DE102016114521B4 - Lithografische Substratmarkierungseinrichtung, lithografische Wafermarkierungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen von Substratcodierungsmarken - Google Patents

Lithografische Substratmarkierungseinrichtung, lithografische Wafermarkierungseinrichtung und Verfahren zum Herstellen von Substratcodierungsmarken Download PDF

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Abstract

Lithografische Substratmarkierungseinrichtung mit:
einer ersten lithografischen Belichtungseinrichtung (104; 301), die in einem Gehäuse (344; 434) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart während einer Vielzahl von Belichtungen erzeugt;
einem beweglichen Retikel (112; 306) mit einer Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308), die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine Substratcodierungsmarke (204) in einem lichtempfindlichen Material über einem Halbleitersubstrat zu belichten;
einem Transversal-Bewegungs-Element (114), das so konfiguriert ist, dass es das bewegliche Retikel (112; 306) so bewegt, dass einzelne der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) auf dem lichtempfindlichen Material während einzelner der Vielzahl von Belichtungen belichtet werden; und
einer Strahlungsführung (318), die so konfiguriert ist, dass sie die erste elektromagnetische Strahlungsart für eine Position bereitstellt, an der eines der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) beleuchtet wird, ohne andere der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) zu beleuchten; wobei die Strahlungsführung (318) einen Hohlzylinder umfasst, der sich zwischen der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle (302) und dem ersten beweglichen Substrattisch (314) erstreckt, und
das bewegliche Retikel (306) drehbar ist und in den Hohlzylinder eingefügt ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Halbleiterwerke (FABs) sind Werke, in den integrierte Chips hergestellt werden. Die Herstellung von integrierten Chips erfolgt durch Ausführen einer Vielzahl von Bearbeitungsschritten (z. B. Ätzschritten, Strukturierungsschritten, Abscheidungsschritten, Implantationsschritten usw.) an einem Halbleiterwafer, um Millionen oder Milliarden von Halbleiter-Bauelementen auf und in dem Halbleiterwafer herzustellen. Die Halbleiterwafer werden nacheinander in Einzelchips zersägt, um mehrere integrierte Chips aus einem einzigen Wafer herzustellen. Halbleiter-FABs haben oftmals eine Leistung von mehreren Zehntausend Wafern pro Monat. Auf Grund von Schwankungen bei der Bearbeitung kann auch die Qualität verschiedener Wafer schwanken. Um einen Wafer und seine zugehörigen Chips zu verfolgen, werden auf jedem Wafer Codierungsmarken angebracht. Die Codierungsmarken ermöglichen die Verfolgbarkeit von Wafern im gesamten Herstellungsprozess für die Fehleranalyse.
  • Die US 2006/0283961 A1 beschreibt ein Verfahren, mit dem auf einem mit Photosensibilisator beschichteten Wafer mehrere Belichtungsaufnahmen durch eine Maske aufgebracht werden, die mehrere Retikel umfasst, von denen jedes ein Schaltungsmuster und eine Identifizierungsinformation auf der Oberfläche aufweist, während die Maske und der Wafer relativ bewegt werden. Dann wird der Wafer entwickelt und geätzt, um auf einer Metallschicht Retikelzahlen zu bilden. Als nächstes wird Identifikationsinformation auf einer Unterseite des Wafers aufgezeichnet. Die Information ermöglicht die Unterscheidung der einzelnen Belichtungsaufnahmen. Ein weiteres Verfahren zur Aufzeichnung von Identifikationsinformation ist in der US 5 302 491 A beschrieben. Weiterer Stand der Technik findet sich in der JP S60-016423 A , der US 5,434,424 A und der US 2006/0228651 A1 .
    Die Erfindung sieht eine Markierungseinrichtungen gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 12 und ein Verfahren gemäß Anspruch 18 vor. Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass entsprechend der üblichen Praxis in der Branche verschiedene Elemente nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr können der Übersichtlichkeit der Erörterung halber die Abmessungen der verschiedenen Elemente beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 zeigt einige Ausführungsformen einer lithografischen Substratmarkierungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Substratcodierungsmarken in einem Halbleitersubstrat herstellt.
    • 2 zeigt einige Ausführungsformen eines Wafers, der mit der offenbarten lithografischen Wafercodierungseinrichtung hergestellt wird.
    • 3 zeigt einige weitere Ausführungsformen einer lithografischen Wafercodierungseinrichtung, die ein drehbares Retikel hat.
    • 4 zeigt einige Ausführungsformen eines lithografischen Wafergraviersystems, das so konfiguriert ist, dass es Wafercodierungsmarken und Justiermarken in einem Halbleitersubstrat herstellt.
    • Die 5 bis 11 zeigen einige Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen von Wafercodierungsmarken und Justiermarken in einem Substrat.
    • 12 ist ein Ablaufdiagramm einiger Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen von Wafercodierungsmarken und Justiermarken in einem Substrat.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die nachstehende Beschreibung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale des bereitgestellten Gegenstands zur Verfügung. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränkend sein. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt ausgebildet werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element so ausgebildet werden können, dass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Erfindung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Übersichtlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
  • Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen des in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Bauelements umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können ebenso entsprechend interpretiert werden.
  • Codierungsmarken werden oftmals in einem Halbleiterwafer vor der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen herstellt. Bei einem typischen Verfahren zur Herstellung von Wafercodierungsmarken wird eine Oxidschicht über einem Halbleiterwafer hergestellt. Die Oxidschicht wird so strukturiert, dass Öffnungen entstehen, die Justiermarken entsprechen, und eine Oberfläche des Halbleiterwafers wird entsprechend der Oxidschicht geätzt, um Justiermarken in der Oberfläche herzustellen. Anschließend wird ein Laserstrahl fokussiert und impulsweise in einer Struktur ausgestrahlt, die die Oxidschicht perforiert, sodass mehrere diskrete Vertiefungen entstehen, die in der Oberfläche des Halbleiterwafers in der Form einer Codierungsmarke angeordnet sind.
