CN113433799A - 晶圆边缘曝光方法、晶圆边缘曝光装置及掩膜板 - Google Patents

晶圆边缘曝光方法、晶圆边缘曝光装置及掩膜板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体制作领域，公开了一种晶圆边缘曝光方法、晶圆边缘曝光装置及掩膜板。其中，晶圆边缘曝光方法，包括：提供晶圆，所述晶圆边缘具有多个待曝光区域和与所述多个待曝光区域临接的非曝光区域；提供晶圆边缘曝光装置，所述晶圆边缘曝光装置依次对准各所述待曝光区域、且与所述非曝光区域相互隔离，对各所述待曝光区域进行曝光处理。与现有技术相比，本发明实施方式所提供的晶圆边缘曝光方法、晶圆边缘曝光装置及掩膜板具有在保证晶片的曝光效果的同时、减少曝光过程中对有效晶片的损伤的优点。

Description

晶圆边缘曝光方法、晶圆边缘曝光装置及掩膜板
技术领域
本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种晶圆边缘曝光方法、晶圆边缘曝光装置及掩膜板。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅，地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅。但是，传统晶圆生产工艺良莠不齐，总体都存在过程繁琐，成本高，良率低的不足。现有技术中，为了改善晶圆的晶边缺陷问题，会对晶边进行曝光。
然而，本发明的发明人发现，现有技术中的晶圆边缘曝光方法会对晶圆边缘上的部分有效晶片造成损伤，影响晶圆的品质。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种晶圆边缘曝光方法、晶圆边缘曝光装置及掩膜板，在保证晶片的曝光效果的同时、减少曝光过程中对晶圆的损伤。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种晶圆边缘曝光方法，包括：提供晶圆，所述晶圆边缘具有多个待曝光区域和与所述多个待曝光区域临接的非曝光区域；提供晶圆边缘曝光装置，所述晶圆边缘曝光装置依次对准各所述待曝光区域、且与所述非曝光区域相互隔离，对各所述待曝光区域进行曝光处理。
本发明的实施方式还提供了一种晶圆边缘曝光装置，包括：晶圆旋转组件、控制组件以及曝光组件；所述控制组件控制所述晶圆旋转组件依次旋转预设角度；当所述晶圆旋转组件旋转到所述预设角度时，所述控制组件控制所述曝光组件调节曝光面积和曝光时间。
本发明的实施方式还提供了一种掩膜板，包括：设置有透光孔的本体部；可移动的设置于所述本体部的遮光板，所述遮光板用于遮挡至少部分所述透光孔、以调节所述透光孔的面积。
本发明实施方式相对于现有技术而言，将晶圆边缘分割为待曝光区域和非曝光区域，通过晶圆边缘曝光装置对各个曝光区域进行曝光时，晶圆边缘曝光装置依次对准各个待曝光区域，对各个待曝光区域进行曝光，从而有效的保证了曝光效果。此外，由于晶圆边缘曝光装置依次对准各个待曝光区域时，与非曝光区域相互隔离，从而有效的保证不会对非曝光区域进行曝光，减少曝光过程中对晶圆的损伤。
另外，所述晶圆边缘曝光装置依次对准各所述待曝光区域，包括：在各所述待曝光区域设定对准标记；旋转所述晶圆，使得所述晶圆边缘曝光装置依次对准所述对准标记。
另外，所述旋转所述晶圆，使得所述晶圆边缘曝光装置依次对准所述对准标记，包括：对所述晶圆作缺口对准，确定所述晶圆的初始位置；根据各所述所述待曝光区域的位置信息，分别计算各所述对准标记与所述晶圆初始位置之间的圆心角；根据所述圆心角依次旋转所述晶圆，使得所述晶圆边缘曝光装置依次对准所述对准标记。
另外，还包括：所述晶圆边缘曝光装置根据各所述待曝光区域的位置信息，控制所述晶圆边缘曝光装置改变曝光面积和曝光时间。
