CN206401278U

CN206401278U - 一种提高晶圆洗边精度的装置

Info

Publication number: CN206401278U
Application number: CN201720033202.5U
Authority: CN
Inventors: 王艳蓉
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2027-01-11

Abstract

本实用新型提供一种提高晶圆洗边精度的装置，包括旋转盘和边胶清洗装置，旋转盘上卡设涂覆有光刻胶的晶圆，边胶清洗装置内盛装有洗边溶液，边胶清洗装置还包括将洗边溶液喷洒于晶圆的洗边区域的喷嘴，该装置还包括对洗边区域宽度进行实时监测的监测装置，监测装置包括探测光发射器和探测光接收器，探测光发射器适于发射出探测光照射于晶圆的边缘，探测光接收器适于接收晶圆的边缘反射的光，并根据反射的光的能量判断洗边区域宽度的变化。本实用新型提高晶圆洗边精度的装置可以对洗边区域宽度进行实时监测，防止洗边线的偏移；从而改善了晶圆剥落缺陷，提升了晶圆的良率。

Description

一种提高晶圆洗边精度的装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造工艺技术领域，特别是涉及一种提高晶圆洗边精度的装置。

背景技术

在线产品经常会遭受到剥落缺陷的影响，从晶圆的上方俯视可以发现这些缺陷位于所述晶圆的边缘位置并围成一圈，缺陷的分布图如图1所示。业界为避免晶圆衬底的晶边上的剥落缺陷源头对晶圆良率产生影响，常通过清洗晶边的方式把可能的剥落源头去除，以防止此类缺陷掉入在线产品内部影响良率。

为了去除累积于晶圆边缘的光刻胶残留，通常在涂胶工艺后加入洗边(Edge BeanRemoval，EBR)工艺，也称作边缘球状物去除工艺、边胶去除工艺，以去除晶圆边缘的光刻胶残留。边胶去除(Edge Bead Remover，EBR)喷嘴将洗边液喷洒在晶圆边缘的洗边区域内，以溶解残留的光刻胶。

在洗边工艺中，洗边的宽度通常可根据不同的工艺要求预先在涂胶设备上设定。然而，由于机台可能存在误差，使得洗边液的喷洒无法确保在晶圆边缘的各个方向上都保持均匀，导致洗边的宽度与设定值不一致，或者洗边区域在晶圆上产生不对称的偏移，例如图2所示，EBR设定的值为1.0mm，而几个方向上的洗边宽度均不一致，误差率最高达到50％。

在现有技术中，为了避免洗边线产生偏移，目前采取的措施是在对曝光机台定期进行预防性维护(PM，Preventive Maintenance)的过程中，对曝光机台进行精度检测，使其曝光精度保证为1mm。但是由于每隔一段时间才进行一次PM，因此在两次PM之间。曝光机台的硬件可能会发生偏移，并且半导体晶片送往机台时的角度和方向也可能产生偏移，从而可能造成洗边线产生偏移；然而大多数的情况下，洗边线偏移都是通过后续的缺陷工程师(YE，Yield Engineer)或品质工程师(QE，Quality Engineer)分析得出的，此时，半导体晶片已经过很多道工艺步骤。因而洗边线偏移不能被及时发现，从而对集成电路的良率及半导体器件的性能造成影响。为了更早地发现洗边线偏移情况，目前采取的措施是目检，然而通过目检来发现洗边线偏移存在很大的困难，目测精度低，同时也是极不科学的。

所以，急需一种能够实时监测洗边过程中喷嘴偏移的装置，以保证晶圆的洗边宽度与设定值一致。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种提高晶圆洗边精度的装置，用于解决现有技术中晶圆洗边装置不能实时、精确判断洗边线偏移从而导致产品良率降低的问题，

为实现上述目的，本实用新型提供一种提高晶圆洗边精度的装置，包括旋转盘和边胶清洗装置，所述旋转盘上卡设涂覆有光刻胶的晶圆，所述边胶清洗装置内盛装有洗边溶液，所述边胶清洗装置还包括将所述洗边溶液喷洒于所述晶圆的洗边区域的喷嘴，所述提高晶圆洗边精度的装置还包括对所述洗边区域宽度进行实时监测的监测装置，所述监测装置包括探测光发射器和探测光接收器，所述探测光发射器适于发射出探测光照射于所述晶圆的边缘，所述探测光接收器适于接收所述晶圆的边缘反射的光，并根据反射的光的能量判断所述洗边区域宽度的变化。

