CN103377890B - 用于制造和定向半导体晶圆的方法 - Google Patents

用于制造和定向半导体晶圆的方法 Download PDF

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Abstract

一种定向半导体晶圆的方法。该方法包括:关于中心轴旋转晶圆;使旋转晶圆的多个边缘部分暴露在来自一个或多个光源的具有预定波长的光下;在旋转晶圆的多个边缘部分中的至少一部分中检测表面下标记;以及使用所检测到的表面下标记作为参考定向晶圆。本发明还提供了用于制造半导体晶圆的方法。

Description

用于制造和定向半导体晶圆的方法
技术领域
本发明总体上涉及半导体制造,更具体地,涉及用于制造半导体晶圆的方法。
背景技术
半导体晶圆传统上形成有槽口以定向晶圆,并且提供用于晶圆处理机器的参考。用于形成槽口的工艺通常涉及研磨晶圆或晶锭(ingot)的表面。这些工艺对半导体工艺性能产生负面影响。例如,晶圆表面上的光刻胶涂层的厚度的均匀性或化学机械抛光(CMP)膜厚度可能由于存在槽口而劣化。用于蚀刻工艺的等离子体密度和化学物质分布也可能受到槽口负面影响。附加成本与补偿工艺性能的这些劣化相关。槽口还是导致晶圆污染(尤其是在高真空工艺期间)、设备损坏以及避免装置损坏需要的的附加预防性维修的粒子源。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的缺陷,根据本发明的一方面,提供了一种方法,包括:将半导体晶圆放置在晶圆保持设备中或所述晶圆保持设备上;照射晶圆接近所述晶圆的圆周边缘的预定第一部分,以改变所述晶圆的所述第一部分中的至少一部分的晶体结构来形成表面下标记,其中,所述表面下标记可使用光来检测。
在该方法中,照射步骤包括:使激光对准所述晶圆的所述第一部分。
在该方法中,所述照射步骤包括:使所述激光对准并聚焦在所述晶圆的所述第一部分中的至少一部分处。
该方法进一步包括:保持所述晶圆的所述第一部分中的至少第二部分的晶体结构,其中,所述第一部分包括所述晶圆的表面,并且所述晶圆的所述第一部分沿着照射的照射轴进行定位。
在该方法中,所述第一部分中的所述至少一部分小于整个所述第一部分。
在该方法中,改变步骤包括:熔化所述晶圆的所述第一部分中的所述至少一部分。
在该方法中,所述表面下标记可使用预定波长的光来检测。
在该方法中,所述表面下标记可使用红外线照射来检测。
在该方法中,所述表面下标记可使用波长至少为1.1微米的红外线照射来检测。
在该方法中,所述表面下标记可使用波长在1.1微米和1.5微米之间的红外线照射来检测。
在该方法中,所述表面下标记可使用x射线检查来检测。
在该方法中,所述保持设备包括静电卡盘。
在该方法中,所述晶圆的所述第一部分设置在所述晶圆的边缘排除区域中。
根据本发明的另一方面,提供了一种定向半导体晶圆的方法,包括:绕中心轴旋转半导体晶圆;使旋转晶圆的至少一个边缘部分暴露给来自一个或多个光源的具有预定波长的光;在所述旋转晶圆的所述至少一个边缘部分中的一个边缘部分中检测表面下标记;以及将所检测的表面下标记用作参考来定向所述晶圆。
在该方法中,定向步骤包括:将所述表面下标记用作针对半导体工艺对准所述晶圆的参考点。
在该方法中,所述定向步骤包括:将所述表面下标记用作用于分析所述晶圆的功能部分上的标记对准所述晶圆的参考点。
在该方法中,所述预定波长是红外线波长。
在该方法中,所述预定波长在1.1微米和1.5微米之间。
在该方法中,所述预定波长是x射线波长。
根据本发明的又一方面,提供了一种系统,包括:晶圆保持设备,保持半导体晶圆;光源,朝向所述晶圆发射光;透镜,使发射的光对准并聚焦在所述晶圆的表面下部分处,使得所述晶圆的所述表面下部分的晶体结构被改变以形成表面下标记,其中,所述表面下标记可使用预定波长的光来检测。
附图说明
当结合所附示例性非限制性实施例考虑时,通过参考以下详细说明,本公开内容的多个方面对于本领域技术人员是或变得明显。
图1是示出根据本公开内容的实施例的方法的流程图。
图2是示出根据一些实施例的方法的流程图。
图3A是示出根据本公开内容的实施例的半导体晶圆的实例的平面图的示意图。
图3B是示出根据一些实施例的半导体晶圆的实例的透视图的示意图。
图4A是示出根据本公开内容的实施例的表面下标记(subsurfacemark)形成装置的实例的透视图的示意图。
图4B是示出根据本公开内容的实施例的表面下标记形成装置的实例的透视图的示意图。
