本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)，特別涉及一種改善晶片邊緣缺陷的方法。

背景技術(shù)：

在摩爾定律下集成電路的線寬越來越小，目前已經(jīng)到達(dá)22nm量產(chǎn)的階段，而光刻工藝作為推動(dòng)集成電路制造技術(shù)的關(guān)鍵工藝一直以來備受業(yè)界的關(guān)注。光刻工藝包含三個(gè)步驟：光刻膠旋涂、曝光、顯影。作為光刻工藝的第一步驟，光刻膠涂覆的好壞直接影響了后續(xù)工藝的成品率?，F(xiàn)有的光刻膠涂覆一般采用旋涂的方式，旋涂是指將晶片固定于旋涂機(jī)臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)軸上，在晶片處于旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行光刻膠的涂覆，利用離心力使光刻膠分布于晶片的表面。利用旋涂的方式形成在晶片的中心位置的光刻膠厚度標(biāo)膠均勻，但是在晶片邊緣的堆積的光刻膠在后續(xù)的工藝中容易發(fā)生剝離或者在晶片上產(chǎn)生顆粒，進(jìn)而影響中央?yún)^(qū)的圖形區(qū)轉(zhuǎn)移，使得無法得到良好的圖形。此外，光刻膠的堆積還會(huì)造成機(jī)臺(tái)污染等問題。因此，在光刻膠的旋涂后，一般會(huì)進(jìn)行去除晶片邊緣的光刻膠。

常見的晶片邊緣光刻膠去除工藝有兩種：一種是化學(xué)方法(EBR)，在旋涂光刻膠后，噴出少量溶劑在晶片上的正反面邊緣，并控制溶劑不要到達(dá)晶片的中心區(qū)域。但是利用該化學(xué)方法去除晶片比較粗糙，空間分辨率比較低，為大約0.5～1mm。另一種方法是光學(xué)方法，即晶片邊緣曝光方法(WEE)，在旋涂光刻膠之后，通過圖形定義元件在晶片邊緣的投影來將圖形邊緣的光刻膠去除。雖然與化學(xué)方法相比，利用該光學(xué)方法能較為精確地控制要去除的晶片邊緣的寬度和位置，提高了空間分辨率。但是，由于圖形定義元件的投影將導(dǎo)致大約50um的模糊邊緣，因此利用該光學(xué)方法去除晶片的邊緣后，仍存在相當(dāng)寬的光刻膠僅被部分去除的過渡區(qū)域。這樣的過渡區(qū)域的光刻膠阻擋性不足，很容易在后續(xù)刻蝕過程中引起缺陷及硅尖刺，降低工藝的成品率。為改善該缺陷，常用的方法是在刻蝕期間采用鐵環(huán)，但對(duì)于深度刻蝕的情況下(如：50um深溝槽刻蝕)，在鐵環(huán)與空氣的交界部分可能會(huì)導(dǎo)致刻蝕不均勻的現(xiàn)象或者刻蝕不到位的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種改善晶片邊緣缺陷的方法。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種改善晶片邊緣缺陷的方法，包括以下步驟：

S1：提供晶片并在所述晶片上涂覆第一光刻膠層，所述第一光刻膠層為負(fù)性光刻膠層；

S2：對(duì)所述第一光刻膠層進(jìn)行晶片邊緣曝光工藝以在所述晶片上形成僅覆蓋晶片邊緣第一寬度的環(huán)形的第一光刻膠層；

S3：在所述晶片及環(huán)形的第一光刻膠層上涂覆第二光刻膠層，所述第二光刻膠層為正性光刻膠層；

S4：對(duì)所述第二光刻膠層進(jìn)行晶片邊緣曝光工藝以去除所述晶片邊緣第二寬度的第二刻膠層。

優(yōu)選地，在步驟S2之后、步驟S3之前，還包括在所述晶片及第一光刻膠層上涂覆一層增粘材料層。

優(yōu)選地，所述第一寬度大于所述第二寬度至少0.5mm。

優(yōu)選地，所述第一寬度小于等于5mm且大于0.5mm。

優(yōu)選地，所述第二寬度小于等于5mm且大于0.5mm。

優(yōu)選地，所述所用的光刻膠類型為G-line，I-line，KRF或ARF類型。

本發(fā)明的有益效果在于利用負(fù)性光刻膠經(jīng)過邊緣曝光工藝曝光會(huì)被保留下來，同時(shí)有倒梯形的光刻膠形貌的特點(diǎn)，改善了晶片邊緣曝光工藝后正性光刻膠的光刻膠形貌在過渡性斜坡位置因厚度均勻性不一而導(dǎo)致的刻蝕后缺陷的產(chǎn)生，在WEE交界位置都會(huì)有非常明顯的改善，且本發(fā)明能夠和現(xiàn)有工藝兼容，還具有工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明的改善晶片邊緣缺陷的方法的流程圖；