另外，所述晶圆边缘曝光装置包括掩膜板，所述掩膜板包括用于曝光的透光孔和用于遮挡所述透光孔的遮光板；所述控制所述晶圆边缘曝光装置改变曝光面积，包括：改变所述遮光板的位置，调节所述遮光板遮挡所述透光孔的面积。
另外，所述曝光组件包括掩膜板，所述掩膜板包括用于曝光的透光孔和用于遮挡所述透光孔的遮光板；所述调节曝光面积，具体包括：改变所述遮光板的位置，调节所述遮光板遮挡所述透光孔的面积。
另外，还包括与所述遮光板连接的动力装置，所述动力装置用于带动所述遮光板移动。
另外，所述遮光板数量为多个；多个所述遮光板中至少包括相互垂直设置的两个所述遮光板、和/或多个所述遮光板中至少包括相互平行的两个所述遮光板。
附图说明
图1是本发明第一实施方式所提供的晶圆边缘曝光方法的流程图；
图2是本发明第一实施方式所提供的晶圆边缘曝光方法中晶圆的结构示意图；
图3是本发明第一实施方式所提供的晶圆边缘曝光方法中对各个曝光区域进行曝光的流程图；
图4是本发明第一实施方式所提供的晶圆边缘曝光方法中对各个曝光区域进行曝光的结构示意图；
图5是本发明第二实施方式所提供的掩膜板的结构示意图；
图6是本发明第三实施方式所提供的掩膜板的结构示意图；
图7是本发明第四实施方式所提供的晶圆边缘曝光装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种晶圆边缘曝光方法。具体流程如图1所示。包括以下步骤：
步骤S101：提供晶圆，晶圆边缘具有多个待曝光区域和与多个待曝光区域临接的非曝光区域。
具体的，如图2所示，晶圆上设置有多个晶片，获取位于晶圆边缘的且无需进行曝光的晶片的位置，将无需进行曝光的晶片组成的区域作为非曝光区域201，非曝光区域201将晶圆边缘分割为多个待曝光区域202。
步骤S102：提供晶圆边缘曝光装置，晶圆边缘曝光装置依次对准各待曝光区域、且与非曝光区域相互隔离，对各待曝光区域进行曝光处理。
具体的，在本实施方式中，预先在各个待曝光区域202设定对准标记，然后旋转晶圆，使得晶圆边缘曝光装置依次获取对准标记，并与对准标记对准，从而对准各个待曝光区域。可以理解的是，旋转晶圆使晶圆边缘曝光装置依次获取对准标记仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它实施方式中，也可以是旋转晶圆边缘曝光装置使晶圆边缘曝光装置依次获取对准标记，或者同时旋转晶圆和晶圆边缘曝光装置等，在此不进行一一列举，具体可以根据实际需要进行灵活的设置。
进一步的，在本实施方式中，预先计算各个对准标记与晶圆的初始位置之间的圆心角。在对晶圆边缘进行曝光时，首先确定晶圆的初始位置，即例如通过缺口对准、调零处理等方法将晶圆边缘曝光装置与晶圆的初始位置对准。然后旋转晶圆和/或晶圆边缘曝光装置，根据预先计算得到的圆心角，每旋转预先计算得到的圆心角的角度，即对准一个待曝光区域。从而使得晶圆边缘曝光装置依次对准各个待曝光区域。
进一步的，在本实施方式中，由于各个待曝光区域的面积和需要曝光的时间各不相同，预先将各个待曝光区域的面积和其位置及需要曝光的时间建立对应关系。在对晶圆边缘进行曝光时，晶圆边缘曝光装置每对准一个待曝光区域，即根据待曝光区域位置获取对应的曝光面积和需要曝光的时间，控制晶圆边缘曝光装置根据待曝光区域改变曝光面积和曝光时间。
此外，在本实施方式中，晶圆边缘曝光装置包括掩膜板，掩膜板中设置有可移动的遮光板，通过调节遮光板的位置，即可调节遮光板遮挡透光孔的面积，从而调节透光孔的形状和面积。通过调节遮光板的位置对透光孔的面积进行调整，使一个掩膜板可以对不同的曝光区域进行曝光，在满足对各个曝光区域的曝光需求，无需设置多个掩膜板，有效的简化曝光过程。
