CN110488573B - 一种晶圆光刻方法及晶圆光刻用光罩组件 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种晶圆光刻方法及晶圆光刻用光罩组件，所述晶圆光刻方法包括：在晶圆表面涂覆一层负性光刻胶；利用产品光罩的视场对至少位于所述晶圆边缘的所述负性光刻胶按预设的曝光单元区域进行逐个曝光，其中，位于所述晶圆边缘的所述曝光单元区域包括产品有效区和/或产品无效区；将空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，将所述空白光罩的视场覆盖至少部分所述产品无效区，进行曝光，其中，所述空白光罩可用于至少两种规格的产品光罩；对所述晶圆表面的所述负性光刻胶进行显影。通过上述方式，本申请能够实现产品无效区被负性光刻胶完全覆盖。

Description

一种晶圆光刻方法及晶圆光刻用光罩组件
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种晶圆光刻方法及晶圆光刻用光罩组件。
背景技术
目前晶圆一般采用圆形设计，其尺寸为8英寸或12英寸等。由于芯片一般是矩形，因此芯片无法布满整个晶圆，进而使得晶圆的边缘区域具有产品无效区，该产品无效区可以用于设置每片晶圆的刻码信息。如果产品无效区上形成金属凸块，则会干扰刻码读取，且会造成成本浪费。而目前现有技术中很难做到在形成金属凸块之前，产品无效区能够被光刻胶等物质完全覆盖。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种晶圆光刻方法及晶圆光刻用光罩组件，能够实现产品无效区被负性光刻胶完全覆盖。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种晶圆光刻方法，所述晶圆光刻方法包括：在晶圆表面涂覆一层负性光刻胶；利用产品光罩的视场对至少位于所述晶圆边缘的所述负性光刻胶按预设的曝光单元区域进行逐个曝光，其中，位于所述晶圆边缘的所述曝光单元区域包括产品有效区和/或产品无效区；将空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，将所述空白光罩的视场覆盖至少部分所述产品无效区，进行曝光，其中，所述空白光罩可用于至少两种规格的产品光罩；对所述晶圆表面的所述负性光刻胶进行显影。
其中，若所述空白光罩的视场小于所述产品无效区，则进行曝光后，再次将所述空白光罩的视场至少部分边缘对准所述产品无效区的其余边缘，将所述空白光罩的视场覆盖未曝光的剩余至少部分所述产品无效区，再次进行曝光，直至将所述产品无效区全部曝光。
其中，若所述空白光罩的视场大于等于所述产品无效区，所述将空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，将所述空白光罩的视场覆盖至少部分所述产品无效区，进行曝光，包括：将所述空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，将所述空白光罩的视场完全覆盖所述产品无效区，且不覆盖所述产品有效区。
其中，位于所述晶圆边缘的所述曝光单元区域全部为产品无效区、或位于所述晶圆边缘的所述曝光单元区域包括产品无效区和产品有效区；其中，所述产品无效区为矩形。
其中，所述空白光罩的视场为矩形，所述将空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，包括：若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的左上区域，则所述空白光罩的视场的右下角至少部分边缘与所述产品无效区的右下角至少部分边缘重合；若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的左下区域，则所述空白光罩的视场的右上角至少部分边缘与所述产品无效区的右上角至少部分边缘重合；若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的右上区域，所述空白光罩的视场的左下角至少部分边缘与所述产品无效区的左下角至少部分边缘重合；若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的右下区域，则所述空白光罩的视场的左上角至少部分边缘与所述产品无效区的左上角至少部分边缘重合。
其中，所述利用产品光罩的视场对至少位于所述晶圆边缘的所述负性光刻胶按预设的曝光单元区域进行逐个曝光，包括：利用所述产品光罩的视场对位于所述晶圆边缘位置的所有所述曝光单元区域逐个进行曝光处理；或，利用所述产品光罩的视场对位于所述晶圆边缘位置的仅包含所述产品有效区的所述曝光单元区域逐个进行曝光处理。
