照射装置及照射方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在集成电路(ICs)的制造中，标准地，一些集成电路同时地形成在如硅(或其它合适材料)晶圆的半导体基板上，硅晶圆的形状一般是圆形。硅晶圆的直径在过去几年稳定增加，范围从大约25mm增加到目前最先进的300mm。可预期在未来几年内450mm的晶圆会上线。如100、150及200mm的较早期的硅晶圆尺寸仍生产用于很多传统产品。此外，以非硅类和/或如砷化镓(GaAs)、铝砷化镓(AlGaAS)、硅锗(SiGe)等的合成材料为基础的集成电路和半导体典型地在直径范围50mm至200mm内的晶圆上制造。晶圆的典型厚度范围大约为0.5mm至Imm之间，某种程度上和晶圆直径有关。一般来说，可形成在单个晶圆上的给定复杂度的集成电路的数量会随着晶圆直径的平方增加。再者，随着集成电路制造工艺技术的进步，包括在集成电路内的各个晶体管、导体及其它特征的物理尺寸缩小，可进一步增加在单片晶圆上制造的集成电路数量。当可以在晶圆上制造的集成电路数量增加时，每个集成电路的成本对应地降低。于是，大直径的晶圆提供实现经济效益的机会。
[0002]在集成电路制造过程中，晶圆典型地可以在一些不同机器上历经一些处理步骤。典型地，晶圆通过自动化设备由一机器移到下一机器。为在晶圆上进行相应的处理步骤，自动化装置也轮流在每个机器内放置每片晶圆。为了在机器里适当地对齐及定位晶圆，每个晶圆中通常包括物理的索引特征。这个特征可以在切割出晶圆的晶柱形成时形成，且所述特征标示晶柱的结晶方向。如图1A中所绘制，通常在200及300mm直径的硅晶圆中，索引特征是晶圆10周边上的小凹口 11。在小尺寸的硅晶圆(以及某些200mm的晶圆)中，索引特征如图1B中所绘制的典型地是形成在晶圆12周长上的平边13。应该注意的是，圆IA及图1B没有按比例绘制，特别是为了描述起见，索引特征被示出为比其实际可能的尺寸显著更大。例如，图1A中凹口 11的尺寸实际上可能小于一或两平方毫米。
[0003]在制造过程的一个或多个阶段中，晶圆可以由光阻膜涂覆。涂覆光阻的晶圆可以接着暴露到波长适当的电磁辐射中。具有为集成电路选定的几何特征的遮罩可以放置在辐射源及晶圆之间。以这种方式，根据由遮罩限定的几何图案，一些光阻区域会被曝光，而剩余区域不会被曝光。光阻有正向和负向两种普遍的类型。当使用正向光阻时，将正向光阻暴露到波长适当的电磁辐射中使得已曝光的光阻能够被适当的溶剂洗去，而未曝光的区域留下。如此露出来的晶圆区域可以接着在下一步骤的制造过程中被均匀处理。当使用负向光阻时，未曝光的区域可以被容易地洗掉，而已曝光的区域留下。随着时间过去，正向光阻已成为最常使用的类型。通常波长在400nm附近或紫外区城的电磁辐射被典型地要求用于正向光阻的曝光；然而，已知有其它类型的要求其它波长的正向光阻。
[0004]将光阻施加到晶圆上的一般方法是旋转涂覆。在这种方法中，经常通过真空装置将晶圆保持在夹具上，使得被涂覆的晶圆表面暴露、水平且面朝上。夹具围绕中央竖直轴旋转，引起晶圆旋转。适当数量的液体光阻被沉积在旋转晶圆的中心或靠近中心处。接着离心力引起阻剂均匀的分布在晶圆表面上。然而，光阻的球状物(bead)通常会形成在晶圆边缘处。如图2A及图2B所绘制。图2C被提供来绘制同一片晶圆去除边缘球状物之后的情况。强调的是图2A至图2C是为了描述方便起见，所以没按比例绘制。图2A是具有光阻涂层21的晶圆20的透视图，而图2B是在晶圆的直径上截取的晶圆的剖面图。在晶圆20的边缘处可见光阻的边缘球状物22。如所示的边缘球状物22比在晶圆20表面上的涂层21高，且边缘球状物延伸超过边缘，在晶圆20的柱形外周边23上向下。典型地，除了在形成边缘球状物22的边缘处之外，遍及晶圆20表面的光阻涂层21可以是大约25微米厚。边缘球状物22的最高高度可以高于晶圆50微米至75微米(S卩，高于涂层21表面25微米至50微米)，且边缘球状物可以典型地由边缘23向内延伸Imm至差不多2mm的距离。如图2B所绘制，“D”定义晶圆20的直径，且“W”定义边缘球状物22可以占据的在晶圆表面上的最大宽度(W与D的比例典型地小于0.01的事实说明附图如何严重地不符合比例)。
