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Diverse Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen eine Ausrichtungsmarkenanordnung, ein Halbleiterwerkstück und ein Verfahren zur Ausrichtung eines Wafers.
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Moderne Halbleitervorrichtungen, wie z.B. integrierte Schaltungsvorrichtungen (IC) oder Chips, können typischerweise durch Verarbeiten eines Halbleiterträgers, wie z.B. eines Wafers, hergestellt werden. Integrierte Schaltungen können eine Vielzahl von Schichten aufweisen, z.B. eine oder mehrere halbleitende, isolierende und/oder leitende Schichten, die übereinandergestapelt sein können. In diesem Zusammenhang kann die Überlagerung (Ausrichtung) einer unteren Schicht mit einer oberen Schicht von Bedeutung sein. Ausrichtungsmarken können zur Ausrichtung typischerweise verwendet werden, z.B. beim Ausrichten lithographisch definierter Schichten, z.B. mithilfe eines Steppers oder Scanners.
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Beim Einstellen der lithographischen Schichten unter Verwendung einer Stepper/Scanner-Vorrichtung können Ausrichtungssprünge auftreten. Um diesem Problem vorzubeugen, umfasst die Stepper/Scanner-Vorrichtung herkömmlicherweise eine Software-Lösung, die überprüft, ob Kontrastunterschiede an Messstellen (z.B. an Messstrichen) größer sind als zwischen den Messstellen. Ferner werden an die Messstriche (Begrenzungsstriche) anschließende Marken überprüft.
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Nachteile der Software-Lösung bestehen darin, dass die Software-Lösung womöglich unzureichend funktioniert bzw. während des Ausrichtungsvorgangs deaktiviert werden muss, falls Interferenzen große Kontrastunterschiede zwischen den Messstrichen herbeiführen, falls die Breite der Striche der halben Distanz zwischen den Strichen entspricht oder falls die an die Messstriche anschließenden Striche (d.h. die Begrenzungsstriche) einen Kontrastunterschied zeigen, der im Vergleich mit den Messstrichen anders ist.
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Es kann erstrebenswert sein, eine alternative Möglichkeit zur Bestimmung und/oder Vermeidung von Ausrichtungssprüngen bereitzustellen, ohne eine Software-Lösung heranzuziehen.
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Eine Ausrichtungsmarkenanordnung gemäß diversen Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken aufweisen, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin zumindest eine der folgenden Aussagen gilt: eine erste Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine erste Breite auf, und eine zweite Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine zweite Breite auf, die sich von der ersten Breite unterscheidet; ein erstes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem ersten Teilungsabstand angeordnet, und ein zweites Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet. In einer Ausgestaltung können die erste Ausrichtungsmarke und die zweite Ausrichtungsmarke benachbarte Ausrichtungsmarken sein. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Breite zumindest das Doppelte der ersten Breite betragen. In noch einer Ausgestaltung kann der zweite Teilungsabstand zumindest das Doppelte des ersten Teilungsabstands betragen. In noch einer Ausgestaltung kann eine dritte Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine dritte Breite aufweisen, die sich von der ersten Breite und der zweiten Breite unterscheidet. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Ausrichtungsmarke zwischen der ersten Ausrichtungsmarke und der dritten Ausrichtungsmarke ausgebildet sein und die zweite Breite kann größer sein als die erste Breite und die dritte Breite kann größer sein als die zweite Breite. In noch einer Ausgestaltung können die zweite Ausrichtungsmarke zu der ersten Ausrichtungsmarke und der dritten Ausrichtungsmarke benachbart sein. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Ausrichtungsmarke zwischen der ersten Ausrichtungsmarke und der dritten Ausrichtungsmarke ausgebildet sein und die zweite Breite kann geringer sein als die erste Breite und die dritte Breite kann größer sein als die erste Breite. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Ausrichtungsmarke zu der ersten Ausrichtungsmarke und der dritten Ausrichtungsmarke benachbart sein. In noch einer Ausgestaltung kann das erste Paar benachbarter Ausrichtungsmarken eine erste Ausrichtungsmarke und eine zu der ersten Ausrichtungsmarke benachbarte zweite Ausrichtungsmarke aufweisen und das zweite Paar benachbarter Ausrichtungsmarken kann die zweite Ausrichtungsmarke und eine zu der zweiten Ausrichtungsmarke benachbarte dritte Ausrichtungsmarke aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann ein drittes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken in einem dritten Teilungsabstand angeordnet sein, der sich von dem ersten Teilungsabstand und dem zweiten Teilungsabstand unterscheidet. In noch einer Ausgestaltung kann das erste Paar benachbarter Ausrichtungsmarken eine erste Ausrichtungsmarke und eine zu der ersten Ausrichtungsmarke benachbarte zweite Ausrichtungsmarke aufweisen, wobei das zweite Paar benachbarter Ausrichtungsmarken die zweite Ausrichtungsmarke und eine zu der zweiten Ausrichtungsmarke benachbarte dritte Ausrichtungsmarke aufweisen kann und wobei das dritte Paar benachbarter Ausrichtungsmarken die dritte Ausrichtungsmarke und eine zu der dritten Ausrichtungsmarke benachbarte vierte Ausrichtungsmarke aufweisen kann. In noch einer Ausgestaltung kann der zweite Teilungsabstand größer sein als der erste Teilungsabstand und der dritte Teilungsabstand kann größer sein als der zweite Teilungsabstand. In noch einer Ausgestaltung kann der zweite Teilungsabstand geringer sein als der erste Teilungsabstand und der dritte Teilungsabstand kann größer sein als der erste Teilungsabstand. In noch einer Ausgestaltung kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine Vielzahl von länglichen Ausrichtungsmarken aufweisen. In noch einer Ausgestaltung können die länglichen Ausrichtungsmarken sich senkrecht auf eine Reihenrichtung länglich erstrecken. In noch einer Ausgestaltung kann jede der länglichen Ausrichtungsmarken zumindest eine von einer Strichform und einer Grabenform aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken symmetrisch um ein Symmetriezentrum in der Reihe angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine gerade Anzahl von Ausrichtungsmarken aufweisen.
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Eine Ausrichtungsmarkenanordnung gemäß diversen Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken umfassen, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, wobei die Ausrichtungsmarkenanordnung eine Asymmetrie bei zumindest einem von einem Teilungsabstand und einer Breite der Ausrichtungsmarken umfasst.
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In einer Ausgestaltung können zumindest zwei Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken unterschiedliche Breiten aufweisen. In noch einer Ausgestaltung können zumindest zwei Paare benachbarter Ausrichtungsmarken unterschiedliche Teilungsabstände aufweisen.
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Ein Halbleiterwerkstück gemäß diversen Ausführungsformen kann zumindest eine Ausrichtungsmarkenanordnung umfassen, die eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken umfasst, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin zumindest eine der folgenden Aussagen gilt: eine erste Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine erste Breite auf, und eine zweite Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine zweite Breite auf, die sich von der ersten Breite unterscheidet; ein erstes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem ersten Teilungsabstand angeordnet, und ein zweites Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet.
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In einer Ausgestaltung kann das Halbleiterwerkstück einen Wafer aufweisen. Ein Verfahren zur Ausrichtung eines Wafers gemäß diversen Ausführungsformen kann das Bereitstellen eines Wafers mit zumindest einer Ausrichtungsmarkenanordnung umfassen, wobei die Ausrichtungsmarkenanordnung Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin zumindest eine der folgenden Aussagen gilt: eine erste Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine erste Breite auf, und eine zweite Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine zweite Breite auf, die sich von der ersten Breite unterscheidet; ein erstes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem ersten Teilungsabstand angeordnet, und ein zweites Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet; das Bestrahlen der zumindest einen Ausrichtungsmarkenanordnung mit Licht; das Sammeln von der Ausrichtungsmarkenanordnung reflektierten Lichts; das Analysieren optischer Informationen über das gesammelte Licht; und das Bestimmen einer Position des Wafers basierend auf den analysierten optischen Informationen.
