晶圆的晶背对准方法、晶圆的晶背对准设备和光刻机技术

本发明专利技术提供一种晶圆的晶背对准方法、晶圆的晶背对准设备和光刻机，晶背对准方法包括：提供一晶圆；向晶圆发射第一激光光束以在晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向晶圆发射第二激光光束以在晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记，其中，第一预设位置与第二预设位置处于同一晶圆坐标系；将正面对准标记设定为晶圆加工的正面基准，及将背面对准标记设定为晶圆加工的背面基准。本发明专利技术通过第一激光光束和第二激光光束分别刻蚀出正面对准标记和背面对准标记，使得刻蚀出的正面对准标记和背面对准标记处于同一晶圆坐标系，减少了操作步骤，减少了计算多个坐标系的对应关系，提高了对准效率及对准准确率，提高了计算精度。提高了计算精度。提高了计算精度。

【技术实现步骤摘要】
晶圆的晶背对准方法、晶圆的晶背对准设备和光刻机


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种晶圆的晶背对准方法、晶圆的晶背对准设备和光刻机。

技术介绍

[0002]晶圆的晶背对准是生产CIS(CMOS Image Sensor，金属氧化物半导体场效应管图像传感器)和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等产品需要的工艺。
[0003]目前存在多种晶背对准方式，这些晶背对准方式各有缺点，具体如下：
[0004]1、CCD(Charge
‑
coupled Device，电荷耦合元件)成像对准，此对准方式容易产生误差。
[0005]2、晶背减薄后可见光(或红外光)对准：
[0006]为了能够做到对准，打磨后的晶圆厚度要小于5微米，一旦厚度变大会导致对准信号变差而reject(丢弃)晶圆。
[0007]一种晶背减薄后对准方法是采用红外光穿透晶圆的硅层，对背面的标记成像进行对准。这种方法受限于红外光源的功率限制，经常难以清晰成像，影响对准效果。
[0008]另一种晶背减薄后对准方法是采用可见光直接对晶圆背面的标记成像。这种方法中，晶圆和工件台紧密接触，可见光直接对准需要在工件台上楼空若干个区域，该楼空区域是固定的，而且面积较小，这就在实际上影响了标记可以选取的位置范围，以至于经常出现没有标记可用的情况；而且这种楼空区域的数量也不能太多，否则影响晶圆吸附效果。
[0009]3、其它对准方式，则需要换算坐标系及补偿，具体如下：
[0010]例如：
[0011]公开号为CN108008608A的中国专利申请采用以下步骤进行晶背对准：
[0012]1)在晶圆正面设置至少2个对准标记，据此建立晶圆坐标系(WCS)，在晶圆边缘设置至少2个穿透型标记据此建立晶圆几何坐标系(WGCS)。
[0013]2)晶圆正面装载入工件台，执行第一次对准，计算得到正面的WCS和工件台零位坐标系(WZCS)的相对位置关系。
[0014]3)执行第二次对准，得到WGCS和WZCS的相对位置关系。
[0015]4)晶圆背面装载入工件台，执行第三次对准，计算得到背面WGCS与WZCS相对位置关系。
[0016]5)根据正面的WCS与WGCS关系以及背面的WGCS与WZCS关系，得到背面的WCS与WZCS关系，从而实现对准。
[0017]晶圆正面和背面分别进行对准的情况下，需要将正面基准和背面基准换算至同一坐标系中，操作复杂。
[0018]以及，公开号为CN109817559的中国专利申请需要分别制作平边晶圆的正面对准标记和背面对准标记，测量正面对准标记和背面对准标记的偏差，并根据该偏差进行补偿
重新制作背面对准标记，操作复杂。
[0019]鉴于上述，本专利技术提出了晶圆的晶背对准方法、晶圆的晶背对准设备和光刻机。

