微片激光器:晶圆边缘胶珠去除的精准光源
2026-10-19

目前科技圈的爆品,非DRAM莫属。在存储超级周期的加持下,全球DRAM生产厂商迎来一波又一波的芯片制造潮。熟悉半导体工艺制程的朋友们知道,存储芯片的生产制作,同样离不开晶圆准备、前道晶圆制造、后道封装测试三大工艺。下面主要介绍前道晶圆制造中与激光相关的部分——光刻胶边缘修复(EBR)。

 

DRAM动态随机存取存储器

 

一、 什么是光刻胶边缘修复

众所周知,芯片在进行光刻前,必须先涂布一层光刻胶。在经过预处理-旋涂两道工艺后,多余的胶往往因离心力被推到晶圆的边源,有的被甩离,有的残留。又因晶圆边缘气流速度相对较快,残留的胶很快固化,整个芯片从截面上看如同是两座小山峰,这部分又被称为“边缘珠”。设备使用专用方法,冲洗掉这些多余厚胶,这就是所谓的光刻胶边缘修复。这一步是至关重要的,残留的 “边缘珠“在后续的工艺中将成为颗粒污染源,因此必须执行EBR处理。

 

二、 行业主流的修复方案

目前行业主流的EBR方法有两个——化学EBR与光学EBR。化学EBR利用喷射溶剂溶解边缘胶,再通过离心力甩出。光学EBR又称硅片边缘曝光(WEE)。其核心原理,是使用紫外激光照射边缘,显影时同步溶解。相交化学EBR,光学EBR的显著优势是无化学溶剂飞溅风险,边界轮廓更规整。更方便的是,WEE模块通常是高度集成在涂胶显影机的内部,无需占用额外的空间。在这样的应用前提下,微片激光器具备较大的尺寸优势。

 

化学EBR与光学EBR

 

三、 系统的关键工艺参数

看似只是照一下,在量产中该工艺对精度和能量的控制要求极为严苛。首先,缺口定位精度必须控制到±0.2°区间,以防止曝光区域错位。边缘曝光位置精度则需要控制到±0.3mm区间,以确保仅边缘废胶被去除,中心有效区域得到保护。最后一点,曝光通常要求大于400mW/cm²的功率密度,否则功率将不足以因为光刻胶的化学反应,为后续生产流程留下致命的污染源。微片激光器往往同时具备高的峰值功率和小光斑,在WEE应用中具备独特优势。在现代先进支撑产线中,WEE备受青睐,不仅仅是因为完全避免了化学溶剂飞溅,更在于随着越来越先进的芯片制程,边缘精度要求将越来越高,化学EBR难以更进一步了。

 

四、 微片激光器适应性

微片激光器是一种容易实现优秀光束质量、高峰值功率的激光器。它不具备非常大的激光功率或激光能量,但其短腔长的特性,实现了亚纳秒的脉冲宽度,峰值功率特别高,特别弥补了光刻胶因热堆积产生的边缘缺陷。仅凭这一特点,微片激光器可在在精细加工上展现独特的优势。主流的i-line光刻工艺,普遍选用波长355nm的激光,该波长的激光器商业化程度高,工艺、技术相对成熟,稳定性好,与微片激光的特点相对契合。对于WEE这类应用,微片激光真正做到了短小精悍。杏林睿光针对该行业推出的MCC系列RealSubns®微片激光器,具备较高的单脉冲能量,且脉冲洁净无尾,光束质量优异,正是WEE应用具备极高性价比的选择。

 

MCC系列激光器实物图MCC系列激光器参数表

 

五、 总结与展望

本文主要介绍了光刻胶边缘修复(EBR)中的光学修复方法,及与之对应的高性价比激光。微片激光器对于体积、成本敏感但功率要求不高的集成化设备而言,非常合适,以高适应性契合了WEE应用。但其被动调Q带来的脉冲抖动特性或许也限制了方案设计,加之其脉宽仍然远不如超快激光,无法达到真正“冷加工”的极致效果。

WEE技术的未来,将需要适应更先进的制程、更大的晶圆尺寸和更高的良率要求,从单纯的清理工具,升级为半导体制造中的精密控制环节。随着长鑫科技、长江存储等国产龙头的发展壮大,物料的国产可控也是一大趋势。杏林睿光自主研发生产的紫外脉冲激光器,为光源国产化提供助力。

 

免责声明:本产品属于科研级激光器,仅用于实验室科学研究,不属于医疗器械,不可直接用于人体临床诊断、治疗。文中涉及光声成像的临床应用方向仅为技术发展综述,不代表本产品具备临床医疗功能。本文部分内容来自网络,以技术研究交流为目的,仅供大家参考、学习,如描述有误或者学术不对之处欢迎及时提出。如涉及版权问题,请联系我们将尽快核实并删除。

 

引用

MCC系列750ps微片激光器

   
   
   
   
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