一种光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法与流程

1.本发明涉及半导体光刻曝光工艺技术领域，具体涉及一种光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法。


背景技术：

2.随着科技的发展，半导体封装的应用越来越广，需求量也在不断提升。如何对现有的封装工艺进行优化以及提高封装效率则成为公司竞争力的重中之重。在传统的半导体封装工艺中，光刻工艺流程包括涂胶、曝光、显影、检验，涂覆完光刻胶的晶圆片在经过曝光、显影及检验后，将晶圆片进行电镀，电镀时采用晶圆承座（wafer holder）承载晶圆，晶圆承座为圆环形，靠近圆环形内边缘处设置有台阶，台阶包括靠近圆环的内台阶以及靠近圆心的外台阶，内台阶高于外台阶，外台阶与晶圆边缘相接触。然而由于晶圆片边缘存在开口（整片曝光方式），电镀时电镀液可能通过边缘的开口渗过去，导致电镀后晶圆承座周围会有金属层产生，致使下次使用时存在密闭性及电流损耗等问题，不仅降低电镀效率，增加人工成本，严重时甚至影响电镀质量。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，显影后会在晶圆片内边缘留下一圈胶线，此晶圆片在电镀时，不存在电镀液渗镀现象，从而提高电镀效率，改善电镀质量。
4.技术方案：本发明所述光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，所述光刻-曝光工艺包括如下步骤：涂胶、曝光、显影；所述曝光步骤包括：（1）边缘曝光：沿晶圆片内边缘进行边缘曝光处理；（2）整片曝光：采用遮边环对边缘曝光处进行遮光，然后对晶圆片进行整片曝光，所述遮边环的宽度大于所述边缘曝光的宽度；所述显影步骤结束后在所述晶圆片内边缘处形成一圈胶圈。
5.进一步完善上述技术方案，所述涂胶步骤采用负性光刻胶，所述边缘曝光的起始位置距晶圆片内边缘间隔一定宽度。
6.进一步地，所述边缘曝光处理通过固定在边缘曝光起始位置的光栅尺实现，所述边缘曝光的宽度对应于光栅尺的宽度。
7.进一步地，所述边缘曝光的起始位置距晶圆片内边缘间隔1.8mm，所述光栅尺的宽度为1.2mm。
8.进一步地，所述涂胶步骤采用正性光刻胶，所述边缘曝光的起始位置为晶圆片的内边缘。
9.进一步地，所述边缘曝光处理通过固定在晶圆片边缘的光栅尺实现，所述边缘曝光的宽度通过遮挡光栅尺进行控制。采用正性光刻胶，显影后形成的胶环宽度=遮边环宽度-边缘曝光宽度。
10.进一步地，所述遮边环的宽度w2≤3mm。
11.进一步地，所述遮边环的宽度为2.6mm。
12.进一步地，所述曝光步骤结束后，对所述晶圆片烘干后再进行显影。
13.有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在光刻-曝光工艺中，针对不同特性的胶材，在曝光时对晶圆片边缘的光刻胶增加一层曝光和遮光，即wee（wafer edge exposure，晶圆边缘曝光）与wep（wafer edge protection，晶圆边缘保护）相互配合，通过晶圆边缘保护，使得晶圆片在显影后边缘形成一圈胶圈（无开口），原无效区的开口变成了胶圈，此晶圆片在电镀时，不存在电镀液渗镀现象，晶圆承座周围则不会产生金属层，从而实现了在改善电镀质量的同时，提高了电镀的效率。
附图说明
14.图1是本发明采用正性光刻胶进行光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理示意图；图2是本发明采用负性光刻胶进行光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理示意图。
具体实施方式
15.下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
16.实施例1：如图1所示，本发明提供的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，包括如下步骤：s1、涂胶：采用正性光刻胶对晶圆片进行涂胶作业，并完成软烘；s2、边缘曝光：从晶圆片内边缘起，对边缘曝光宽度w1=1.8mm的胶圈进行边缘曝光处理，边缘曝光功能通过现有5mm的光栅尺实现，通过遮挡光栅尺通过光的大小控制边缘曝光的宽度，实际边缘曝光宽度为1.8mm；s3、整面曝光：采用宽度w2=3mm遮边环对边缘曝光处理的区域进行遮光后进行整面曝光，遮边环的宽度w2大于边缘曝光的宽度w1，该步骤的整面曝光实际上只有遮边环内部的区域可以被曝光；进行曝光后热烘（post exposure baking，peb）处理；s4、显影：正性光刻胶在曝光后，会发生解离反应，增强其在显影液中的溶解度，,显影后会留下一圈胶圈，胶圈宽度w3=遮边环宽度w2-边缘曝光宽度w1，故显影后在距边缘1.8mm位置起向中心方向形成宽度为1.2mm的胶圈；s5、显影后进行电镀。
17.实施例2：如图2所示，本发明提供的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，包括如下步骤：s1、涂胶：采用负性光刻胶对晶圆片进行涂胶作业，并完成软烘；s2、边缘曝光：从距晶圆片内边缘w1=1.8mm的位置开始，对边缘曝光宽度w3=1.2mm的胶圈进行曝光处理，边缘曝光功能通过定制的光栅尺实现，如1.2mm的光栅尺形成宽度为1.2mm的胶圈；s3、整面曝光：采用遮边环对边缘曝光处理的区域进行遮光后进行整面曝光，遮边环的宽度w2大于边缘曝光的宽度，该步骤的整面曝光实际上只有遮边环内部的区域可以被曝光；s4、显影：负性光刻胶在曝光后，会发生交联反应，降低其在显影液中的溶解度，显
影后会留下一圈胶圈，胶圈宽度为边缘曝光宽度w3，故在显影后均在距边缘1.8mm位置起向中心方向形成宽度为1.2mm的胶圈；s5、显影后进行电镀。
18.本发明在光刻-曝光工艺中，边缘曝光需要使用遮边环，遮边环的大小可以根据产品需求进行定制，目前大多数产品边缘处理都小于3mm，采用2.6mm即可满足多数需求。
19.针对不同特性的胶材，正性光刻胶在曝光前对显影液不可溶，而曝光后变成可溶了，故显影后会留下一圈胶圈，胶圈宽度=遮边环宽度w2-边缘曝光宽度w1。负性光刻胶特性与正性光刻胶的特性相反，曝光时在晶圆片边缘的光刻胶增加一层曝光和遮光，即晶圆边缘曝光（wafer edge exposure，wee）与晶圆边缘保护（wafer edge protection，wep）相互配合，进而使得晶圆片在显影后边缘形成胶圈（无开口），此晶圆片电镀时，晶圆承座（wafer holder）周围则不会产生金属层，在改善电镀质量的同时，提高了电镀的效率。
20.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。