进一步的，在本实施方式中，通过设置于掩膜板的动力装置带动遮光板移动、以改变遮光板的位置。从而调节透光孔的形状和面积。通过设置在掩膜板上的动力装置带动遮光板移动，可以更为精准的对遮光板的位置进行设置，提升透光孔的精准度，进一步的减少曝光过程中对有效晶片造成的损伤。
进一步的，如图3所示为本实施方式中对各个待曝光区域202进行曝光的一种具体实施例，其可以保证对每一块待曝光区域202均可以进行曝光，防止有遗漏的情况发生。可以理解的是，图3所示仅为本实施方式中的一种具体的举例说明，并不构成限定，在本发明的其它是实施方式中，也可以是其它的方法，在此不进行一一列举。具体步骤如下：
步骤S301：获取各个曝光区域与晶圆的边缘上预设点之间的圆心角。
具体的，如图4所示，在本实施方式中，可以在各个曝光区域中随机选取一个取样点(如曝光区域的一个角等)，获取取样点与预设点401之间的圆心角作为曝光区域和预设点之间的圆心角。
步骤S302：以预设点为初始点旋转晶圆或掩膜板至少一周。
具体的，在本步骤中，晶圆和掩膜板之间相对旋转一周。其具体的实施过程中，可以使旋转晶圆一周，也可以是旋转掩膜板一周，具体可以根据实际需要进行灵活的设定。
步骤S303：当旋转角度等于圆心角时，对曝光区域进行曝光。
具体的，在本步骤中，当旋转角度等于圆心角时。如图4中1号曝光区域的圆心角为θ1，2号曝光区域的圆心角为θ2，即当旋转角度为θ1时，即可对1号曝光区域进行曝光，当旋转角度为θ2时，即可对2号曝光区域进行曝光。
与现有技术相比，本发明第一实施方式所提供的晶圆边缘曝光方法根据有效晶片将晶圆边缘分割为多个曝光区域，旋转晶圆或掩膜板逐一对各个曝光区域进行曝光时，通过调节透光孔的形状和面积，使得透光孔在晶圆上的正投影与有效晶片相互隔离，从而减少曝光过程中对有效晶片造成的损伤；此外，透光孔在晶圆上的正投影覆盖当前进行曝光的曝光区域，可以保证对晶圆边缘进行有效的曝光，保证晶片的曝光效果。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明的第二实施方式涉及一种掩膜板，如图5所示，包括：本体部501，本体部501上设置有透光孔502，可移动设置在本体部501上的遮光板503，遮光板503用于遮挡至少部分透光孔502、以调节透光孔502的面积。
与现有技术相比，本发明第二实施方式所提供的掩膜板中设置有可移动的遮光板503，通过调节遮光板503的位置，即可调节透光孔502的大小和位置，从而使一个掩膜板可以满足多种不同的曝光需求。
进一步的，在本实施方式中，还包括与遮光板503连接的动力装置504，动力装置504用于带动遮光板503移动。通过动力装置504带动遮光板503移动，可以有效的对遮光板503的移动距离进行控制，保证遮光板503的位置的准确性。
进一步的，在本实施方式中，遮光板503的数量为多个，多个遮光板503中至少包括相互垂直设置的两个遮光板503、和/或多个遮光板503中至少包括相互平行的两个遮光板503。通过设置两个相互垂直和/或平行的遮光板503，可以进一步对透光孔502的面积和位置进行控制。
本发明的第三实施方式涉及一种掩膜板。第三实施方式与第二实施方式大致相同，如图6所示，均包括本体部501，透光孔502，遮光板503，以及动力装置504，主要区别之处在于：在本发明第二实施方式中，还包括设置在遮光板503上的旋转转轴505。
具体的，在本实施方式中，遮光板503除包括第二实施方式中的可移动设置于本体部501外，还可绕旋转转轴505进行转动。
与现有技术相比，本发明第三实施方式所提供的掩膜板在保留第二实施方式的全部技术效果的同时，通过设置旋转转轴505，使得遮光板503可绕旋转转轴505进行旋转，进一步的增加透光孔502的形状和位置的可调节性。