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen in allen unterschiedlichen Ansichten die gleichen Teile. Die Zeichnungen sind nicht zwangsläufig maßstabgetreu, vielmehr liegt der Schwerpunkt auf der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung. In der folgenden Beschreibung sind diverse Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die nachstehenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine Draufsicht auf ein Nacktchips umfassendes Halbleiterwerkstück zeigt;
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2 eine Darstellung eines typischen Ausrichtungsvorgangs zeigt;
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3A eine typische Vorausrichtungsmarke zeigt;
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3B eine Gruppe typischer Feinausrichtungsmarken zeigt;
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4A bis 4C die richtige Ausrichtung bzw. typische, während herkömmlicher Feinausrichtung auftretende Fehler zeigen;
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5 ein typisches Ausrichtungsbild eines Schirms einer Steppervorrichtung während eines Ausrichtungsvorgangs zeigt;
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6A bis 6C schematische Ansichten zeigen, die ein herkömmliches Software-Verfahren zur Bestimmung eines Ausrichtungssprungs zeigen, wie es in einer Stepper/Scanner-Vorrichtung implementiert ist;
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7A eine Ausrichtungsmarkenanordnung, die Ausrichtungsmarken mit verschiedenen Breiten umfasst, gemäß einer Ausführungsform zeigt, und 7B eine Ausrichtungsmarkenanordnung, die Ausrichtungsmarken mit verschiedenen Teilungsabständen innerhalb von Paaren benachbarter Ausrichtungsmarken umfasst, gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt;
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8A eine herkömmliche Struktur von Ausrichtungsmarken zeigt;
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8B bis 8J Ausrichtungsmarkenanordnungen gemäß diversen Ausführungsformen zeigen;
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9 ein Halbleiterwerkstück, das zumindest eine Ausrichtungsmarkenanordnung umfasst, gemäß diversen Ausführungsformen zeigt; und
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10 ein Flussbild zeigt, das ein Verfahren zur Ausrichtung eines Wafers gemäß diversen Ausführungsformen darstellt.
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Die folgende ausführliche Beschreibung nimmt auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug, die mittels Veranschaulichung konkrete Details und Ausführungsformen zeigen, in denen die Erfindung angewandt werden kann. Diese Ausführungsformen sind ausführlich genug beschrieben, um Fachleuten die Anwendung der Erfindung zu ermöglichen. Andere Ausführungsformen können eingesetzt und strukturelle, logische und elektrische Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Die diversen Ausführungsformen schließen einander nicht zwangsläufig gegenseitig aus, da manche Ausführungsformen mit einer oder mehrerer anderen Ausführungsformen kombiniert und so neue Ausführungsformen ausgebildet werden können.
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Es gilt zu beachten, dass in dieser Beschreibung die Bezugnahme auf diverse Merkmale (z.B. Region, Schicht, Vorgang, Schritte, Stapel, Eigenschaften, Material etc.), die „ein Aspekt“, „eine Ausführungsform“, „beispielhafter Aspekt“, „ein Aspekt“, „ein anderer Aspekt“, „irgendein Aspekt“, „diverse Aspekte“, „andere Aspekte“, „alternativer Aspekt“ und dergleichen umfassen, bedeuten sollen, dass derlei Merkmale von einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst sind, aber in denselben Aspekten zwar kombiniert sein können, aber nicht zwangsläufig müssen. Diverse Aspekte der Offenbarung sind für Verfahren bereitgestellt, und diverse Aspekt der Offenbarung sind für Vorrichtungen oder Fabrikate bereitgestellt. Es versteht sich, dass grundlegende Eigenschaften der Verfahren auch für die Vorrichtungen oder Fabrikate gelten, und umgekehrt. Daher kann der Kürze halber eine doppelte Beschreibung solcher Eigenschaften vermieden werden.
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Das Wort „beispielhaft“ wird hierin mit der Bedeutung „als Beispiel, Exemplar oder zur Veranschaulichung dienend“ verwendet. Eine hierin als „beispielhaft“ beschriebene Ausführungsform oder Konzeption ist nicht zwangsläufig als bevorzugt oder im Vorteil gegenüber anderen Ausführungsformen oder Konzeptionen auszulegen.
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Es gilt zu beachten, dass in dieser Beschreibung die Bezugnahme auf „zumindest eines von“ jede beliebige Kombination bedeuten kann. Beispielsweise kann zumindest eines von Objekt A und Objekt B Objekt A, Objekt B oder die beiden Objekte A und B sein. Das hierin zur Beschreibung der Ausbildung eines Merkmals, z.B. einer Schicht, „über“ einer Seite oder Oberfläche verwendete Wort „über“ kann dazu verwendet werden, zu bezeichnen, dass das Merkmal, z.B. die Schicht, „direkt auf“, z.B. in direktem Kontakt mit, der jeweiligen Seite oder Oberfläche ausgebildet sein kann. Das hierin zur Beschreibung der Ausbildung eines Merkmals, z.B. einer Schicht, „über“ einer Seite oder Oberfläche verwendete Wort „über“ kann dazu verwendet werden, zu bezeichnen, dass das Merkmal, z.B. die Schicht, „indirekt auf“ der jeweiligen Seite oder Oberfläche ausgebildet ist, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der jeweiligen Seite oder Oberfläche und der ausgebildeten Schicht angeordnet sind. Wenngleich die Beschreibung hierin unter Bezugnahme auf bestimmte Aspekte dargestellt und beschrieben ist, soll die Beschreibung nicht auf die gezeigten Details beschränkt sein. An den Details können Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs und der Bereichsäquivalente der Patentansprüche vorgenommen werden. Beim automatischen Ausrichten lithographischer Schichten, d.h. lithographisch definierter Schichten, mithilfe eines Steppers oder Scanners kann die nachteilige Kombination aus einer Vielzahl von Faktoren des Ausrichtungsvorgangs zu sogenannten Ausrichtungssprüngen, d.h. schlechten Ausrichtungsergebnissen, führen, z.B. während oder nach dem Übergang von der Vorausrichtung zur Feinausrichtung. Diese Faktoren können z.B. die Auslegung von Ausrichtungsmarken, die Breite von Ausrichtungsmarken und der Teilungsabstand zwischen Ausrichtungsmarken, Interferenzen zwischen Ausrichtungsmarken (z.B. optische Interferenzstrukturen, die während der Lesung oder Erkennung von Ausrichtungsmarken während der Einstellung von lithographischen Schichten mit einem Stepper oder Scanner erzeugt werden), falsche Verschiebungseinstellungen in der Vorrichtung, d.h. im Scanner oder Stepper, und schlechte Vorausrichtung umfassen oder sein. Diese Ausrichtungssprünge können zu Ungenauigkeiten bei der Ausrichtung des Wafers während der lithographischen Belichtung im Stepper oder Scanner führen.
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1 zeigt eine Draufsicht auf ein Halbleiterwerkstück 102. Unter Bezugnahme auf 1 zeigt Ansicht 100 eine Draufsicht auf ein Halbleiterwerkstück 102, das ein Halbleiterwafer sein kann, der eine Vielzahl von Nacktchipregionen 104 und an die Nacktchipregionen 104 anschließenden Kerbenregionen 106 umfasst. Eine Nacktchipregion 104 kann eine Region eines Halbleiterwerkstücks 102 bezeichnen, wo z.B. durch lithographische Strukturierung, z.B. Belichtung, und Halbleiterfertigungsvorgänge eine oder mehrere elektronische Vorrichtungen ausgebildet werden können.
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Das Halbleiterwerkstück 102 kann eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken 114 umfassen, wobei jede Ausrichtungsmarke 114 aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 114 eine längliche Struktur umfassen kann.
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Eine Gruppe von Ausrichtungsmarken kann als Ausrichtungsmarkensatz 112 oder Ausrichtungsmarkenanordnung 112 oder Multimarke, gezeigt in Ansicht 100, bezeichnet werden. Jeder Ausrichtungsmarkensatz 112 kann eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken 114, z.B. zwei oder mehrere, z.B. sechs, acht oder zehn Ausrichtungsmarken 114, umfassen und kann in einer Kerbenregion 106, die an eine Nacktchipregion 104 anschließt, über einer oberen Oberfläche des Halbleiterwerkstücks 102 ausgebildet werden. Jede der Ausrichtungsmarken 114 kann als Feinausrichtungsmarke konfiguriert sein. In diesem Fall kann der Ausrichtungsmarkensatz 112 auch als Feinausrichtungsmarkensatz 112 bezeichnet werden.