图5是示出根据本公开内容的实施例的表面下标记检测装置的侧视图的示意图。
图6是示出根据一些实施例的表面下标记检测装置的侧视图的示意图。
图7是示出根据本公开内容的实施例的定向半导体晶圆的方法的流程图。
具体实施方式
参考附图,其中,为了便于理解附图,类似参考标号指定类似元件,描述了多栅极半导体器件及其形成方法的多种实施例。附图没有按比例进行绘制。
提供以下描述作为一组代表性实例的开放教导。可以对本文中所描述的实施例进行多种改变,而仍然获得有益结果。可以通过选择本文中所论述的一些特征或步骤而不利用其它特征或步骤获得以下论述的一些期望益处。从而,多种修改和改变、以及本文中所描述的特征和步骤的子集都是可能的,并且甚至在特定情况下也是令人满意的。从而,提供以下描述作为示意性的而不是限制性的。
旨在结合附图读取该示意性实施例的描述,将附图视为是整个编写的说明书的一部分。在本文中所公开的实施例的说明中,对方向或定向的任何引用都仅用于便于说明并且不以任何方式限制本公开内容的范围。诸如“下部”、“上部”、“水平”、“垂直”、“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”的空间相对位置的术语及其派生词(例如,“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应该被解释为是指正在论述的附图中描述或示出的定向。这些空间相对位置的术语仅用于便于说明并且不要求以特定定向构建或操作装置。除非另外描述,诸如“附接”、“固定”、“连接”以及“互连”的术语是指结构相互直接或通过中间结构相互间接固定或附接的关系,以及可移动或刚性附接或关系。本文所使用以描述结构/元件之间的关系的术语“邻近”包括在参考的相应结构/元件之间的直接接触以及相应结构/元件之间存在其他中间结构/元件。
如本文中使用的,除非上下文清楚地和明确地指出,否则诸如“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”的单数冠词的使用不旨在排除复数冠词的对象。
提供用于制造半导体晶圆和定向半导体晶圆的改进工艺。发明人观察到,通过在半导体晶圆中形成表面下标记,提供了可检测标记,该可检测标记允许在最小化对半导体工艺性能的影响的同时,准确和有效地实现晶圆定向。发明人观察到,在半导体晶圆中形成表面下标记允许定向晶圆,同时避免穿过晶圆表面的非均匀性,例如,光刻胶涂层厚度、化学机械抛光(CMP)膜厚度、用于蚀刻工艺的等离子体密度、以及用于蚀刻工艺的化学物质分布。发明人确定,本文中所描述的方法提高产量,并且避免了与避免穿过晶圆表面的这些非均匀性设计的附加工艺相关的成本。发明人进一步确定,本文中所描述的方法将避免与提供定向晶圆的参考槽口相关的晶圆污染、装置损坏、以及避免装置损坏需要的附加预防性维修。
图1是示出根据本公开内容的实施例的方法的流程图。在框110处,半导体晶圆被放置在晶圆保持设备中。在多种实施例中,晶圆保持设备是卡盘。在一些实施例中,晶圆保持设备是静电卡盘(ESC)。例如,可以由底座(例如,压盘)或提供用于半导体晶圆的支撑表面的其他支撑台架(例如,圆盘压板)来支撑半导体晶圆。在多种实施例中,使用诸如例如静电卡盘的卡盘将晶圆保持到底座。
在框120处,照射晶圆中邻近晶圆的圆周边缘的预定第一部分,以改变晶圆的第一部分中的至少一部分的晶体结构,从而在晶体结构中形成表面下标记,其中,表面下标记可使用光检测。在多种实施例中,光源照射晶圆的预定第一部分。在一些实施例中,激光器是照射晶圆的预定第一部分的光源。通过实例,可以将Nd-YAG激光器用于照射晶圆的预定第一部分。光源可以安装在轨道上并且例如,可由线性致动器朝向或远离晶圆的中心轴移动,以容纳多种晶圆尺寸。例如,半导体晶圆的尺寸可以是但不限于1英寸(25mm)、2英寸(51mm)、3英寸(76mm)、4英寸(100mm)、5英寸(130mm)、125mm、150mm、200mm、300mm或450mm的尺寸。在多种实施例中,预定第一部分设置在晶圆的功能区域外部。如本文所使用的,晶圆的功能区域是要形成集成电路(IC)管芯的区域。在多种实施例中,预定第一部分设置在晶圆的边缘排除区域(edgeexclusionarea)中。例如,对于150mm晶圆,边缘排除区域可以是从晶圆的边缘在径向上向内2mm并且关于晶圆的圆周设置的圆周区域,其中,IC管芯不存在或者如果存在也不使用。
