晶圓邊緣曝光 (WEE) 用于消除旋涂后晶圓邊緣光刻膠堆積避免顆粒污染。步進(jìn)式、掃描式光刻機(jī)無(wú)法覆蓋晶圓邊緣區(qū)域需要獨(dú)立 WEE 工藝。友思特 ALE 光源套裝憑借高功率密度、高均勻性矩形光斑實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的晶圓邊緣去膠改善光刻工藝效果提升半導(dǎo)體產(chǎn)線效率與產(chǎn)品良率。晶圓邊緣曝光WEE工藝背景與作用晶圓邊緣曝光Wafer Edge ExposureWEE是半導(dǎo)體制造光刻工藝中的一項(xiàng)關(guān)鍵步驟。在光刻膠涂布過(guò)程中由于離心力的作用一部分光刻膠會(huì)被推到晶圓邊緣形成較厚的邊緣堆積。在表面張力的作用下少量的膠甚至?xí)刂吘壛鞯骄A背面造成背面污染。即使采用十分謹(jǐn)慎的加工過(guò)程仍然無(wú)法避免晶圓邊緣的光刻膠堆積。若不加以處理這部分邊緣光刻膠容易從晶圓邊緣剝落影響晶圓表面和內(nèi)部的圖形造成顆粒污染。圖1. 多余的膠在晶圓邊緣堆積/流到晶圓背面WEE的基本流程是在涂膠和烘烤完成后使用紫外光源系統(tǒng)對(duì)晶圓邊緣區(qū)域進(jìn)行照射激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)使該區(qū)域光刻膠在后續(xù)顯影階段被溶解去除。不同光刻設(shè)備的邊緣處理差異在光刻工藝中不同曝光系統(tǒng)對(duì)晶圓邊緣的處理方式存在根本性差異。掩模對(duì)準(zhǔn)器Mask Aligner采用全晶圓曝光方式通常情況下整個(gè)晶圓都會(huì)暴露在紫外線下。在這種曝光模式下晶圓邊緣的光刻膠要么會(huì)被清除要么會(huì)經(jīng)過(guò)硬化處理因此邊緣曝光這一步驟在掩模對(duì)準(zhǔn)曝光過(guò)程中大多數(shù)是不必要的。然而步進(jìn)式光刻機(jī)Stepper和掃描式光刻機(jī)Scanner的曝光模式截然不同。步進(jìn)式光刻采用“分步逐區(qū)曝光”模式每次僅對(duì)晶圓表面的一小塊區(qū)域進(jìn)行曝光作業(yè)掃描式光刻則通過(guò)掩模版與晶圓的同步移動(dòng)完成曝光。無(wú)論是步進(jìn)式還是掃描式每次曝光都只照射晶圓的小部分區(qū)域晶圓邊緣根本不會(huì)被照射到晶圓邊緣的光刻膠仍然完整保留必須通過(guò)其他工藝來(lái)去除——WEE工藝或者濕法/干法化學(xué)清洗方法。相比之下WEE作為一種光學(xué)去邊方法具有生產(chǎn)效率高、裝置成本低、過(guò)程易于控制以及邊緣輪廓整齊等顯著優(yōu)勢(shì)。WEE 工藝核心技術(shù)要求與挑戰(zhàn)WEE技術(shù)要實(shí)現(xiàn)高精度和穩(wěn)定性對(duì)核心部件有著明確的參數(shù)要求需要產(chǎn)生一個(gè)邊緣銳利、能量均勻的光斑——任何光斑均勻性不佳或邊緣模糊都會(huì)直接導(dǎo)致光刻膠去除寬度不一。系統(tǒng)還必須具備亞毫米級(jí)的運(yùn)動(dòng)控制精度和毫秒級(jí)的響應(yīng)速度確保光斑能實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地追蹤晶圓邊緣包括平邊或缺口區(qū)域兼容處理不同翹曲程度的晶圓。光源系統(tǒng): 波長(zhǎng)、曝光強(qiáng)度、穩(wěn)定性、開(kāi)關(guān)速度光路結(jié)構(gòu)邊緣銳度、均勻性機(jī)械系統(tǒng)定位精度、運(yùn)動(dòng)控制精度友思特 ALE 晶圓邊緣曝光光源套裝方案針對(duì)上述WEE工藝的技術(shù)要求與挑戰(zhàn)友思特推出全新的晶圓邊緣曝光套裝專(zhuān)為步進(jìn)式/掃描式光刻工藝中的邊緣曝光需求而設(shè)計(jì)。輸出光斑尺寸 5 mm × 10 mm能夠充分覆蓋晶圓邊緣的典型曝光區(qū)域通常為3 mm寬度環(huán)形區(qū)域。矩形光斑設(shè)計(jì)有助于實(shí)現(xiàn)邊緣曝光的精確控制與均勻覆蓋。功率密度12,000 – 15,000 mW/cm2提供了遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方案的曝光強(qiáng)度可大幅縮短單次曝光時(shí)間、提升產(chǎn)線吞吐量。均勻性97%在圓周上接受完全等量的曝光劑量顯影后邊緣光刻膠的去除邊界整齊劃一確保晶圓邊緣光刻膠去除寬度的全周一致性方案價(jià)值與應(yīng)用總結(jié)晶圓邊緣曝光WEE是步進(jìn)式/掃描式光刻工藝中不可或缺的關(guān)鍵步驟。隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)節(jié)點(diǎn)的不斷演進(jìn)對(duì)WEE工藝的精度、效率和穩(wěn)定性要求日益提高。友思特新型晶圓邊緣曝光套裝為半導(dǎo)體制造企業(yè)提供了高效、精準(zhǔn)、可靠的WEE解決方案。該套裝能夠有效解決步進(jìn)式/掃描式光刻中晶圓邊緣無(wú)法被照射的工藝難題助力提升產(chǎn)品良率與產(chǎn)線效率。友思特紫外曝光光源方案ALE/1 UV-LED友思特 ALE/1 紫外光源采用先進(jìn)的無(wú)汞設(shè)計(jì)結(jié)合了汞放電燈的輻射功率和光譜特性以及 LED 技術(shù)的工藝優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 30W 的光輸出?；谀K化的平臺(tái)能在光路中組合多達(dá)5個(gè)高性能 LED實(shí)現(xiàn)光譜組成的高度靈活性和定制化。ALE/3 UV-LED友思特 ALE/3 紫外光源支持多種波長(zhǎng)固化模式可在較高波段進(jìn)行曝光、高強(qiáng)度較低波段完成固化形成完全固化的粘合層和完美的表面可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 15W 光輸出。具備LED工業(yè)穩(wěn)定性和TCO優(yōu)勢(shì)易于集成到新的和現(xiàn)有設(shè)置中在UV固化和晶圓曝光應(yīng)用中完美替代200W汞燈。