用于边缘检测的测试晶圆及晶圆边缘检测方法

摘要

一种用于边缘检测的测试晶圆及晶圆边缘检测方法，其中所述测试晶圆在其正面的临近边缘处设有用于标示与其边缘特定间距的包括多个定位标记的至少一重定位标记，所述每一重定位标记中的多个定位标记的中心为排列在一条圆周弧线上，藉此在晶圆边缘检测时，在测试晶圆进行涂胶和去边胶后，根据所述定位标记的显露程度来检测去边胶的宽度是否符合工艺要求，克服现有技术中晶圆边缘检测借助专用量具进行检测程序繁琐且效率低下的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于边缘检测的测试晶圆及晶圆边缘检测方法。

背景技术

晶圆边缘的光刻胶通常在制程过程中涂布的不均匀，因此一般不能得到较好的图形，而且有时还会因此造成光刻胶剥落而掉下来许多微粒，这些微粒落到晶圆的表面或背面，就会影响良率，因此会采用例如边胶去除(EdgeBead Removal，EBR)或者晶圆边缘曝光(Wafer Edge Exposure，WEE)的方式把晶圆边缘的光刻胶去除掉，以便后续的光刻工艺将晶圆边缘的膜层(film)清除干净，这样便可以消除影响。

其中，边胶去除工艺是在涂胶过程中使用溶剂喷洒在晶片边缘，将边缘的光刻胶去除，这样在曝光的时候，晶圆背面边缘、侧面的光刻胶不至于落在晶圆面(表面或背面)或者光刻机载片台上造成沾污。

晶圆边缘曝光工艺是在边胶去除步骤之后进行，所述工艺是在涂布显影设备(Track)中进行处理，具体包括利用汞灯作光源，在旋转晶圆时曝光晶圆边缘的光刻胶，曝光后的光阻则在显影时予以去除。在实际应用中，由于光刻胶一般为正胶，正胶曝光后会产生酸性的物质，故可与碱性的显影液反应后予以去除。

边胶去除工艺主要由机台控制，采用特殊的溶液，喷洒在晶圆边缘的洗边区域内，以溶解光刻胶残余。洗边的宽度可根据不同的工艺要求预先在机台上设定。然而，由于机台机械控制系统可能存在误差，使得洗边溶液的喷洒无法确保在晶圆边缘的各个方向上都保持均匀，导致洗边的宽度与设定值不一致，或者洗边区域在晶圆上产生不对称的偏移。因此，在完成洗边步骤后还需要通过检测来判断该边胶去除工艺是否符合工艺要求。

现有的检测方法主要是由技术人员利用量具，例如直尺或游标卡尺等，来测量边胶去除的宽度，其测量结果并不准确；而且，由于晶圆边缘的各个方向上并非均匀一致，故为了测量的准确性，一般在晶圆的边缘设置有多个(例如均匀分布的四个点)测量点，完成多个测量点的测量，整个测量过程比较繁琐且效率低下。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种用于边缘检测的测试晶圆及晶圆边缘检测方法，克服现有技术中晶圆边缘检测程序繁琐且效率低下的问题。

本发明一个方面提供一种用于边缘检测的测试晶圆，其中，在所述测试晶圆正面的临近边缘处设有包括多个定位标记的至少一重定位标记，所述每一重定位标记中的多个定位标记的中心为排列在一条圆周弧线上。

可选地，当所述定位标记具有多重时，所述多重定位标记为等间距设置。

可选地，所述每一重定位标记包括在相对测试晶圆圆心的二侧对称设置的二个定位标记群组，所述每一个定位标记群组包括有多个定位标记。

可选地，在所述测试晶圆正面的临近定位缺口的周边区域进一步设置有多个缺口定位标记，使得所述多个缺口定位标记界定出显露所述测试晶圆的标识代码的一个定位区域，其中所述定位缺口位于所述定位区域的对称轴上。