在多种实施例中,使激光对准晶圆的第一部分。在一些实施例中,第一部分可以包括晶圆的表面。在一些实施例中,使激光对准并且聚焦在晶圆的第一部分中的一部分处,以改变其晶体结构。在多种实施例中,使用透镜在晶圆的第一部分中的一部分处聚焦来自光源的光。可以使用任何合适透镜聚焦来自光源的光。通过实例,可以打开激光光源,并且激光可以由透镜聚焦并且沿着照射轴对准晶圆的第一部分中的一部分,以形成表面下标记。在多种实施例中,通过熔化晶圆的第一部分中的一部分改变晶圆的第一部分中的一部分的晶体结构。在一些实施例中,在晶圆的第一部分中形成熔化区。熔化区可以是晶圆的第一部分中的一部分,其中,通过熔化工艺改变晶圆结构。表面下标记可以形成在晶圆的熔化区处。
在多种实施例中,保持晶圆的第一部分中的至少第二部分的晶体结构。在一些实施例中,晶圆的第一部分中的至少一部分小于整个第一部分,使得聚焦的激光改变整个第一部分中的一部分而不是所有的晶体结构。例如,晶圆的第一部分沿着照射轴定位并且可以包括晶圆的表面,并且可以通过照射工艺改变第一部分中的一部分而不是所有的晶体结构。
在多种实施例中,表面下标记可使用光检测。一个或多个表面下标记搜索单元可以提供光以检测表面下标记。在一些实施例中,多个表面下标记搜索单元被设置成或者可移动地设置成用于检测邻近晶圆的圆周边缘的表面下标记。例如,可以沿着通过轴的线段设置或直接可移动地设置两个表面下标记搜索单元。每个表面下搜索单元都可以包括光源、透镜和传感器。在一些实施例中,传感器可以是检测表面下标记的CMOS或CCD成像传感器。
在多种实施例中,使用预定波长的光检测表面下标记。在一些实施例中,可使用红外线照射检测表面下标记。例如,可使用波长为至少1.1微米的红外线照射检测表面下标记。在一些实施例中,可使用波长在1.1微米和1.5微米之间的红外线照射检测表面下标记。在多种实施例中,光源是发射预定波长的红外线光的红外线光源。在一些实施例中,表面下标记搜索单元中的传感器是红外线传感器。在一些实施例中,可使用x射线检查来检测表面下标记。例如,光源可以是发射预定波长的x射线的x射线源。在一些实施例中,表面下标记搜索单元中的传感器是x射线传感器。发明人已经确定,通过使用照射形成邻近晶圆的圆周边缘的表面下标记,提供定向晶圆的参考,同时避免与使用用于提供定向晶圆的参考的槽口相关的晶圆污染、装置损坏、以及避免装置损坏的附加预防性维修。
现在参考图2,提供示出根据一些实施例的方法的流程图。在框210处,与以上在框110中所述的一样,半导体晶圆设置在晶圆保持设备中。在框220处,激光被对准并且聚焦在晶圆的表面下部分处。在多种实施例中,激光可以使用透镜被对准并且聚焦在晶圆的表面下部分处。在框230处,改变晶圆的表面下部分的晶体结构,以形成表面下标记。在多种实施例中,通过熔化晶圆的表面下部分改变晶圆的表面下部分的晶体结构。在一些实施例中,在晶圆的表面下部分处形成熔化区,其中,通过熔化工艺改变晶体结构。可以在晶圆的熔化区处形成表面下标记。
现在参考图3A,提供示出根据本公开内容的实施例的半导体晶圆300的实例的平面图的示意图。如图所示,在晶圆300的功能区域的圆周边界310和晶圆300的圆周边缘320之间的晶圆300的区域中形成表面下标记330。在所示的实施例中,虚线表示晶圆300的多个区域,其中,在形成半导体标记330之后可以形成管芯。在多种实施例中,圆周边界310和圆周边缘320之间的区域是晶圆300的边缘排除区域。从边缘排除区域排除管芯的形成。现在参考图3B,提供示出根据一些实施例的半导体晶圆300的实例的透视图的示意图。在所示实施例中,示出具有基本矩形形状的表面下标记330。然而,表面下标记330可以具有通过使用如本文中所述的照射改变晶圆300的表面下部分的晶体结构形成的任何形状。
图4A和图4B示出根据一些实施例的半导体晶圆表面下标记形成装置400的实例。提供光源442。在一些实施例中,光源442是激光器。在一些实施例中,沿着用于保持半导体晶圆的保持设备(472)的轴设置光源442。在其他实施例中,光源442是与用于保持半导体晶圆的保持设备(未示出)的轴相距公共径向距离设置或可移动设置的多个光源之一。在多种实施例中,例如,光源442可以包括光发射器,诸如激光器或发光二极管(LED)。在一些实施例中,光源442发出预定波长的光。在其他实施例中,可以使用滤光器将由光源发出的光的波长过滤为预定波长的光。装置400可以包括用于聚焦来自光源442的光的透镜444。可以使用任何合适的透镜以将来自光源的光聚焦在半导体晶圆的预定部分上,以形成表面下标记430。在一些实施例中,晶圆的预定部分是晶圆的边缘排除区域的一部分。例如,来自激光光源442的光可以通过透镜444进行聚焦并且沿着照射轴对准晶圆在圆周边界420和圆周边缘410之间的一部分处,以形成表面下标记430。在多种实施例中,控制器450控制装置照射晶圆的一部分以形成表面下标记。在一些实施例中,控制器450是嵌入式微控制器。在多种实施例中,控制器450是在专用集成电路(ASIC)中实现的数字信号处理器。在一些实施例中,控制器450可以是连网计算机或可编程逻辑控制器。