  • Die energiereichen Impulse des Laserstrahls können Eruptionen von geschmolzenem Material aus dem Halbleiterwafer bewirken. Das geschmolzene Material kann unmittelbar neben den Vertiefungen abgeschieden werden und kann anschließend zur Bildung von Mikrokratzern entlang der Oberfläche des Halbleiterwafers führen (z. B. wenn der Wafer während des Polierens einer flachen Grabenisolation poliert wird). Die Oxidschicht verringert das Spritzen des geschmolzenen Materials. Die Oxidschicht erfordert jedoch zusätzliche Bearbeitungsschritte, die die Bearbeitungskosten erhöhen und die Bearbeitungszeit verlängern.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine lithografische Substratcodierungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Substratcodierungsmarken durch lithografische Strukturierung erzeugt. Die Verwendung der lithografischen Strukturierung lindert die negativen Folgen der Lasercodierung und ermöglicht die gleichzeitige Herstellung von Substratcodierungsmarken und Justiermarken. Bei einigen Ausführungsformen weist die lithografische Substratmarkierungseinrichtung eine erste lithografische Belichtungseinrichtung auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart während einer Vielzahl von Belichtungen erzeugt. Ein bewegliches Retikel weist eine Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern auf, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine Substratcodierungsmarke in einem lichtempfindlichen Material über einem Halbleitersubstrat zu belichten. Ein quer verlaufendes Element ist so konfiguriert, dass es das bewegliche Retikel so bewegt, dass einzelne der Vielzahl von Retikelfeldern auf dem lichtempfindlichen Material während einzelner der Vielzahl von Belichtungen belichtet werden. Das bewegliche Retikel ermöglicht daher die Herstellung verschiedener Folgen von Substratcodierungsmarken in dem lichtempfindlichen Material unter Verwendung ein und desselben Retikels, wodurch eine wirtschaftlich rentable lithografische Substratcodierung möglich wird.
  • 1 zeigt einige Ausführungsformen einer lithografischen Substratmarkierungseinrichtung 100, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Substratcodierungsmarken in einem Halbleitersubstrat herstellt.
  • Die lithografische Substratmarkierungseinrichtung 100 weist ein Lichtempfindliches-Material-Abscheidungselement 102, eine erste lithografische Belichtungseinrichtung 104 und eine zweite lithografische Belichtungseinrichtung 106 auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse 120 angeordnet sind. Das Lichtempfindliches-Material-Abscheidungselement 102 ist so konfiguriert, dass es ein lichtempfindliches Material auf einem Halbleitersubstrat 108 abscheidet. Bei einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche Material ein lichtempfindliches Polymer sein, wie etwa ein positives oder ein negatives Fotoresist.
  • Die erste lithografische Belichtungseinrichtung 104 weist eine erste elektromagnetische Strahlungsquelle 110 auf, die so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart während einer Belichtung erzeugt. Die erste elektromagnetische Strahlungsart wird für ein bewegliches Retikel 112 bereitgestellt, das so konfiguriert ist, dass es die erste elektromagnetische Strahlungsart selektiv blockiert, um eine Struktur (z. B. eine Chromstruktur) in dem lichtempfindlichen Material zu belichten. Das bewegliche Retikel 112 weist eine Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern auf. Jedes der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern umfasst eine Struktur, die einer Substratcodierungsmarke entspricht. Bei einigen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Retikelfeldern Strukturen umfassen, die Substratcodierungsmarken entsprechen, die alphanumerische Zeichen sind. Zum Beispiel kann das bewegliche Retikel 112 Folgendes aufweisen: ein erstes Retikelfeld mit einer ersten Struktur, die einer Substratcodierungsmarke A entspricht; ein zweites Retikelfeld mit einer zweiten Struktur, die einer Substratcodierungsmarke B entspricht; ein drittes Retikelfeld mit einer dritten Struktur, die einer Substratcodierungsmarke C entspricht; usw.
  • Ein Querelement 114 ist so konfiguriert, dass es das bewegliche Retikel 112 so bewegt, dass einzelne der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern auf die lichtempfindliche Schicht über dem Halbleitersubstrat 108 während einzelner Belichtungen mit der ersten lithografischen Belichtungseinrichtung 104 projiziert werden. Durch Bewegen des beweglichen Retikels 112 während des Betriebs der ersten lithografischen Belichtungseinrichtung 104 kann das bewegliche Retikel 112 zum Belichten einer Folge von Substratcodierungsmarken in dem lichtempfindlichen Material verwendet werden. Da jedes Retikelfeld eine andere Substratcodierungsmarke umfasst, kann das bewegliche Retikel 112 auch zum Erzeugen von verschiedenen Folgen von Substratcodierungsmarken für verschiedene Halbleitersubstrate 108 verwendet werden. Zum Beispiel kann bei einer ersten Vielzahl von Belichtungen das bewegliche Retikel 112 zu einer ersten Vielzahl von Positionen bewegt werden, an denen eine erste Folge von Substratcodierungsmarken (z. B. 20150001) in einer Fotoresistschicht über einem ersten Substrat belichtet wird, während bei einer zweiten Vielzahl von Belichtungen das bewegliche Retikel 112 zu einer zweiten Vielzahl von Positionen bewegt werden kann, an denen eine zweite Folge von Substratcodierungsmarken (z. B. 20150002) in einer Fotoresistschicht über einem zweiten Substrat belichtet wird.
  • Die zweite lithografische Belichtungseinrichtung 106 weist eine zweite elektromagnetische Strahlungsquelle 116 auf, die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite elektromagnetische Strahlungsart erzeugt, die für ein Justiermarkenretikel 118 bereitgestellt wird. Das Justiermarkenretikel 118 weist eine oder mehrere Sperrstrukturen (z. B. Chromstrukturen) auf, die einer oder mehreren Justiermarken entsprechen. Die eine oder die mehreren Sperrstrukturen sind so konfiguriert, dass sie die zweite elektromagnetische Strahlungsart selektiv blockieren, um eine oder mehrere Strukturen zu belichten, die einer oder mehreren Justiermarken in dem lichtempfindlichen Material entsprechen.
  • Durch Verwenden der ersten lithografischen Belichtungseinrichtung 104 zum Herstellen von Substratcodierungsmarken in dem lichtempfindlichen Material kann eine Lasercodierungsmarkierung vermieden werden. Darüber hinaus ermöglicht die zweite lithografische Belichtungseinrichtung 106 eine Verringerung von Bearbeitungsschritten, da ein und derselbe Ätzschritt zum Herstellen sowohl der Substratcodierungsmarken als auch der Justiermarken verwendet werden kann, wodurch Bearbeitungskosten und -zeit reduziert werden können.
  • 2 zeigt einige Ausführungsformen eines Halbleiterwafers, der mit der offenbarten lithografischen Wafercodierungseinrichtung hergestellt wird.