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Zumindest zwei TV-Vorausrichtungsmarken (TVPA-Marken) 110 können über einer oberen Oberfläche des Halbleiterwerkstücks 102 ausgebildet sein. In Ansicht 100 gezeigt sind der Einfachheit halber nur vier Nacktchipregionen 104 im Halbleiterwerkstück 102 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass ein Halbleiterwerkstück 102 für gewöhnlich eine Vielzahl von Nacktchips, z.B. zig, Hunderte oder sogar Tausende Nacktchips, umfasst. Jede Nacktchipregion 104 kann (zumindest teilweise) von einer Kerben- oder Kantenregion 106 umgeben sein, in der Feinausrichtungsmarkensätze 112 und/oder TV-Vorausrichtungsmarken 110 ausgebildet sein können.
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Unter Bezugnahme auf 1 kann jede Kerbenregion 106, die eine entsprechende Nacktchipregion 104 umgibt, zwei Ausrichtungsmarkensätze 112 umfassen. Wie in 1 dargestellt, bezeichnet ein erster Ausrichtungsmarkensatz 112x einen Ausrichtungsmarkensatz 112, der sich in einer Richtung einer x-Achse des Halbleiterwerkstücks 102 erstreckt, während ein zweiter Ausrichtungsmarkensatz 112y einen Ausrichtungsmarkensatz 112 bezeichnet, der sich in einer Richtung einer y-Achse des Halbleiterwerkstücks 102 erstreckt. Der erste Ausrichtungsmarkensatz 112x und der zweite Ausrichtungsmarkensatz 112y, die in einer bestimmten Kerbenregion 106 einer entsprechenden Nacktchipregion 104 ausgebildet sind, können zur Ortung des jeweiligen Zentrums 108 des ersten Ausrichtungsmarkensatzes 112x und des zweiten Ausrichtungsmarkensatzes 112y herangezogen werden.
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2 zeigt eine Darstellung eines typischen Ausrichtungsvorgangs. 2 zeigt die Darstellung 200 eines Ausrichtungsvorgangs. In Vorbereitung für die photolithographische Belichtung kann eine Schutzschicht 212 über der oberen Oberfläche des Halbleiterwerkstücks 102 ausgebildet werden. Des Weiteren kann ein Retikel oder eine Photomaske unter Verwendung von an den Kantenregionen des Retikels befindlichen Referenzretikelmarken auf den Stepper oder auf eine optische Säule des Steppers ausgerichtet werden.
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Bei 210 kann eine grundlegende Waferausrichtung ausgeführt werden und kann das Halbleiterwerkstück 102 auf einer beweglichen Plattform platziert werden. Das Halbleiterwerkstück 102 kann in Bezug auf einen Stepper oder Scanner unter Verwendung der verschiedenen Sätze oder Arten oder Gruppen von Ausrichtungsmarken ausgerichtet werden. Anschließend an die grundlegende Waferausrichtung von 210 kann bei 220 Vorausrichtung unter Verwendung einer ersten Gruppe von Ausrichtungsmarken, z.B. TV-Vorausrichtungsmarken 110, ausgeführt werden, wie in der vergrößerten Ansicht abgebildet. Zumindest zwei TV-Vorausrichtungsmarken 110 von zwei Nacktchips, die als schattierte Nacktchips des Halbleiterwerkstücks 102 bei 220 dargestellt sind, können zum Einstellen für eine Rotation verwendet und dazu verwendet werden, eine Ausrichtung von geringerer Genauigkeit (z.B. eine Vorausrichtung) auszuführen. TV-Vorausrichtungsmarken 110 können mit geringerer Vergrößerung detektiert und mittels Bewegens oder Drehens einer Plattform in x-(horizontaler) und y-(vertikaler) Richtung zur Block-x-y-Vorpositionierung vorpositioniert werden. Ausrichtung unter Verwendung von TV-Vorausrichtungsmarken 110 kann nur Genauigkeit zwischen etwa 2 µm und etwa 4 µm bereitstellen und unter Verwendung eines achsenfernen Mikroskops ausgeführt werden.
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Bei 230 kann eine zweite Gruppe von Ausrichtungsmarken, z.B. Feinausrichtungsmarkensätze 112, z.B. 112x, 112y, wie in der vergrößerten Ansicht abgebildet, anschließend dazu verwendet werden, die zuvor durch die TV-Vorausrichtungsmarken 110 bereitgestellte Ausrichtung in einem autoglobalen Ausrichtungsvorgang (AGA) zu verfeinern. Jeder Feinausrichtungsmarkensatz 112 kann eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken 114 umfassen. Jede Ausrichtungsmarke 114 kann als Feinausrichtungsmarke 114 des Halbleiterwerkstücks 102 konfiguriert sein. Ein Einstellungslicht, z.B. Breitband (612 +/– 35 nm) oder ein HeNe-Laser (612 nm), kann zum Beleuchten der Feinausrichtungsmarkensätze 112 verwendet werden. Jede Kerbenregion 106 kann einen ersten Feinausrichtungsmarkensatz 112x von Ausrichtungsmarken 114x in der x-Richtung und einen zweiten Feinausrichtungsmarkensatz 112y von Ausrichtungsmarken 114y in der y-Richtung umfassen. Der erste Satz 112x kann so angeordnet sein, dass darin die Ausrichtungsmarken 114x in Bezug aufeinander in einer x-Richtung ausgerichtet sind. Der zweite Satz 112y kann so angeordnet sein, dass darin die Ausrichtungsmarken 114y in Bezug aufeinander in einer y-Richtung angeordnet sind. Die Ausrichtungsmarken 114x und die Ausrichtungsmarken 114y können in aufeinander im Wesentlichen senkrechte Richtungen gerichtet sein. Beispielsweise kann eine Längsachse 232x einer Ausrichtungsmarke 114x auf eine x-Richtung senkrecht verlaufen, und eine Längsachse 232y einer Ausrichtungsmarke 114y kann parallel zur x-Richtung verlaufen.
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Wie oben stehend erwähnt, kann es sein, dass sowohl der erste Satz 112x als auch der zweite Satz 112y verwendet werden müssen, um den Mittelpunkt 108 für jeden der Sätze 112x und 112y zu orten. Ein Bild der Feinausrichtungsmarkensätze 112x und 112y kann betrachtet und analysiert werden. Eine bewegliche Plattform, die das Halbleiterwerkstück 102 trägt, kann sich in eine x-y-Richtung bewegen und kann den ersten Satz 112x unter ein erstes Ausrichtungsmikroskop, z.B. ein C-scope, legen. Das Bild des Feinausrichtungsmarkensatzes kann analysiert werden, um die Korrektur in der x-Ausrichtung zu bestimmen, in anderen Worten, um eine Block-X-Position zu bestimmen. Die Plattform, die das Halbleiterwerkstück 102 trägt, kann sich in eine x-y-Richtung bewegen, um den zweiten Satz 112y unter ein zweites Ausrichtungsmikroskop, z.B. ein B-scope, zu legen. Das Bild des Feinausrichtungsmarkensatzes kann analysiert werden, um die Korrektur in der y-Ausrichtung zu bestimmen, in anderen Worten, um eine Block-Y-Position zu bestimmen. Die Steppermaschine kann dann die Plattformposition berechnen, um die Nacktchipregion 104 des Halbleiterwerkstücks 102 unter Verwendung des georteten Mittelpunkts 108 unter eine optische Säule des Steppers zu legen. Die Plattform kann das Halbleiterwerkstück 102 so bewegen, dass der Mittelpunkt der Nacktchipregion 104 direkt unter der optischen Säule liegt.
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Da dieser Vorgang das Halbleiterwerkstück 102 in Bezug auf die optische Säule ausrichtet und da es sein kann, dass das Retikel bereits in Bezug auf die optische Säule ausgerichtet ist, kann Belichtung durch das Retikel ausgeführt werden, wobei ausgewählte Abschnitte der über dem Halbleiterwerkstück 102 ausgebildeten Schutzschicht 212 belichtet werden können. Insbesondere können ausgewählte Abschnitte der über Nacktchipregionen 104 ausgebildeten Schutzschicht 212, z.B. ausgewählte Abschnitte, die nicht durch das Retikel blockiert sind, Licht, z.B. UV-Licht, ausgesetzt werden.
