CN102136409B - 一种在晶圆上制作定位标记的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶圆及在该晶圆上制作定位标记的方法。其中，所述晶圆具有定位标记。所述方法包括下列步骤：a)在光罩上任选一个图案作为基准图案；b)在水平和垂直方向上对所述晶圆进行等分，得到一系列交点；c)为每一个所述交点定义交点坐标；d)根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出所述定位标记；e)用步骤a)中选出的所述基准图案对步骤d)中确定的所述定位标记进行曝光；以及f)对曝光出的定位标记进行刻蚀。本发明可以将晶圆准确的定位在操作机上。另外，本发明可以保证加工精度满足要求而不受人为因素等的不良影响。同时，可以方便、快捷的查找到晶圆编号。还不会引入冗余操作，达到节省时间、提高效率的目的。

Description

一种在晶圆上制作定位标记的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更特别地涉及一种在晶圆上制作定位标记的方法。

背景技术

在半导体制造技术中，光刻工艺是对晶圆进行操作的四个基本工艺中最关键的工艺，其确定了器件的关键尺寸。而光刻过程中的错误以及图形的错位都可能造成晶圆上的图形发生歪曲或套准不好，最终可转化为对器件的电特性产生不良影响。

在各种操作进行之前，都需要将晶圆放置在操作台上。但由于没有有效的手段或方法对晶圆放置的位置进行判断，因此常常会导致晶圆发生偏置，这样非常不利于准确的操作随后工艺。另外，在边缘光刻胶去除(EdgeBead Remove，EBR)工艺中，由于不同任务的需要，通常被去除光刻胶的宽度是不同的，而且操作者在保证被去除光刻胶的宽度规格达到规定要求的同时，还要小心控制保证不要去除光刻胶的有效区域。因此即便能够准确的定位晶圆，也会由于去除宽度掌握不好，导致操作达不到规定的要求。同理，在晶圆边缘曝光(Wafer Edge Expose，WEE)工艺中，由于不同任务的需要，通常被曝光的光刻胶宽度也是不同的，因此也会导致上述情况的发生而使得操作达不到规定的要求。

在现有技术中，操作者是根据经验通过肉眼或一些粗测工具大致判断其操作是否满足规定要求，但这往往是不够的。因为，对晶圆的操作是在非常小的数量级上进行的。例如，对于8寸晶圆而言，有时需要在EBR工艺中去除1-2mm宽度的光刻胶。所以通过肉眼或者其他粗测工具很难将晶圆准确定位在操作台进行操作，也无法对操作是否达到规定要求进行准确的判断或度量。因此，这种通过肉眼或其他粗测工具对定位或操作规格进行校准的方法是非常不科学的，常常由于人为因素的影响导致产生一些缺陷或不良影响。

另外，为了操作、记录、查找等的方便，要在晶圆上刻蚀一些编号用来标识晶圆，而且通常来讲这些编号安排在晶圆的同一位置上。为了在晶圆操作的过程中可以看到这些编号，需要对这些编号所在位置进行判断。因此，也需要对编号区域进行标记和限定。

进一步的，由于晶圆生产是大规模的，因此还需要在避免上述缺陷的情况下，不过多的引入冗余操作，以降低操作复杂度，从而节省时间、人力，提高效率。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明涉及一种晶圆，该晶圆具有定位标记。