  • Wie in einer Draufsicht 200 gezeigt ist, weist ein Halbleitersubstrat 202 eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken 204 auf. Die Vielzahl von Wafercodierungsmarken 204 umfasst Vertiefungen, die in dem Halbleitersubstrat 202 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Wafercodierungsmarken 204 eine Vielzahl von alphanumerischen Zeichen umfassen, die als eine Folge von Zeichen nebeneinander angeordnet sind. Einzelne der Wafercodierungsmarken 204 können eine einzelne zusammenhängende Vertiefung in dem Halbleitersubstrat 202 umfassen. Zum Beispiel hätte eine Folge mit den Wafercodierungsmarken ABC eine erste zusammenhängende Vertiefung in dem Halbleitersubstrat 202 in der Form eines A, eine zweite zusammenhängende Vertiefung in dem Halbleitersubstrat 202 in der Form eines B und eine dritte zusammenhängende Vertiefung in dem Halbleitersubstrat 202 in der Form eines C.
  • Das Halbleitersubstrat 202 weist weiterhin eine oder mehrere Justiermarken 206 auf. Die eine oder die mehreren Justiermarken 206 umfassen ebenfalls Vertiefungen, die in dem Halbleitersubstrat 202 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen reichen die Vertiefungen der Wafercodierungsmarken 204 bis in die gleiche Tiefe d in dem Halbleitersubstrat 202 wie die Vertiefungen der einen oder der mehreren Justiermarken 206, wie in der Schnittansicht 210 (entlang der Linie A - A' der Draufsicht 200) gezeigt ist. Die eine oder die mehreren Justiermarken 206 sind so konfiguriert, dass sie zu Justiermarken auf einem fotolithografischen Retikel justiert werden können, um eine Justierung während eines lithografischen Prozesses zu ermöglichen (z. B. beim Drucken auf einem darüber befindlichen Bearbeitungsniveau werden Justiermarken auf einem Retikel zu der einen oder den mehreren Justiermarken 206 justiert, um das Retikel richtig zu justieren).
  • Die Wafercodierungsmarken 204 sind zwar in Bezug zu einer Kerbe 208 in dem Halbleitersubstrat 202 gedreht dargestellt (z. B. um etwa 45 Grad gedreht in Bezug zu der Kerbe 208 in dem Halbleitersubstrat 202), aber es dürfte wohlverstanden sein, dass in anderen Ausführungsformen die Position der Wafercodierungsmarken 204 anders sein kann. Darüber hinaus können bei einigen Ausführungsformen die Wafercodierungsmarken von einen oder mehreren darüber befindlichen Schichten bedeckt sein. Die Wafercodierungsmarken 204 können zum Beispiel von einer dielektrischen Zwischenebenenschicht und/oder einer oder mehreren Metallverbindungsschichten bedeckt sein.
  • 3 zeigt einige Ausführungsformen einer Bearbeitungseinrichtung 300, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken in einem Halbleitersubstrat herstellt.
  • Die Bearbeitungseinrichtung 300 weist eine erste lithografische Belichtungseinrichtung 301 und eine zweite lithografische Belichtungseinrichtung 327 auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse 344 angeordnet sind. Die erste lithografische Belichtungseinrichtung 301 weist eine erste elektromagnetische Strahlungsquelle 302 auf, die so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart 304 erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste elektromagnetische Strahlungsquelle 302 eine LED-Lichtquelle (LED: Leuchtdiode) umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie die erste elektromagnetische Strahlungsart 304 (z. B. ultraviolette Strahlung) erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen kann die LED-Lichtquelle eine Wellenlänge in dem Bereich von etwa 250 nm bis etwa 500 nm und eine Leistung in dem Bereich von etwa 5000 mW/cm2 bis etwa 15.000 mW/cm2 haben. Bei weiteren Ausführungsformen kann die erste elektromagnetische Strahlungsquelle 302 eine alternative elektromagnetische Strahlungsquelle umfassen, wie zum Beispiel einen Excimerlaser (der z. B. ein Kryptonfluoridlaser mit einer Wellenlänge von 248 nm oder ein Argonfluoridlaser mit einer Wellenlänge von 193 nm sein kann).
  • Die erste elektromagnetische Strahlungsart 304 wird für ein drehbares Retikel 306 bereitgestellt, das zwischen der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle 302 und einem ersten beweglichen Wafertisch 314 (z. B. eine Plattform) angeordnet ist, der so konfiguriert ist, dass er einen Halbleiterwafer 316 festhält. Der erste bewegliche Wafertisch 314 ist außerdem so konfiguriert, dass er sich entlang einer ersten Richtung 340 und entlang einer zweiten Richtung 342 bewegt, die senkrecht zu der ersten Richtung 340 ist. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste bewegliche Wafertisch 314 einen Vakuum-Substrataufnahmeteller aufweisen.
  • Das drehbare Retikel 306 hat einen festen Mittelpunkt und ist so konfiguriert, dass es sich entlang einer Drehachse 310 dreht, die durch den festen Mittelpunkt verläuft. Das drehbare Retikel 306 weist eine Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 auf, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart 304 blockieren, um eine Wafercodierungsmarke 324 in einer Fotoresistschicht 317 auf dem Halbleiterwafer 316 zu belichten. Bei einigen Ausführungsformen kann das drehbare Retikel 306 ein Glassubstrat sein, das Retikelfelder hat, die jeweils eine in Chrom geätzte Struktur oder ein anderes Sperrmaterial umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Wafercodierungsmarke 324 ein einzelner zusammenhängender belichteter Bereich in der Fotoresistschicht 317 sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das drehbare Retikel 306 ein kreisförmiges Retikel sein. Bei diesen Ausführungsformen kann die Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 in einer kreisförmigen Struktur angeordnet sein, die um einen äußeren Rand des drehbaren Retikels 306 verläuft, sodass unterschiedliche Retikelfelder mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsart 304 belichtet werden, wenn sich das drehbare Retikel 306 dreht. Bei einigen weiteren Ausführungsformen kann die Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 entlang mehrerer konzentrischer Kreisstrukturen angeordnet sein, die um eine Kurve eines kreisförmigen Retikels verlaufen. Bei diesen Ausführungsformen ist das drehbare Retikel 306 so konfiguriert, dass es sich in einer ersten Richtung um die Drehachse und in einer zweiten Richtung bewegt, die senkrecht zu der Drehachse ist.