可选地，所述定位标记呈圆形、正方形或正多边形。

可选地，所述定位标记包括有供定义出定位标记中心的中心标记。

可选地，当所述定位标记为正方形时，所述定位标记进一步包括四个定位标记子分区，并由所述四个定位标记子分区形成所述中心标记。

本发明另一个方面提供一种晶圆边缘检测方法，包括步骤：提供测试晶圆，所述测试晶圆在其正面的临近边缘处设有包括多个定位标记的至少一重定位标记，所述每一重定位标记中的多个定位标记的中心为排列在一条圆周弧线上；在测试晶圆进行涂胶和去边胶后，根据所述定位标记的显露程度来检测去边胶的宽度是否符合工艺要求。

可选地，当所述定位标记经过晶圆边缘曝光去除光刻胶后是部分显露时，则可判定去边胶的宽度符合工艺要求。

可选地，所述去边胶通过边胶去除和/或晶圆边缘曝光来实现的。

可选地，当所述定位标记具有多重时，所述多重定位标记为等间距设置。

可选地，所述每一重定位标记包括在相对测试晶圆圆心的二侧对称设置的二个定位标记群组，所述每一个定位标记群组包括有多个定位标记。

可选地，在所述测试晶圆正面的临近定位缺口的周边区域进一步设置有多个缺口定位标记，使得所述多个缺口定位标记界定出包含有所述定位缺口的一个定位区域，在晶圆边缘曝光去除所述定位区域内的光刻胶时显露出测试晶圆的标识代码。

可选地，所述定位标记呈圆形、正方形或正多边形。

可选地，当所述定位标记包括有供定义出定位标记中心的中心标记。

可选地，当所述定位标记为正方形时，所述定位标记进一步包括四个定位标记子分区，并由所述四个定位标记子分区形成所述中心标记。

与现有技术相比，本发明所提供的用于边缘检测的测试晶圆及晶圆边缘检测方法，所述测试晶圆在其正面的临近边缘处设有包括多个定位标记的至少一重定位标记，以此仅通过肉眼直接观察即可快速、准确地检测出去边胶工艺中中光刻胶去除是否符合工艺要求，克服现有技术须借助专用量具进行量测操作繁琐且效率低下的问题。

另外，在所述测试晶圆正面的临近定位缺口的周边也设有缺口定位标记，界定出一个定位区域，以在去边胶工艺中去除光刻胶后能显露出测试晶圆的标识代码，提高了去边胶的效率及准确度。

附图说明

图1显示本发明实施方式中测试晶圆的整体效果图；

图2显示本发明实施方式中每一重定位标记中多个定位标记的排列示意图；

图3显示图2中每一个定位标记的结构示意图；

图4显示本发明实施方式中晶圆边缘检测方法的步骤流程图；

图5显示本发明实施方式晶圆边缘检测过程中去边胶为过度去除时不符合工艺要求的效果示意图；

图6显示本发明实施方式晶圆边缘检测过程中去边胶为欠去除时不符合工艺要求的效果示意图。

具体实施方式

本发明提供一种测试晶圆及晶圆边缘检测方法，通过提供一种在临近边缘处设有包括多个定位标记的至少一重定位标记的测试晶圆，每一重定位标记中的多个定位标记的中心为排列在一条圆周弧线上，这样，仅通过肉眼直接观察即可快速、准确地检测出去边胶工艺中光刻胶去除是否符合工艺要求，避免现有技术在晶圆边缘检测时必须借助专用量具，从而简化操作并提高工作效率。

下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

图1显示本发明实施方式中测试晶圆的一个实施例的正视图。在本实施例中，所述测试晶圆适用于在批量生产的晶圆进行制程工艺之前进行，通过检测所述测试晶圆的特性来判定制程工艺是否符合工艺要求。

如图1所示，在测试晶圆W正面的临近边缘处依序设置有三重定位标记1、2、3，其中，三重定位标记1、2、3是等间距设置，在本实施例中，所述测试晶圆可以是例如50mm(2inch)、100mm(4inch)、150mm(6inch)、200mm(8inch)及300mm(12inch)中的任一尺寸。为便于说明，所述间距例如为1mm，则表示三重定位标记1、2、3三者之间的间距为1mm，特别地，第一重定位标记1与测试晶圆W的边缘E的间距也为1mm。实际上，所述的间距可根据工艺要求及测试晶圆的尺寸特性作不同的变更，例如为0.5mm、1.5mm或2mm等不同规格，在此不再另行赘述。