于本实用新型的一实施方式中，所述探测光发射器发出的探测光与水平面的夹角范围为60度～90度。

于本实用新型的一实施方式中，所述探测光发射器发出的探测光为绿光。

于本实用新型的一实施方式中，所述探测光在所述晶圆上覆盖的宽度大于所述洗边区域的宽度。

于本实用新型的一实施方式中，还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器接受所述晶圆边缘反射的光信号并将其转化为光能量的数字信号。

于本实用新型的一实施方式中，所述旋转盘的旋转为匀速。

于本实用新型的一实施方式中，所述洗边溶液为有机溶剂。

于本实用新型的一实施方式中，所述喷嘴喷出所述洗边溶液的速度为1～30毫升/分钟。

于本实用新型的一实施方式中，所述边胶清洗装置的最大容许偏移值为200um。

如上所述，本实用新型的提高晶圆洗边精度的装置，具有以下有益效果：

1、通过设置监测装置便于对所述洗边区域宽度进行实时监测，防止洗边线的偏移给后续各工序造成影响；

2、通过对探测光接收器接受的光能量的计算得出对应于洗边区域宽度的关系，从而方便调节所述喷嘴的位置；

3、改善了晶圆剥落缺陷，提升了晶圆的良率，提升客户满意度。

附图说明

图1为现有技术中晶圆遭受到剥落缺陷的缺陷分布图。

图2为现有技术中洗边不均匀的晶圆示意图。

图3为本实用新型提高晶圆洗边精度的装置的结构示意图。

图4为本实用新型中探测光接收器接收的光能量与洗边区域宽度的关系示意图。

图5为本实用新型提高晶圆洗边精度的装置的工作过程图。

图6为对应于图5中步骤一至步骤四的晶圆洗边区域的状态图。

图7为本实用新型提高晶圆洗边精度的装置洗边后的仿真图。

元件标号说明

1 旋转盘

2 光刻胶

3 晶圆

4 喷嘴

5 监测装置

51 探测光发射器

52 探测光接收器

53 探测光

N 洗边区域

d 洗边区域宽度

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图3至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图3，本实用新型提供一种提高晶圆洗边精度的装置，包括旋转盘1和边胶清洗装置(未示出)，所述旋转盘1上卡设涂覆有光刻胶2的晶圆3，所述边胶清洗装置内盛装有洗边溶液，所述边胶清洗装置还包括将所述洗边溶液喷洒于所述晶圆3的洗边区域的喷嘴4，所述提高晶圆3洗边精度的装置还包括对所述洗边区域宽度d进行实时监测的监测装置5，所述监测装置5包括探测光发射器51和探测光接收器52，所述探测光发射器51适于发射出探测光53照射于所述晶圆3的边缘，所述探测光接收器52适于接收所述晶圆3的边缘反射的光，并根据反射的光的能量判断所述洗边区域宽度d的变化。

所述边胶清洗装置的喷嘴4与所述晶圆3两端边缘表面的距离和高度都是可以调节的，从而可以调节洗边区域宽度d。

本实用新型通过设置监测装置5对洗边区域宽度d进行实时监测，防止洗边区域N在晶圆3上产生不对称的偏移对后续各工序造成影响，具体做法是通过对探测光接收器52接受的光能量的计算得出对应于洗边区域宽度d的关系，从而方便调节所述喷嘴4的位置，例如，如果探测光接收器52接受的光能量越强则说明洗边区域宽度d越宽；反之，如果探测光接收器52接受的光能量越若，则说明洗边区域宽度d越窄。且所述监测装置5对洗边区域宽度d是实时监测监控的，可以具体检测到任意时刻、晶圆3边缘任一处的洗边区域宽度d。

图4为本实用新型中探测光接收器接收的光能量与洗边区域宽度的关系示意图，需要注意的是，图中每间隔300mm处，都会出现光能量最低点，形成一周期变化的图形，该处对应于晶圆3的凹槽(Notch)处，所述凹槽(未示出)为晶圆3片边缘上用于晶向定位之用。

作为示例，所述探测光发射器51发出的探测光53与水平面的夹角范围为60度～90度。由于晶圆3在旋转盘1上也是水平放置的，也即探测光53与水平面的夹角范围为60度～90度，该角度范围可以保证光能受光刻胶2厚度的影响较小。

作为示例，所述探测光发射器51发出的探测光53为绿光。当然，也可以是其它的频率的光，只要满足不会不影响到晶圆3本身即可，还需要知晓的是，所述探测光发射器51发出的探测光53的能量为一额定值。

作为示例，所述探测光53在所述晶圆3上覆盖的宽度大于所述洗边区域宽度d。也即保证在所述晶圆3旋转一圈时所述探测光53能覆盖所述洗边区域N，所述探测光53部分照射在光刻胶2上，部分照射在所述洗边区域N上。