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Ein Beispiel für eine zur Vorausrichtung verwendete TV-Vorausrichtungsmarke 110 ist in der Draufsicht 300 der 3A dargestellt. Wie in der Ansicht 300 gezeigt wird, kann die Vorausrichtungsmarke 110 im Allgemeinen eine Aufspleißstruktur, wie z.B. eine kreuzförmige Struktur 302, aufweisen. Jede TV-Vorausrichtungsmarke 110 kann im Allgemeinen recht groß sein und eine Breite wp und/oder eine Länge lp im Bereich von etwa 40 µm bis etwa 100 µm, z.B. von etwa 50 µm bis etwa 80 µm, z.B. von etwa 55 µm bis etwa 65 µm, z.B. von etwa 60 µm, aufweisen. Die Breite lw der kreuzförmigen Struktur 302 kann im Bereich von etwa 5 µm bis etwa 10 µm, z.B. bei etwa 6 µ, liegen. Ein herkömmlicher Feinausrichtungsmarkensatz oder eine herkömmliche Feinausrichtungsmarkenanordnung 112, der/die zur Feinausrichtung verwendet wird, ist in der oberen Ansicht 310 der 3B dargestellt. Der Feinausrichtungsmarkensatz 112 kann Ausrichtungsmarken 114 umfassen. Der Feinausrichtungsmarkensatz 112 kann über einem Halbleiterwerkstück 102 ausgebildet sein, z.B. in einer Kanten- oder Grenzregion des Halbleiterwerkstücks 102 oder in der Kanten- oder Kerbenregion 106 eines Nacktchips in einem Wafer. Das Halbleiterwerkstück 102 kann ein Halbleiterwafersubstrat, z.B. ein Siliciumwafer, sein.
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Wie in der Ansicht 310 der 3B gezeigt ist, kann der Feinausrichtungsmarkensatz 112 sechs Ausrichtungsmarken 114 umfassen, z.B. die Ausrichtungsmarken 114a, 114b, 114c, 114d, 114e, 114f.
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Jede der Ausrichtungsmarken 114 des Ausrichtungsmarkensatzes 112 kann eine längliche Struktur aufweisen, worin jede der Ausrichtungsmarken 114 beispielsweise eine Breite von etwa 4 µm aufweisen kann (wie in 3B gezeigt). Die äußersten Ausrichtungsmarken 114, d.h. die äußerste Ausrichtungsmarke 114a und die äußerste Ausrichtungsmarke 114f, des Ausrichtungsmarkensatzes 112 werden herkömmlicherweise Begrenzungsstriche genannt und sind im Allgemeinen länger als innere Ausrichtungsmarken 114, d.h. die inneren Ausrichtungsmarken 114b, 114c, 114d und 114e, des Ausrichtungsmarkensatzes 112. Die inneren Ausrichtungsmarken 114b, 114c, 114d und 114e werden herkömmlicherweise Messstriche genannt. Wie in 3B gezeigt ist, können Begrenzungsstriche beispielsweise eine Länge von etwa 34 µm aufweisen, während Messstriche eine Länge von beispielsweise etwa 30 µm aufweisen können (wie in 3B gezeigt). Der ganze Ausrichtungsmarkensatz 112 kann eine Gesamtlänge von beispielsweise etwa 120 µm und eine Gesamtbreite von beispielsweise zumindest etwa 50 µm aufweisen (wie in 3B gezeigt). Andere Ausdehnungen sind ebenfalls möglich, wie leicht zu verstehen ist.
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Jede Ausrichtungsmarke 114 kann durch einen Teilungsabstand p, der beispielsweise etwa 20 µm betragen kann (wie in 3B gezeigt), von einer benachbarten Ausrichtungsmarke 114 getrennt sein. Der Teilungsabstand p kann im Allgemeinen als Teilungsabstand zwischen den Strichen bezeichnet werden, z.B. zwischen einer ersten Kante einer ersten Ausrichtungsmarke 114a und einer entsprechenden Kante einer zweiten Ausrichtungsmarke 114b, wobei die zweite Ausrichtungsmarke 114b zur ersten Ausrichtungsmarke 114a benachbart ist oder an diese direkt anschließt. Ein halber Teilungsabstand ph bezeichnet die halbe Distanz zwischen benachbarten Ausrichtungsmarken, z.B. die halbe Distanz zwischen der ersten Ausrichtungsmarke 114a und der zweiten Ausrichtungsmarke 114b, z.B. den halben Teilungsabstand p.
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4A bis 4C zeigen die richtige Ausrichtung bzw. typische Fehler, die während herkömmlicher Feinausrichtung auftreten.
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4A zeigt die richtige Vorausrichtung (auf der linken Seite) und die richtige Feinausrichtung (auf der rechten Seite). Wie aus 4A (links) hervorgeht, ist auf einem ersten Mikroskop einer ersten Stepper/Scanner-Vorrichtung die Vorausrichtungsmarke 110 während der Vorausrichtung richtig nach der optischen Säule des Mikroskops (als Kreuz 402 schematisch dargestellt) ausgerichtet. In einem nachfolgenden zweiten Schritt (rechte Seite von 4A) sind auf einem zweiten Mikroskop der Stepper/Scanner-Vorrichtung Feinausrichtungsmarken 114 des Ausrichtungsmarkensatzes 112 auch während der Feinausrichtung richtig nach der optischen Säule des Mikroskops (als Kreuz 404 schematisch dargestellt) ausgerichtet. 4B zeigt die Wirkung schlechter TV-Vorausrichtung (TVPA). Wie in 4B (links) gezeigt ist, ist auf einem ersten Mikroskop einer ersten Stepper/Scanner-Vorrichtung die Vorausrichtungsmarke 110 während der Vorausrichtung nicht richtig nach der optischen Säule des Mikroskops (als Kreuz 406 schematisch dargestellt) ausgerichtet, sodass das Kreuz 406, das die optische Säule des ersten Mikroskops anzeigt, in Bezug auf die Vorausrichtungsmarke 110 seitlich und nach unten verschoben ist. Daher sind in einem nachfolgenden zweiten Schritt (4B rechts) auf einem zweiten Mikroskop der Stepper/Scanner-Vorrichtung auch die Feinausrichtungsmarken 114 des Ausrichtungsmarkensatzes 112 während der Feinausrichtung nicht richtig nach der optischen Säule des Mikroskops (als Kreuz 408 schematisch dargestellt) ausgerichtet, sodass das Kreuz 408, das die optische Säule des zweiten Mikroskops anzeigt, in Bezug auf die Vorausrichtungsmarken 114 seitlich und nach unten verschoben ist.
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Somit kann, wie in 4B gezeigt ist, wenn der Stepper oder Scanner nicht in der Lage ist, das Mikroskop in Bezug auf die TV-Vorausrichtungsmarke 110 (links) richtig einzustellen, dieser Fehler auch zu einer schlechten Feinausrichtung (rechts) führen. 4C zeigt die Wirkung falscher Verschiebungseinstellungen (z.B. falscher Versatz zwischen dem zur Vorausrichtung verwendeten ersten Mikroskop und dem zur Feinausrichtung verwendeten zweiten Mikroskop) in der Vorrichtung, d.h. dem Scanner oder Stepper. Wie in 4C (links) gezeigt ist, ist in einem ersten Mikroskop einer ersten Stepper/Scanner-Vorrichtung die Vorausrichtungsmarke 110 während der Vorausrichtung richtig nach der optischen Säule des Mikroskops (als Kreuz 410 schematisch dargestellt) ausgerichtet. In einem nachfolgenden zweiten Schritt (rechte Seite von 4C) sind auf einem zweiten Mikroskop der Stepper/Scanner-Vorrichtung Feinausrichtungsmarken 114 des Ausrichtungsmarkensatzes 112 während der Feinausrichtung nicht richtig nach der optischen Säule des Mikroskops (als Kreuz 412 schematisch dargestellt) ausgerichtet, sodass das Kreuz 412, das die optische Säule des zweiten Mikroskops anzeigt, in Bezug auf die Vorausrichtungsmarken 114 seitlich und nach unten verschoben ist.