其中，所述对所述晶圆表面的所述负性光刻胶进行显影之前，所述晶圆光刻方法还包括：利用所述产品光罩的视场对除位于所述晶圆的边缘位置以外的其他所有曝光单元区域逐个进行曝光。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种晶圆光刻用光罩组件，所述光罩组件包括：产品光罩，包括第一本体，所述第一本体上设置有产品光刻图形以形成所述产品光罩的视场；空白光罩，包括第二本体，所述第二本体上设置有第一开口以形成所述空白光罩的视场；其中，一个所述空白光罩可用于至少两种规格的所述产品光罩。
其中，所述空白光罩的第一开口面积大于所述产品光刻图形外围边缘围设的面积。
其中，所述产品光罩包含至少两组产品光刻图形，且至少两组产品光刻图形不同；和/或，所述空白光罩包含至少两个第一开口，且至少两个第一开口的尺寸不同。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，一方面，本申请所提供的晶圆光刻方法包括：首先利用产品光罩的视场对至少位于晶圆边缘的负性光刻胶按预设的曝光单元区域进行逐个曝光；此时，若位于晶圆边缘的曝光单元区域中包含产品无效区，产品无效区中的部分负性光刻胶未被曝光；接着利用空白光罩的视场的至少部分边缘对准产品无效区的至少部分边缘，将空白光罩的视场覆盖至少部分所述产品无效区，此时产品无效区中之前未被曝光的负性光刻胶被曝光处理；最后在显影步骤中，由于产品无效区的负性光刻胶均被曝光处理，因此产品无效区的负性光刻胶不会被去除，进而后续产品无效区上不会形成金属凸点，降低产品无效区中刻码被金属凸块覆盖的概率，降低成本。另一方面，由于本申请中一个空白光罩可用于至少两种规格的产品光罩，从而可以进一步降低光罩成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为本申请晶圆光刻方法一实施方式的流程示意图；
图2为晶圆一实施方式的结构示意图；
图3为产品光罩一实施方式的结构示意图；
图4为产品光罩另一实施方式的结构示意图；
图5为空白光罩一实施方式的结构示意图；
图6为空白光罩另一实施方式的结构示意图；
图7为空白光罩的视场与产品无效区一实施方式的结构示意图；
图8为本申请晶圆光刻用光罩组件一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请晶圆光刻方法一实施方式的流程示意图，该晶圆光刻方法包括：
S101：在晶圆1表面涂覆一层负性光刻胶。
具体地，如图2所示，图2为晶圆一实施方式的结构示意图。该晶圆1为圆形，其尺寸可以为8英寸、12英寸等，其表面设置有多个阵列排布的芯片10，芯片10可以为矩形，芯片10的一侧表面设置有焊盘，芯片10之间设置有切割道(未标示)，以使得后续可沿该切割道切割进而获得单颗芯片10。
在一个应用场景中，上述步骤S101具体包括：在多个芯片10设置有焊盘一侧涂覆一层负性光刻胶。负性光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种由感光树脂、增感剂和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。负性光刻胶在经光照后发生固化反应，后续不能经显影步骤去除。
S102：利用产品光罩20的视场202对至少位于晶圆1边缘的负性光刻胶按预设的曝光单元区域12进行逐个曝光，其中，位于晶圆1边缘的曝光单元区域12包括产品有效区120和/或产品无效区122。
具体地，在一个应用场景中，在进行步骤S102之前，计算机系统会将晶圆1表面划分为多个曝光单元区域12，相邻曝光单元区域12的大小可以相同。位于晶圆1的边缘位置的曝光单元区域12中可以没有芯片10(如图2中箭头A所示区域)，也可包含至少一个芯片10(如图2中箭头B所示区域)，位于晶圆1除边缘位置以外的曝光单元区域12中可以包含多个芯片10(如图2中箭头C所示区域)。在本实施例中，可以将曝光单元区域12中设置有芯片10的区域定义为产品有效区120，而未设置芯片10的区域定义为产品无效区122。需要说明的是，相邻芯片10之间的切割道不属于本申请定义的产品无效区的范畴。
在另一个应用场景中，如图3所示，图3为产品光罩一实施方式的结构示意图。该产品光罩20包括第一本体200，第一本体200上设置有产品光刻图形(未标示)以形成产品光罩20的视场202，产品光罩20的视场202可以是产品光刻图形外围边缘围设的区域。该第一本体200的材质可以为金属(例如，铁镍合金等)或者非金属(例如，石英玻璃等)，该产品光刻图形可根据实际需要进行设计。此外，在本实施例中，如图4所示，图4为产品光罩另一实施方式的结构示意图，该产品光罩20a包含至少两组产品光刻图形，且至少两组产品光刻图形不同，即一个产品光罩20a可以适用于两种不同规格的产品，在曝光处理过程中可仅选择其中的一个视场对曝光单元区域12进行处理。