技术特征：
1.一种光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，所述光刻-曝光工艺包括如下步骤：涂胶、曝光、显影；其特征在于：所述曝光步骤包括：（1）边缘曝光：沿晶圆片内边缘进行边缘曝光处理；（2）整片曝光：采用遮边环对边缘曝光处进行遮光，然后对晶圆片进行整片曝光，所述遮边环的宽度大于所述边缘曝光的宽度；所述显影步骤结束后在所述晶圆片内边缘处形成一圈胶圈。2.根据权利要求1所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述涂胶步骤采用负性光刻胶，所述边缘曝光的起始位置距晶圆片内边缘间隔一定宽度。3.根据权利要求2所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述边缘曝光处理通过固定在边缘曝光起始位置的光栅尺实现，所述边缘曝光的宽度对应于光栅尺的宽度。4.根据权利要求3所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述边缘曝光的起始位置距晶圆片内边缘间隔1.8mm，所述光栅尺的宽度为1.2mm。5.根据权利要求1所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述涂胶步骤采用正性光刻胶，所述边缘曝光的起始位置为晶圆片的内边缘。6.根据权利要求5所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述边缘曝光处理通过固定在晶圆片内边缘的光栅尺实现，所述边缘曝光的宽度通过遮挡光栅尺进行控制。7.根据权利要求4或6所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述遮边环的宽度w2≤3mm。8.根据权利要求7所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述遮边环的宽度为2.6mm。9.根据权利要求5所述的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，其特征在于：所述曝光步骤结束后，对所述晶圆片烘干后再进行显影。

技术总结
本发明公开的光刻-曝光工艺中晶圆片边缘的处理方法，所述光刻-曝光工艺包括如下步骤：涂胶、曝光、显影；所述曝光步骤包括边缘曝光和整片曝光，边缘曝光时沿晶圆片内边缘进行边缘曝光处理；整片曝光时采用遮边环对边缘曝光处进行遮光，然后对晶圆片进行整片曝光，所述遮边环的宽度大于所述边缘曝光的宽度；所述显影步骤结束后在所述晶圆片内边缘处形成一圈胶圈。本发明提供的方法显影后会在晶圆片内边缘留下一圈胶线，此晶圆片在电镀时，不存在电镀液渗镀现象，从而提高电镀效率，改善电镀质量。改善电镀质量。改善电镀质量。


技术研发人员：张中 张国栋 陈文军 龙欣江 谢雨龙
受保护的技术使用者：江苏芯德半导体科技有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/21