CN201749843U

CN201749843U - 一种校准洗边机台的晶圆片

Info

Publication number: CN201749843U
Application number: CN2010202030916U
Authority: CN
Inventors: 田晓丹
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2020-05-20

Abstract

本实用新型涉及一种校准洗边机台的晶圆片，其特征在于：在晶圆片上设置有多组对准标记，各组对准标记分别与晶圆片边缘相距有预先设定的洗边宽度。每组对准标记包括有至少一个对准标识，且同一组的对准标记均匀分布在与晶圆片同心的圆周上，每组对准标记距离晶圆片的圆心的距离相等。且同一组的对准标记均匀分布在晶圆片的一个同心圆上。利用晶圆片对洗边机台进行洗边，然后比较光刻胶边缘与对准标记是否对齐，若不对齐则调整洗边机台，直至光刻胶边缘与对准标记对齐，此时洗边机台可以精确洗边。本实用新型的校准洗边机台的晶圆片可以对洗边机台进行多种洗边宽度的校对，使用方便，制作简单，可以广泛应用于洗边机台的校准中。

Description

一种校准洗边机台的晶圆片

技术领域

本实用新型涉及半导体制造工艺，特别是一种校准洗边机台的晶圆片。

背景技术

在集成电路制造工艺中要进行多次光刻步骤，光刻质量的好坏直接影响产品的合格率。一般的光刻工艺要经历晶圆片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。在实际操作时，显影工艺中要进行边缘光刻胶的去除(又称去除边圈)。图1示出了涂布光刻胶的步骤示意图，在旋涂光刻胶的过程中，机械手将晶圆片101固定在晶圆片轨道上旋转涂胶位置的真空托盘102上，真空托盘102带动晶圆片101高速旋转，使滴落在晶圆片101表面的光刻胶103在晶圆片表面均匀铺开。当晶圆片101旋转到一定程度时，由于离心力的作用表面的光刻胶103向晶圆片101边缘流动并流到背面。使晶圆片101边缘和背面隆起从而形成边圈。边圈是必须去除的，否则当干燥时，光刻胶剥落并产生颗粒。这些颗粒可能落在电路有源区、晶圆片传送系统和工艺设备里面，导致晶圆片上缺陷密度增加，设置在晶圆片背面的光刻胶可能会因为它粘附在晶圆片托盘上而导致故障。

现有技术通常利用光刻胶涂布显影机台内的晶片边缘曝光单元(WEE，Wafer Edge Exposure Unit)对晶圆片进行洗边。这种方法利用激光曝光晶片的边缘，使边缘的光刻胶软化，然后在后续的显影工艺中去除边缘的光刻胶。还有一种常见的洗边的方法是：在光刻胶旋转涂胶器配备了一种边圈去除装置(EBR Edge Bead Removal)，在旋转的晶圆片底侧喷出少量的溶剂，溶剂从倾斜的边缘转到顶端边缘。操作时要小心控制确保溶剂不能达到光刻胶上的电路有源区，否则溶剂将破坏掉光刻胶的电路有源区部分。典型的去边圈溶剂是丙烯乙二醇一甲胺以太醋酸盐(PGMEA)或者乙烯丙二醇一甲胺以太醋酸盐(EGMEA)。然而在实际操作中，这两种洗边方法都难以实现对洗边宽度的精确控制。不能精确洗边的缺陷在于：若洗掉的边圈过宽，将会破坏掉光刻胶的刻有电路图形部分；若洗边不彻底，在晶圆片的边缘将留有部分的边圈。当干燥时，残留的光刻胶剥落并产生颗粒误落入电路有源区，导致晶圆片上缺陷密度的增加。如果将洗边失败的晶圆片被送往化学机械研磨工艺中，将给后续研磨工艺带来难度。

因此在洗边前工程师需要判断光刻胶涂布显影机台洗边的精确度。通常判断光刻胶涂布显影机台洗边的精确度的方法是：首先，光刻胶涂布显影机台对涂布光刻胶晶圆片边缘进行曝光，软化了晶圆片边缘的光刻胶，然后将晶圆片送入光刻胶涂布显影机台中的显影槽，经过显影液浸泡后，已经软化了的边缘光刻胶就可以去除了。然后工程师用肉眼判断去除边圈的宽度与欲洗掉边圈的宽度是否吻合，若有误差则对光刻胶涂布显影机台进行校准，再用校准后的光刻胶涂布显影机台再次对晶圆片去除边圈，如此反复进行多次，最后达到精确去除边圈的目的。最后利用校准后的光刻胶涂布显影机台对大批量晶圆片进行去除边圈。由于这种方法依靠肉眼判断去除边圈宽度的误差，且肉眼判断时没有任何可靠性较高的依据，因此存在着精确度较差的问题。