另外，每一重定位标记包括有二个定位标记群组，所述定位标记群组是相对测试晶圆W的圆心的二侧对称设置的。具体来讲，第一重定位标记1包括第一重定位标记群组10、12，第二重定位标记2包括第二重定位标记群组20、22，第三重定位标记3包括第三重定位标记群组30、32，所述各个定位标记群组为相互分离地错落设置，以避免若多个定位标记群组在同一位置堆设在一起相互干扰并影响后续检测的问题。另外，请同时参阅2，结合图1和图2，每一个定位标记群组进一步包括有多个定位标记M，特别地，所述多个定位标记M为依序设置，较佳地可为等间距设置，且其各个中心均排列在一条圆周弧线上。实际应用中，所述的圆周弧线并不是真实存在的，而是一条由多个定位标记M的中心构成的虚拟线。在本实施例中，根据工艺要求及测试晶圆的尺寸特性，定位标记M整体呈正方形，其边长例如为0.53mm，则其对角线长度为0.75mm，可提供一个数值在0.265mm～0.375mm区间内的目视检测范围。所述各重定位标记中的定位标记M在排列时其各条边长是与水平方向(以X标示)和垂直方向(以Y标示)相一致，且当所述多个定位标记M为等间距设置时相邻二定位标记M的中心的间距为2mm。需说明的是，在这里，构成定位标记群组的定位标记M的数量、定位标记M的形状、尺寸及其相互间的间距等参量均可根据工艺要求或者便于后续检测的需要作不同的变更，例如定位标记M的形状也可以是圆形，易知圆形中其周边各点至中心的距离相同，故当定位标记M为圆形时具有简明直观并利于目视检测的优点，但并不以此为限，例如定位标记M的形状还可以是正多边形，在此不再另行赘述。

特别地，在本实施例中，由于定位标记M实际上是ASML曝光机台的对准标记，因此请再同时参阅图3，结合图1、图2和图3，每一个定位标记M进一步包括四个定位标记子分区M11、M12、M21、M22，所述四个定位标记子分区M11、M12、M21、M22可形成供定义出定位标记M中心的中心标记O。其中，每一个定位标记子分区内进一步包括多条的刻度线，而每一定位标记子分区中刻度线呈交错排列，即，相邻二定位标记子分区内的刻度线呈不同排列方向(以X、Y标示)，例如定位标记子分区M11和M22为X向的刻度线，而定位标记子分区M12和M21为Y向的刻度线。这样每一定位标记子分区中包括有二组X向刻度线和二组Y向刻度线。实际应用中，定位标记M的型态并不以此为限，其仍可作其他的变更，例如所述定位标记不划分为四个定位标记子分区，所述供定义出定位标记中心的中心标记也可以是圆点或是十字划线等。

再有，测试晶圆W(包括其他晶圆)一般具有用于定位的一个定位缺口G，且在临近定位缺口G的周边区域处通过例如激光等方式刻印有用于标识测试晶圆W批号或类型的识别代码(未予以图示)，我们希望露出所述部分周边区域以使得所述识别代码显露可见。因此，如图1所示，在本实施例中，在测试晶圆W正面的临近定位缺口G的周边区域进一步设置有多个缺口定位标记N，具体来讲，多个缺口定位标记N是以定位缺口G为中心围设在其周边，可界定出包含定位缺口G的一个定位区域Z，其中定位缺口G位于定位区域Z的对称轴上，定位区域Z大致成矩形，其长边中相对二端的二个缺口定位标记N中心的间距为25mm，短边中相对二端的二个缺口定位标记N中心的间距为4mm，而短边中内端的缺口定位标记N中心与测试晶圆W的边缘E的间距为5.5mm。在这里，所述多个缺口定位标记N的形状、结构、设置方式等均可参照前述设于测试晶圆正面的临近边缘处的定位标记M，在此不再另行赘述。