圖2至圖5所示為本發(fā)明一實(shí)施例的改善晶片邊緣缺陷的方法各步驟后晶片結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖6所示為本發(fā)明一實(shí)施例的晶片顯影烘烤后的俯視圖；

圖7所示為本發(fā)明另一實(shí)施例涂覆第二光刻膠層后晶片結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖8所示為本發(fā)明另一實(shí)施例的對(duì)第二光刻膠層進(jìn)行第二次晶片邊緣曝光工藝后晶片結(jié)構(gòu)的剖視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1

圖1至圖6顯示了本發(fā)明第一實(shí)施例的改善晶片邊緣缺陷的方法的流程圖，以下將結(jié)合圖1至圖6對(duì)本實(shí)施例的改善方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

請(qǐng)參考圖1，改善晶片邊緣缺陷的方法包括以下步驟：

步驟S1：提供晶片并在晶片上涂覆第一光刻膠層。

該晶片100可以為原始或外延的半導(dǎo)體材料晶片，如單晶硅/鍺硅/鍺或其他公知的III-V族半導(dǎo)體材料晶片、帶有絕緣埋層的單晶硅/鍺硅/應(yīng)變硅/鍺/或其他公知的III-V族半導(dǎo)體材料晶片(SOI/SGOI/sSOI/GOI晶圓)等，且晶片100可以是已經(jīng)完成部分工藝的，即其可包括形成于表面的各種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參見圖2，本步驟中在晶片整個(gè)表面上形成一層第一光刻膠層101，第一光刻膠層101為負(fù)性光刻膠層，其形成方法例如是旋涂法。需要注意的是，旋涂負(fù)性光刻膠層101后，不進(jìn)行晶片邊緣的EBR去膠工藝，此時(shí)晶片邊緣會(huì)產(chǎn)生負(fù)性光刻膠堆積。

S2：對(duì)第一光刻膠層進(jìn)行曝光寬度為第一寬度的第一次晶片邊緣曝光工藝，以在晶片上形成僅覆蓋晶片邊緣第一寬度的環(huán)形的第一光刻膠層。

本步驟中，對(duì)負(fù)性光刻膠層101進(jìn)行晶片邊緣曝光工藝(WEE)，使得僅在晶片邊緣第一寬度d1的環(huán)形的負(fù)性光刻膠層101被保留。晶片邊緣曝光工藝的具體方法例如以強(qiáng)光照射到晶片的邊緣區(qū)，對(duì)晶片邊緣區(qū)的負(fù)性光刻膠層進(jìn)行曝光，之后對(duì)整個(gè)晶片進(jìn)行顯影烘烤工藝。曝光工藝的光源波長(zhǎng)為G-line，I-line，KRF或ARF，所用的光刻膠為G-line，I-line，KRF或ARF類型。由于負(fù)性光刻膠層的特性經(jīng)曝光后晶片邊緣的負(fù)性光刻膠層得以保留，從而形成了環(huán)形的第一光刻膠層102，且環(huán)形的第一光刻膠層102具有倒梯形的橫截面形貌，如圖3所示。較佳的，環(huán)形的第一光刻膠層102的第一寬度小于等于5mm且大于0.5mm。

S3：在晶片及環(huán)形的第一光刻膠層上涂覆第二光刻膠層；

本步驟中，第二光刻膠層103為正性，其也是在晶片整個(gè)表面以旋涂法形成，并且之后對(duì)第二光刻膠層103也沒有進(jìn)行晶片邊緣的EBR去膠工藝，如圖4所示。較佳的，在形成第二光刻膠層103之前還可現(xiàn)在晶片及環(huán)形的第一光刻膠層102形成一層增粘材料層，如HMDS，以提高第二光刻膠層103與晶片的粘附性。

S4：對(duì)第二光刻膠層進(jìn)行曝光寬度為第二寬度的第二次晶片邊緣曝光工藝。

本步驟中，對(duì)正性光刻膠層103進(jìn)行晶片邊緣曝光工藝(WEE)，使得晶片邊緣第二寬度d2的環(huán)形的正性光刻膠層被去除，如圖5和圖6所示。需要注意的是，第二寬度d2和第一寬度d1滿足d1-d2＞0.5mm，以確保正性光刻膠103和環(huán)形負(fù)性光刻膠102的重疊部分要大于0.5mm。第二寬度d2的范圍為小于等于5mm且大于0.5mm。