图5提供示出表面下标记检测装置500的实例的侧视图的示意图。表面下标记检测装置500包括至少一个表面下标记检测单元(560a)。在一些实施例中,表面下标记检测装置500包括多个表面下标记检测单元(560a、560b)。图5以示意图示出两个表面下标记检测单元560a和560b。表面下标记检测装置500可以包括用于支撑和/或保持半导体晶圆510的卡盘572。在一些实施例中,卡盘572是静电卡盘。卡盘572可以关于中心轴574旋转。在多种实施例中,表面下标记检测单元560a和560b被设置成或可移动地设置成用于检测接近晶圆510的圆周边缘510的表面下标记520。如在图5所示,多个表面下标记检测单元可以包括沿着通过轴574的线段相互相对地设置或可移动地设置的两个表面下标记检测单元560a、560b。
表面下标记检测单元(560a、560b)中的每一个都可以包括光源562a、562b、透镜564a、564b和传感器566a、566b,该传感器可以包括例如CCD或CMOS成像传感器。在一些实施例中,表面下标记检测单元(560a、560b)可以包括滤光器,例如,红外线滤光器。在一些实施例中,一个或多个表面下标记检测单元560a、560b可以安装在轨道上并且例如通过线性致动器朝向或远离轴574可移动,以适应不同尺寸的晶圆。当将晶圆510设置在卡盘572上时,可以朝向轴574驱动表面下标记检测单元560a、560b,直到传感器566a、566b检测到接近晶圆510的圆周边缘的表面下标记。在多种实施例中,表面下标记检测单元560a、560b使用来自光源562a、562b的预定波长的光检测表面下标记520。例如,波长在可见光谱范围内的光(例如,对于典型人眼位于约390纳米和790纳米之间)不能通过半导体晶圆510进行传播。然而,发明人确定,具有通过半导体晶圆510的已知透射率的预定波长的光可以用于检测表面下标记520。在多种实施例中,表面下标记520可以具有改变的晶体结构,而可以保持表面下标记520之外的晶体结构。表面下标记检测装置560a、560b可以被用于检测具有预定波长的并且接近可以形成表面下标记520的晶圆510的圆周边缘的光的透射率的变化。
在多种实施例中,光源562a、562b是发射预定波长的红外线光的红外线光源。在多种实施例中,从光源562a、562b发射的光是红外线照射。例如,从光源562a、562b发射的光可以具有至少1.1微米的波长,以检测表面下标记520。在一些实施例中,从光源562a、562b发射的光可以具有在约1.1微米和约1.5微米(例如,1.05至1.55微米)之间的波长,以检测表面下标记520。例如,波长为1.1微米的光可以具有约70%的通过半导体晶圆的透射率。可以通过监控接近晶圆510的圆周边缘的光透射率的改变来检测所形成的表面下标记520。在一些实施例中,表面下标记搜索单元560a、560b中的传感器566a、566b是红外线传感器。在多种实施例中,光源560a、560b可以是照射预定波长的x-射线的x-射线源。例如,从光源560a、560b发射的光可以具有在0.01和10纳米之间的波长。在一些实施例中,表面下标记搜索单元560a、560b中的传感器566a、566b是x射线传感器或x射线检测器。在多种实施例中,控制器550控制装置以检测表面下标记520。在一些实施例中,控制器550是嵌入式微处理器。在多种实施例中,控制器550是在专用集成电路(ASIC)中实现的数字信号处理器。在一些实施例中,控制器550可以是连网计算机或可编程逻辑控制器。
