專利名稱：提高半導體芯片良品率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體芯片的制作，特別是涉及提高半導體芯片良品率的方法。
背景技術：
隨著半導體制造工藝的微細化，半導體元件集成化程度越來越高，電路I/O線越來越多，因而需要更密集的導電連接點——焊接凸點。焊接凸點的密集度越高，加工工藝也就越困難，而且焊接凸點形成的優(yōu)劣又直接影響芯片的良品率。
在晶圓上制作焊接凸點，為了能在焊接凸點形成過程中仍能清楚地辨別晶圓識別碼，因此在晶圓識別碼區(qū)域使用雙重曝光法來避免焊接凸點形成，具體參考圖1A-1E。
參見圖1A，在這種工藝中，先在晶圓1表面涂覆一層負光阻，進行烘烤；然后，通過對準標記10將光罩與晶圓1表面對準；通過晶圓載片器X和Y向移動相同的步數(shù)和距離，將光罩上的圖形先轉移到E02位置，然后到E03、E11……E73、E74……，直到使整個晶圓1曝光，包括晶圓識別碼區(qū)域20。
參考圖1B，光刻機允許的最大曝光區(qū)域2內(nèi)包含多塊芯片21(光罩圖形內(nèi)包含多塊芯片信息)。
參見圖1C-1E，晶圓載片器將晶圓移動至晶圓識別碼區(qū)域20與光罩對準，在晶圓識別碼區(qū)域20進行第一次曝光；相對第一次曝光位置進行偏移，在晶圓識別碼區(qū)域20進行第二次曝光。第二次曝光位置相對第一次曝光位置，晶圓在X方向移動的距離為大于焊接凸點直徑205，小于焊接凸點202和焊接凸點203中心間距的1/2；或在Y方向移動的距離大于焊接凸點直徑，小于焊接凸點202和焊接凸點204中心間距的1/2。
進行顯影處理，由于使用的是負光阻，顯影后曝光區(qū)域的負光阻留下，未曝光區(qū)域的負光阻被去除。在晶圓識別碼區(qū)域20，由于偏移對準，在第二次曝光后，第一次曝光在負光阻上所形成的焊接凸點圖形位置也被曝光；而第二次在負光阻上形成的焊接凸點圖形由于該處的負光阻在第一次曝光時已經(jīng)被曝光，所以不會再次形成焊接凸點圖形，因此經(jīng)過兩次曝光后，晶圓識別碼區(qū)域20的負光阻全部曝光，經(jīng)顯影處理后負光阻全部留下，從而無法形成焊接凸點，使在后續(xù)工藝中仍能清晰分辨晶圓識別碼?，F(xiàn)有技術請參考臺灣專利TW506109B公開的技術方案。
由于在晶圓識別碼區(qū)域使用雙重曝光，導致曝光能量增強，使與晶圓識別碼區(qū)域相連接的非晶圓識別碼區(qū)域中的幾塊芯片邊緣曝光，形成負光阻殘余，使本來制作焊接凸點的區(qū)域消失，導致良品率降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題是提供一種提高半導體芯片良品率的方法，防止由于受到晶圓識別碼區(qū)域雙重曝光能量的影響，導致與晶圓識別碼區(qū)域相連的芯片上的焊接凸點位丟失而降低良品率。
為解決上述問題，本發(fā)明的提高半導體芯片良品率的方法，包括以下步驟在晶圓表面涂覆一層負光阻；將晶圓識別碼區(qū)域與光罩對準；用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第一次曝光；相對第一次曝光位置進行偏移，用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第二次曝光；進行顯影處理，在晶圓識別碼區(qū)域與非晶圓識別碼區(qū)域相鄰接邊緣將曝光的部分留下，未曝光的部分顯影，制作完整的焊接凸點。
在晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量是非晶圓識別碼區(qū)域曝光能量的40％～70％。根據(jù)曝光能量等于能量密度乘以曝光時間，在晶圓識別碼區(qū)域通過控制曝光時間來控制曝光能量。其中，能量密度是個恒量，其范圍為1300±50mw/cm2，在非晶圓識別碼區(qū)域的曝光時間為1.4×負光阻厚度/60秒。
在晶圓表面涂覆一層負光阻后在120度溫度下烘烤5分鐘。
在負光阻下面具有用物理汽相淀積法濺射金屬隔離層鈦或鉻以及金屬銅層；通過晶圓載片器的移動，分步重復將光罩上的圖形對準非晶圓標識碼區(qū)域曝光。
在整個晶圓曝光后進行120秒顯影，顯影后再次烘烤30秒；經(jīng)過清灰處理后進行焊接凸點的制作。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點由于降低晶圓識別碼區(qū)域雙重曝光的能量，避免與晶圓識別碼區(qū)域相連的非晶圓識別碼區(qū)域中幾塊芯片邊緣產(chǎn)生不必要的曝光而形成負光阻殘余，焊接凸點位不會消失，使芯片的良品率提高。
圖1A為將光罩上的圖形轉移至晶圓示意1B為曝光區(qū)域包含芯片示意1C至圖1E為在晶圓標識碼區(qū)域使用雙重曝光法示意圖。
圖2為將光罩的圖形轉移至晶圓示意3為本發(fā)明在晶圓識別碼區(qū)域制作焊接凸點的流程圖。
圖4為在晶圓識別碼區(qū)域相鄰芯片制作焊接凸點示意圖。
附圖標記晶圓1 對準標記10晶圓識別碼11光刻機允許的最大曝光區(qū)域2晶圓識別碼區(qū)域20最大曝光區(qū)域中包含的芯片21與晶圓識別碼區(qū)域相鄰的非晶圓識別碼區(qū)域22
