一種多芯片邊膠去除裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子工藝中的光刻膠掩膜邊膠去除技術(shù)，具體指一種多芯片光刻膠掩膜邊膠去除裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微電子與半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的蓬勃發(fā)展，推動了與其密切相關(guān)的傳感器技術(shù)的微型化、集成化。目前，無論是微型傳感器的探測器芯片，還是后端的信號處理集成電路，都是基于微電子技術(shù)中的薄膜工藝和光刻工藝。因此，光刻工藝中的極限尺寸和光刻精度就成為制約微型傳感器及集成電路芯片的集成規(guī)模和性能的重要因素。盡管電子束曝光及非接觸式曝光技術(shù)成為提高光刻工藝極限尺寸和光刻精度的可選技術(shù)手段，但其較高的生產(chǎn)成本使得基于光致抗蝕劑的接觸式光刻工藝仍然是目前微電子領(lǐng)域首選的經(jīng)濟型光刻技術(shù)。
[0003]然而，光致抗蝕劑在旋轉(zhuǎn)涂覆過程中在芯片邊緣的堆積，即所形成的“邊膠”，一直都是影響光刻工藝的極限尺寸和光刻精度的技術(shù)問題，而且邊膠問題隨著芯片尺寸的減小而變得更加明顯。對于標(biāo)準(zhǔn)的硅晶圓芯片生產(chǎn)工藝，已經(jīng)有相應(yīng)的邊膠去除裝置(如，中國實用新型專利，CN201359681)來清洗掉晶圓邊緣堆積的邊膠。盡管通過技術(shù)改進，現(xiàn)有的邊膠去除工藝可以在一定程度上抑制光致抗蝕劑溶解劑對芯片內(nèi)部的濺射及晶圓損傷(如，中國發(fā)明專利，CN101819382A)，但是仍然存在如下問題:1)目前，所有基于溶解劑洗邊的邊膠去除方法或裝置，僅適用于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的晶圓芯片，對于非標(biāo)準(zhǔn)形狀和尺寸的芯片，這種洗邊方法難以實現(xiàn)；2)基于洗邊的邊膠去除方法要求被處理的芯片晶圓具有較好的機械強度(如，S1、GaAs)，能夠承受從噴嘴中噴出的溶解劑液體和保護氣體的沖擊，因此，對于材料機械強度較差的芯片(如，CdZnTe等)，這種洗邊方法也不適用；3)為了避免芯片內(nèi)部受到光致抗蝕劑噴洗的濺射作用，芯片邊緣都要留出較寬的洗邊區(qū)域，這對于尺寸較小的晶圓或芯片難免要浪費更多的芯片面積。
[0004]綜上所述，需要設(shè)計適用于形狀和尺寸不規(guī)則、材料機械強度差、尺寸較小的芯片的邊膠去除方法，并通過多芯片處理能力來提高生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)問題，提供一種多芯片光刻膠掩膜邊膠去除裝置，通過選擇性地對多個芯片進行2次曝光及I次顯影來去除方形芯片的邊緣光刻膠。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明的多芯片邊膠去除方法，主要用于多片方形芯片的邊緣光刻膠去除，本發(fā)明裝置包含一個對芯片邊膠進行選擇性曝光的光刻掩膜版和一個用于承載并定位芯片的樣品吸盤。
[0008]所述的光刻掩膜版上有一個覆蓋整個光刻版的十字圖形，十字圖形內(nèi)部整體為透光，其外部區(qū)域為不透光，十字圖形內(nèi)部有四個長條形的對版標(biāo)記；所述對版標(biāo)記為不透光并呈十字排列，其對稱中心為十字圖形的中心；每條對版標(biāo)記的兩端或近對稱中心一端有對準(zhǔn)圖案；
[0009]所述的樣品吸盤上表面中央有四個長條形定位凸臺，呈十字排列；相鄰?fù)古_間所夾的區(qū)域開有吸盤孔，用于吸附芯片；樣品吸盤背面作拋光處理，使其具有良好的真空吸附性。定位凸臺側(cè)壁與樣品吸盤上表面夾角成90°，其高度小于待去邊膠的芯片厚度，寬度大于對版標(biāo)記的寬度且小于十字圖形寬度與芯片邊膠區(qū)域?qū)挾鹊?倍之差；定位凸臺兩端為三角形，與對版標(biāo)記兩端的對準(zhǔn)圖案有套準(zhǔn)關(guān)系。