图6是示出表面下标记检测装置600的实例的侧视图的示意图。表面下标记检测装置600包括至少一个表面下标记检测单元(660a)。在所示的实施例中,提供两个表面下标记检测单元660a和660b。与上述表面下标记检测装置500一样,表面下标记检测装置600可以包括用于支撑和/或保持半导体晶圆610的卡盘672,该卡盘可以关于中心轴674旋转。在多种实施例中,表面下标记检测单元660a和660b被设置成或者可移动地设置成用于检测邻近晶圆610的圆周边缘的表面下标记620。如图6所示,多个表面下标记检测单元可以包括被设置或相互可移动地设置在晶圆620的相对侧上的两个表面下标记检测单元660a、660b,以相对于轴674以预定发射角照射晶圆610的一部分。在多种实施例中,薄膜可以沉积在晶圆610的表面上,例如,上表面。在多种实施例中,表面下标记检测单元660a、660b可以被设置在或可移动地设置在与具有在其上沉积有薄膜的晶圆610表面相反的表面上。
在所示的实施例中,每个表面下标记检测单元(660a、660b)都包括光源662a、662b、透镜664a、664b、以及传感器666a、666b。传感器666a、666b被设置或相互可移动地设置在晶圆610的相对面上,以在表面下标记620的期望反射点处接收相对于轴674的预定反射角的反射光。光源662a、662b和传感器的预定定位基于光反射算法,使得相对于轴674的照射光(θT)的发射角等于相对于轴674和在传感器666a、666b处接收的反射光的反射角(θR)(θT=θR)。在一些实施例中,光源662a、662b可以是点型或面型光源。在一些实施例中,传感器666a、666b可以是点型或面型光传感器。在一些实施例中,表面下标记检测单元660a、660b可以包括滤光器(未示出),例如,红外线滤光器。在多种实施例中,表面下标记检测单元660a、660b使用来自预定波长的光源662a、662b的光并且相对于轴674以预定发射(θT)角和反射(θR)角检测表面下标记620。在多种实施例中,表面下标记620可以具有改变的晶体结构,而可以保持表面下标记620外侧的晶体结构。表面下标记检测装置660a、660b可以被用于检测相对于轴674并且相对于接近晶圆610的圆周边缘的期望反射点的预定发射(θT)角和反射(θR)角的预定波长的反射光,可以在该期望反射点处形成表面下标记620。
在多种实施例中,光源662a、662b是发射预定波长的红外线光的红外线光源。在一些实施例中,表面下标记搜索单元660a、660b中的传感器666a、666b是红外线传感器。在一些实施例中,光源662a、662b可以是发射预定波长的x射线的x射线源。在一些实施例中,表面下标记搜索单元660a、660b中的传感器666a、666b是x射线传感器或x射线检测器。与上述控制器550一样,控制器650控制装置以检测表面下标记620。
图7示出根据多种实施例的定向半导体晶圆的方法的流程图。在框710处,半导体晶圆关于中心轴旋转。在框720处,旋转晶圆的多个边缘部分暴露至来自一个或多个光源的具有预定波长的光。在多种实施例中,一个或多个照射光源可以打开,以开始将旋转晶圆的多个边缘部分暴露在相应光源下,来检测表面下标记。例如,旋转晶圆的边缘部分可以是旋转晶圆的边缘排除区域中的一部分。在多种实施例中,预定波长是红外线波长。例如,预定波长可以在约1.1微米和1.5微米之间(例如,1.05和1.55微米)。在一些实施例中,预定波长是x射线波长。在框730处,在旋转晶圆的多个边缘部分中的一部分中检测表面下标记。在多种实施例中,可以通过监控旋转晶圆的多个边缘位置处的光透射率的改变来检测表面下标记。例如,在图5所示的实施例中,可以确定在检测器566a、566b的每个像素处的检测到的光电平,以准确地识别标记520的位置。在框740处,使用所检测到的表面下标记作为参考来定向半导体晶圆。在一些实施例中,表面下标记可以用作用于半导体工艺的晶圆的对准的参考点。在一些实施例中,表面下标记可以用作用于晶圆工艺机器的参考。在多种实施例中,表面下标记可以被用作用于晶圆对准的参考点,以分析晶圆的功能部分上的标记。
如通过图1至图7中所示的多种结构和实施例所示,描述了用于制造和定向半导体晶圆的多种改进方法。
根据一些实施例,提供了一种方法。该方法包括:将半导体晶圆放置在晶圆保持设备中;照射晶圆接近晶圆的圆周边缘的预定第一部分,以改变晶圆的第一部分中的至少一部分的晶体结构,以形成表面下标记。表面下标记可使用光检测。
根据多种实施例,提供了一种定向半导体晶圆的方法。该方法包括:关于中心轴旋转晶圆;使旋转晶圆的多个边缘部分暴露在来自一个或多个光源的具有预定波长的光下;以及检测旋转晶圆的多个边缘部分中的一部分中的表面下标记;以及使用所检测到的表面下标记作为参考定向晶圆。