  • Eine Steuereinheit 322 ist mit einem Rotator 312, der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle 302 und dem ersten beweglichen Wafertisch 314 funktionsfähig verbunden. Die Steuereinheit 322 ist so konfiguriert, dass sie den Rotator 312 so betreibt, dass er das drehbare Retikel 306 so dreht, dass unterschiedliche Retikelfelder 308 zum Herstellen unterschiedlicher Wafercodierungsmarken 324 auf der Fotoresistschicht 317 während verschiedener Belichtungen mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle 302 verwendet werden können. Die Steuereinheit 322 ist so konfiguriert, dass sie z. B. zur Herstellung des Buchstabens A den Rotator 312 so betreibt, dass er das drehbare Retikel 306 in eine erste Orientierung bewegt, in der ein erstes Retikelfeld (das z. B. einer Wafercodierungsmarke A entspricht) des drehbaren Retikels 306 mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsart 304 während einer ersten Belichtung mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle 302 belichtet werden kann. Die Steuereinheit 322 ist außerdem so konfiguriert, dass sie anschließend den ersten beweglichen Wafertisch 314 so betreibt, dass er den Halbleiterwafer 316 bewegt und dann das drehbare Retikel 306 in eine zweite Orientierung dreht, in der ein zweites Retikelfeld (das z. B. einer Wafercodierungsmarke B entspricht) des drehbaren Retikels 306 mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsart 304 während einer zweiten Belichtung mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle 302 belichtet werden kann.
  • Bei einigen Ausführungsformen ist eine Strahlungsführung 318 so konfiguriert, dass sie die erste elektromagnetische Strahlungsart 304 von der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle 302 zu einem der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 weiterleitet, ohne die erste elektromagnetische Strahlungsart 304 für die sonstige Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 bereitzustellen. Die Strahlungsführung 318 kann zum Beispiel die erste elektromagnetische Strahlungsart 304 für ein erstes Retikelfeld, das dem Buchstaben A entspricht, bereitstellen, ohne das Licht für ein zweites Retikelfeld bereitzustellen, das dem Buchstaben B entspricht.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Strahlungsführung 318 ein Hohlrohr sein. Das drehbare Retikel 306 kann in eine Öffnung 320 (z. B. ein Schlitz) in einer Seitenwand des Hohlrohrs hinein reichen, sodass eines der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsart 304 belichtet wird, wenn sich das drehbare Retikel 306 dreht. Bei diesen Ausführungsformen kann die Öffnung 320 um den Umfang des Hohlrohrs verlaufen, sodass das drehbare Retikel 306 durch das Hohlrohr verläuft. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Strahlungsführung 318 eine oder mehrere Linsen und/oder Spiegel umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie die erste elektromagnetische Strahlungsart 304 an einer Position fokussieren, durch die die Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 während der Drehung des drehbaren Retikels 306 hindurch geht.
  • Ein Wafertransportroboter 326 ist so konfiguriert, dass er den Halbleiterwafer 316 von dem ersten beweglichen Wafertisch 314 zu einem zweiten beweglichen Wafertisch 328 transportiert. Der zweite bewegliche Wafertisch 328 ist so konfiguriert, dass er sich entlang der ersten Richtung 340 und entlang der zweiten Richtung 342 bewegt. Bei einigen Ausführungsformen kann der zweite bewegliche Wafertisch 328 einen Vakuum-Substrataufnahmeteller aufweisen.
  • Die zweite lithografische Belichtungseinrichtung 327 weist eine zweite elektromagnetische Strahlungsquelle 330 auf, die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite elektromagnetische Strahlungsart 332 erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen kann die zweite elektromagnetische Strahlungsquelle 330 ein Stepper sein, der so konfiguriert ist, dass er einen Bereich des Halbleiterwafers 316 belichtet, der kleiner als der Halbleiterwafer 316 ist. Bei diesen Ausführungsformen ist der Stepper so konfiguriert, dass er den Halbleiterwafer 316 mehrmals belichtet. Bei einigen Ausführungsformen kann die die zweite elektromagnetische Strahlungsquelle 330 ein Excimerlaser sein.
  • Die zweite elektromagnetische Strahlungsart 332 wird für ein Justiermarkenretikel 334 bereitgestellt, das zwischen der zweiten elektromagnetischen Strahlungsquelle 330 und dem zweiten beweglichen Wafertisch 328 (z. B. eine Plattform) angeordnet ist. Das Justiermarkenretikel 334 weist eine oder mehrere Sperrstrukturen 335 (die z. B. in Chrom geätzt sind) auf, die einer oder mehreren Justiermarken 336 entsprechen, die auf der Fotoresistschicht 317 über dem Halbleiterwafer 316 belichtet werden sollen. Bei einigen Ausführungsformen ist das Justiermarkenretikel 334 ein im Wesentlichen quadratisches Retikel. Bei einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Linsen und/oder Spiegel 338 zwischen dem Justiermarkenretikel 334 und dem zweiten beweglichen Wafertisch 328 angeordnet sein.
  • 4 zeigt einige weitere Ausführungsformen eines lithografischen Wafergraviersystems 400, das so konfiguriert ist, dass es Wafercodierungsmarken und Justiermarken in einem Halbleitersubstrat herstellt.
  • Das lithografische Wafergraviersystem 400 weist ein gemeinsames Einrichtungsgehäuse 434 mit einem Einlass 431, der so konfiguriert ist, dass er ein oder mehrere Halbleitersubstrate 402 aufnimmt, und einem Auslass 433 auf, der so konfiguriert ist, dass er das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 ausgibt. Bei einigen Ausführungsformen können das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 mittels eines Wafertransportroboters 404 für den Einlass 431 bereitgestellt werden. Bei einigen Ausführungsformen können das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 in einem Waferträger [z. B. einem FOUP (front opening unified pod)] bereitgestellt werden. Bei weiteren Ausführungsformen können das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 mit einem Waferblatt bereitgestellt werden, das mit dem Wafertransportroboter 404 verbunden ist.
  • Das Einrichtungsgehäuse 434 umschließt einen Schleuderbeschichter 406, eine erste fotolithografische Einrichtung 414 und eine zweite fotolithografische Einrichtung 424. Der Schleuderbeschichter 406 ist so konfiguriert, dass er eine Fotoresistschicht auf dem einen oder den mehreren Halbleitersubstraten 402 abscheidet. Bei einigen Ausführungsformen kann der Schleuderbeschichter 406 einen drehbaren Substrataufnahmeteller 408 aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er ein Halbleitersubstrat festhält und sich mit einer hohen Drehzahl (U/min) dreht. Das Fotoresist-Verteilungselement 410 ist so konfiguriert, dass es Fotoresist für ein Halbleitersubstrat bereitstellt, während es sich dreht, um eine Fotoresistschicht 412 herzustellen, die gleichmäßig über eine Oberseite des Halbleitersubstrats verteilt ist.
  • Das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 werden von dem Schleuderbeschichter 406 für einen ersten beweglichen Wafertisch 420 in der ersten fotolithografischen Einrichtung 414 bereitgestellt. Die erste fotolithografische Einrichtung 414 weist eine erste elektromagnetische Strahlungsquelle 418 auf, die so konfiguriert ist, dass sie einen Teil eines drehbaren Retikels 416 beleuchtet. Das drehbare Retikel 416 hat eine Vielzahl von einzelnen Retikelfeldern, die jeweils eine Struktur umfassen, die einer einzelnen Wafercodierungsmarke entspricht. Das drehbare Retikel 416 ist so konfiguriert, dass es sich so dreht, dass es eine Folge von unterschiedlichen Wafercodierungsmarken 422 auf der Fotoresistschicht 412 selektiv belichtet.