因此，需要一套评测光刻胶涂布显影机台洗边宽度是否精准的方法和产品，从而有效解决边圈去除精确度差的问题，进一步提高半导体器件生产的良品率。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决上述边圈去除精确度差的问题，进一步提高半导体器件生产的良品率，本实用新型的一个方面提供了一种用于校准洗边机台的晶圆片，在所述晶圆片上设置有多组对准标记，所述各组对准标记分别与所述晶圆片边缘相距有预先设定的洗边宽度。

根据本实用新型的另一个方面，所述每组对准标记包括有至少一个对准标识，且同一组的所述对准标识均匀分布在与所述晶圆片同心的圆周上。

根据本实用新型的另一个方面，所述对准标记为圆形形状，所述圆形的圆心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

根据本实用新型的另一个方面，所述对准标记为正三角形，所述正三角形的中心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

根据本实用新型的另一个方面，所述对准标记为正方形，所述正方形的中心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

根据本实用新型的另一个方面，所述对准标记为弧线，所述弧线与所述晶圆片的边缘平行，所述弧线的中心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

根据本实用新型的另一个方面，所述对准标记距离所述晶圆片边缘的距离为1毫米、2毫米或者3毫米。

根据本实用新型的另一个方面，所述对准标记是通过刻蚀的方法形成在所述晶圆片上的。

根据本实用新型的另一个方面，所述刻蚀方法选自干法蚀刻、湿法蚀刻或者干法蚀刻与湿法蚀刻的组合。

本实用新型利用在校准洗边机台的晶圆片上设置若干对准标记，通过比较洗边后的光刻胶边缘与对准标记是否对齐，来校对洗边机台的精确度。因此本实用新型能够校对多种洗边机台的洗边宽度，且适合所有类型的洗边机台校准使用，制作简单，操作方便，可广泛应用于洗边机台的校准中。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1是旋转涂布光刻胶的步骤示意图；

图2是本实用新型的带有对准标记的晶圆片示意图；

图3是本实用新型的对准标记为弧线的晶圆片示意图；

图4是本实用新型的对准标记为正三角形的晶圆片示意图；

图5是本实用新型的对准标记为正方形的晶圆片示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便说明本实用新型是如何解决校对洗边机台精度的问题。显然，本实用新型的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

下面通过三个实施例对本实用新型的不同实施方式进行阐述。

实施例一

图2示出了根据本实用新型的可以校准洗边机台的晶圆片201，晶圆片201上设置有多组对准标记，例如第一组对准标记202、第二组对准标记203和第三组对准标记204，各组对准标记与晶圆片201的边缘之间的宽度分别等于预先设定的洗边宽度，例如第一组对准标记202距离晶圆片201边缘的距离为1毫米，则对准标记202作为洗边宽度为1毫米的对准标记；第二组对准标记203距离晶圆片201边缘的距离为2毫米，则对准标记203作为洗边宽度为2毫米的对准标记；第三组对准标记204距离晶圆片201边缘的距离为3毫米，则对准标记204作为洗边宽度为3毫米的对准标记。

距离晶圆片201边缘宽度相等的一组对准标记可以包含至少一个对准标识，且它们可以均匀分布在与晶圆片201同心的圆周上。即，若距离晶圆片201边缘某种宽度的对准标识共有两个，则这两个对准标识的中心与圆心的连线之间的夹角呈180度，若这种宽度的对准标识有三个，则这三个对准标识的中心与圆心连线之间的夹角呈120度，依次类推。

每一个对准标识包括有若干个实心圆，这些实心圆呈圆弧形排开，且它们所组成的圆弧与晶圆片201的边缘平行。每个实心圆的圆心距离晶圆片201边缘的距离为它所对应的洗边宽度。例如对准标记202的圆心距离晶圆片201边缘的距离为1毫米。