根据一些实施例,提供一种方法。该方法包括:将半导体晶圆放置在晶圆保持设备中,以及使激光对准并且聚焦在晶圆的表面下部分处,并且改变晶圆的表面下部分的晶体结构,以形成表面下标记。表面下标记可使用预定波长的光检测。
虽然描述了多种实施例,但是应该理解,所描述的实施例仅是示意性的并且主题的范围符合对于熟读本发明的本领域技术人员自然地进行的等同物、多种改变和修改的整个范围。
而且,以上实例仅是示意性的并且不用于限制如所附权利要求限定的本公开内容的范围。可以在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下,在本主题的方法中作出多种修改和改变。从而,期望权利要求覆盖可以由本领域技术人员作出的改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于制造半导体晶圆的方法,包括:
将半导体晶圆放置在晶圆保持设备中或所述晶圆保持设备上;
照射晶圆位于所述晶圆的边缘排除区域中的预定第一部分,以改变所述晶圆的所述第一部分中的表面下第一部分的晶体结构来形成表面下标记,其中,所述表面下标记可使用具有通过所述晶圆的预定透射率的预定波长的光、以相对于所述晶圆的旋转轴的预定发射角、并且基于所述预定波长来检测。
2.根据权利要求1所述的用于制造半导体晶圆的方法,其中,照射步骤包括:
使激光对准所述晶圆的所述第一部分。
3.根据权利要求2所述的用于制造半导体晶圆的方法,其中,所述照射步骤包括:
使所述激光对准并聚焦在所述晶圆的所述第一部分中的表面下第一部分处。
4.根据权利要求1所述的用于制造半导体晶圆的方法,进一步包括:
保持所述晶圆的所述第一部分中的至少第二部分的晶体结构,其中,所述第一部分中的第二部分包括所述晶圆的表面,并且所述晶圆的所述第一部分沿着照射的照射轴进行定位。
5.根据权利要求1所述的用于制造半导体晶圆的方法,其中,改变步骤包括:
熔化所述晶圆的所述第一部分中的所述表面下第一部分。
6.根据权利要求1所述的用于制造半导体晶圆的方法,其中,所述预定波长为红外线或X射线。
7.根据权利要求6所述的用于制造半导体晶圆的方法,其中,所述预定波长至少为1.1微米。
8.根据权利要求7所述的用于制造半导体晶圆的方法,其中,所述预定波长在1.1微米和1.5微米之间。
9.根据权利要求1所述的用于制造半导体晶圆的方法,其中,所述保持设备包括静电卡盘。
10.一种定向半导体晶圆的方法,包括:
绕中心轴旋转半导体晶圆;
使旋转晶圆的位于功能区域之外的至少一个边缘部分暴露给来自一个或多个光源的具有预定波长的光;
以在表面下标记的预定反射点处接收相对于所述晶圆的旋转轴的预定反射角的反射光并且基于所述预定波长在所述旋转晶圆的所述至少一个边缘部分中的一个边缘部分中检测所述表面下标记;以及
将所检测的表面下标记用作参考来定向所述晶圆。
11.根据权利要求10所述的定向半导体晶圆的方法,其中,定向步骤包括:
将所述表面下标记用作针对半导体工艺对准所述晶圆的参考点。
12.根据权利要求10所述的定向半导体晶圆的方法,其中,所述定向步骤包括:
将所述表面下标记用作用于分析所述晶圆的功能部分上的标记对准所述晶圆的参考点。
13.根据权利要求10所述的定向半导体晶圆的方法,其中,所述预定波长是红外线或x射线波长。
14.根据权利要求11所述的定向半导体晶圆的方法,其中,所述预定波长在1.1微米和1.5微米之间。
15.一种用于制造半导体晶圆的系统,包括:
晶圆保持设备,保持半导体晶圆;
光源,朝向所述晶圆发射光;
透镜,使发射的光对准并聚焦在所述晶圆的表面下部分处,使得所述晶圆的所述表面下部分的晶体结构被改变以形成表面下标记,其中,所述表面下标记可使用具有通过所述晶圆的预定透射率的预定波长的光、以相对于所述晶圆的旋转轴的预定发射角、并且基于所述预定波长来检测。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9476701B2 (en) * 2013-07-05 2016-10-25 Infineon Technologies Ag Apparatus for detecting a pre-aligning element at a wafer
TWI588932B (zh) * 2015-05-29 2017-06-21 Wafer positioning identification device and method thereof