在本实施例中，上述步骤S102具体包括：利用产品光罩20的视场202对位于晶圆1边缘位置的所有曝光单元区域12逐个进行曝光处理。此时产品光罩20的视场202与曝光单元区域12的大小相同，实际采用的曝光机可以为步径机，曝光时可以一个步径一个步径的曝，一个步径对应一个曝光单元区域12。当然，在其他实施例中，也可利用产品光罩20的视场202对位于晶圆1边缘位置的仅包含产品有效区120的曝光单元区域12逐个进行曝光处理；此时，在进行曝光步骤之前，需要先进行判断步骤，即先判断位于晶圆1的边缘位置的曝光单元区域12中哪些包含产品有效区120。
此外，在该步骤S102之前或者之后，本申请所提供的光刻方法还包括：利用产品光罩20的视场202对除位于晶圆1的边缘位置以外的其他所有曝光单元区域12逐个进行曝光，通过该步骤可以实现对晶圆1表面包含产品有效区120的所有曝光单元区域12均进行产品光罩20曝光处理。
S103：将空白光罩30的视场302的至少部分边缘对准产品无效区122的至少部分边缘，将空白光罩30的视场302覆盖至少部分产品无效区122，进行曝光，其中，空白光罩30可用于至少两种规格的产品光罩20。
具体地，如图5所示，图5为空白光罩一实施方式的结构示意图。该空白光罩30包括第二本体300，第二本体300上设置有第一开口304以形成空白光罩30的视场302。在本实施例中，空白光罩30的视场302的大小可以大于、小于或等于产品光罩20的视场202的大小。由于上述步骤103中包含将空白光罩30的视场302的至少部分边缘对准产品无效区122的至少部分边缘的步骤，即包含移动空白光罩30的坐标的步骤，从而可以使得一个空白光罩30可以用于至少两种规格的产品光罩20。此外，在本实施例中，如图6所示，图6为空白光罩另一实施方式的结构示意图，该空白光罩30a包含至少两个第一开口304a，且至少两个第一开口304a的尺寸可以不同。
在一个应用场景中，若空白光罩30的视场302小于产品无效区122，则进行上述步骤S103曝光后，需要再次将空白光罩30的视场302至少部分边缘对准产品无效区122的其余边缘，将空白光罩30的视场302覆盖未曝光的剩余至少部分产品无效区122，再次进行曝光，直至将产品无效区122全部曝光。
在另一个应用场景中，若空白光罩30的视场302大于等于产品无效区122，则上述步骤S103包括：将空白光罩30的视场302的至少部分边缘对准产品无效区122的至少部分边缘，将空白光罩30的视场302完全覆盖产品无效区122，且不覆盖产品有效区120。
在又一个应用场景中，位于晶圆1边缘的曝光单元区域12全部为产品无效区122(如图2中标A的区域)、或位于晶圆1边缘的曝光单元区域12包括产品无效区122和产品有效区120(如图2中标B的区域)；其中，产品无效区122为矩形。当空白光罩30的视场302为矩形时，上述步骤中将空白光罩30的视场302的至少部分边缘对准产品无效区122的至少部分边缘，包括：
A、如图7a所示，若当前曝光单元区域12位于晶圆1的左上区域，则空白光罩30的视场302的右下角至少部分边缘与产品无效区122的右下角至少部分边缘重合。
B、如图7b所示，若当前曝光单元区域12位于晶圆1的左下区域，则空白光罩30的视场302的右上角至少部分边缘与产品无效区122的右上角至少部分边缘重合。
C、如图7c所示，若当前曝光单元区域12位于晶圆1的右上区域，空白光罩30的视场302的左下角至少部分边缘与产品无效区122的左下角至少部分边缘重合。
D、如图7d所示，若当前曝光单元区域12位于晶圆1的右下区域，则空白光罩30的视场302的左上角至少部分边缘与产品无效区122的左上角至少部分边缘重合。
需要注意的是，上述步骤A、B、C、D中空白光罩30的视场302覆盖至少部分产品无效区122时，空白光罩30的视场302不覆盖产品有效区120。
S104：对晶圆1表面的负性光刻胶进行显影。
具体地，经过该步骤S104之后，未经曝光处理的负性光刻胶被去除以形成凹槽，后续可在该凹槽中形成金属凸点。
总而言之，一方面，本申请所提供的晶圆光刻方法包括：首先利用产品光罩的视场对至少位于晶圆边缘的负性光刻胶按预设的曝光单元区域进行逐个曝光；此时，若位于晶圆边缘的曝光单元区域中包含产品无效区时，产品无效区中的部分负性光刻胶未被曝光；接着利用空白光罩的视场的至少部分边缘对准产品无效区的至少部分边缘，将空白光罩的视场覆盖至少部分所述产品无效区，此时产品无效区中之前未被曝光的负性光刻胶被曝光处理；最后在显影步骤中，由于产品无效区的负性光刻胶均被曝光处理，因此产品无效区的负性光刻胶不会被去除，进而后续产品无效区上不会形成金属凸点，降低产品无效区中刻码被金属凸块覆盖的概率，降低成本。另一方面，由于本申请中一个空白光罩可用于至少两种规格的产品光罩，从而可以进一步降低光罩成本。