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Somit können, wie in 4C gezeigt ist, auch wenn der TV-Vorausrichtungsvorgang richtig ausgeführt ist (links), falsche Verschiebungseinstellungen, wie z.B. ein falscher Versatz zwischen dem ersten Mikroskop und dem zweiten Mikroskop im Scanner oder Stepper (manchmal auch als falsche LowMag bezeichnet) zu schlechter Feinausrichtung (rechts) führen.
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Aufgrund des symmetrischen Aufbaus des herkömmlichen Ausrichtungsmarkensatzes 112 können Ausrichtungssprünge wie in 4B und 4C (jeweils rechts) gezeigt in jedem Fall einem halben Teilungsabstand ph oder einem Teilungsabstand p entsprechen, können also in anderen Worten der halben Distanz zwischen den Ausrichtungsmarken 114 oder der vollen Distanz zwischen den Ausrichtungsmarken 114 entsprechen. 5 zeigt ein typisches Bild eines Scanner/Stepper-TV-Schirms während eines Ausrichtungsvorgangs.
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Ein auf dem Stepper-TV-Schirm angezeigtes Detektorsignal 501, steht für Kontrastvariation entlang einer Längsrichtung eines Feinausrichtungsmarkensatzes 112. Wie aus dem auf dem Stepper-TV-Schirm aus 5 angezeigten Signal 501 hervorgeht, wird der automatische Ausrichtungsvorgang hier unter Verwendung eines Ausrichtungsmarkensatzes 112 durchgeführt, der vier Messstriche, d.h. innere Ausrichtungsmarken 114, d.h. die inneren Ausrichtungsmarken 114b, 114c, 114d und 114e, umfasst. Die beiden breiteren Signalspitzen des Signals 501 auf der rechten Seite bzw. auf der linken Seite stammen von den Begrenzungsstrichen, d.h. den äußersten Ausrichtungsmarken 114, das heißt den äußersten Ausrichtungsmarken 114a bzw. 114f, des zur Ausrichtung verwendeten Feinausrichtungsmarkensatzes 112.
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Um Probleme zu vermeiden, die während des Ausrichtungsvorgangs auftreten, kann wie oben stehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, eine Scanner/Stepper-Vorrichtung im Allgemeinen eine Software-Lösung anwenden, um zu prüfen, ob Kontrastunterschiede an den Messstellen, d.h. den Stellen der Messstriche, z.B. der inneren Ausrichtungsmarken 114b, 114c, 114d und 114e, des Ausrichtungsmarkensatzes 112 größer sind als Kontrastunterschiede zwischen Messstellen, d.h. zwischen den Stellen der Messstriche. Ferner werden Marken geprüft, die an die Messstriche, d.h. die Begrenzungsstriche, z.B. die äußersten Ausrichtungsmarken 114a und 114f, des Ausrichtungsmarkensatzes 112 anschließen.
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6A bis 6C zeigen schematische Ansichten, die ein herkömmliches Software-Verfahren, d.h. eine Software-Lösung, zum Detektieren eines Ausrichtungssprungs veranschaulichen, wie es in einem herkömmlichen Stepper/Scanner implementiert ist. 6A zeigt eine schematische Ansicht eines aus einem Ausrichtungsmarkensatz 112 in einem Scanner/Stepper erhaltenen Detektorsignals, wenn der Ausrichtungsmarkensatz sich in Bezug auf ein Messfenster eines Ausrichtungsmikroskops an einer sogenannten Nullstelle befindet.
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Unter Bezugnahme auf 6A ist ein Messfenster 602 (oder ein B/C-scope-Fenster 602) eines ersten Ausrichtungsmikroskops, z.B. eines C-scopes, oder eines zweiten Ausrichtungsmikroskops, z.B. eines B-scopes, zentral über einem Ausrichtungsmarkensatz 112 positioniert, sodass ein Detektorsignal 604, z.B. ein Hochauflösungsdetektorsignal oder HRD-Signal 604, aus den Ausrichtungsmarken 114 empfangen wird. Eine Intensität des HRD-Signals 604 wird in jedem der Messintervalle 606, 608 gemessen, die als H-Symbole unter dem HRD-Signal 604 abgebildet sind. Dabei bezeichnen die Messintervalle 606 Messintervalle 606 an Messstellen, an denen (im Falle richtiger Ausrichtung) eine Kante eines jeweiligen Messstrichs (d.h. eine Ausrichtungsmarke 114) und somit erkennbare Kontrastvariation zu erwarten sind (auch Strichfenster 606 genannt), während die Messintervalle 608 Messintervalle 608 an Messstellen bezeichnen, an denen (im Falle richtiger Ausrichtung) keine Kante eines jeweiligen Messstrichs (d.h. eine Ausrichtungsmarke 114) und somit keine erkennbare Kontrastvariation zu erwarten sind (auch Leerfenster 608 genannt). Dabei ist jedes Messintervall 606, 608 durch ein Paar H-Symbole dargestellt, wobei eines der linken Kante einer Ausrichtungsmarke 114 entspricht und das andere der rechten Kante derselben Ausrichtungsmarke 114 entspricht. In einer herkömmlichen Scanner/Stepper-Vorrichtung ist die durch das Paar H-Symbole, die eine bestimmte Ausrichtungsmarke 114 darstellen, abgedeckte Breite immer gleich und ist auch die Distanz zwischen zwei Paaren von H-Symbolen, die zwei aneinander anschließende/benachbarte Ausrichtungsmarken 114 darstellen, immer gleich.
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Wie in 6A gezeigt ist, zeigt, wenn der Ausrichtungsmarkensatz 112 an der Nullstelle in Bezug auf das B/C-scope-Fenster 602 (oder das Messfenster 602) ist, das Signal 604 Signalspitzen, die Stellen jeweils entsprechender Ausrichtungsmarken 114 entsprechen und geringe Intensität an Stellen jeweils entsprechender Bereiche zwischen den Ausrichtungsmarken 114. Somit entsprechen in 6A die Spitzen des Signals 604 der erwarteten Struktur der Ausrichtungsmarken 114 des Ausrichtungsmarkensatzes 112 innerhalb des B/C-scope-Fensters 602, sodass das herkömmlicherweise in einem Scanner/Stepper implementierte Software-Verfahren zur Bestimmung eines Ausrichtungssprungs bestimmt, dass das Halbleiterwerkstück 102 an einer Nullstelle ohne Ausrichtungssprung richtig ausgerichtet ist.
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6B zeigt eine schematische Ansicht eines aus einem Ausrichtungsmarkensatz 112 in einem Scanner/Stepper erhaltenen Detektorsignals, wenn sich der Ausrichtungsmarkensatz 112 an einer sogenannten Halbteilungsabstandstelle in Bezug auf ein Messfenster eines Ausrichtungsmikroskops befindet, d.h. der Ausrichtungsmarkensatz 112 in Bezug auf das B/C-scope-Fenster um einen halben Teilungsabstand p zwischen benachbarten Ausrichtungsmarken 114 auf eine Seite verschoben ist.
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Wie in 6B gezeigt ist, zeigt das Signal 604, wenn der Ausrichtungsmarkensatz 112 sich an einer Halbteilungsabstandstelle befindet, Nulllinienabschnitte in den Messintervallen 606, die Stellen von Bereichen zwischen den Ausrichtungsmarken 114 entsprechen, während das Signal 604 Spitzen in den Messintervallen 608 zeigt, die Stellen jeweils entsprechender Ausrichtungsmarken 114 entsprechen (siehe die eingekreisten H-Symbole 608). Somit entsprechen in 6B die in den Messintervallen 608 gemessenen Spitzen des Signals 604 Stellen, an denen keine Ausrichtungsmarken 114 zu erwarten wären, wenn die Ausrichtung richtige wäre, während die in den Messintervallen 606 gemessenen Nulllinienstellen des Signals 604 Stellen entsprechen, an denen Ausrichtungsmarken 114 zu erwarten wären, wenn die Ausrichtung richtig wäre.