US10186438B2 (en) * 2015-11-05 2019-01-22 Infineon Technologies Ag Method and apparatus for use in wafer processing
JP6654435B2 (ja) * 2016-01-07 2020-02-26 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
US10267130B2 (en) 2016-09-26 2019-04-23 International Business Machines Corporation Controlling operation of a steam-assisted gravity drainage oil well system by adjusting controls to reduce model uncertainty
US10378324B2 (en) 2016-09-26 2019-08-13 International Business Machines Corporation Controlling operation of a steam-assisted gravity drainage oil well system by adjusting controls based on forecast emulsion production
US10570717B2 (en) 2016-09-26 2020-02-25 International Business Machines Corporation Controlling operation of a steam-assisted gravity drainage oil well system utilizing continuous and discrete control parameters
US10614378B2 (en) 2016-09-26 2020-04-07 International Business Machines Corporation Cross-well allocation optimization in steam assisted gravity drainage wells
US10352142B2 (en) 2016-09-26 2019-07-16 International Business Machines Corporation Controlling operation of a stem-assisted gravity drainage oil well system by adjusting multiple time step controls
US10577907B2 (en) 2016-09-26 2020-03-03 International Business Machines Corporation Multi-level modeling of steam assisted gravity drainage wells
JP6849468B2 (ja) * 2017-02-13 2021-03-24 ファスフォードテクノロジ株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
US11043437B2 (en) 2019-01-07 2021-06-22 Applied Materials, Inc. Transparent substrate with light blocking edge exclusion zone

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1461450A (zh) * 2000-10-23 2003-12-10 国际管道技术及管理(爱尔兰)有限公司 在物体上设置标识标记的方法和装置
CN1855415A (zh) * 2005-03-30 2006-11-01 东京毅力科创株式会社 基板定位装置、基板定位方法、程序
