检查半导体晶片的装置与方法制造方法及图纸

一种实时检查半导体晶片边缘部分上涂覆的光刻胶膜去除状态的检查装置与方法，该装置包括晶片支撑台；水平安装于该晶片支撑台上的半导体晶片；以及至少一个用于对该晶片的边缘进行拍摄的拍摄单元，其与该半导体晶片的边缘间隔一定距离。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技术工艺，尤其涉及一种在半导体制造工艺期间，将涂覆于半导体晶片边缘上的光刻胶膜的一个边缘部分去除后，实时检查半导体晶片上的光刻胶膜去除状态的检查装置和方法。
技术介绍
半导体芯片是通过许多工艺步骤制造的，为了制造DRAM中的MOSFET(金属氧化硅场效应晶体管)，在硅基底上生长被用作栅极氧化物的二氧化硅(SiO2)层，在该生长的二氧化硅层上形成用作栅极的多晶硅层，而字线、源极和漏极则通过光刻、掺杂、及蚀刻工艺形成。光刻工艺是指将通过在半导体晶片上方放置图形掩模，将光线透过该图形掩模照射到涂覆于该半导体晶片上的光刻胶膜上，来将掩模上的图形转印到涂覆于加工件上的光刻胶膜上的工艺。因为光刻工艺占据了半导体工艺的大部分，并直接影响到产率，所以非常重要。为此，光刻工艺需精确而毫无差错地进行。图1为一般光刻工艺的流程示意图。参见图1，通过HMDS(六甲基乙硅烷)处理晶片以便改善该晶片与一氧化膜表面的粘接(11)；然后，该晶片被冷却至选定温度(12)；制造光刻胶膜的原料被配置于晶片上，并被转动该晶片所产生的离心力均匀地涂覆于晶片上(13)；然后，所涂覆的光刻胶在70-90℃的温度范围内被软烤0.5-30分钟以便从该光刻胶上蒸发残留的溶剂，并同时降低该光刻胶的内应力(14)。完成软烤后，晶片被冷却至某一温度(15)；进行EBR(边缘熔珠去除)工艺以去除涂覆于该晶片外边缘上的光刻胶(16)；EBR工艺完成后，就完成了曝光前的所有程序；然后，对准掩模，进行曝光工艺(17)、显影工艺(19)，以在该晶片上形成一个图形。还有，为了确实除去晶片边缘上所涂覆的光刻胶，可选择在曝光工艺之前或之后进行WEE(晶片边缘曝光)工艺(18)。图形形成后，进行一软烤以去除被显影的光刻胶上的残留溶液，同时强化粘着力(20)。通常光刻胶以具有粘性的液态并通过旋涂机被初步配置于旋转的晶片上，因该晶片转动产生离心力而向外流，这样光刻胶就被均匀地涂覆；晶片被安装于一碟形的旋转夹盘上，旋转夹盘直径通常小于晶片直径，当晶片被安装于旋转夹盘上时，夹盘通过真空将晶片背面紧紧吸住。当使用掩模对涂覆有光刻胶的晶片进行曝光时，曝光是在该晶片的芯片区域完成的，所以，在采用通过光照而被分离为单分子并熔解的正性光刻胶的情况下，边缘部分的光刻胶并不象芯片区域那样被曝光，而在显影工艺后仍保持未曝光。在理想状态下，光刻胶以均匀厚度涂覆，多余的光刻胶原溶液从晶片的边缘部分偏离，从而多余溶液被喷涂到旋涂机的壁上。但是，实际情况下，该多余溶液的一部分呈滴状聚集并残留在晶片的边缘部分和背面。图2是剖面图，示出残留在晶片21的边缘部分的光刻胶22和聚集在晶片21背面的光刻胶滴23。这些残留物产生了一个问题，即当一晶片转送装置(如夹子)夹起涂覆有光刻胶的晶片时，晶片输送装置直接与晶片边缘部分接触，因此，当转送晶片时若被涂覆的光刻胶残留在晶片边缘部分，则边缘部分的光刻胶就可能剥离而成为杂质颗粒，从而导致芯片报废。因此，在涂覆光刻胶后，要执行一个边缘清洗或EBR(边缘胶滴去除)工艺，其中在残留光刻胶上喷涂溶剂以除掉光刻胶残留物。此外，当喷涂的光刻胶为正性类型时，为了确实去除残留的光刻胶，要执行WEE(晶片边缘曝光)工艺，其中该边缘部分被单独曝光以去除光刻胶。在下文提及的WEE工艺中，在端部提供光源的曝光装置沿一电路径往复照射以曝光该晶片的平坦区域，而旋转夹盘在设有光纤的状态下连续转动一次或两次，以曝光环状晶片的边缘；曝光后，执行显影工艺以去除暴露于显影液的边缘部分。图3为一个具有理想形状的晶片的平面图，其中光刻胶和胶滴已去除，这里，理想形状是指晶片边缘部分的光刻胶被去除一固定宽度“d”。然后，若光刻胶不象图3中那样被均匀去除的话，例如若晶片被夹盘固定或夹盘的转动中心没有对准晶片的圆心，则光刻胶就会如图4所示被不均匀去除。图4为光刻胶被不均匀去除的一个例子，该去除失败是由于晶片的不均匀转动造成的，换句话说，由于右侧边缘过度剥除而左侧边缘却剥除不足，光刻胶偏离了晶片的中心而偏向晶片的右侧，以至于右侧边缘的宽度“d1”小于左侧边缘的宽度，象这种不平衡现象是由旋转涂覆本身的不稳定或工艺中的不稳定造成的。