CN113517176A - 晶圆的处理方法 - Google Patents

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CN113517176A CN202010276304.6A CN202010276304A CN113517176A CN 113517176 A CN113517176 A CN 113517176A CN 202010276304 A CN202010276304 A CN 202010276304A CN 113517176 A CN113517176 A CN 113517176A
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张成根
林锺吉
金在植
贺晓彬
丁明正
杨涛
李俊峰
王文武
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Zhenxin Beijing Semiconductor Co Ltd
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Zhenxin Beijing Semiconductor Co Ltd
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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Abstract

本申请公开了一种晶圆的处理方法，通过涂布显影设备实现；所述方法包括：在晶圆的表面涂布光刻胶；将所述晶圆划分为中心区域和边缘区域，所述边缘区域包围所述中心区域；进行边缘曝光工艺，以曝光位于所述晶圆的边缘区域的光刻胶；对曝光后的所述光刻胶进行显影。本申请提供的晶圆的处理方法，只通过一台涂布显影设备即可实现对晶圆边缘的光刻胶涂布、曝光和显影，工艺流程简单易操作，提供了工作效率，不需要再使用扫描曝光机或步进光刻机，节省了成本和空间。

Description

晶圆的处理方法
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种晶圆的处理方法。
背景技术
半导体的光刻工艺以光刻胶涂布、曝光、显影的顺序来进行。在涂布显影设备上进行涂布和显影，在扫描曝光机(或步进光刻机)设备上进行曝光,因此光刻工艺需要在涂布显影设备和曝光设备两大设备上进行。现有的PSES工艺是通过涂布显影设备和扫描曝光机(或步进光刻机)设备共同完成的。现有的PSES(Photo Sensitivity Edge Scheme，光敏感边缘方案)工艺流程包括：在涂布显影设备上进行光刻胶涂布，在扫描曝光机设备上进行曝光，在涂布显影设备上进行显影。如图1所示为通过PSES来改善制造电容器沟槽时晶圆边缘工艺的传统方法流程示意图。现有的WEE(Wafer Edge Exposure，晶圆边缘曝光)工艺包括：使晶圆旋转，在晶圆边缘曝光后,去除晶圆边缘光刻胶。目前没有只在涂布显影设备上完成PSES工艺的技术。
发明内容
本申请的目的是提供一种晶圆的处理方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种晶圆的处理方法，通过涂布显影设备实现；所述方法包括：
在晶圆的表面涂布光刻胶；
将所述晶圆划分为中心区域和边缘区域，所述边缘区域包围所述中心区域；
进行边缘曝光工艺，以曝光位于所述晶圆的边缘区域的光刻胶；
对曝光后的所述光刻胶进行显影。
本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请实施例提供的晶圆的处理方法，只通过一台涂布显影设备即可实现对晶圆边缘的光刻胶涂布、曝光和显影，工艺流程简单易操作，提供了工作效率，不需要再使用扫描曝光机或步进光刻机，节省了成本和空间。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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中记载的一些实施例，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。
图1为现有技术中通过PSES来改善电容器晶圆边缘工艺的传统方法流程示意图；
图2示出了本申请的一个实施例的晶圆的处理方法流程图；
图3示出了本申请的一个实施例的晶圆的边缘区域的示意图；
图4示出了本申请的一个实施例的通过照射头对晶圆边缘区域进行曝光的示意图；
图5示出了本申请的一个实施例的直线和固定位置模式的曝光模式示意图；
图6示出了本申请的一个实施例的进行边缘曝光工艺的示意图；
图7示出了本申请的一个实施例的曝光边缘的宽度范围示意图；
图8为图7的顶视图；
图9示出了本申请的另一实施例的曝光边缘的宽度范围示意图；
图10为图9的顶视图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
如图2所示，本申请的一个实施例提供了一种晶圆的处理方法，通过涂布显影设备实现；该方法包括：
在晶圆的表面涂布光刻胶。
在某些实施方式中，在晶圆的表面涂布光刻胶，包括：
提供一晶圆；将该晶圆载入涂布显影设备中，旋转晶圆并同时在晶圆上涂覆光刻胶，使得晶圆上形成具有预设厚度的光刻胶涂布层。
将晶圆划分为中心区域和边缘区域，边缘区域包围中心区域。
在某些实施方式中，将所述晶圆划分为中心区域和边缘区域，包括：基于晶圆的膜层厚度划分出晶圆的边缘区域和中心区域。如图3所示，区域A为边缘区域。
进行边缘曝光工艺，以曝光位于所述晶圆的边缘区域的光刻胶。
在某些实施方式中，进行边缘曝光工艺，包括：
在边缘区域设置用于标记边缘区域的对准标记；
根据晶圆上的对准标记，将涂布显影设备的圆筒形掩模板对准晶圆的边缘；
旋转该晶圆；
将透过该圆筒形掩模板的光投射到该晶圆的边缘。
对曝光后的光刻胶进行显影。
在某些实施方式中，对曝光后的光刻胶进行显影，包括：
调整涂布显影设备喷头位置，使喷头的中心投影落到晶圆的边缘区域内；旋转该晶圆；控制喷头喷洒显影液。