CN1917982A (zh) * 2004-02-17 2007-02-21 凸版光掩模公司 光掩模和传递光掩模基片相关信息的方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5194743A (en) * 1990-04-06 1993-03-16 Nikon Corporation Device for positioning circular semiconductor wafers
US5876819A (en) 1995-02-17 1999-03-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Crystal orientation detectable semiconductor substrate, and methods of manufacturing and using the same
JPH08339946A (ja) 1995-02-17 1996-12-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体基板およびその製造方法ならびにその使用方法
US6420792B1 (en) * 1999-09-24 2002-07-16 Texas Instruments Incorporated Semiconductor wafer edge marking
JP4071476B2 (ja) 2001-03-21 2008-04-02 株式会社東芝 半導体ウェーハ及び半導体ウェーハの製造方法
JP2003090803A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Mitsubishi Electric Corp 被処理基板欠陥検査装置、これを用いた半導体製造装置、及び被処理基板欠陥検査方法
JP2007067018A (ja) 2005-08-29 2007-03-15 Sharp Corp 露光装置の露光動作評価方法および半導体デバイスの製造方法
US7842442B2 (en) 2006-08-31 2010-11-30 Advanced Micro Devices, Inc. Method and system for reducing overlay errors within exposure fields by APC control strategies
US8175831B2 (en) 2007-04-23 2012-05-08 Kla-Tencor Corp. Methods and systems for creating or performing a dynamic sampling scheme for a process during which measurements are performed on wafers
US7751067B1 (en) * 2007-05-24 2010-07-06 Ultratech, Inc. Substrate-alignment using detector of substrate material
US8389099B1 (en) * 2007-06-01 2013-03-05 Rubicon Technology, Inc. Asymmetrical wafer configurations and method for creating the same
JP5190666B2 (ja) * 2007-07-25 2013-04-24 信越半導体株式会社 貼り合わせウェーハの回転角度の測定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1461450A (zh) * 2000-10-23 2003-12-10 国际管道技术及管理(爱尔兰)有限公司 在物体上设置标识标记的方法和装置
CN1917982A (zh) * 2004-02-17 2007-02-21 凸版光掩模公司 光掩模和传递光掩模基片相关信息的方法
CN1855415A (zh) * 2005-03-30 2006-11-01 东京毅力科创株式会社 基板定位装置、基板定位方法、程序

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Publication number Publication date
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