以上所述的各组对准标记距离晶圆片201的边缘的距离范围可以根据不同的洗边需求来设定，例如距离晶圆片201的边缘为1毫米、2毫米或3毫米等。

实施例二

图3示出了根据本实用新型的对准标记为弧线的示意图。晶圆片301上设置有多组对准标记，例如第一组对准标记302、第二组对准标记303和第三组对准标记304，各组对准标记与晶圆片301的边缘之间的宽度分别等于预先设定的洗边宽度，例如第一组对准标记302距离晶圆片301边缘的距离为1毫米，则对准标记302作为洗边宽度为1毫米的对准标记；第二组对准标记303距离晶圆片301边缘的距离为2毫米，则对准标记303作为洗边宽度为2毫米的对准标记；第三组对准标记304距离晶圆片301边缘的距离为3毫米，则对准标记304作为洗边宽度为3毫米的对准标记。

距离晶圆片301边缘宽度相等的一组对准标记可以包含至少一个对准标识，且它们可以均匀分布在与晶圆片301同心的圆周上。即，若对准标记302共有三个对准标识，则这三个对准标识的中心与圆心的连线之间的夹角呈120度；若对准标记303含有两个对准标识，则这两个对准标识的中心与圆心连线之间的夹角呈180度，依次类推。

每一个对准标识为一段与晶圆片301边缘平行的弧线，每一组对准标记的各段弧线均匀分布在晶圆片301的同心圆上，每段弧线的中心距离晶圆片301边缘的距离为对应的洗边宽度。

以上所述的各组对准标记距离晶圆片301的边缘的距离范围可以根据不同的洗边需求来设定，例如距离晶圆片301的边缘为1毫米、2毫米或3毫米等。

实施例三

图4示出了根据本实用新型的对准标记为正三角形的示意图。晶圆片501上设置有多组对准标记，各组对准标记与晶圆片501的边缘之间的宽度分别等于预先设定的洗边宽度。每组对准标记包括有若干个与晶圆片501边缘平行的正三角形，每个正三角形的中心距离晶圆片501边缘的距离为它所对应的洗边宽度。例如第一组对准标记502的中心距离晶圆片501边缘的距离为1毫米、第二组对准标记503的中心距离晶圆片501边缘的距离为2毫米、第三组对准标记504的中心距离晶圆片501边缘的距离为3毫米。

距离晶圆片501边缘宽度相等的一组对准标记可以包含至少一个对准标识，且它们可以均匀分布在与晶圆片501同心的圆周上。即，若对准标记502共有三个对准标识，则这三个对准标识与圆心的连线之间的夹角呈120度；若对准标记503含有两个对准标识，则这两个对准标识与圆心连线之间的夹角呈180度，依次类推。

每一个对准标识包括有若干个正三角形，这些正三角形呈圆弧形排开，且它们所组成的圆弧与晶圆片501的边缘平行。每个正三角形的中心距离晶圆片501边缘的距离为它所对应的洗边宽度。例如对准标记502的圆心距离晶圆片501边缘的距离为1毫米。

以上所述的各组对准标记距离晶圆片501的边缘的距离范围可以根据不同的洗边需求来设定，例如距离晶圆片501的边缘为1毫米、2毫米或3毫米等。

实施例四

图5示出了根据本实用新型的对准标记为正方形的示意图。晶圆片501上设置有多组对准标记，各组对准标记与晶圆片501的边缘之间的宽度分别等于预先设定的洗边宽度。每组对准标记包括有若干个与晶圆片501边缘平行的正方形，每个正方形的中心距离晶圆片501边缘的距离为它所对应的洗边宽度。例如第一组对准标记502的中心距离晶圆片501边缘的距离为1毫米、第二组对准标记503的中心距离晶圆片501边缘的距离为2毫米、第三组对准标记504的中心距离晶圆片501边缘的距离为3毫米。

每一个对准标识包括有若干个正方形，这些正方形呈圆弧形排列，且它们所组成的圆弧与晶圆片501的边缘平行。每个正方形的中心距离晶圆片501边缘的距离为它所对应的洗边宽度。例如对准标记502的圆心距离晶圆片501边缘的距离为1毫米。

如图2所示，根据本实用新型的带有对准标记的晶圆片201的制作方法包括以下步骤：

(1)首先利用光刻胶涂布显影机台在晶圆片201上均匀涂布一层光刻胶，光刻胶的厚度在500纳米左右；

(2)根据不同宽度的洗边需要，计算出各对准标记在晶圆片201上的位置坐标，然后将各位置坐标参数输入扫描式曝光机(Scanner机台)，由Scanner机台对晶圆片201上各位置坐标处进行曝光，再利用光刻胶涂布显影机台进行显影，形成距离晶圆片201边缘不同宽度的对准标记202的图案的光刻胶层；