[0010]所述的邊膠去除方法為:a)、四片方形芯片表面旋轉(zhuǎn)涂覆光致抗蝕劑并進行前烘，將光刻掩膜版安裝在光刻機的掩膜版吸盤上山)、將樣品吸盤放置于光刻機的樣品吸盤上，再將前烘好的芯片放置在樣品吸盤上定位，使每片芯片任一頂角的相鄰直角邊側(cè)壁與定位凸臺側(cè)壁接觸，開啟光刻機的真空吸片；c)、進行對版，使對準(zhǔn)標(biāo)記兩端的對準(zhǔn)圖案與定位凸臺兩端的三角形頂點套準(zhǔn)；d)、接觸式曝光，曝光時間為該光致抗蝕劑標(biāo)準(zhǔn)曝光時間的2?5倍；e)、將每片芯片旋轉(zhuǎn)180°，使與b)步驟中頂角的相對頂角直角邊與凸臺側(cè)壁接觸，重復(fù)(b)?(d)步驟；f)、對曝光后的芯片進行顯影和定影，顯影時間為該光致抗蝕劑標(biāo)準(zhǔn)顯影時間的1.5?3倍；g)、將去除邊膠后的芯片用N2吹干，并烘干2?5分鐘，用于正式光刻。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:1)采用具有十字定位凸臺的樣品吸盤承載芯片，可同時處理4片不同尺寸的方形芯片，放寬了對被處理芯片的尺寸要求，與現(xiàn)有光刻曝光機相兼容，并在一定程度上提高生產(chǎn)效率；2)采用具有對版標(biāo)記的十字圖形光刻掩膜版與樣品吸盤的定位凸臺之間的互套準(zhǔn)方式，對芯片邊膠區(qū)域進行選擇性接觸式曝光和顯影，更適用于材料機械強度差芯片的邊膠去除，避免了噴洗邊膠方法對芯片的損傷。3)光刻掩膜版上的十字圖形寬度可根據(jù)實際工藝中光致抗蝕劑堆積產(chǎn)生的邊膠區(qū)域?qū)挾茸畲笾祦磉M行設(shè)定，避免了噴洗邊膠方法須留出較大邊緣區(qū)域造成的芯片面積浪費。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是光刻掩膜版對版標(biāo)記的示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明中定位凸臺和吸盤孔的正視圖。
[0015]圖4(a)是以未去邊膠并經(jīng)正式光刻后的光刻膠圖形為掩膜，進行離子束刻蝕后形成的T字圖形和CD測試圖形。
[0016]圖4(b)是以本法去除邊膠并經(jīng)正式光刻后的光刻膠圖形為掩膜，進行離子束刻蝕后形成的T字圖形和CD測試圖形。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0018]本實施例的一種多芯片邊膠去除方法，包含一個對芯片邊膠進行選擇性曝光的5英寸光刻掩膜版I和一個用于承載并定位芯片的樣品吸盤2，吸盤的直徑為4英寸，如圖1所示。
[0019]光刻掩膜版(I)上有一個覆蓋整個光刻版的十字圖形3，十字圖形3內(nèi)部整體為透光，其外部區(qū)域為不透光，十字圖形3內(nèi)部有四個長條形的對版標(biāo)記4 ;對版標(biāo)記4為不透光并呈十字排列，其對稱中心為十字圖形3的中心；每條對版標(biāo)記的兩端有對準(zhǔn)圖案，對準(zhǔn)圖案為十字形，如圖2所示；
[0020]樣品吸盤2上表面中央有四個長條形定位凸臺5，呈十字排列；相鄰?fù)古_間所夾的區(qū)域開有吸盤孔6，用于配合光刻機樣品吸盤來吸附芯片，如圖3所示；樣品吸盤2背面作拋光處理，使其具有良好的真空吸附性。
[0021]定位凸臺5的側(cè)壁與樣品吸盤2上表面夾角成90° ;定位凸臺5高度小于待去邊膠的芯片厚度；定位凸臺5寬度大于對版標(biāo)記4的寬度，且小于十字圖形3寬度與芯片邊膠區(qū)域?qū)挾鹊?倍之差；定位凸臺兩端為等腰三角形，三角形的頂點與對版標(biāo)記4兩端的對準(zhǔn)圖案有套準(zhǔn)關(guān)系。