與晶圓識別碼區(qū)域相鄰的非晶圓識別碼區(qū)域邊緣23焊接凸點201202203204 焊接凸點直徑205透鏡3光罩具體實施方式
由于在晶圓識別碼區(qū)域使用雙重曝光，導致曝光能量增強，使與晶圓識別碼區(qū)域相連接的非晶圓識別碼區(qū)域中的幾塊芯片邊緣曝光，形成負光阻殘余，使本來制作焊接凸點的區(qū)域消失，導致良品率降低。為了改善上述這種情況，本發(fā)明采取下面的方法在晶圓識別碼區(qū)域進行雙重曝光。
請參考圖3所示，本發(fā)明的提高半導體芯片良品率的方法，包括以下步驟在晶圓表面涂覆一層負光阻S101；將晶圓識別碼區(qū)域與光罩對準S102；用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第一次曝光S103；相對第一次曝光位置進行偏移S104；用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第二次曝光S105；進行顯影處理，在晶圓識別碼區(qū)域與非晶圓識別碼區(qū)域相鄰接邊緣將曝光的部分留下，未曝光的部分顯影，制作完整的焊接凸點S106。
在本實施例中，晶圓識別碼區(qū)域20的曝光能量是非晶圓識別碼區(qū)域曝光能量的40％-70％。通過控制曝光時間來調節(jié)晶圓識別碼區(qū)域曝光能量，其中曝光能量計算公式能量密度×曝光時間，能量密度范圍是1300±50mw/cm2，為恒量，曝光時間可根據(jù)負光阻厚度決定，為1.4×負光阻厚度/60秒。
本發(fā)明另一實施例是，晶圓識別碼區(qū)域20的曝光能量是非晶圓識別碼區(qū)域曝光能量的50％。，通過控制曝光時間來調節(jié)曝光能量，在非晶圓識別碼區(qū)域的曝光時間為1.4±0.2秒。
在晶圓上制作焊接凸點的過程如圖1A所示，先在晶圓1表面涂覆一層負光阻，進行烘烤，在負光阻下面具有用物理汽相淀積法濺射金屬隔離層以及銅；然后，通過對準標記10將光罩與晶圓1表面對準；通過晶圓載片器X和Y向移動相同的步數(shù)和距離，將光罩上的圖形先轉移到E02位置，然后到E03、E11……E73、E74……，直到使整個晶圓1曝光，包括晶圓識別碼區(qū)域20；在整個晶圓曝光后進行顯影烘烤處理；經(jīng)過清灰處理后進行焊接凸點的制作。
本實施例中負光阻厚度為60微米至80微米，根據(jù)制程的需要也可以涂覆更厚的負光阻。
負光阻下面的金屬隔離層為鈦或鉻，當然也可采用其它的金屬物質作為隔離層。
在涂完負光阻后進行烘烤，對于本實施例60微米至80微米厚度的負光阻，烘烤的溫度和時間分別為120度和5分鐘。如果涂更厚的負光阻，烘烤的溫度和時間可以進行相應的調節(jié)。
本實施例中，光罩對準是通過晶圓表面不同位置的5個特殊圖形，其對準精度為0.5微米。除了實施例的方案，光罩與晶圓表面對準可以通過晶圓表面不同位置的4個以上的對準標記圖形，其中對準精度可在小于0.5微米的范圍內(nèi)調節(jié)。
曝光后進行顯影處理，本實施例的顯影時間為120秒，顯影后再烘烤30秒，當然如果用更厚的負光阻，顯影的時間和顯影后再次烘烤光阻的時間可相應的改變。
請參考圖1C-1E，晶圓載片器將晶圓移動至晶圓識別碼區(qū)域20與光罩對準，用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域20進行第一次曝光；相對于第一次曝光位置偏移，將晶圓識別碼區(qū)域20與光罩對準，用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域20進行第二次曝光。兩次曝光位置有偏移，第二次曝光位置相對第一次曝光位置，晶圓在X方向移動的距離為大于焊接凸點直徑205，小于焊接凸點202和焊接凸點203中心間距的1/2；或在Y方向移動的距離為大于焊接凸點直徑，小于焊接凸點202和焊接凸點204中心間距的1/2。
請參考圖2，將晶圓1與光罩4對準，光刻機將光罩4上的圖形通過透鏡3會聚后轉移到晶圓1上，有一部分光會因為透鏡的邊緣效應而超出曝光區(qū)域。晶圓移動至晶圓識別碼區(qū)域20與光罩4對準，將光罩4上的圖形轉移至晶圓識別碼區(qū)域20時，有一部分光線射向與晶圓識別碼區(qū)域相鄰的非晶圓識別碼區(qū)域邊緣23。用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域20進行雙重曝光，射向與晶圓識別碼區(qū)域相鄰的非晶圓識別碼區(qū)域邊緣23的光線光強不會因為過強，而導致與晶圓識別碼區(qū)域相鄰的非晶圓識別碼區(qū)域22中的幾塊芯片邊緣產(chǎn)生不必要的曝光，經(jīng)顯影后不會形成負光阻殘余，使焊接凸點位完整留下。
本實施例中，通過透鏡3光刻機將光罩4上的圖形1∶1轉移至晶圓1上。當然，也可以通過透鏡會聚倍縮，將光罩上的圖形縮小不同的比例轉移至晶圓1上。
參考圖4所示，在晶圓識別碼區(qū)域20用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量進行雙重曝光，使與晶圓識別碼區(qū)域相鄰的非晶圓識別碼區(qū)域邊緣23的負光阻不被曝光，經(jīng)顯影烘烤處理后，焊接凸點位201被顯影出來，與晶圓識別碼區(qū)域相鄰的非晶圓識別碼區(qū)域22中與晶圓識別碼區(qū)域20相接的芯片不受影響，從而提高了良品率。
