表面的光刻胶进行全面图形曝光；

对所述光刻胶进行显影，以去除测试晶圆表面边缘区域的光刻胶，并在测试晶圆表面其余位置上形成图案化的光刻胶；

进行检测，根据所述图案化的光刻胶的边界位置与所述定位图标群组的位置关系确定晶圆边缘光刻胶的去除宽度是否符合工艺要求，根据图案化的光刻胶以外是否有残留的光刻胶确定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度是否符合工艺要求。

2.如权利要求1所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，在进行检测的步骤中，通过所述定位图标群组的显露状态确定所述图案化的光刻胶的边界与所述定位图标群组的位置关系，若所述图案化的光刻胶的边界跨经所述定位图标群组，则判定晶圆边缘光刻胶的去除宽度符合工艺要求。

3.如权利要求1所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，在进行检测的步骤中，若所述图案化的光刻胶的边界外无残留的光刻胶，则判定晶圆边缘曝光工艺的曝光强度符合工艺要求。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，在进行检测的步骤中，利用光学检测设备扫描所述图案化的光刻胶的显影图案，以获得宏观扫描图像，通过肉眼根据所述宏观扫描图像确定检测结果。

5.如权利要求1所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，所述定位图标群组包括两个以上，且均匀设置于所述测试晶圆表面边缘处。

6.如权利要求1或5所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，每一定位图标群组包括两个以上定位图标群，同一定位图标群组中每一定位图标群的中心均位于同一条圆周弧线上。

7.如权利要求6所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，每一定位图标群组包括两个定位图标群，同一定位图标群组中每一定位图标群的中心分别位于相对所述测试晶圆圆心对称的两侧。

8.如权利要求6所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，所述每一定位图标群包括多个定位图标。

9.如权利要求8所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，所述定位图标呈圆形或正多边形。

10.如权利要求9所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，所述定位图标为正方形，所述定位包括四个定位图标子分区，并由所述四个定位图标子分区形成所述中心图标。

11.如权利要求8至10中任意一项所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，所述定位图标包括有供定义出定位图标中心的中心图标。

12.如权利要求11所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，所述定位图标包括有供定义出定位图标中心的中心图标。

13.如权利要求12所述的晶圆边缘曝光工艺的检测方法，其特征在于，所述定位图标为正方形，所述定位图标进一步包括四个定位图标子分区，并由所述四个定位图标子分区形成所述中心图标。

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