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Somit entsprechen in 6B die Spitzen des Signals 604 (an den Stellen der eingekreisten H-Symbole 608) nicht der erwarteten Struktur von Ausrichtungsmarken 114 des Ausrichtungsmarkensatzes 112 innerhalb des B/C-scope-Fensters 602, sodass das herkömmlicherweise in einem Scanner/Stepper implementierte Software-Verfahren zur Bestimmung eines Ausrichtungssprungs bestimmen kann, dass das Halbleiterwerkstück 102 nicht richtig ausgerichtet, sondern an einer Halbteilungsabstandstelle angeordnet ist, d.h. einen Ausrichtungssprung von einem halben Teilungsabstand ph zeigt. 6C zeigt eine schematische Ansicht eines aus einem Ausrichtungsmarkensatz 112 in einem Scanner/Stepper erhaltenen Detektorsignals, wenn sich der Ausrichtungsmarkensatz 112 an einer sogenannten Teilungsabstandstelle in Bezug auf ein Messfenster eines Ausrichtungsmikroskops befindet, d.h. der Ausrichtungsmarkensatz 112 in Bezug auf das B/C-scope-Fenster um einen vollen Teilungsabstand p zwischen benachbarten Ausrichtungsmarken 114 auf eine Seite verschoben ist.
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Wie in 6C gezeigt ist, zeigt das Signal 604, wenn der Ausrichtungsmarkensatz 112 sich an einer Teilungsabstandstelle befindet, Signalspitzen in den Messintervallen 606, die Stellen von jeweiligen Ausrichtungsmarken 114 entsprechen, während das Signal 604 Nulllinienabschnitte in den Messintervallen 608 zeigt, die Stellen jeweils entsprechender Bereiche zwischen den Ausrichtungsmarken 114 entsprechen. Das Signal 604 zeigt jedoch einen Nulllinienabschnitt auf der linksäußersten Seite des B/C-scope-Fensters 602 an einer Stelle, die einem Messintervall 606 entspricht (siehe das eingekreiste H-Symbol 606), während das Signal 604 eine Spitze an einer Stelle auf der rechtsäußersten Seite des B/C-scope-Fensters 602, d.h. nicht an einer Stelle, die einem Messintervall 606 entspricht, zeigt.
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Somit entsprechen in 6C nur fünf der sechs Spitzen des Signals 604 der erwarteten Struktur der Ausrichtungsmarken 114 des Ausrichtungsmarkensatzes 112 innerhalb des B/C-scope-Fensters 602, während zur Veranschaulichung die sechste Spitze (die dem rechten Begrenzungsstrich 114f entspricht) im B/C-scope-Fenster 602 fehlt, sodass das herkömmlicherweise in einem Scanner/Stepper implementierte Software-Verfahren zur Bestimmung eines Ausrichtungssprungs bestimmen kann, dass das Halbleiterwerkstück 102 nicht richtig ausgerichtet, sondern an einer Teilungsabstandstelle angeordnet ist, d.h. einen Ausrichtungssprung von einem Teilungsabstand p zeigt.
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Das herkömmlicherweise in einem Scanner/Stepper implementierte Software-Verfahren zur Bestimmung eines Ausrichtungssprungs in einem Ausrichtungsvorgang eines Halbleiterwerkstücks 102 funktioniert jedoch aus diversen Gründen oft nicht angemessen oder muss während der händisch ausgeführten Feinausrichtung deaktiviert werden. Beispiele für diese Gründe sind: hohe Kontrastunterschiede zwischen aus Messstrichen detektierten Signalen aufgrund von optischen Interferenzen; die Breite der Ausrichtungsmarken 114 entspricht dem halben Teilungsabstand p zwischen zwei benachbarten Ausrichtungsmarken 114; Begrenzungsstrichen 114 (d.h. die äußersten Ausrichtungsmarken 114a und 114f des Ausrichtungsmarkensatzes 112) weisen einen Kontrastunterschied auf, der sich von dem Kontrastunterschied der Messmarken 114 (d.h. der inneren Ausrichtungsmarken 114b, 114c, 114d und 114e) unterscheidet.
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Gemäß diversen Ausführungsformen wird ein Aufbau der Ausrichtungsmarken so modifiziert, dass das in herkömmlichen Scanner/Stepper-Vorrichtungen implementierte Software-Verfahren nicht mehr benötigt wird, um Ausrichtungssprünge zu vermeiden. Diverse Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellen asymmetrische Ausrichtungsmarken (z.B. Feinausrichtungsmarken) zur Stepperbelichtung bereit. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung ist eine Ausrichtungsmarkenanordnung bereitgestellt, die eine (in Bezug auf Ausdehnungen und/oder Teilungsabstände) asymmetrische Struktur von Ausrichtungsmarken umfasst, die sich von einer herkömmlichen symmetrischen Struktur von Ausrichtungsmarken in einem herkömmlichen Ausrichtungsmarkensatz unterscheidet. Beispielsweise können gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung die Eigenschaften einer herkömmlichen Struktur von Ausrichtungsmarken von gleicher Breite aller Ausrichtungsmarken und gleichem Teilungsabstand innerhalb jedes Paares benachbarter Ausrichtungsmarken beseitigt werden.
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Aufgrund der Asymmetrie bei Breite und/oder Teilungsabstand können Ausrichtungssprünge detektiert und/oder vermieden werden, ohne eine Software-Lösung zu verwenden. Beispielsweise kann eine Ausrichtungsmarkenanordnung mit asymmetrischer Ausrichtungsmarkenstruktur ein charakteristisches Detektorsignal (im Falle richtiger Ausrichtung) erzeugen und können Abweichungen von diesem charakteristischen Signal leicht detektiert und somit Ausrichtungsfehler leicht detektiert werden.
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Gemäß diversen Ausführungsformen kann eine Ausrichtungsmarkenanordnung eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken umfassen, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin zumindest eine der folgenden Aussagen gilt: eine erste Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine erste Breite auf, und eine zweite Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine zweite Breite auf, die sich von der ersten Breite unterscheidet; ein erstes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem ersten Teilungsabstand angeordnet, und ein zweites Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet. 7A zeigt eine Ausrichtungsmarkenanordnung, die Ausrichtungsmarken mit verschiedenen Breiten gemäß einer Ausführungsform umfasst, und 7B zeigt eine Ausrichtungsmarkenanordnung, die Ausrichtungsmarken mit verschiedenen Teilungsabständen innerhalb jedes Paares benachbarter Ausrichtungsmarken gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst. Die Ausrichtungsmarkenanordnungen können auch als Ausrichtungsmarkensätze oder Multimarken bezeichnet werden.
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In 7A sind zwei Ausrichtungsmarken 702 abgebildet, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind und unterschiedliche Breiten w aufweisen, worin eine erste Ausrichtungsmarke 702a auf der linken Seite von 7A eine erste Breite w1 aufweist, die geringer ist als die zweite Breite w2 einer zweiten Ausrichtungsmarken 702b auf der rechten Seite von 7A. In einer anderen Ausführungsform kann w2 geringer sein als w1.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Breite einer Ausrichtungsmarke entlang einer Reihenrichtung gemessen werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Breite einer Ausdehnung der Ausrichtungsmarke in der Reihenrichtung umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform können die erste Ausrichtungsmarke und die zweite Ausrichtungsmarke benachbarte Ausrichtungsmarken sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann zumindest eine zusätzliche Ausrichtungsmarke zwischen der ersten Ausrichtungsmarke und der zweiten Ausrichtungsmarke ausgebildet sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die zweite Breite w2 zumindest das Doppelte der ersten Breite w1 betragen, oder umgekehrt.
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Gemäß anderen Ausführungsformen kann die zweite Breite w2 zumindest das Dreifache, z.B. zumindest das Vierfache, z.B. zumindest das Fünffache, z.B. zumindest das Zehnfache, der ersten Breite w1 betragen, oder umgekehrt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Länge einer Ausrichtungsmarke einer auf die Breite der Ausrichtungsmarke senkrechten Dimension der Ausrichtungsmarke entsprechen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Länge einer Ausrichtungsmarke senkrecht auf die Reihenrichtung gemessen werden.
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Die Längen der Ausrichtungsmarken können (wie dargestellt) gleich sein, oder sie können unterschiedlich sein. Die Ausrichtungsmarken können ferner gemäß einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen konfiguriert sein.