本實施例中，步進光刻機允許的最大曝光區(qū)域2中包括12塊芯片，以4×3排列。在晶圓識別碼區(qū)域20用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量進行雙重曝光，曝光能量對與晶圓識別碼區(qū)域20相鄰的8塊芯片邊緣沒有影響，焊接凸點被完整制作，從而使良品率提高2％。最大曝光區(qū)域2中包含的芯片數(shù)可根據(jù)需要進行調整，不同的芯片數(shù)，良品率的提高也不同。
綜上所述本發(fā)明提供提高半導體芯片良品率的方法。該方法在晶圓識別碼區(qū)域通過計算機控制減小曝光時間，使在晶圓識別碼區(qū)域進行雙重曝光的能量降低，避免了與晶圓識別碼區(qū)域相接的非晶圓識別碼區(qū)域中的幾塊芯片邊緣產(chǎn)生不必要的曝光而形成負光阻殘余，使焊接凸點位不會消失，從而提高了芯片的良品率。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種提高半導體芯片良品率的方法，包括下列步驟在晶圓表面涂覆一層負光阻；將晶圓識別碼區(qū)域與光罩對準；用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第一次曝光；相對第一次曝光位置進行偏移，用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第二次曝光；進行顯影處理，在晶圓識別碼區(qū)域與非晶圓識別碼區(qū)域相鄰接邊緣將曝光的部分留下，未曝光的部分顯影，制作完整的焊接凸點。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于在晶圓識別碼區(qū)域每次曝光能量是非晶圓識別碼區(qū)域曝光能量的40％～70％。
3.根據(jù)權利要求2所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于根據(jù)曝光能量等于能量密度乘以曝光時間，在晶圓識別碼區(qū)域通過控制曝光時間來控制曝光能量。
4.根據(jù)權利要求3所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于在非晶圓識別碼區(qū)域的曝光時間為1.4×負光阻厚度/60秒。
5.根據(jù)權利要求4所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于負光阻的厚度為60微米至80微米。
6.根據(jù)權利要求5所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于能量密度的范圍為1300±50mw/cm2，是恒量。
7.根據(jù)權利要求1所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于在負光阻下面具有用物理汽相淀積法濺射金屬隔離層鈦或鉻以及金屬銅層；通過晶圓載片器的移動，分步重復將光罩上的圖形對準非晶圓識別碼區(qū)域曝光。
8.根據(jù)權利要求1所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于在晶圓表面涂一層負光阻后在120度溫度下烘烤5分鐘。
9.根據(jù)權利要求7所述的提高半導體芯片良品率的方法，其特征在于在整個晶圓曝光后進行120秒顯影，顯影后再次烘烤30秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了提高半導體芯片良品率的方法，包括下列步驟在晶圓表面涂覆一層負光阻；將晶圓識別碼區(qū)域與光罩對準；用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第一次曝光；相對第一次曝光位置進行偏移，用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量，在晶圓識別碼區(qū)域進行第二次曝光；進行顯影處理，在晶圓識別碼區(qū)域與非晶圓識別碼區(qū)域相鄰接邊緣將曝光的部分留下，未曝光的部分顯影，制作完整的焊接凸點。所述的用少于非晶圓識別碼區(qū)域的曝光能量在晶圓識別碼區(qū)域進行雙重曝光，避免了與晶圓識別碼區(qū)域相接的非晶圓識別碼區(qū)域中的幾塊芯片邊緣產(chǎn)生不必要的曝光而形成負光阻殘余，使焊接凸點位不會消失，從而提高了芯片的良品率。
文檔編號H01L21/00GK101089730SQ20061002758
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月12日 優(yōu)先權日2006年6月12日
發(fā)明者王津洲, 李德君, 靳永剛 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司