根据本申请的另一个方面，还提供应用上述测试晶圆进行的晶圆边缘检测方法。如图4所示，根据本发明的一个实施例，晶圆边缘检测方法包括步骤：

在步骤S400，提供测试晶圆，所述测试晶圆在其正面的临近边缘处设有包括多个定位标记的至少一重定位标记，其中，每一重定位标记中的多个定位标记的中心为排列在一条圆周弧线上。在本实施例中，所述定位标记可通过涂布光刻胶、曝光、蚀刻等工艺在所述测试晶圆正面临近边缘位置处设置。另外，所述定位标记可根据工艺要求而设计有一重或多重，当定位标记为多重时，所述多重定位标记依序设置，用于代表不同的测量尺度。例如测试晶圆可自边缘依序设置有三重定位标记，分别标示其与边缘的间距为1mm、2mm以及3mm，以满足在不同工艺要求下的检测作业。所述每一重定位标记的构成及其中定位标记的型态、排列等具体可如图1所示，在此不再赘述，当然，其中的任一方面仍可作不同的变更。

另外，在本实施例中，在所述测试晶圆的临近定位缺口的周边区域处进一步设置有多个缺口定位标记，所述多个缺口定位标记以定位缺口为中心围设在其周边，界定出包含有所述定位缺口的一个定位区域。接着，执行步骤S402。

在步骤S402中，将设置有定位标记的测试晶圆W放在机台上进行涂胶和去边胶。其中，去边胶是通过边胶去除(Edge Bead Removal，EBR)工艺和/或晶圆边缘曝光(Wafer Edge Exposure，WEE)工艺来实现。具体来讲，边胶去除工艺是在涂胶过程中使用溶剂喷洒在晶片边缘，将边缘的光刻胶去除；而晶圆边缘曝光工艺是在边胶去除步骤之后进行，利用汞灯作光源，处理时旋转晶圆并曝光晶圆边缘的光刻胶，曝光后的光阻则在显影时予以去除。通过上述二个工艺步骤可去除测试晶圆边缘以及包含定位缺口的定位区域中的光刻胶。接着，执行步骤S404。

在步骤S404中，待步骤S402完毕后取下所述测试晶圆，根据所述定位标记的显露程度来检测去边胶的宽度是否符合工艺要求。具体来讲，对于测试晶圆的边缘，通过肉眼直接观察测试晶圆边缘的定位标记的显露状态，若当所述定位标记是部分显露时，则可判定去边胶的宽度符合工艺要求；反之，在其他情况下，当所述定位标记是完全显露或者完全覆盖而不可见时，则可判定去边胶的宽度不符合工艺要求。具体另可参阅图5及图6，其分别显示了去边胶的宽度不符合工艺要求的二种情形。在这里，假设工艺要求的宽度为1.8mm，即2mm左右。如图5所示，所述与边缘E的间距为2mm的第二重定位标记2(20)为完全显露，则说明所述去边胶为过度去除，去边胶后光刻胶的边缘Ep与测试晶圆的边缘E的间距已超出工艺的要求。而如图6所示，所述与边缘的间距为2mm的第二重定位标记(不可见，未予以图示)为完全覆盖时，即所述第二重定位标记不可见，则说明所述晶去边胶为欠去除，去边胶后光刻胶的边缘Ep与测试晶圆的边缘E的间距小于工艺的要求。

另外，对于所述测试晶圆的包含定位缺口的定位区域，也可通过观察由所述缺口定位标记所界定的定位区域是否充分去边胶并显露出测试晶圆的标识代码来检测其是否符合工艺要求。

综上所述，本发明实施方式所提供的用于边缘检测的测试晶圆及晶圆边缘检测方法，通过在测试晶圆正面的临近边缘处设置有用于标示与其边缘特定间距的至少一重定位标记，以此仅通过肉眼直接观察即可快速、准确地检测出去边胶是否符合工艺要求，克服现有技术须借助专用量具进行量测操作繁琐且效率低下的问题。

另外，在所述测试晶圆正面的临近定位缺口的周边也设有缺口定位标记，所述缺口定位标记可界定出一个定位区域，以在去边胶工艺中去除光刻胶后能显露出测试晶圆的标识代码，提高了去边胶的效率及准确度。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。