雖然經(jīng)晶片邊緣曝光工藝后所形成的正性光刻膠層103的外側(cè)壁也具有過渡性斜坡形貌，但由于該過渡區(qū)域下方以及在晶片邊緣5mm處都有環(huán)形負(fù)性光刻膠層102的保護(hù)，而環(huán)形負(fù)性光刻膠層102本身具有倒梯形的形貌，不會(huì)產(chǎn)生斜坡過渡區(qū)，因此能夠彌補(bǔ)正性光刻膠層104在斜坡位置光刻膠厚度的不均勻性，提高光刻膠的阻擋性，從而改善刻蝕后硅尖刺缺陷，缺陷的個(gè)數(shù)可以從上萬顆直接降低到100顆以內(nèi)。

實(shí)施例2

以下將結(jié)合圖1-4以及圖7對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施例的的改善方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

請(qǐng)參考圖1，改善晶片邊緣缺陷的方法包括以下步驟：

步驟S1：提供晶片并在晶片上涂覆第一光刻膠層。

該晶片100可以為原始或外延的半導(dǎo)體材料晶片，如單晶硅/鍺硅/鍺或其他公知的III-V族半導(dǎo)體材料晶片、帶有絕緣埋層的單晶硅/鍺硅/應(yīng)變硅/鍺/或其他公知的III-V族半導(dǎo)體材料晶片(SOI/SGOI/sSOI/GOI晶圓)等，且晶片100可以是已經(jīng)完成部分工藝的，即其可包括形成于表面的各種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參見圖2，本步驟中在晶片整個(gè)表面上形成一層第一光刻膠層101，第一光刻膠層101為負(fù)性光刻膠層，其形成方法例如是旋涂法。需要注意的是，旋涂負(fù)性光刻膠層101后，不進(jìn)行晶片邊緣的EBR去膠工藝，此時(shí)晶片邊緣會(huì)產(chǎn)生負(fù)性光刻膠堆積。

S2：對(duì)第一光刻膠層進(jìn)行曝光寬度為第一寬度的第一次晶片邊緣曝光工藝，以在晶片上形成僅覆蓋晶片邊緣第一寬度的環(huán)形的第一光刻膠層。

本步驟中，對(duì)負(fù)性光刻膠層101進(jìn)行晶片邊緣曝光工藝(WEE)，使得僅在晶片邊緣第一寬度d1的環(huán)形的負(fù)性光刻膠層101被保留。晶片邊緣曝光工藝的具體方法例如以強(qiáng)光照射到晶片的邊緣區(qū)，對(duì)晶片邊緣區(qū)的負(fù)性光刻膠層進(jìn)行曝光，之后對(duì)整個(gè)晶片進(jìn)行顯影烘烤工藝。曝光工藝的光源波長(zhǎng)為G-line，I-line，KRF或ARF，所用的光刻膠為G-line，I-line，KRF或ARF類型。由于負(fù)性光刻膠層的特性經(jīng)曝光后晶片邊緣的負(fù)性光刻膠層得以保留，從而形成了環(huán)形的第一光刻膠層102，且環(huán)形的第一光刻膠層102具有倒梯形的橫截面形貌，如圖3所示。較佳的，環(huán)形的第一光刻膠層102的第一寬度小于等于5mm且大于0.5mm。

S3：在晶片及環(huán)形的第一光刻膠層上涂覆負(fù)性的第二光刻膠層；

本步驟中，如圖7所示，第二光刻膠層103’為負(fù)性光刻膠，其也是在晶片整個(gè)表面以旋涂法形成，并且之后對(duì)第二光刻膠層103’也沒有進(jìn)行晶片邊緣的EBR去膠工藝。較佳的，在形成第二光刻膠層103’之前還可先在晶片及環(huán)形的第一光刻膠層102形成一層增粘材料層，如HMDS，以提高第二光刻膠層103’與晶片的粘附性。本實(shí)施例1的第二光刻膠層是正性光刻膠層。

S4：對(duì)第二光刻膠層進(jìn)行曝光寬度為第二寬度的第二次晶片邊緣曝光工藝。

本步驟中，對(duì)負(fù)性光刻膠層103’進(jìn)行晶片邊緣曝光工藝(WEE)，從而晶片邊緣形成第二寬度d2的環(huán)形的負(fù)性光刻膠層，如圖8所示。需要注意的是，第二寬度d2和第一寬度d1滿足d1-d2＞0.5mm，以確保第一環(huán)形光刻膠102要超出第二光刻膠的環(huán)形部分0.5mm以上。第二寬度d2的范圍為小于等于5mm且大于0.5mm。

雖然經(jīng)晶片邊緣曝光工藝后所形成的負(fù)性光刻膠層103’的內(nèi)側(cè)壁也具有過渡性斜坡形貌，但由于該過渡區(qū)域下方有環(huán)形負(fù)性光刻膠層102的保護(hù)，能起到一定的阻擋作用，當(dāng)對(duì)第二光刻膠層進(jìn)行全面圖形曝光、進(jìn)行后續(xù)刻蝕工藝時(shí)，比單純的一次負(fù)膠工藝能夠在一定程度上改善刻蝕后硅尖刺缺陷。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。