[0022]去除邊膠的步驟如下:a)、四片30mmX30mm方形碲鋅鎘襯底芯片表面旋轉(zhuǎn)涂覆正性光致抗蝕劑AZ1500并進行前烘，將光刻掩膜版I安裝在光刻機的掩膜版吸盤上；b)、將樣品吸盤2放置于光刻機的樣品吸盤上，再將前烘好的芯片放置在樣品吸盤2上定位，使每片芯片任一頂角的相鄰直角邊側(cè)壁與定位凸臺5側(cè)壁接觸，開啟光刻機的真空吸片；c)、進行對版，使對準(zhǔn)標(biāo)記4兩端的對準(zhǔn)圖案與定位凸臺5兩端的三角形頂點套準(zhǔn)；d)、接觸式曝光，曝光時間為30s ；e)、將每片芯片旋轉(zhuǎn)180°，使與b)步驟中頂角的相對頂角直角邊與凸臺
(5)側(cè)壁接觸，重復(fù)(b)?(d)步驟；f)、對曝光后的芯片進行顯影和定影，顯影時間30s ;g)、將去除邊膠后的芯片用N2吹干，并烘干5分鐘，用于正式光刻。
[0023]圖4(a)是以未去邊膠并經(jīng)正式光刻后的光刻膠圖形為掩膜，進行離子束刻蝕后在碲鋅鎘襯底芯片表面形成的T字圖形和CD測試圖形。從圖中可以看出，T字圖形邊緣較為粗糙，并且CD值較大，小尺寸的CD圖形已無法分辨。圖4(b)是以本法去除邊膠并經(jīng)正式光刻后的光刻膠圖形為掩膜，進行離子束刻蝕后在碲鋅鎘襯底芯片表面形成的T字圖形和⑶測試圖形。從圖中可以看出，T字圖形的邊緣平整，小尺寸的⑶圖形也清晰完整。這表明采用本法可同時去除多芯片的邊膠，從而有效提高正式光刻的質(zhì)量和精度。
【主權(quán)項】
1.一種多芯片邊膠去除裝置，包括光刻掩膜版(I)和樣品吸盤(2)，其特征在于: 所述的光刻掩膜版(I)上有一個覆蓋整個光刻版的十字圖形(3)，十字圖形(3)內(nèi)部整體為透光，其外部區(qū)域為不透光，十字圖形(3)內(nèi)部有四個長條形的對版標(biāo)記(4);所述的對版標(biāo)記(4)為不透光并呈十字排列，其對稱中心為十字圖形(3)的中心；每條對版標(biāo)記的兩端或近對稱中心一端有對準(zhǔn)圖案； 所述的樣品吸盤(2)上表面中央有四個長條形定位凸臺(5)，呈十字排列；相鄰?fù)古_間所夾的區(qū)域開有吸盤孔￠)，用于吸附芯片；樣品吸盤(2)背面作拋光處理，使其具有良好的真空吸附性；所述的定位凸臺(5)的側(cè)壁與樣品吸盤(2)上表面夾角成90° ;定位凸臺(5)高度小于待去邊膠的芯片厚度；定位凸臺(5)寬度大于對版標(biāo)記(4)的寬度，且小于十字圖形(3)寬度與芯片邊膠區(qū)域?qū)挾鹊?倍之差；定位凸臺兩端為三角形，與對版標(biāo)記(4)兩端的對準(zhǔn)圖案有套準(zhǔn)關(guān)系。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多芯片邊膠去除裝置，去除裝置有一個對芯片邊膠進行選擇性曝光的光刻掩膜版和一個用于承載并定位芯片的樣品吸盤，樣品吸盤上的十字凸臺既可以用作定位芯片，也可以用作光刻的對版標(biāo)記；樣品吸盤中部開有孔槽，可配合光刻機吸盤固定芯片。光刻掩膜版上十字型圖形內(nèi)部有與十字凸臺相對應(yīng)的對準(zhǔn)標(biāo)記。將待去邊膠的方形芯片放置在中央有十字定位凸臺的樣品吸盤上，用帶有對準(zhǔn)標(biāo)記和十字掩膜圖形的光刻掩膜版對芯片進行兩步曝光，經(jīng)過顯影及定影后，去除掉芯片的邊膠。該方法提高了方形芯片邊膠去除效率，從而減小了后續(xù)光刻工藝的極限尺寸和套準(zhǔn)難度。
【IPC分類】H01L21/67, G03F9/00, G03F7/42
【公開號】CN105137727
【申請?zhí)枴緾N201510607502
【發(fā)明人】施長治, 林春
【申請人】中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月22日