进一步地，所述定位标记是位于晶圆中心的中心标记。

进一步地，所述中心标记可以呈十字形、三角形、圆形。

进一步地，所述定位标记是位于距晶圆边缘一定径向距离的一圈工艺标记。

进一步地，所述工艺标记是边缘光刻胶去除工艺标记。

进一步地，所述边缘光刻胶去除工艺标记位于距所述晶圆边缘1-2mm的范围内。

进一步地，所述工艺标记是晶圆边缘曝光工艺标记。

进一步地，所述晶圆边缘曝光工艺标记位于距所述晶圆边缘3-4mm的范围内。

进一步地，所述定位标记是位于距晶圆中心一定径向距离处的ID标记。

进一步地，所述定位标记本身呈矩形、圆形、三角形的形状。

进一步地，所述定位标记是永久的。

进一步地，所述定位标记包括位于晶圆中心的中心标记、位于距晶圆边缘一定径向距离的一圈工艺标记和位于距晶圆中心一定径向距离处的ID标记。

本发明提供一种在晶圆上制作定位标记的方法，该方法包括以下步骤：

a)在光罩上任选一个图案作为基准图案；

b)在水平和垂直方向上对所述晶圆进行等分，得到一系列交点；

c)为每一个所述交点定义交点坐标；

d)根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出所述定位标记；

e)用步骤a)中选出的所述基准图案对步骤d)中确定的所述定位标记进行曝光；以及

f)对曝光出的定位标记进行刻蚀。

进一步地，步骤d)进一步包括根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出晶圆中心，根据所述晶圆中心确定位于所述晶圆中心的中心标记。

进一步地，步骤d)进一步包括根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出晶圆边缘，根据所述晶圆边缘确定位于距所述晶圆边缘一定径向距离的一圈工艺标记。

进一步地，步骤d)进一步包括根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出晶圆中心，根据所述晶圆中心确定位于距所述晶圆中心一定径向距离处的ID标记。

进一步地，所述基准图案位于所述光罩周边。

因此，本发明可以将晶圆准确的定位在操作机上。另外，本发明可以保证加工精度满足规定要求而不受人为因素等的不良影响，最终保证器件良好的电特性和较高的最终成品率。同时，可以方便、快捷的查找到晶圆编号。除此之外，还不会引入冗余操作，从而降低了操作复杂度，达到节省停机操作时间、提高生产效率的目的。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1所示为根据本发明一个实施例的晶圆的示意图；

图2所示为根据本发明另一个实施例的晶圆的示意图；

图3A所示为根据本发明一个实施例的，EBR工艺完成后的晶圆的示意图；

图3B是对图3A所示的晶圆的EBR去除部分进行放大的局部示意图；

图4A所示为根据本发明一个实施例的，WEE工艺完成后的晶圆的示意图；

图4B是对图4A所示的晶圆的WEE曝光部分进行放大的局部示意图。

图5所示为定位标记制作过程的示意图。

图6所示为定位标记制作过程的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来讲显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中对晶圆以及在晶圆上制作定位标记的方法进行详细说明。显然，本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

图1所示为根据本发明一个实施例的晶圆的示意图。该图中示出了三种矩形定位标记。第一种定位标记是位于晶圆中心处相互交叉的一列水平和一列垂直的十字形中心标记3。该中心标记3的交叉点代表了晶圆的中心位置，使得可以将晶圆准确地定位在操作机上进行操作。第二种定位标记是位于距晶圆中心一定距离处的ID标记4。根据实际标记在晶圆上的编号的位置和大小，可以将ID标记4的范围限定在晶圆的不同位置。例如，该ID标记4可以沿晶圆半径方向、位于距晶圆中心四分之三半径处。该ID标记4用于标识晶圆的ID区域，以完全包围住ID编号为准。这样，操作者可以将由ID标记4限定的区域进行曝光而看到晶圆编号。第三种定位标记是位于距晶圆边缘一定径向距离的一圈工艺标记。一般来讲，根据晶圆大小及工艺要求的不同，工艺标记的具体位置可以由操作者决定。通过工艺标记，可以准确定位出需要被操作的光刻胶宽度。例如，EBR工艺标记5可以位于距晶圆外周边缘处1-2mm的范围内，以准确指示出需要在EBR工序中去除的光刻胶宽度。沿着EBR工艺标记5可以很方便的去除光刻胶的边缘，而不会影响到其他区域。再如，WEE工艺标记6可以位于距晶圆外周边缘处3-4mm的范围内，以准确指示出需要在WEE工序中曝光的光刻胶宽度。沿着WEE工艺标记6可以很方便的对光刻胶的边缘进行曝光，而不会影响到其他区域。而且，进行了刻蚀操作，使得这些定位标记可以永久的保留在晶圆上而不会在清洗过程中被去除。