在某些实施方式中，光刻胶为负性光刻胶。
在某些实施方式中，对曝光后的所述光刻胶进行显影，包括：采用负显影技术对曝光后的所述光刻胶进行显影。
在某些实施方式中，该处理方法还包括对中心区域进行曝光和显影的步骤。
在某些实施方式中，对中心区域进行曝光，包括：采用直线和固定位置模式对中心区域进行曝光。
例如，如图4所示，晶圆1设置于旋转盘3上，照射头2对准晶圆1的边缘区域。旋转盘3带动晶圆1旋转时，照射头2照射晶圆1的边缘区域。照射头2所照射的区域为图3中所示出的尺寸为4*10μm的掩模部分。在某些实施方式中，晶圆的边缘形状为宽度小于60μm的圆环。
WEE的工艺模式中，使用直线和固定位置模式(Line and Fix position mode)，就如在扫描曝光机设备上进行，能使图形的形态进行曝光，这是一个新用途，本实施例中采用负性胶，在这种工艺模式下可以保留光刻胶，同时实现曝光功能。如图5所示为直线和固定位置模式的曝光模式示意图，矩形区域5为曝光区域。矩形区域5对应的是图3中的掩模部分。
本实施例进行边缘曝光工艺的示意图如图6所示，区域6为曝光区域，区域6属于边缘区域，旋转晶圆可以使晶圆边缘区域的不同部分按顺序进入区域6所在的位置，从而完成整个边缘区域的曝光。
最初的图形坐标，可以在设备内确认，在涂布显影设备的WEE菜单(Recipe)上采用。
本申请的另一实施例还提供一种涂布显影设备，包括：
光刻胶涂布装置，用于在晶圆的表面涂布光刻胶；
曝光装置，用于进行边缘曝光工艺，以曝光位于晶圆的表面边缘的光刻胶；
显影装置，用于对曝光后的光刻胶进行显影。
在某些实施方式中，曝光装置还用于对中心区域进行曝光。
在某些实施方式中，显影装置还用于对中心区域进行显影。
在某些实施方式中，涂布显影设备内部存在着能去除晶圆边缘光刻胶的WEE模块。
如图7和图8所示，在PSES工艺中，通过涂布显影设备进行曝光的曝光边缘的宽度控制在60μm以下。
如图9和图10所示，针对KrF光刻胶进行的晶圆边缘曝光(WEE)工艺的涂布显影边缘的宽度可以控制在10μm以下。图10中示出的10μm宽度的部分对应的是图3中的尺寸为4*10μm的掩模部分。
如果PSES工艺使用KrF光刻胶，曝光边缘宽度在10μm以下即可以满足通过涂布显影设备来曝光的条件。
PSES工艺的曝光边缘是60μm以下，如果在使用KrF光刻胶的涂布显影设备上进行WEE工艺，则可以维持在10μm以下。
光刻胶如果使用负性光刻胶，可以使用I-线光刻胶，KrF光刻胶，ArF干法光刻胶，浸润(immersion)式光刻胶等所有种类的光刻胶。
本申请实施例提供的晶圆的处理方法，只通过一台涂布显影设备即可实现对晶圆边缘的光刻胶涂布、曝光和显影，工艺流程简单易操作，提供了工作效率，不需要再使用扫描曝光机或步进光刻机，节省了成本和空间。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆的处理方法，其特征在于，通过涂布显影设备实现；所述方法包括：
在晶圆的表面涂布光刻胶；
将所述晶圆划分为中心区域和边缘区域，所述边缘区域包围所述中心区域；
进行边缘曝光工艺，以曝光位于所述晶圆的边缘区域的光刻胶；
对曝光后的所述光刻胶进行显影。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在晶圆的表面涂布光刻胶，包括：
提供一晶圆；
将所述晶圆载入所述涂布显影设备中，旋转所述晶圆并同时在所述晶圆上涂覆光刻胶，使得所述晶圆上形成具有预设厚度的光刻胶涂布层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行边缘曝光工艺，包括：
在所述边缘区域设置用于标记所述边缘区域的对准标记；
根据所述晶圆上的对准标记，将所述涂布显影设备的圆筒形掩模板对准所述晶圆的边缘；
旋转所述晶圆；
将透过所述圆筒形掩模板的光投射到所述晶圆的边缘。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述晶圆划分为中心区域和边缘区域，包括：基于所述晶圆的膜层厚度划分出所述晶圆的边缘区域和中心区域。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述晶圆的边缘形状为宽度小于60μm的圆环。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光刻胶为负性光刻胶。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对曝光后的所述光刻胶进行显影，包括：采用负显影技术对曝光后的所述光刻胶进行显影。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对曝光后的所述光刻胶进行显影，包括：
调整所述涂布显影设备喷头位置，使所述喷头的中心投影落到所述晶圆的边缘区域内；
旋转所述晶圆；
控制所述喷头喷洒显影液。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述中心区域进行曝光和显影的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述中心区域进行曝光，包括：
采用直线和固定位置模式对所述中心区域进行曝光。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102147572A (zh) * 2010-02-09 2011-08-10 台湾积体电路制造股份有限公司 晶片边缘曝光模块及晶片边缘曝光方法
CN204155062U (zh) * 2014-11-05 2015-02-11 安徽三安光电有限公司 一种具有曝光功能的涂胶显影机
CN210109554U (zh) * 2019-07-25 2020-02-21 上海华力微电子有限公司 一种遮光结构和涂胶显影机

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