  • Das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 werden von dem ersten beweglichen Wafertisch 420 der ersten fotolithografischen Einrichtung 414 für einen zweiten beweglichen Wafertisch 426 in der zweiten fotolithografischen Einrichtung 424 bereitgestellt. Die zweite fotolithografische Einrichtung 424 weist ein Justiermarkenretikel 428 auf, das so konfiguriert ist, dass es eine oder mehrere Justiermarken 432 in der Fotoresistschicht 412 selektiv belichtet. Bei einigen Ausführungsformen kann der Wafertransportroboter 404 die Halbleitersubstrate 402 in dem gemeinsamen Einrichtungsgehäuse 434 bewegen. Bei weiteren Ausführungsformen kann ein gesonderter Wafertransportroboter die Halbleitersubstrate 402 in dem gemeinsamen Einrichtungsgehäuse 434 bewegen.
  • Der Wafertransportroboter 404 ist so konfiguriert, dass er das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 von einem Auslass 435 des Einrichtungsgehäuses 434 zu einer Fotoresist-Entwicklungseinrichtung 436 transportiert. Die Fotoresist-Entwicklungseinrichtung 436 ist so konfiguriert, dass sie Teile der Fotoresistschicht 412 entfernt, um eine strukturierte Fotoresistschicht 438 über dem einen oder den mehreren Halbleitersubstraten 402 herzustellen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Fotoresist-Entwicklungseinrichtung 436 einen wässrigen Fotoresist-Entwickler verwenden, wie etwa einen Entwickler auf TMAH-Basis (TMAH: Tetramethylammoniumhydroxid) oder einen Entwickler auf KOH-Basis (KOH: Kaliumhydroxid). Bei einigen Ausführungsformen kann die Fotoresist-Entwicklungseinrichtung 436 so konfiguriert sein, dass sie das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 in ein Bad aus einem wässrigen Fotoresist-Entwickler taucht.
  • Der Wafertransportroboter 404 ist so konfiguriert, dass er das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 von der Fotoresist-Entwicklungseinrichtung 436 zu einer Ätzeinrichtung 440 transportiert. Die Ätzeinrichtung 440 ist so konfiguriert, dass sie das eine oder die mehreren Halbleitersubstrate 402 entsprechend der strukturierten Fotoresistschicht 438 selektiv so ätzt, dass gleichzeitig (d. h. simultan) eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken 442 und eine oder mehrere Justiermarken 444 als Vertiefungen in dem einen oder den mehreren Halbleitersubstraten 402 entstehen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Ätzeinrichtung 440 eine Trockenätzeinrichtung sein. Die Trockenätzeinrichtung kann zum Beispiel eine Einrichtung für reaktives Ionenätzen oder ein Plasmaätzer sein. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Ätzeinrichtung 440 eine Nassätzbank sein.
  • Die 5 bis 11 zeigen einige Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen von Wafercodierungsmarken und Justiermarken in einem Halbleitersubstrat.
  • Wie in der dreidimensionalen Darstellung 500 von 5 gezeigt ist, wird ein Halbleitersubstrat 502 bereitgestellt. Das Halbleitersubstrat 502 kann eine Art Halbleiterkörper (z. B. Silizium, SiGe, SOI), wie etwa ein Halbleiterwafer und/oder ein oder mehrere Chips auf einem Wafer, sowie jede andere Art von Metallschicht, Bauelement-, Halbleiter- und/oder Epitaxialschicht usw. sein, die damit verbunden ist. Das Halbleitersubstrat 502 kann ein eigendotiertes Halbleitersubstrat mit einer ersten Dotierungsart (z. B. einer n- oder einer p-Dotierung) sein.
  • Über dem Halbleitersubstrat 502 wird ein lichtempfindliches Material 504 abgeschieden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann des lichtempfindliche Material 504 ein lichtempfindliches Polymer sein, wie etwa ein positives oder ein negatives Fotoresist. Bei einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche Material 504 auf dem Halbleitersubstrat 502 durch Schleuderbeschichtung abgeschieden werden, bei der das lichtempfindliche Material 504 auf dem Halbleitersubstrat 502 als eine Flüssigkeit abgeschieden wird und anschließend das Halbleitersubstrat 502 mit einer hohen Drehzahl (z. B. 1000 bis 10.000 U/min) gedreht wird, sodass eine Schicht aus dem lichtempfindlichen Material entsteht, die eine gleichmäßige Dicke hat.
  • Wie in der dreidimensionalen Darstellung 600 und der Schnittansicht 606 von 6 gezeigt ist, wird eine erste Wafercodierungsmarke 604 in dem lichtempfindlichen Material 504 belichtet. Bei einigen Ausführungsformen wird die erste Wafercodierungsmarke 604 dadurch belichtet, dass das lichtempfindliche Material 504 mit einer ersten elektromagnetischen Strahlungsart unter Verwendung eines drehbaren Retikels 306, das eine Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 hat, selektiv belichtet wird. Bei diesen Ausführungsformen wird das drehbare Retikel 306 in eine erste Orientierung gedreht, in der eine erste elektromagnetische Strahlungsart 602 entsprechend einem ersten der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 selektiv blockiert wird. Die erste elektromagnetische Strahlungsart 602 bewirkt, dass Teile des lichtempfindlichen Materials 504 weniger löslich für einen Fotoresist-Entwickler werden (z. B. kann das Licht belichtete Teile eines Negativton-Fotoresists vernetzen).
  • Wie in der dreidimensionalen Darstellung 700 und der Schnittansicht 702 von 7 gezeigt ist, wird eine zweite Wafercodierungsmarke 604 in dem lichtempfindlichen Material 504 belichtet. Bei einigen Ausführungsformen wird die zweite Wafercodierungsmarke 604 dadurch belichtet, dass das drehbare Retikel 306 um die Drehachse 310 in eine zweite Orientierung gedreht wird, in der die erste elektromagnetische Strahlungsart 602 entsprechend einem zweiten der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 selektiv blockiert wird.
