導語

晶圓邊緣曝光（WEE）作為半導體制造關鍵精密工藝，核心是通過光刻膠光化學反應去除晶圓邊緣多余膠層，從源頭減少污染、提升產品良率。文章聚焦其四階段工作流程、核心參數(shù)要求及光機電協(xié)同等技術難點。友思特 ALE 系列光源— 多紫外波長靈活適配光刻膠、精準穩(wěn)定控光保障工藝一致性、長壽命低維護降低成本，為 WEE 工藝高效落地提供核心支撐，助力先進半導體制造提質增效。

一、WEE 技術原理

晶圓邊緣曝光（WEE）是一項在半導體制造中，用于選擇性去除晶圓邊緣多余光刻膠的精密光學工藝。它的核心目的是消除邊緣光刻膠因剝落或流動導致的污染，從而提升最終產品的良率。其技術根基在于光刻膠的光化學反應。

二、WEE 工作結構

基本流程是，高功率紫外光源系統(tǒng)（通常波長365nm）經(jīng)遮光板形成特殊光斑照射晶圓邊緣區(qū)域。承載臺帶動晶圓旋轉，到達指定位置，激發(fā)光刻膠的光化學反應，使其在后續(xù)顯影階段溶解。對于正性光刻膠，曝光區(qū)域溶解度增加而被顯影液去除；負性光刻膠則通過曝光形成交聯(lián)保護層，保護邊緣免受污染。

典型的WEE工藝流程包含四個階段

1.光刻膠涂覆

通過旋涂工藝在晶圓表面形成均勻光刻膠層

2.選擇性曝光

使用UV-LED等光源對邊緣區(qū)域（典型寬度3mm）進行照射，避開功能區(qū)圖形

3.顯影處理

溶解已曝光光刻膠

4.清洗干燥

高速旋轉甩干晶圓，消除殘留顯影液及污染物

三、核心參數(shù)要求

WEE技術要實現(xiàn)高精度和穩(wěn)定性，對其核心部件有著明確的參數(shù)要求

光源系統(tǒng)：波長、曝光強度、穩(wěn)定性、開關速度

光路結構：邊緣銳度、均勻性

機械系統(tǒng)：定位、運動控制精度

四、工藝難點剖析

WEE工藝在實現(xiàn)過程中，主要面臨以下幾方面的技術挑戰(zhàn)：

光、機、電的協(xié)同控制精度

光源與光路因素：需要產生一個邊緣銳利、能量均勻光斑。任何光斑的均勻性不佳或邊緣模糊，都會直接導致光刻膠去除寬度不一。

（均勻的光斑能得到銳利的邊緣，反之會得到模糊的邊緣甚至殘留的光刻膠）

控制因素：系統(tǒng)必須具備亞毫米級的運動控制精度和毫秒級的響應速度，確保光斑能實時、精準地追蹤晶圓邊緣，包括平邊或缺口區(qū)域。

光源系統(tǒng)的瞬時穩(wěn)定與長期可靠，曝光劑量的穩(wěn)定性保證工藝一致性

光源因素：輸出功率的瞬時波動和長期衰減都是嚴峻挑戰(zhàn)。這要求光源必須具備精密的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)和功率補償算法，以抵消老化帶來的劑量漂移。相比較于汞燈，UVLED的長壽命和工作穩(wěn)定性更適合用于WEE設備的集成

(不斷老化的汞燈)

光路因素：高功率光源帶來的熱量會使光學元件因熱膨脹而變形，導致光路偏移、光斑形變。優(yōu)秀的熱管理設計是維持光路長期穩(wěn)定的關鍵。

在極限空間內的系統(tǒng)集成與工藝適配

WEE模塊并非獨立設備，而是需要嵌入到空間極其有限的涂膠顯影機中。需要將光源、復雜的光路、對位視覺系統(tǒng)和運動機構高度集成在一個緊湊的單元內。這對光學機械的緊湊型設計提出了極限要求。隨著技術節(jié)點演進，需要不斷優(yōu)化曝光參數(shù)以適應新型光刻膠。系統(tǒng)還需能兼容處理不同翹曲程度的晶圓，確保在整條圓周上的焦平面一致，這對光路的自動對焦能力提出了更高要求。

(運動中的晶圓而帶來的翹曲，需要利用光學結構的景深進行補償)

友思特 ALE系列光源

友思特ALE系列光源能夠提供i線（365nm）、h線（405nm）和g線（436nm） 等多種紫外波長的輸出，并且可以單獨配置和控制，這使得它們能夠靈活地適配不同類型的光刻膠，以達成最佳的曝光效果。

精準的曝光控制與高效穩(wěn)定性：友思特光源能夠實現(xiàn)極其精準的曝光劑量控制，這對于在高速旋轉的晶圓上實現(xiàn)均勻、銳利的邊緣曝光至關重要。同時，其采用的閉環(huán)控制系統(tǒng)能單獨監(jiān)控并實時調整每個LED模塊的輸出，確保了長時間工作下功率的穩(wěn)定，保障了工藝的一致性和良率

長久的使用壽命與低維護成本：與傳統(tǒng)汞燈相比，UV-LED光源本身具有更長的使用壽命，這使得配備友思特光源的WEE系統(tǒng)停機時間更短，維護成本顯著降低。其模塊化的設計也支持在現(xiàn)場對LED模塊進行快速更換，進一步提升了設備運營效率。

通過精準移除邊緣光刻膠，從源頭上顯著降低了因膠體剝落導致的晶圓表面污染和缺陷，直接提升了產品的良率。

增強工藝控制：光源出色的穩(wěn)定性和可控性，使得WEE工藝參數(shù)更加穩(wěn)定，重復性更高，為先進的半導體制造流程提供了堅實的工藝基礎

審核編輯 黃宇