[0005]出于一些众所周知的原因，进行制造过程中的下一步骤前，一般期望移除边缘球状物22，且在现有技术中已存在这样做的一些方法。经常优选完全移除在晶圆边缘处的光阻，因此如图2C中所绘制的露出晶圆表面24a，图2C是图2A及图2B的晶圆20移除边缘球状物22后的剖面图。需注意的是，光阻的移除发生在由晶圆20的边缘向内的一段距离W上，同时也沿晶圆20的外周边23发生。已知有一些移除边缘球状物的技术。例如，已知有如研磨的机械方法。这些方法也可以使用在制造过程的其它步骤处；例如，用于移除在执行金属化处理步骤时形成的金属边缘球状物。也已知有基于溶剂的边缘球状物移除方法，能够应用到正向光阻或负向光阻，例如，如美国专利N0.6，565，920中所描述的。在这些方法中，旋转晶圆是典型的，以使得适当溶剂的喷嘴导向流均匀地施加到晶圆的周向边缘，因此洗去边缘球状物，且露出晶圆的原始下表面。
[0006]为移除正向光阻的边缘球状物，技术涉及将边缘球状物暴露至波长适当的电磁辐射以活化光阻，接着洗去残余物。在这些技术中，需注意要使在边缘球状物区域中的光阻得到足够的照射，同时不影响覆盖晶圆剩余部分的光阻。
[0007]一个现有技术中的方法是使用大型水银蒸气灯作为所需波长的电磁辐射源。特征为放射在400nm附近的强能量的水银蒸气灯与典型的正向光阻可兼容，并且因此已被用于此目的。
[0008]反射性外壳、遮光罩等可以用于将灯源辐射施加到晶圆的边缘区域，而不影响涂覆光阻的内部区域。然而，灯源能量的很大一部分可能被外壳内部、不透明的遮光罩吸攻或反射、或在过程中以其它方式浪费掉，从而造成不利的效率。当辐射均匀地施加到晶圆的整个边缘时，维持晶圆在固定位置。大型水银蒸气灯定位成使得水银蒸气灯发出的光从相对于遮光罩的居中位置发出。这种定位的目的是使照射晶圆的光在晶圆上是均匀的。换言之，期望的是使晶圆的被灯源照射的所有部分被均匀地照射。通过使照射光相对于遮罩(位于照射光及晶圆之间)居中，晶圆的被照射的部分被均匀地照射。对这些类型的系统，功率要求的范围可能不利的是数百瓦到差不多3000瓦至5000瓦，部分地视晶圆直径及光阻类型而定。在生产的装置中，典型的水银蒸气灯的可用寿命相对短，而且替换昂贵。典型地，以此技术完全活化光阻所需的时间大约是两到三分钟。
[0009]第二现有技术中的移除正向光阻的边缘球状物的方法涉及将适当波长的辐射的小的、聚焦射束聚焦到晶圆边缘上。晶圆被保持在转台上且缓慢地转动，因此整个边缘会经过辐射光束。通过这种方法，辐射光源所需的功率会显著较小，且浪费较少能量。然而，处理过程可能会花数倍长的时间。
【发明内容】
[0010]一种照射晶圆的方法及设置用于照射晶圆的装置。多个辐射发射器发出辐射。遮罩允许由多个辐射发射器发出的电磁辐射的一部分穿过，且阻挡所述电磁辐射的另一部分穿过。
【附图说明】
[0011]强调的是，视图仅用于示意且因此故意没按比例绘制。
[0012]图1A是在周边边缘中具有小凹口的晶圆的平面图。
[0013]图1B是在周边边缘中具有平边的晶圆的平面图。
[0014]图2A是已涂覆光阻且具有光阻的边缘球状物的晶圆的透视图。
[0015]图2B是沿图2A中的晶圆直径的剖面图。
[0016]图2C是图2A的晶圆的边缘球状物移除的剖面图。
[0017]图3A及图3B是可以和本发明结合、利用晶圆保持夹具的示例性自动系统的剖面示意图。
[0018]圆4A及圆4B是另一种可以和本发明结合、利用晶圆保持夹具的不例性自动系统的剖面示意图。
[0019]图5A是结合本发明的示例性辐射单元的透视图。
[0020]图5B是图5A的局部分解图。
[0021]图6A是图5A的示例性辐射单元与晶圆一起的透视图，所述晶圆保持就位以使其边缘暴露到辐射。
[0022]图6B是图6A的局部分解图。
[0023]图7是印刷电路板的透视图，其上沿对应于晶圆的边缘球状物的路径配置有一些作为辐射源的发光二极管单元。
[0024]图8是各个发光二极管单元的透视图。
[0025]图9是发光二极管单元的透视图，其绘制界定50%的发光二极管单元的发出能量的正锥体表面。
[0026]图10是透视示意图，绘制一些沿印刷电路板上的路径配置的发光二极管单元及往表面照射的发出辐射的结