  • Wie in der dreidimensionalen Darstellung 800 und der Schnittansicht 808 von 8 gezeigt ist, werden eine oder mehrere Justiermarken 806 in dem lichtempfindlichen Material 504 belichtet. Bei einigen Ausführungsformen werden die eine oder die mehreren Justiermarken 806 dadurch belichtet, dass das lichtempfindliche Material 504 unter Verwendung eines Justiermarkenretikels 802 selektiv belichtet wird. Bei einigen Ausführungsformen können die erste elektromagnetische Strahlungsart 602 und eine zweite elektromagnetische Strahlungsart 804 die gleiche elektromagnetische Strahlungsart sein (z. B. UV-Licht mit der gleichen Wellenlänge). Bei anderen Ausführungsformen können die erste elektromagnetische Strahlungsart 602 und die zweite elektromagnetische Strahlungsart 804 unterschiedliche elektromagnetische Strahlungsarten sein (z. B. UV-Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen).
  • Wie in der dreidimensionalen Darstellung 900 und der Schnittansicht 910 von 9 gezeigt ist, kann ein Fotoresist-Entwickler 902 zum Entfernen der löslichen Bereiche des lichtempfindlichen Materials 504 verwendet werden. Durch das Entfernen der löslichen Bereiche des lichtempfindlichen Materials 504 entsteht ein strukturiertes lichtempfindliches Material 904 mit Vertiefungen 912, die Wafercodierungsmarken 906 und eine oder mehrere Justiermarken 908 definieren.
  • Wie in der Schnittansicht 1000 von 10 gezeigt ist, wird ein Halbleitersubstrat 1002 dadurch selektiv geätzt, dass das Halbleitersubstrat 1002 mit einem Ätzmittel 1004 entsprechend dem strukturierten lichtempfindlichen Material 904 behandelt wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Ätzmittel 1004 ein Trockenätzmittel mit einer Ätzchemikalie, die eine Fluorart (z. B. CF4, CHF3, C4F8 usw.) umfasst, oder ein Nassätzmittel sein [z. B. Fluorwasserstoffsäure (HF) oder Tetramethylammoniumhydoxid (TMAH)]. Durch Ätzen des Halbleitersubstrats 1002 entstehen gleichzeitig (d. h. simultan) eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken 1006 und eine oder mehrere Justiermarken 1008, die Vertiefungen sind, die in eine Oberseite des Halbleitersubstrats 1002 hinein reichen. Die Vertiefungen der Wafercodierungsmarken 1006 reichen bis in die gleiche Tiefe d in dem Halbleitersubstrat 1002 wie die Vertiefungen der Justiermarken 1008.
  • Wie in der Schnittansicht 1100 von 11 gezeigt ist, wird der Rest des lichtempfindlichen Materials (z. B. 904 von 10) entfernt. Der Rest des lichtempfindlichen Materials kann dadurch entfernt werden, dass das Fotoresist mit einem Ätzmittel 1102 behandelt wird, das ein Nass- oder ein Trockenätzmittel ist.
  • 12 zeigt ein Ablaufdiagramm einiger Ausführungsformen eines Verfahrens 1200 zum Herstellen von Wafercodierungsmarken und Justiermarken in einem Substrat. Das Verfahren 1200 wird zwar unter Bezugnahme auf die 5 bis 11 beschrieben, aber es dürfte wohlverstanden sein, dass das Verfahren 1200 nicht auf diese Strukturen beschränkt ist, sondern ein eigenständiges Verfahren sein kann, das von den Strukturen unabhängig ist.
  • Das beschriebene Verfahren 1200 wird zwar hier als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben, aber es dürfte wohlverstanden sein, dass die dargestellte Reihenfolge dieser Schritte oder Ereignisse nicht in einem beschränkenden Sinn ausgelegt werden darf. Zum Beispiel können einige Schritte in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Schritten oder Ereignissen als denen ausgeführt werden, die hier dargestellt und/oder beschrieben werden. Darüber hinaus sind möglicherweise nicht alle dargestellten Schritte erforderlich, um einen oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung zu implementieren. Außerdem können eine oder mehrere der hier beschriebenen Schritte in nur einem Schritt oder in mehreren getrennten Schritten und/oder Phasen ausgeführt werden.
  • In dem Schritt 1202 wird ein lichtempfindliches Material über einem Substrat abgeschieden. 5 zeigt einige Ausführungsformen, die dem Schritt 1202 entsprechen.
  • In dem Schritt 1204 wird das lichtempfindliche Material anschließend mit einer ersten elektromagnetischen Strahlungsart belichtet, um eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken in dem lichtempfindlichen Material herzustellen. Bei einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche Material anschließend mit einer ersten Vielzahl von Retikelfeldern während eine Folge von einzelnen Belichtungen (die z. B. zeitlich nacheinander erfolgen) einer lithografischen Belichtungseinrichtung belichtet werden. Die 6 und 7 zeigen einige Ausführungsformen, die dem Schritt 1204 entsprechen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche Material entsprechend den Schritten 1206 bis 1212 belichtet werden. In dem Schritt 1206 wird ein drehbares Retikel, das eine Vielzahl von Retikelfeldern hat, in eine erste Orientierung gedreht. In dem Schritt 1208 wird das lichtempfindliche Material entsprechend einem ersten Retikelfeld belichtet, um eine erste Wafercodierungsmarke in dem lichtempfindlichen Material zu belichten. In dem Schritt 1210 wird das drehbare Retikel in eine nächste Orientierung gedreht. In dem Schritt 1212 wird das lichtempfindliche Material entsprechend einem weiteren Retikelfeld des drehbaren Retikels belichtet, um eine weitere Wafercodierungsmarke in dem lichtempfindlichen Material zu belichten. Es dürfte wohlverstanden sein, dass die Schritte 1210 und 1212 iterativ wiederholt werden können, um eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken auf einem Substrat herzustellen.
  • In dem Schritt 1214 wird ein lichtempfindliches Material mit einer zweiten elektromagnetischen Strahlungsart belichtet, um eine oder mehrere Justiermarken in dem lichtempfindlichen Material zu belichten. 8 zeigt einige Ausführungsformen, die dem Schritt 1214 entsprechen.
  • In dem Schritt 1216 werden belichtete Teile des lichtempfindlichen Materials entfernt, um eine strukturierte Schicht aus lichtempfindlichem Material herzustellen. 9 zeigt einige Ausführungsformen, die dem Schritt 1216 entsprechen.
  • In dem Schritt 1218 wird ein Substrat entsprechend der strukturierten Schicht aus lichtempfindlichem Material geätzt, um gleichzeitig Maskenkennzeichnungsmarken und Justiermarken in dem Substrat herzustellen. 10 zeigt einige Ausführungsformen, die dem Schritt 1218 entsprechen.
  • In dem Schritt 1220 wird ein Rest des lichtempfindlichen Materials von dem Substrat entfernt. 11 zeigt einige Ausführungsformen, die dem Schritt 1220 entsprechen.
  • Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Bearbeitungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Verfahren zur lithografischen Wafermarkierung ausführt.
  • Bei einigen Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung eine lithografische Substratmarkierungseinrichtung. Die Markierungseinrichtung weist eine erste lithografische Belichtungseinrichtung auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart während einer Vielzahl von Belichtungen erzeugt. Die Markierungseinrichtung weist weiterhin ein bewegliches Retikel mit einer Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern auf, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine Substratcodierungsmarke in einem lichtempfindlichen Material über einem Halbleitersubstrat zu belichten. Die Markierungseinrichtung weist weiterhin ein Querelement auf, das so konfiguriert ist, dass es das bewegliche Retikel so bewegt, dass einzelne der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern auf dem lichtempfindlichen Material während einzelner der Vielzahl von Belichtungen belichtet werden.
  • Bei weiteren Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung eine lithografische Wafermarkierungseinrichtung. Die Markierungseinrichtung weist eine erste lithografische Belichtungseinrichtung auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart erzeugt. Die Markierungseinrichtung weist weiterhin ein drehbares Retikel auf, das so konfiguriert ist, dass es sich um eine Drehachse dreht, die durch einen Mittelpunkt des drehbaren Retikels verläuft. Das drehbare Retikel weist eine Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern auf, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine Wafercodierungsmarke in einer Fotoresistschicht über einem Substrat zu belichten. Die Markierungseinrichtung weist weiterhin eine zweite lithografische Belichtungseinrichtung auf, die in dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine zweite elektromagnetische Strahlungsart erzeugt. Die Markierungseinrichtung weist weiterhin ein Justiermarkenretikel mit einer oder mehreren Sperrstrukturen auf, die so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine oder mehrere Justiermarken in der Fotoresistschicht zu belichten.
  • Bei noch weiteren Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Substratcodierungsmarken. Das Verfahren weist das Herstellen eines lichtempfindlichen Materials über einem Substrat auf. Das Verfahren weist weiterhin die folgenden Schritte auf: sequentielles Belichten des lichtempfindlichen Materials mit einer ersten elektromagnetischen Strahlungsart, um eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken in dem lichtempfindlichen Material zu belichten; und Belichten des lichtempfindlichen Materials mit einer zweiten elektromagnetischen Strahlungsart, um eine oder mehrere Justiermarken in dem lichtempfindlichen Material zu belichten. Das Verfahren weist weiterhin die folgenden Schritte auf: Entfernen von belichteten Teilen des lichtempfindlichen Materials, um eine strukturierte Schicht aus lichtempfindlichem Material herzustellen; und Ätzen des Substrats entsprechend der strukturierten Schicht aus lichtempfindlichem Material, um gleichzeitig Maskenkennzeichnungsmarken und Justiermarken in dem Substrat herzustellen.
  • Vorstehend sind Merkmale verschiedener Ausführungsformen beschrieben worden, sodass Fachleute die Aspekte der vorliegenden Erfindung besser verstehen können. Fachleuten dürfte klar sein, dass sie die vorliegende Erfindung ohne Weiteres als eine Grundlage zum Gestalten oder Modifizieren anderer Verfahren und Strukturen zum Erreichen der gleichen Ziele und/oder zum Erzielen der gleichen Vorzüge wie bei den hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute dürften ebenfalls erkennen, dass solche äquivalenten Auslegungen nicht von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen und dass sie hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vornehmen können, ohne von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (20)

  1. Lithografische Substratmarkierungseinrichtung mit: einer ersten lithografischen Belichtungseinrichtung (104; 301), die in einem Gehäuse (344; 434) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart während einer Vielzahl von Belichtungen erzeugt; einem beweglichen Retikel (112; 306) mit einer Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308), die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine Substratcodierungsmarke (204) in einem lichtempfindlichen Material über einem Halbleitersubstrat zu belichten; einem Transversal-Bewegungs-Element (114), das so konfiguriert ist, dass es das bewegliche Retikel (112; 306) so bewegt, dass einzelne der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) auf dem lichtempfindlichen Material während einzelner der Vielzahl von Belichtungen belichtet werden; und einer Strahlungsführung (318), die so konfiguriert ist, dass sie die erste elektromagnetische Strahlungsart für eine Position bereitstellt, an der eines der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) beleuchtet wird, ohne andere der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) zu beleuchten; wobei die Strahlungsführung (318) einen Hohlzylinder umfasst, der sich zwischen der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle (302) und dem ersten beweglichen Substrattisch (314) erstreckt, und das bewegliche Retikel (306) drehbar ist und in den Hohlzylinder eingefügt ist.
  2. Lithografische Substratmarkierungseinrichtung mit: einer ersten lithografischen Belichtungseinrichtung (104; 301), die in einem Gehäuse (344; 434) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart während einer Vielzahl von Belichtungen erzeugt; einem beweglichen Retikel (112; 306) mit einer Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308), die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine Substratcodierungsmarke (204) in einem lichtempfindlichen Material über einem Halbleitersubstrat zu belichten; einem Transversal-Bewegungs-Element (114), das so konfiguriert ist, dass es das bewegliche Retikel (112; 306) so bewegt, dass einzelne der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) auf dem lichtempfindlichen Material während einzelner der Vielzahl von Belichtungen belichtet werden; und ein Lichtempfindliches-Material-Abscheidungselement (102), das in dem Gehäuse (344; 434) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass es das lichtempfindliche Material über dem Halbleitersubstrat abscheidet.
  3. Markierungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei das bewegliche Retikel ein drehbares Retikel (306) umfasst, das zwischen einer ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle (302) und einem ersten beweglichen Substrattisch (314) angeordnet ist, der so konfiguriert ist, dass er das Halbleitersubstrat festhält, und das drehbare Retikel (306) so konfiguriert ist, dass es sich um eine Drehachse dreht, die durch einen Mittelpunkt des drehbaren Retikels (306) verläuft.
  4. Markierungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Strahlungsführung einen Hohlzylinder umfasst, der sich zwischen der ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle und dem ersten beweglichen Substrattisch erstreckt, und das drehbare Retikel in eine Öffnung in einer Seitenwand des Hohlzylinders eingefügt ist.
  5. Markierungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, die weiterhin Folgendes aufweist: eine Steuereinheit (322), die so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb eines Rotators (312) so steuert, dass er das drehbare Retikel (306) so dreht, dass unterschiedliche Retikelfelder (308) zum Belichten von unterschiedlichen Substratcodierungsmarken (204) in dem lichtempfindlichen Material verwendet werden können, und dass sie den Betrieb des ersten beweglichen Substrattisches (314) zwischen den einzelnen der Vielzahl von Belichtungen steuert.