技术实现思路

[0020]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中晶圆正面和背面需要分别进行对准，且普遍存在误差，对准效率及对准准确率低，计算精度低的缺陷，提供一种晶圆的晶背对准方法、晶圆的晶背对准设备和光刻机。
[0021]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0022]本专利技术提供一种晶圆的晶背对准方法，所述晶背对准方法包括：
[0023]提供一晶圆；
[0024]向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记，其中，所述第一预设位置与所述第二预设位置处于同一晶圆坐标系；
[0025]将所述正面对准标记设定为晶圆加工的正面基准，及将所述背面对准标记设定为晶圆加工的背面基准。
[0026]较佳地，在所述向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记的步骤之前，所述晶背对准方法还包括：
[0027]发射一激光光束至分光器以将所述激光光束分为第一激光光束和第二激光光束。
[0028]较佳地，在所述向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记的步骤中，
[0029]所述第一预设位置与所述第二预设位置具有预定的相对位置关系。
[0030]较佳地，在所述向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记的步骤中，
[0031]分别控制发射所述第一激光光束的时长和发射所述第二激光光束的时长以使所述正面对准标记的刻蚀深度与所述背面对准标记的刻蚀深度不相同。
[0032]较佳地，根据介质刻蚀率控制发射所述第一激光光束的时长和发射所述第二激光光束的时长。
[0033]较佳地，所述提供一晶圆的步骤，包括：
[0034]夹持一晶圆的边缘以使所述晶圆的正面和背面的刻蚀区域悬空。
[0035]较佳地，在所述提供一晶圆的步骤之前，所述晶背对准方法包括：
[0036]通过在预定位置放置的两个感光器分别接收到所述第一激光光束和所述第二激光光束以校准激光束位置，所述第一激光光束和所述第二激光光束在所述预定位置处的间距控制在预定位置距离阈值之内。
[0037]本专利技术还提供一种晶圆的晶背对准设备，所述晶背对准设备包括：控制器；
[0038]所述控制器用于输出控制激光发射指令以向待对准的晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光
光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记，其中，所述第一预设位置与所述第二预设位置处于同一晶圆坐标系；
[0039]所述控制器还用于将所述正面对准标记设定为晶圆加工的正面基准，及将所述背面对准标记设定为晶圆加工的背面基准。
[0040]较佳地，所述晶背对准设备还包括：激光发射器和分光器；
[0041]所述激光发射器用于根据所述控制器发送的控制激光产生指令，产生激光光束并发射至所述分光器；
[0042]所述分光器用于根据所述控制激光发射指令将接收到的所述激光光束分为所述第一激光光束和所述第二激光光束，并且向待对准的晶圆发射所述第一激光光束以在所述晶圆的正面上的所述第一预设位置刻蚀出所述正面对准标记，并且向所述晶圆发射所述第二激光光束以在所述晶圆的背面上的所述第二预设位置形成所述背面对准标记。
[0043]较佳地，所述晶背对准设备还包括：第一聚焦镜、第二聚焦镜、第一反射镜和第二反射镜；
[0044]所述分光器具体用于向所述第一聚焦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆的晶背对准方法，其特征在于，所述晶背对准方法包括：提供一晶圆；向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记，其中，所述第一预设位置与所述第二预设位置处于同一晶圆坐标系；将所述正面对准标记设定为晶圆加工的正面基准，及将所述背面对准标记设定为晶圆加工的背面基准。2.如权利要求1所述的晶圆的晶背对准方法，其特征在于，在所述向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记的步骤之前，所述晶背对准方法还包括：发射一激光光束至分光器以将所述激光光束分为第一激光光束和第二激光光束。3.如权利要求1所述的晶圆的晶背对准方法，其特征在于，在所述向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记的步骤中，所述第一预设位置与所述第二预设位置具有预定的相对位置关系。4.如权利要求1所述的晶圆的晶背对准方法，其特征在于，在所述向所述晶圆发射第一激光光束以在所述晶圆的正面上的第一预设位置刻蚀出正面对准标记，并且向所述晶圆发射第二激光光束以在所述晶圆的背面上的第二预设位置刻蚀出背面对准标记的步骤中，分别控制发射所述第一激光光束的时长和发射所述第二激光光束的时长以使所述正面对准标记的刻蚀深度与所述背面对准标记的刻蚀深度不相同。5.如权利要求4所述的晶圆的晶背对准方法，其特征在于，根据介质刻蚀率控制发射所述第一激光光束的时长和发射所述第二激光光束的时长。6.如权利要求1所述的晶圆的晶背对准方法，其特征在于，所述提供一晶圆的步骤，包括：夹持一晶圆的边缘以使所述晶圆的正面和背面的刻蚀区域悬空。7.如权利要求1所述的晶圆的晶背对准方法，其特征在于，在所述提供一晶圆的步骤之前，所述晶背对准方法包括：通过在预定位置放置的两个感光器分别接收到所述第一激光光束和所述第二激光光束以校准激光束位置，所述第一激光光束和所述第二激光光束在所述预定位置处的间距控制在预定位置距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天慧，何学缅，吴永玉，刘佑铭，李剑波，刘金营，李敏，
申请(专利权)人：上海先进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：