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In 7B sind drei Ausrichtungsmarken 712 abgebildet, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind und unterschiedliche Teilungsabstände zwischen Paaren benachbarter Ausrichtungsmarken 712 aufweisen. Dabei ist der Teilungsabstand p1 zwischen der Ausrichtungsmarke 712a und der daran benachbarten Ausrichtungsmarke 712b aus 7B, d.h. die Distanz zwischen z.B. der linken Kante der Ausrichtungsmarke 712a und der linken Kante der Ausrichtungsmarke 712b, geringer als der Teilungsabstand p2 zwischen der Ausrichtungsmarke 712b und der daran benachbarten Ausrichtungsmarke 712c aus 7B. In anderen Worten ist ein erster Teilungsabstand p1 innerhalb eines ersten Paares benachbarter Ausrichtungsmarken 712a/712b geringer als ein zweiter Teilungsabstand p2 innerhalb eines zweiten Paares benachbarter Ausrichtungsmarken 712b/712c. In einer anderen Ausführungsform kann p2 geringer sein als p1.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Teilungsabstand entlang der Reihenrichtung gemessen werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Teilungsabstand einer Distanz zwischen zwei benachbarten Ausrichtungsmarken in der Reihenrichtung entsprechen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der zweite Teilungsabstand p2 zumindest das Doppelte des ersten Teilungsabstands p1 betragen, oder umgekehrt. Gemäß anderen Ausführungsformen kann der zweite Teilungsabstand p2 zumindest das Dreifache, z.B. zumindest das Vierfache, z.B. zumindest das Fünffache, z.B. zumindest das Zehnfache, des ersten Teilungsabstands p1 betragen, oder umgekehrt. Die Längen der Ausrichtungsmarken können (wie dargestellt) gleich sein, oder sie können unterschiedlich sein. Die Ausrichtungsmarken können ferner gemäß einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen konfiguriert sein.
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In 8A ist eine herkömmliche Struktur von Ausrichtungsmarken 114 eines Ausrichtungsmarkensatzes 112, d.h. ein Standardaufbau, zum Vergleich mit Ausführungsformen abgebildet.
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8B bis 8J zeigen Beispiele für neue Aufbauten von Ausrichtungsmarkenanordnungen gemäß diversen Ausführungsformen. Kreuzlinien in den 8A bis E können ein Symmetriezentrum in den Ausrichtungsmarkenanordnungen anzeigen.
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Unter Bezugnahme auf 8B können gemäß einer Ausführungsform Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 verschiedene Distanzen zwischen benachbarten Ausrichtungsmarken 802 aufweisen, sodass eine Struktur von Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 einen asymmetrischen Teilungsabstand zwischen Marken (z.B. Strichen) zeigt. Beispielsweise kann ein Teilungsabstand zwischen den zwei innersten Ausrichtungsmarken 804 größer sein als ein Teilungsabstand zwischen den zwei innersten Ausrichtungsmarken und einer daran benachbarten Marke 804, wie dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf 8C können gemäß einer anderen Ausführungsform Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 unterschiedliche Distanzen zwischen benachbarten Ausrichtungsmarken 802 aufweisen, sodass die Struktur von Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 einen anderen asymmetrischen Teilungsabstand zwischen Marken (z.B. Strichen) zeigt. Beispielsweise kann ein Teilungsabstand zwischen einer äußersten Ausrichtungsmarke 804a und einer daran benachbarten Ausrichtungsmarke 804b größer sein als ein Teilungsabstand zwischen der an eine äußerte Ausrichtungsmarke 804a benachbarte Ausrichtungsmarke 804b und einer an die Ausrichtungsmarke 804b benachbarten Ausrichtungsmarke 804c auf der der äußersten Ausrichtungsmarke 804a entgegengesetzten Seite.
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Unter Bezugnahme auf 8D können gemäß einer anderen Ausführungsform Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 unterschiedliche Breiten aufweisen, sodass eine Struktur von Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 eine asymmetrische Marken-(z.B. Strich-)Breite zeigt. Beispielsweise können Breiten von zwei innersten Marken 804 geringer sein als Breiten der an die innersten Marken 804 anschließenden benachbarten Marken 804. Alternativ oder (wie dargestellt) zusätzlich dazu können Breiten zweier äußerster Marken 804 geringer sein als Breiten der an die äußersten Marken 804 anschließenden benachbarten Marken 804.
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Unter Bezugnahme auf 8E können gemäß einer anderen Ausführungsform Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 unterschiedliche Breiten aufweisen, sodass eine Struktur von Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 eine andere asymmetrische Marken-(z.B. Strich-)Breite zeigt. Beispielsweise können Breiten von zwei innersten Marken 804 geringer sein als Breiten der an die innersten Marken 804 anschließenden benachbarten Marken 804. Unter Bezugnahme auf 8F können gemäß einer anderen Ausführungsform äußerste Ausrichtungsmarken 804 (z.B. Begrenzungsstriche) einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 eine Breite aufweisen, die sich von der Breite innerer Ausrichtungsmarken 804 (z.B. Messstriche) des Ausrichtungsmarkensatzes 802 unterscheidet, sodass eine Struktur von Ausrichtungsmarken 804 einer Ausrichtungsmarkenanordnung 802 eine andere asymmetrische Marken-(z.B. Strich-)Breite zeigt. Beispielsweise können Breiten von zwei äußersten Marken 804 größer sein als Breiten der übrigen Marken 804. Unter Bezugnahme auf 8G können gemäß einer anderen Ausführungsform Ausrichtungsmarken 804 der Ausrichtungsmarkenanordnung 802 eine dritte Ausrichtungsmarke umfassen, worin die dritte Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine dritte Breite w3 aufweisen kann, die sich von der ersten Breite w1 und der zweiten Breite w2 unterscheidet.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das erste Paar benachbarter Ausrichtungsmarken eine erste Ausrichtungsmarke und eine an die erste Ausrichtungsmarke benachbarte zweite Ausrichtungsmarke umfassen und kann das zweite Paar benachbarter Ausrichtungsmarken die zweite Ausrichtungsmarke und eine an die zweite Ausrichtungsmarke benachbarte dritte Ausrichtungsmarke umfassen, wie in 7B dargestellt.
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Unter Bezugnahme auf 8H kann gemäß einer anderen Ausführungsform eine dritte Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 eine dritte Breite aufweisen, die sich von der ersten Breite und der zweiten Breite unterscheidet. Beispielsweise weist die erste Ausrichtungsmarke 804a in 8H eine Breite auf, die sich von einer Breite der zweiten Ausrichtungsmarke 80b aus 8H unterscheidet und sich von einer Breite der dritten Ausrichtungsmarke 804c aus 8H unterscheidet. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die zweite Ausrichtungsmarke 804b zwischen der ersten Ausrichtungsmarke 804a und der dritten Ausrichtungsmarke 804c ausgebildet sein und kann die zweite Breite größer sein als die erste Breite und die dritte Breite größer sein als die zweite Breite, wie z.B. in 8H dargestellt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die zweite Ausrichtungsmarke zur ersten Ausrichtungsmarke und zur dritten Ausrichtungsmarke benachbart sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die zweite Ausrichtungsmarke zwischen der ersten Ausrichtungsmarke und der dritten Ausrichtungsmarke ausgebildet sein und kann die zweite Breite geringer sein als die erste Breite und die dritte Breite größer sein als die erste Breite.