这时，位于晶片右侧边缘的芯片在接下来的蚀刻工艺期间就可能因这样的曝露而被不必要地蚀刻，或者晶片左侧边缘的光刻胶充当前述的颗粒源，那将会减少晶片的工艺产率；因此，就需要检查晶片边缘部分的光刻胶是否被正确去除，但在现有技术中，该检查程序是在显影步骤完成后、或晶片产品制造完成后进行的。例如，操作者在显影工艺完成后进行抽样产并用光学显微镜对抽样进行视觉检查，或在芯片完成后进行电子测试而确认该晶片边缘部分上是否出现报废晶片。但是，这些传统检查方法并非实时进行，而是延迟了很长时间以手工方式进行的，因此，虽然在显影工艺完成后或在电子检查过程中发现了废品，但发现的时间是在已经制造了许多有报废晶片的晶片之后。因此，传统检查方法还极有可能使随后加工的所有晶片都报废。另外，由于操作者手动检查的不确定性，很难精确地检查出废品。因此，传统手动检查方法亟需改进。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种装置和方法，通过对一个半导体晶片的边缘状态进行拍摄、并根据一个分析算法对所拍摄图象进行分析，来判断工艺是否正常进行。本专利技术的另一目的是快速而精确地实时检查涂覆于半导体晶片边缘部分上的光刻胶的去除状态。本专利技术的又一目的是通过检查涂覆于半导体晶片边缘部分上的光刻胶的去除状态，而提高半导体的工艺产率。为达到上述目的，本专利技术提供一种用于视觉检查半导体晶片边缘状态的装置，该装置包括晶片支撑台；水平安装于该晶片支撑台上的半导体晶片；以及至少一个用于对该晶片的边缘进行拍摄的拍摄单元，其与该半导体晶片的边缘间隔一定距离。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种检查半导体晶片边缘的方法，该方法包括以下步骤将该晶片水平安装于一个旋转夹盘上；通过旋转该旋转夹盘而旋转该半导体晶片；用一个与该半导体晶片边缘间隔一定距离的电荷耦合元件拍摄至少一个边缘图象；分析所拍摄的图象；以及根据分析结果判断工艺是否被正常进行。附图说明本专利技术的上述目的、特性、及优点可结合以下附图及文字描述而更加清楚，其中图1为一般光刻工艺的流程图；图2为显示一个晶片边缘上的残留光刻胶和胶滴的剖面图；图3为显示一个晶片边缘上的残留光刻胶和胶滴被正确去除的平面图； 图4为显示一个晶片边缘上的残留光刻胶和胶滴被不正确去除的平面图；图5为本专利技术一实施例中检查半导体晶片的装置的透视图；图6示出将所拍摄的图象处理为数据并对该数据进行分析的算法的流程图；图7示出半导体晶片上的拍摄位置的示意图。具体实施例方式下面将参考附图描述本专利技术的一个优选实施例。在下面的描述中不同附图中的同一元件将使用相同的标号，所描述的内容如电路的具体结构及元件只是用于帮助理解本专利技术，因此，显然本专利技术也可不通过这些具体内容来实现。而且，其中没有详细描述公知功能和结构，以免不必要的细节妨害本专利技术的理解。图5为本专利技术一个实施例中检查一个半导体晶片边缘状态的装置的示意图。参考图1，一个可旋转的旋转夹盘52位于晶片旋转轨迹主体51内侧，一个半导体晶片53水平安装于该旋转夹盘52上。检查半导体晶片53的边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉检查半导体晶片的边缘状态的装置，包括：晶片支撑台；水平安装该晶片支撑台上的半导体晶片；以及至少一个拍摄单元，其与该半导体晶片的边缘间隔一定距离，用于拍摄该半导体晶片的该边缘。

【技术特征摘要】
KR 2001-1-26 3761/20011.一种视觉检查半导体晶片的边缘状态的装置，包括晶片支撑台；水平安装该晶片支撑台上的半导体晶片；以及至少一个拍摄单元，其与该半导体晶片的边缘间隔一定距离，用于拍摄该半导体晶片的该边缘。2.如权利要求1所述的装置，其特征是该晶片支撑台是可旋转的。3.如权利要求2所述的装置，其特征是该可旋转的晶片支撑台是光刻胶涂覆装置的旋转夹盘。4.如权利要求1至3中任何一个所述的装置，其特征是该拍摄单元是光纤型光学显微镜。5.如权利要求1至3中任何一个所述的装置，其特征是该拍摄单元包括一个设置于该拍摄单元前表面上的快门。6.如权利要求1至3中任何一个所述的装置，其特征是该拍摄单元可以通过该晶片支撑台的移动而从该半导体晶片的边缘移开。7.如权利要求1至3中任何一个所述的装置，其特征是该拍摄单元可以移入一个保护罩内以防止该拍摄单元的该前表面被该晶片支撑台的污染源所污染。8.一种检查半导体晶片的边...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔炳坤，
申请(专利权)人：株式会社应用视觉技术，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]