虽然图1所示的各种定位标记本身均为矩形，但是由于光罩上图案的不同，曝光到晶圆上的这些定位标记本身也可以有不同的形状，诸如图2所示的圆形等。

图3A所示为根据本发明一个实施例的，EBR工艺完成后的晶圆状态示意图。如图3A所示，喷嘴沿着EBR工艺标记5将边缘的光刻胶去除。由于EBR工艺标记5的存在，使得光刻胶被平整圆滑且准确的去除。这样，不仅保证了去除光刻胶的宽度达到规定要求，而且不会去除到其他区域的光刻胶。图3B是对图3A所示的EBR工艺去除部分进行放大的局部示意图。由图3B可以看出，由EBR工艺去除的光刻胶的宽度为晶圆外周边缘与EBR工艺标记5内侧边缘之间的径向距离。对于本领域技术人员来讲应该理解的是，仅是为了清楚地示出该去除宽度，在EBR工艺标记5的内侧边缘和剩余光刻胶2的外侧边缘之间夸大地示出了一小段距离。实际上，这段距离是不存在的。

图4A所示为根据本发明一个实施例的，WEE工艺完成后的晶圆状态示意图。如图4A所示，曝光机沿着WEE工艺标记6对边缘的光刻胶进行曝光。由于WEE工艺标记6的存在，使得光刻胶被平整圆滑且准确的曝光。这样，不仅保证了被曝光光刻胶的宽度达到规定要求，而且不会曝光到其他区域的光刻胶。图4B是对图4A所示的WEE工艺曝光部分进行放大的局部示意图。由图4B可以看出，由WEE工艺曝光的光刻胶的宽度为晶圆外周边缘与WEE工艺标记6内侧边缘之间的径向距离。对于本领域技术人员来讲应该理解的是，仅是为了清楚地示出该曝光宽度，没有再示出EBR工艺标记5。而且，在WEE工艺标记6的内侧边缘和剩余光刻胶2的外侧边缘之间夸大地示出了一小段距离。实际上，这段距离是不存在的。

虽然图1、图3A、图3B、图4A、图4B中示出的定位标记本身均为矩形，虽然图2中示出的定位标记本身均为圆形，但根据用户的需求和晶圆的实际大小，这些定位标记可以具有诸如三角形等不同的形状和尺寸。

虽然图1、图2、图3A、图4A中示出的中心标记3均呈现为相互交叉的一列水平和一列垂直标记的十字形形状，但是本领域技术人员应该理解的是，诸如三角形、圆形等可以起到标记中心作用的任意形状都可以用来标记晶圆中心。

虽然图1、图2、图3A、图4A中示出的ID标记4均呈现为圆角矩形的形状，但是本领域技术人员应该理解的是，诸如直角矩形、圆形、三角形等任意形状都可以用来标记晶圆编号的区域。而且，由于晶圆编号的位置不同，ID标记4可以位于不同位置。另外，由于对晶圆所编号码的大小不同，ID标记所覆盖范围的大小也可以有所不同。

另外，本领域的技术人员应该理解的是，由于晶圆尺寸和工艺要求的不同，图1、图2、图3A、图3B、图4A、图4B中示出的所有定位标记的尺寸都可以由用户确定。EBR工艺标记5和WEE工艺标记6距离晶圆外周边缘的距离也可以根据工艺要求的不同而不同。

由于只是在晶圆本身上加了一些定位标记，并没有对晶圆的结构、尺寸或其他参数进行修改，也没有改变操作台的操作方式或其他参数，因此不会增加拆装晶圆的复杂度。另外，由于可以方便的对晶圆进行定位，还降低了机器的停机装配时间，达到了节省时间、人力，提高效率的目的。