作为示例，还包括数字信号处理器(未示出)，所述数字信号处理器接受所述晶圆3边缘反射的光信号并将其转化为光能量的数字信号。因为数字信号便于直观的得出光能量对应于洗边区域宽度d的关系，方便工作人员操作。

作为示例，所述旋转盘1的旋转为匀速。旋转盘1的匀速旋转也即是洗边过程的匀速，保证洗边的均匀性。

作为示例，所述洗边溶液为有机溶剂。例如丙酮、氢氧化钾乙醇溶液等。

作为示例，所述喷嘴4喷出所述洗边溶液的速度为1～30毫升/分钟。所述喷嘴4喷出的洗边溶液量不易过大和过快，以减小洗边溶液在晶圆3表面发生飞溅或散射的可能。

需要注意的是，在洗边工艺中洗边区域宽度d通常可根据不同的工艺要求预先在涂胶设备上设定。涂布机台首先要设置一洗边区域宽度d的值，该值为参考的标准值。作为示例，所述边胶清洗装置的最大容许偏移值为200um。

图5为本实用新型提高晶圆洗边精度的装置的工作过程图，具体过程包括：

第一步，涂胶工艺结束后进行边胶去除步骤，旋转盘1旋转；第二步，边胶清洗装置的开始工作，喷嘴4靠近晶圆3边缘并根据设定的洗边宽度值调整喷嘴4的位置；第三步，监测装置5开始工作，实时监测晶圆3洗边区域宽度d，并将洗边区域宽度d变化反馈于设备工程师；第四步，根据监测装置5反馈的洗边区域宽度d，设备工程师对喷嘴4的位置进行调整；第五步，完成洗边过程，喷嘴4离开晶圆3表面。

图6为对应于图5中步骤一至步骤四的晶圆洗边区域的状态图，在第一步的洗边工艺开始之前，晶圆3的边缘覆盖有光刻胶2；在第二步中，边胶清洗装置的开始工作，喷嘴4清洗一圈后会有部分光刻胶2被清除；在第三步中，监测装置5开始工作，对喷嘴4的清洗轨迹(洗边区域宽度d)实时监测，并根据检测结果调整喷嘴4的位置；图6中最后一幅图是调整喷嘴4后晶圆3洗边区域的状态图，符合设定的标准。

图7为本实用新型提高晶圆洗边精度的装置洗边后的仿真图。在设定的洗边宽度值为1.0mm情况下，使用本实用新型的提高晶圆洗边精度的装置可以控制洗边区域宽度d在各个方向上的偏移量，最大误差控制在2％，符合最大容许偏移值。

综上所述，本实用新型的提高晶圆洗边精度的装置，通过设置监测装置对洗边区域宽度进行实时监测，防止洗边线的偏移给后续各工序造成影响；通过对探测光接收器接受的光能量的计算得出对应于洗边区域宽度的关系，从而方便调节所述喷嘴的位置；改善了晶圆剥落缺陷，提升了晶圆的良率，提升客户满意度。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种提高晶圆洗边精度的装置，包括旋转盘和边胶清洗装置，所述旋转盘上卡设涂覆有光刻胶的晶圆，所述边胶清洗装置内盛装有洗边溶液，所述边胶清洗装置还包括将所述洗边溶液喷洒于所述晶圆的洗边区域的喷嘴，其特征在于，还包括对所述洗边区域宽度进行实时监测的监测装置，所述监测装置包括探测光发射器和探测光接收器，所述探测光发射器适于发射出探测光照射于所述晶圆的边缘，所述探测光接收器适于接收所述晶圆的边缘反射的光，并根据反射的光的能量判断所述洗边区域宽度的变化。

2.根据权利要求1所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，所述探测光发射器发出的探测光与水平面的夹角范围为60度～90度。

3.根据权利要求1所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，所述探测光发射器发出的探测光为绿光。

4.根据权利要求1-3任一项所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，所述探测光在所述晶圆上覆盖的宽度大于所述洗边区域的宽度。

5.根据权利要求1所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器接受所述晶圆边缘反射的光信号并将其转化为光能量的数字信号。

6.根据权利要求1所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，所述旋转盘的旋转为匀速。

7.根据权利要求1所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，所述洗边溶液为有机溶剂。

8.根据权利要求1所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，所述喷嘴喷出所述洗边溶液的速度为1～30毫升/分钟。

9.根据权利要求1所述的提高晶圆洗边精度的装置，其特征在于，所述边胶清洗装置的最大容许偏移值为200um。