(3)利用蚀刻机台在带有对准标记图案的光刻胶上进行蚀刻，将对准标记蚀刻在晶圆片201上；

(4)去除晶圆片201上剩余的光刻胶层。

步骤(3)中的蚀刻机台对晶圆片201所作的蚀刻可以是干法蚀刻或者湿法蚀刻，干法蚀刻是把晶圆片201表面暴露于气态中产生的等离子体，等离子体通过光刻胶中开出的窗口，在晶圆片201发生物理或化学反应，或者这两种反应同时发生，从而去掉暴露的表面材料。湿法蚀刻采用浸泡或者喷射的方式来进行湿法腐蚀，液体化学试剂以化学方式去除晶圆片201表面的材料。蚀刻方法是本领域技术人员熟知的技术手段，因此本实用新型对此不作限制。

步骤(4)中去除晶圆片201上剩余的光刻胶层可以采用灰化方法，或者其它去胶方法，本实用新型对此不作限定。

利用根据本实用新型的带有对准标记的晶圆片201进行校准光刻胶涂布显影机台的洗边宽度精准度的方法为：

首先对光刻胶涂布显影机台设定第一洗边宽度，例如：洗掉1毫米宽度的光刻胶，然后利用光刻胶涂布显影机台在晶圆片201上涂布一层光刻胶，将晶圆片送入Scanner机台利用激光曝光光刻胶的边圈，然后将晶圆片201送入显影槽进行显影，从而去除光刻胶的边圈。洗边后利用显微镜观察光刻胶边缘与对准标记202是否对齐，若不对齐，则对光刻胶涂布显影机台进行校准，直至光刻胶边缘与1毫米的对准标记203精确对齐，说明此时光刻胶涂布显影机台能够对1毫米的洗边宽度进行精确洗边。若再利用根据本实用新型的晶圆片201对光刻胶涂布显影机台进行2毫米洗边宽度的校对，则将晶圆片201上剩余光刻胶洗掉，重复进行以上校对方法。

上述实施例中，利用激光曝光光刻胶的边圈还可以替换为利用化学溶剂喷射在光刻胶的边圈上，从而洗去边圈。

本实用新型可以根据洗边需要在晶圆片201上设置距离晶圆片201边缘任意宽度的对准标记，然后利用光刻胶涂布显影机台对带有对准标记的晶圆片洗边，因此可以校对光刻胶涂布显影机台的多种洗边宽度。洗边后利用显微镜比对光刻胶边缘与对应的对准标记是否对齐，由于这种方法在比对时以对准标记为依据，相比较现有技术中没有任何比对标记的校准方法，具有校准更精确的效果。而且由于scanner机台曝光的精准度为微米级别，而在一般情况下，晶圆片的洗边宽度为毫米级别，因此保证了对准标记作为校对洗边宽度的依据的精确度。此外，这种方法适用于所有类型的光刻胶涂布显影机台的洗边校对。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims

1.一种用于校准洗边机台的晶圆片，其特征在于：在所述晶圆片上设置有多组对准标记，所述各组对准标记分别与所述晶圆片边缘相距有预先设定的洗边宽度。

2.如权利要求1所述的晶圆片，其特征在于：所述每组对准标记包括有至少一个对准标识，且同一组的所述对准标识均匀分布在与所述晶圆片同心的圆周上。

3.如权利要求1所述的晶圆片，其特征在于：所述对准标记为圆形形状，所述圆形的圆心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

4.如权利要求1所述的晶圆片，其特征在于：所述对准标记为正三角形，所述正三角形的中心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

5.如权利要求1所述的晶圆片，其特征在于：所述对准标记为正方形，所述正方形的中心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

6.如权利要求1所述的晶圆片，其特征在于：所述对准标记为弧线，所述弧线与所述晶圆片的边缘平行，所述弧线的中心距离所述晶圆片边缘的距离为所述洗边宽度。

7.如权利要求1所述的晶圆片，其特征在于：所述对准标记距离所述晶圆片边缘的距离为1毫米、2毫米或者3毫米。

8.如权利要求1所述的晶圆片，其特征在于：所述对准标记是通过刻蚀的方法形成在所述晶圆片上的。