本文所述的定位标记制作步骤如下：

a)在光罩上任选一个图案作为基准图案；

b)根据晶圆尺寸和加工要求，在水平和垂直方向上对晶圆进行等分，得到一系列交点；

c)为每一个交点定义交点坐标；

d)根据步骤c)得到的交点坐标确定出定位标记；

e)用步骤a)中选出的基准图案对步骤d)中确定的定位标记进行曝光；以及

f)对步骤e)曝光出的定位标记进行刻蚀。

以下参照图5和图6详细说明制作定位标记的步骤。

图5所示为定位标记制作过程的示意图。图6为定位标记制作过程的流程图。在图5中示出了晶圆1、光罩101、光罩图案102、透镜103。首先，在光罩上任选一个图案作为基准图案。例如，在光罩101上任意选择一个图案。由于光罩周边的图案相对独立、附近没有其他图案的干扰，所以优选地选择光罩周边的图案作为基准图案。另外，光罩上可能有诸如矩形、三角形、圆形等各种不同图案，为了使曝光到晶圆上的定位标记有利于进行对准操作，优选地选择矩形为基准图案。本领域的技术人员应该理解的是，还可以选择其他形状作为基准图案。如图5所示，优选的选择光罩左下角的矩形图案102。然后，在水平和垂直方向上对晶圆进行等分，得到多条间隔相等的水平线和垂直线。这些水平线与垂直线相交得到一系列交点。为了图示清晰，在图5中将位于晶圆内的交点标记为实心圆球，将位于晶圆边缘的交点标记为空心圆球。然后，为每一个交点分配交点坐标。优选的给出两位交点坐标，以从上到下、从左到右的顺序，按由小到大的顺序给定。如图5所示，示出的三个交点的交点坐标分别为(1，8)、(8，1)和(8，8)。交点坐标(1，8)表示该交点位于第一行第八列，以此类推。根据得到的交点坐标，就可以确定出定位标记。根据本发明的一个实施例，根据交点坐标可以确定出晶圆中心。比如，坐标为(8，8)的交点所在位置即为晶圆中心。根据晶圆中心可以确定位于晶圆中心的中心标记。例如，在确定中心标记3时，可以以晶圆中心交点为基准，然后按给定步长(比如1)向左、向右、向上、向下分别移动三次即可得到图1所示的中心标记3；或者，按给定步长和给定角度在晶圆中心交点周围移动即可得到图2所示的一圈中心标记3。根据本发明的另一个实施例，根据交点坐标可以确定出晶圆边缘，根据晶圆边缘可以确定位于距晶圆边缘一定径向距离的一圈工艺标记。在确定工艺标记时，可以以一个晶圆边缘交点为基准，然后径向向内移动给定宽度(比如1)，即可得到一个工艺标记。同理，对所有晶圆边缘交点进行如上操作即可得到图1所示的一圈工艺标记。根据给定宽度的不同，可以得到不同类型的工艺标记，比如图1所示的EBR工艺标记5或WEE工艺标记6。根据本发明的再一个实施例，根据交点坐标可以确定出晶圆中心，根据晶圆中心可以确定位于距晶圆中心一定径向距离处的ID标记。例如，可以根据事先确定好的晶圆编号位置，定位出距晶圆中心一定径向距离处的ID标记的位置。最后，用选出的基准图案对上述确定出的定位标记进行曝光，再对曝光好的定位标记进行刻蚀，就可以得到所需的定位标记并使这些定位标记永久保留在晶圆上。

本领域技术人员应该理解的是，根据所选光罩图案的不同，可以曝光出各种不同形状的定位标记。而且，可以选择光罩上的任意图案作为基准图案。另外，只要可以确定出后续定位标记的位置，可以按任意顺序对坐标值进行确定。

综上所述，仅是本发明较佳的实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等同实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种在晶圆上制作定位标记的方法，该方法包括以下步骤：

a)在光罩上任选一个图案作为基准图案；

b)在水平和垂直方向上对所述晶圆进行等分，得到一系列交点；

c)为每一个所述交点定义交点坐标；

d)根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出所述定位标记；

e)用步骤a)中选出的所述基准图案对步骤d)中确定的所述定位标记进行曝光；以及

f)对曝光出的定位标记进行刻蚀。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d)进一步包括根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出晶圆中心，根据所述晶圆中心确定位于所述晶圆中心的中心标记。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d)进一步包括根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出晶圆边缘，根据所述晶圆边缘确定位于距所述晶圆边缘一定径向距离的一圈工艺标记。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d)进一步包括根据步骤c)得到的所述交点坐标确定出晶圆中心，根据所述晶圆中心确定位于距所述晶圆中心一定径向距离处的ID标记。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准图案位于所述光罩周边。

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