一種多芯片邊膠去除裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微電子工藝中的光刻膠掩膜邊膠去除技術，具體指一種多芯片光刻膠掩膜邊膠去除裝置。
【背景技術】
[0002]微電子與半導體集成電路技術的蓬勃發展，推動了與其密切相關的傳感器技術的微型化、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成為提高光刻工藝極限尺寸和光刻精度的可選技術手段，但其較高的生產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域首選的經濟型光刻技術。
[0003]然而，光致抗蝕劑在旋轉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。對于標準的硅晶圓芯片生產工藝，已經有相應的邊膠去除裝置(如，中國實用新型專利，CN201359681)來清洗掉晶圓邊緣堆積的邊膠。盡管通過技術改進，現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部的濺射及晶圓損傷(如，中國發明專利，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，僅適用于標準尺寸的晶圓芯片，對于非標準形狀和尺寸的芯片，這種洗邊方法難以實現；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，需要設計適用于形狀和尺寸不規則、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效率。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是解決上述技術問題，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]本發明的上述技術目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]本發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，十字圖形內部整體為透光，其外部區域為不透光，十字圖形內部有四個長條形的對版標記；所述對版標記為不透光并呈十字排列，其對稱中心為十字圖形的中心；每條對版標記的兩端或近對稱中心一端有對準圖案；
[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；相鄰凸臺間所夾的區域開有吸盤孔，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，寬度大于對版標記的寬度且小于十字圖形寬度與芯片邊膠區域寬度的2倍之差；定位凸臺兩端為三角形，與對版標記兩端的對準圖案有套準關系。
[0010]所述的邊膠去除方法為:a)、四片方形芯片表面旋轉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壁與定位凸臺側壁接觸，開啟光刻機的真空吸片；c)、進行對版，使對準標記兩端的對準圖案與定位凸臺兩端的三角形頂點套準；d)、接觸式曝光，曝光時間為該光致抗蝕劑標準曝光時間的2?5倍；e)、將每片芯片旋轉180°，使與b)步驟中頂角的相對頂角直角邊與凸臺側壁接觸，重復(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準顯影時間的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，與現有光刻曝光機相兼容，并在一定程度上提高生產效率；2)采用具有對版標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方式，對芯片邊膠區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實際工藝中光致抗蝕劑堆積產生的邊膠區域寬度最大值來進行設定，避免了噴洗邊膠方法須留出較大邊緣區域造成的芯片面積浪費。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的結構示意圖。
[0013]圖2是光刻掩膜版對版標記的示意圖。
[0014]圖3是本發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]下面結合附圖，說明本發明的【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內部整體為透光，其外部區域為不透光，十字圖形3內部有四個長條形的對版標記4 ;對版標記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；每條對版標記的兩端有對準圖案，對準圖案為十字形，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；相鄰凸臺間所夾的區域開有吸盤孔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寬度大于對版標記4的寬度，且小于十字圖形3寬度與芯片邊膠區域寬度的2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記4兩端的對準圖案有套準關系。
[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壁與定位凸臺5側壁接觸，開啟光刻機的真空吸片；c)、進行對版，使對準標記4兩端的對準圖案與定位凸臺5兩端的三角形頂點套準；d)、接觸式曝光，曝光時間為30s ；e)、將每片芯片旋轉180°，使與b)步驟中頂角的相對頂角直角邊與凸臺
(5)側壁接觸，重復(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量和精度。
【主權項】
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)內部整體為透光，其外部區域為不透光，十字圖形(3)內部有四個長條形的對版標記(4);所述的對版標記(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；每條對版標記的兩端或近對稱中心一端有對準圖案； 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；相鄰凸臺間所夾的區域開有吸盤孔￠)，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)寬度大于對版標記(4)的寬度，且小于十字圖形(3)寬度與芯片邊膠區域寬度的2倍之差；定位凸臺兩端為三角形，與對版標記(4)兩端的對準圖案有套準關系。
【專利摘要】本發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部有與十字凸臺相對應的對準標記。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，用帶有對準標記和十字掩膜圖形的光刻掩膜版對芯片進行兩步曝光，經過顯影及定影后，去除掉芯片的邊膠。該方法提高了方形芯片邊膠去除效率，從而減小了后續光刻工藝的極限尺寸和套準難度。
【IPC分類】H01L21/67, G03F9/00, G03F7/42
【公開號】CN105137727
【申請號】CN201510607502
【發明人】施長治, 林春
【申請人】中國科學院上海技術物理研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月22日