请参阅图8，图8为本申请晶圆光刻用光罩组件一实施方式的结构示意图。该光罩组件5包括产品光罩50和空白光罩52。产品光罩50包括第一本体500，第一本体500上设置有产品光刻图形以形成产品光罩50的视场502。空白光罩52包括第二本体520，第二本体520上设置有第一开口524以形成空白光罩52的视场522；其中，一个空白光罩52可用于至少两种规格的产品光罩50。
在一个应用场景中，空白光罩52的第一开口524面积大于产品光刻图形外围边缘围设的面积，即空白光罩52的视场522面积大于产品光罩50的视场502的面积。
在又一个应用场景中，产品光罩50包含至少两组产品光刻图形，且至少两组产品光刻图形不同；和/或，空白光罩52包含至少两个第一开口524，且至少两个第一开口524的尺寸不同。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种晶圆光刻方法，其特征在于，所述晶圆光刻方法包括：
在晶圆表面涂覆一层负性光刻胶；
利用产品光罩的视场对至少位于所述晶圆边缘的所述负性光刻胶按预设的曝光单元区域进行逐个曝光，其中，位于所述晶圆边缘的所述曝光单元区域包括产品有效区和/或产品无效区；
将空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，将所述空白光罩的视场覆盖至少部分所述产品无效区，进行曝光，其中，所述空白光罩可用于至少两种规格的产品光罩；
对所述晶圆表面的所述负性光刻胶进行显影。
2.根据权利要求1所述的晶圆光刻方法，其特征在于，
若所述空白光罩的视场小于所述产品无效区，则进行曝光后，再次将所述空白光罩的视场至少部分边缘对准所述产品无效区的其余边缘，将所述空白光罩的视场覆盖未曝光的剩余至少部分所述产品无效区，再次进行曝光，直至将所述产品无效区全部曝光。
3.根据权利要求1所述的晶圆光刻方法，其特征在于，若所述空白光罩的视场大于等于所述产品无效区，所述将空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，将所述空白光罩的视场覆盖至少部分所述产品无效区，进行曝光，包括：
将所述空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，将所述空白光罩的视场完全覆盖所述产品无效区，且不覆盖所述产品有效区。
4.根据权利要求1所述的晶圆光刻方法，其特征在于，
位于所述晶圆边缘的所述曝光单元区域全部为产品无效区、或位于所述晶圆边缘的所述曝光单元区域包括产品无效区和产品有效区；
其中，所述产品无效区为矩形。
5.根据权利要求4所述的晶圆光刻方法，其特征在于，所述空白光罩的视场为矩形，所述将空白光罩的视场的至少部分边缘对准所述产品无效区的至少部分边缘，包括：
若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的左上区域，则所述空白光罩的视场的右下角至少部分边缘与所述产品无效区的右下角至少部分边缘重合；
若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的左下区域，则所述空白光罩的视场的右上角至少部分边缘与所述产品无效区的右上角至少部分边缘重合；
若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的右上区域，所述空白光罩的视场的左下角至少部分边缘与所述产品无效区的左下角至少部分边缘重合；
若当前所述曝光单元区域位于所述晶圆的右下区域，则所述空白光罩的视场的左上角至少部分边缘与所述产品无效区的左上角至少部分边缘重合。
6.根据权利要求1所述的晶圆光刻方法，其特征在于，所述利用产品光罩的视场对至少位于所述晶圆边缘的所述负性光刻胶按预设的曝光单元区域进行逐个曝光，包括：
利用所述产品光罩的视场对位于所述晶圆边缘位置的所有所述曝光单元区域逐个进行曝光处理；或，
利用所述产品光罩的视场对位于所述晶圆边缘位置的仅包含所述产品有效区的所述曝光单元区域逐个进行曝光处理。
7.根据权利要求1所述的晶圆光刻方法，其特征在于，所述对所述晶圆表面的所述负性光刻胶进行显影之前，所述晶圆光刻方法还包括：
利用所述产品光罩的视场对除位于所述晶圆的边缘位置以外的其他所有曝光单元区域逐个进行曝光。
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