本发明第四实施方式涉及一种晶圆边缘曝光装置，如图7所示，包括晶圆旋转组件701、控制组件(图未示出)以及曝光组件702。其中，控制组件控制晶圆旋转组件701依次旋转预设角度；当晶圆旋转组件701旋转到预设角度时，控制组件控制曝光组件702调节曝光面积和曝光时间，对待曝光区域进行曝光。其中，曝光组件702包括本发明其它实施方式所提供的掩膜板。
与现有技术相比，本发明第四实施方式所提供的晶圆边缘曝光装置中掩膜板为本发明其它实施方式所提供的掩膜板，从而可以调节透光孔的面积，在获取到曝光区域后，即可调节曝光组件702中掩膜版的透光孔的面积，对曝光区域进行曝光。
进一步的，在本实施方式中，晶圆旋转组件701和曝光组件702之间可发生相对转动，晶圆旋转组件701可以带动晶圆进行同步旋转。可以理解的是，在本实施方式中，可以是设置晶圆旋转组件701进行旋转，也可以是设置曝光组件702进行旋转，具体可以根据实际需要进行灵活的设定。通过设置晶圆旋转组件701和曝光组件702之间可发生相对转动，即可执行本发明第一实施方式所提供的晶圆边缘曝光方法，具体可以参考第一实施方式中的具体说明，在此不再赘述。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种晶圆边缘曝光方法，其特征在于，包括：
提供晶圆，所述晶圆边缘具有多个待曝光区域和与所述多个待曝光区域临接的非曝光区域；
提供晶圆边缘曝光装置，所述晶圆边缘曝光装置依次对准各所述待曝光区域、且与所述非曝光区域相互隔离，对各所述待曝光区域进行曝光处理。
2.根据权利要求1所述的晶圆边缘曝光方法，其特征在于，所述晶圆边缘曝光装置依次对准各所述待曝光区域，包括：
在各所述待曝光区域设定对准标记；
旋转所述晶圆，使得所述晶圆边缘曝光装置依次对准所述对准标记。
3.根据权利要求2所述的晶圆边缘曝光方法，其特征在于，所述旋转所述晶圆，使得所述晶圆边缘曝光装置依次对准所述对准标记，包括：
对所述晶圆作缺口对准，确定所述晶圆的初始位置；
根据各所述所述待曝光区域的位置信息，分别计算各所述对准标记与所述晶圆初始位置之间的圆心角；
根据所述圆心角依次旋转所述晶圆，使得所述晶圆边缘曝光装置依次对准所述对准标记。
4.根据权利要求2所述的晶圆边缘曝光方法，其特征在于，还包括：所述晶圆边缘曝光装置根据各所述待曝光区域的位置信息，控制所述晶圆边缘曝光装置改变曝光面积和曝光时间。
5.根据权利要求4所述的晶圆边缘曝光方法，其特征在于，所述晶圆边缘曝光装置包括掩膜板，所述掩膜板包括用于曝光的透光孔和用于遮挡所述透光孔的遮光板；
所述控制所述晶圆边缘曝光装置改变曝光面积，包括：
改变所述遮光板的位置，调节所述遮光板遮挡所述透光孔的面积。
6.一种晶圆边缘曝光装置，其特征在于，包括：
晶圆旋转组件、控制组件以及曝光组件；
所述控制组件控制所述晶圆旋转组件依次旋转预设角度；
当所述晶圆旋转组件旋转到所述预设角度时，所述控制组件控制所述曝光组件调节曝光面积和曝光时间。
7.根据权利要求6所述的晶圆边缘曝光装置，其特征在于，所述曝光组件包括掩膜板，所述掩膜板包括用于曝光的透光孔和用于遮挡所述透光孔的遮光板；
所述调节曝光面积，具体包括：
改变所述遮光板的位置，调节所述遮光板遮挡所述透光孔的面积。
8.一种掩膜板，其特征在于，包括：
设置有透光孔的本体部；
可移动的设置于所述本体部的遮光板，所述遮光板用于遮挡至少部分所述透光孔、以调节所述透光孔的面积。
9.根据权利要求8所述的掩膜板，其特征在于，还包括与所述遮光板连接的动力装置，所述动力装置用于带动所述遮光板移动。
10.根据权利要求8所述的掩膜板，其特征在于，所述遮光板数量为多个；
多个所述遮光板中至少包括相互垂直设置的两个所述遮光板、和/或多个所述遮光板中至少包括相互平行的两个所述遮光板。
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