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Unter Bezugnahme auf 8I kann gemäß einer anderen Ausführungsform ein drittes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 in einem dritten Teilungsabstand p3 zueinander angeordnet sein, der sich von dem ersten Teilungsabstand p1 und dem zweiten Teilungsabstand p2 unterscheidet.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform das erste Paar benachbarter Ausrichtungsmarken eine erste Ausrichtungsmarke und eine an die erste Ausrichtungsmarke benachbarte zweite Ausrichtungsmarke umfassen, kann das zweite Paar benachbarter Ausrichtungsmarken die zweite Ausrichtungsmarke und eine an die zweite Ausrichtungsmarke benachbarte dritte Ausrichtungsmarke umfassen und kann das dritte Paar benachbarter Ausrichtungsmarken die dritte Ausrichtungsmarke und eine an die dritte Ausrichtungsmarke benachbarte vierte Ausrichtungsmarke umfassen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der zweite Teilungsabstand p2 größer sein als der erste Teilungsabstand p1 und kann der dritte Teilungsabstand p3 größer sein als der zweite Teilungsabstand p2, wie in 8I dargestellt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der zweite Teilungsabstand geringer sein als der erste Teilungsabstand und kann der dritte Teilungsabstand größer sein als der erste Teilungsabstand.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine Vielzahl von länglichen Ausrichtungsmarken umfassen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform können die länglichen Ausrichtungsmarken sich senkrecht auf eine Reihenrichtung länglich erstrecken.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann zumindest eine der länglichen Ausrichtungsmarken eine Länge von größer oder gleich 20 µm aufweisen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann zumindest eine der länglichen Ausrichtungsmarken eine Länge z.B. im Bereich von etwa 20 µm bis etwa 40 µm aufweisen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann zumindest eine der länglichen Ausrichtungsmarken eine Breite im Bereich von etwa 3 µm bis etwa 5 µm aufweisen.
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Gemäß anderen Ausführungsformen kann jede der länglichen Ausrichtungsmarken zumindest eine von einer Strichform und einer Grabenform aufweisen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann jede der länglichen Ausrichtungsmarken z.B. eine rechteckige Strichform aufweisen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann jede der länglichen Ausrichtungsmarken z.B. eine rechteckige Grabenform aufweisen.
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Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken symmetrisch um ein Symmetriezentrum in der Reihe angeordnet sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine gerade Anzahl an Ausrichtungsmarken umfassen.
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Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken z.B. zwei, vier, sechs, acht, zehn etc. Ausrichtungsmarken umfassen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine ungerade Anzahl an Ausrichtungsmarken umfassen.
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Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 z.B. drei, fünf, sieben, neun etc. Ausrichtungsmarken umfassen.
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Gemäß diversen Ausführungsformen kann eine Ausrichtungsmarkenanordnung eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken umfassen, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin die Ausrichtungsmarkenanordnung eine Asymmetrie bei zumindest einem von einem Teilungsabstand und einer Breite der Ausrichtungsmarken umfassen kann. In anderen Worten kann zumindest eine Ausrichtungsmarke eine andere Breite aufweisen als zumindest eine andere Ausrichtungsmarke und/oder kann zumindest ein Paar benachbarter Ausrichtungsmarken einen anderen Teilungsabstand aufweisen als zumindest ein anderes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken.
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Gemäß einer Ausführungsform können zumindest zwei Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken der Ausrichtungsmarkenanordnung unterschiedliche Breiten aufweisen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform können zumindest zwei Paare benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken der Ausrichtungsmarkenanordnung unterschiedliche Teilungsabstände aufweisen.
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Unter Bezugnahme auf 8J kann gemäß einer anderen Ausführungsform die Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 asymmetrisch angeordnet sein, z.B. kann es sein, dass kein Symmetriezentrum in der Reihe vorhanden ist. Beispielsweise kann eine Breite innerer Ausrichtungsmarken von einer Ausrichtungsmarke an einem ersten Ende der Reihe bis zu einer Ausrichtungsmarke an einem zweiten Ende der Reihe zunehmen.
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Gemäß anderen Ausführungsformen können die äußersten Ausrichtungsmarken 804 aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804, z.B. die Begrenzungsstriche, so lang sein wie die inneren Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804, z.B. die Messstriche, oder kürzer.
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Wie leicht zu verstehen ist, dienen die in den 8B bis J gezeigten Ausrichtungsmarkenanordnungen lediglich als Beispiele und sind diverse andere Anordnungen, darunter Ausrichtungsmarken mit unterschiedlichen Breiten und/oder Teilungsabständen, möglich.
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9 zeigt ein Halbleiterwerkstück, das zumindest eine Ausrichtungsmarkenanordnung gemäß diversen Ausführungsformen umfasst.
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Wie in Ansicht 900 der 9 dargestellt, kann ein Halbleiterwerkstück 102 gemäß diversen Ausführungsformen zumindest eine Ausrichtungsmarkenanordnung 802 umfassen, die eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 umfasst, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin zumindest eine der folgenden Aussagen gilt: eine erste Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 weist eine erste Breite auf, und eine zweite Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 weist eine zweite Breite auf, die sich von der ersten Breite unterscheidet; ein erstes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 ist in einem ersten Teilungsabstand angeordnet, und ein zweites Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken 804 ist in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet. Gemäß einer Ausführungsform kann das Halbleiterwerkstück 102 einen Wafer umfassen oder ein Wafer sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Wafer eine Kerbenregion 106 umfassen, worin die zumindest eine Ausrichtungsmarkenanordnung 802 in der Kerbenregion 106 ausgebildet ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die zumindest eine Ausrichtungsmarkenanordnung 802 als Feinausrichtungsmarkenanordnung des Wafers konfiguriert sein.
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Die Ausrichtungsmarkenanordnung 802 kann ferner gemäß einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen konfiguriert sein.
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10 zeigt ein Flussbild, das ein Verfahren zur Ausrichtung eines Wafers gemäß diversen Ausführungsformen darstellt.
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Unter Bezugnahme auf 10 kann ein Verfahren zur Ausrichtung eines Wafers gemäß diversen Ausführungsformen Folgendes umfassen: das Bereitstellen eines Wafers mit zumindest einer Ausrichtungsmarkenanordnung (Schritt 1002), wobei die Ausrichtungsmarkenanordnung eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, umfasst, worin zumindest eine der folgenden Aussagen gilt: eine erste Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine erste Breite auf, und eine zweite Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken weist eine zweite Breite auf, die sich von der ersten Breite unterscheidet; ein erstes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem ersten Teilungsabstand angeordnet, und ein zweites Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken ist in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet; das Bestrahlen der zumindest einen Ausrichtungsmarkenanordnung mit Licht (Schritt 1004); das Sammeln von der Ausrichtungsmarkenanordnung reflektierten Lichts (Schritt 1006); das Analysieren optischer Informationen über das gesammelte Licht (Schritt 1008); und das Bestimmen (Ermitteln) einer Position des Wafers basierend auf den analysierten optischen Informationen (Schritt 1010).
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Bereitstellen des Wafers das Positionieren des Wafers auf einer Waferplattform einer Lithographievorrichtung umfassen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Ausrichtungsmarkenanordnung eine erste Ausrichtungsmarke und eine zweite Ausrichtungsmarke umfassen, die in einer
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Reihe nebeneinander ausgebildet sind, wobei die erste Ausrichtungsmarke eine erste Breite aufweist und die zweite Ausrichtungsmarke eine zweite Breite aufweist, worin die zweite Breite sich von der ersten Breite unterscheiden kann.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Ausrichtungsmarkenanordnung eine erste Ausrichtungsmarke, eine zweite Ausrichtungsmarke und eine dritte Ausrichtungsmarke umfassen, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin die zweite Ausrichtungsmarke zwischen der ersten Ausrichtungsmarke und der dritten Ausrichtungsmarke ausgebildet sein kann und worin die erste und die zweite Ausrichtungsmarke in einem ersten Teilungsabstand angeordnet sein können und die zweite und die dritte Ausrichtungsmarke in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet sein können, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Ausrichtungsmarkenanordnung eine Vielzahl von Ausrichtungsmarken umfassen, die in einer Reihe nebeneinander ausgebildet sind, worin eine erste Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine erste Breite aufweisen kann und eine zweite Ausrichtungsmarke aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken eine zweite Breite aufweisen kann, die sich von der ersten Breite unterscheidet, und/oder worin ein erstes Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken in einem ersten Teilungsabstand angeordnet sein kann und ein zweites Paar benachbarter Ausrichtungsmarken aus der Vielzahl von Ausrichtungsmarken in einem zweiten Teilungsabstand angeordnet sein kann, der sich von dem ersten Teilungsabstand unterscheidet.
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Zwar wurde die Erfindung konkret unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben, dennoch sollten Fachleute verstehen, dass diverse Änderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist, abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung ist somit durch die beigefügten Patentansprüche angegeben, und daher ist vorgesehen, dass alle Änderungen, die im Rahmen der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Patentansprüche liegen, aufgenommen sind.