  6. Markierungseinrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin Folgendes aufweist: ein Lichtempfindliches-Material-Abscheidungselement (102), das in dem Gehäuse (344; 434) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass es das lichtempfindliche Material über dem Halbleitersubstrat abscheidet.
  7. Markierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste lithografische Belichtungseinrichtung (104; 301) eine Leuchtdiode aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie ultraviolette Strahlung erzeugt.
  8. Markierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin Folgendes aufweist: eine zweite lithografische Belichtungseinrichtung (106; 327), die in dem Gehäuse angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine zweite elektromagnetische Strahlungsart erzeugt; und ein Justiermarkenretikel (334) mit einer oder mehreren Sperrstrukturen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine oder mehrere Justiermarken (206) in dem lichtempfindlichen Material zu belichten.
  9. Markierungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste lithografische Belichtungseinrichtung (104; 301) eine erste elektromagnetische Strahlungsquelle aufweist, die von einer zweiten elektromagnetischen Strahlungsquelle der zweiten lithografischen Belichtungseinrichtung (106; 327) verschieden ist.
  10. Markierungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste lithografische Belichtungseinrichtung (104; 301) eine Leuchtdiode aufweist und die zweite lithografische Belichtungseinrichtung (106; 327) einen Excimerlaser aufweist.
  11. Markierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Substratcodierungsmarke (204) ein einzelner zusammenhängender belichteter Bereich in dem lichtempfindlichen Material ist.
  12. Lithografische Wafermarkierungseinrichtung, mit: einer ersten lithografischen Belichtungseinrichtung (104; 301), die in einem Gehäuse angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine erste elektromagnetische Strahlungsart erzeugt; einem drehbaren Retikel (306), das so konfiguriert ist, dass es sich um eine Drehachse dreht, die durch einen Mittelpunkt des drehbaren Retikels (306) verläuft, wobei das drehbare Retikel (306) eine Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern 308 aufweist, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der ersten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine Wafercodierungsmarke (204) in einer Fotoresistschicht über einem Substrat zu belichten; einer zweiten lithografischen Belichtungseinrichtung (106; 327), die in dem Gehäuse (434; 344) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie eine zweite elektromagnetische Strahlungsart erzeugt; und einem Justiermarkenretikel (334) mit einem oder mehreren Sperrstrukturen, die so konfiguriert sind, dass sie einen Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlungsart blockieren, um eine oder mehrere Justiermarken (206) in der Fotoresistschicht zu belichten.
  13. Markierungseinrichtung nach Anspruch 12, wobei das drehbare Retikel (306) zwischen einer ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle (302) und einem ersten beweglichen Wafertisch (314) angeordnet ist, der so konfiguriert ist, dass er das Substrat festhält.
  14. Markierungseinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, die weiterhin Folgendes aufweist: eine Strahlungsführung (318), die so konfiguriert ist, dass sie die erste elektromagnetische Strahlungsart für eine Position bereitstellt, an der eines der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) beleuchtet wird, ohne andere der Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (308) zu beleuchten.
  15. Markierungseinrichtung nach Anspruch 14, wobei die Strahlungsführung (318) einen Hohlzylinder umfasst, der sich zwischen einer ersten elektromagnetischen Strahlungsquelle (301) und einem ersten beweglichen Wafertisch (314) erstreckt, der so konfiguriert ist, dass er das Substrat festhält, und das drehbare Retikel (306) in eine Öffnung in einer Seitenwand des Hohlzylinders eingesteckt ist.
  16. Markierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die erste lithografische Belichtungseinrichtung (104; 301) eine erste elektromagnetische Strahlungsquelle (302) mit einer Leuchtdiode aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie ultraviolette Strahlung erzeugt, und die zweite lithografische Belichtungseinrichtung (106; 327) eine zweite elektromagnetische Strahlungsquelle (330) mit einem Excimerlaser aufweist, der so konfiguriert ist, dass er ultraviolette Strahlung erzeugt.
  17. Markierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, die weiterhin Folgendes aufweist: eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Betrieb eines Rotators (312) so steuert, dass er das drehbare Retikel (306) so dreht, dass unterschiedliche Retikelfelder (308) zum Belichten von unterschiedlichen Wafercodierungsmarken (204) in der Fotoresistschicht verwendet werden können, und dass sie den Betrieb eines ersten beweglichen Wafertisches (314) so steuert, dass er das Substrat zwischen einzelnen Belichtungen der ersten lithografischen Belichtungseinrichtung (104; 301) bewegt.
  18. Verfahren zum Herstellen von Substratcodierungsmarken, mit den folgenden Schritten: Herstellen eines lichtempfindlichen Materials über einem Substrat; sequentielles Belichten des lichtempfindlichen Materials mit einer ersten elektromagnetischen Strahlungsart, um eine Vielzahl von Wafercodierungsmarken (204) in dem lichtempfindlichen Material zu belichten; Belichten des lichtempfindlichen Materials mit einer zweiten elektromagnetischen Strahlungsart, um eine oder mehrere Justiermarken (206) in dem lichtempfindlichen Material zu belichten; Entfernen von belichteten Teilen des lichtempfindlichen Materials, um eine strukturierte Schicht aus lichtempfindlichem Material herzustellen; und Ätzen des Substrats entsprechend der strukturierten Schicht aus lichtempfindlichem Material, um gleichzeitig Maskenkennzeichnungsmarken und Justiermarken (206) in dem Substrat herzustellen.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das lichtempfindliche Material mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsart mittels eines drehbaren Retikels (306) selektiv belichtet wird, das so konfiguriert ist, dass es sich um eine Drehachse dreht, und das drehbare Retikel (306) eine Vielzahl von verschiedenen Retikelfeldern (310) hat, die jeweils verschiedenen Wafercodierungsmarken (204) entsprechen.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das sequentielle Belichten des lichtempfindlichen Materials mit der ersten elektromagnetischen Strahlungsart die folgenden Schritte umfasst: Drehen des drehbaren Retikels (306) in eine erste Orientierung; Belichten des lichtempfindlichen Materials entsprechend einem ersten Retikelfeld des drehbaren Retikels (306), um eine erste Wafercodierungsmarke (204) in dem lichtempfindlichen Material zu belichten; Drehen des drehbaren Retikels (306) in eine nächste Orientierung und Belichten des lichtempfindlichen Materials entsprechend einem weiteren Retikelfeld des drehbaren Retikels (306), um eine weitere Wafercodierungsmarke (204) in dem lichtempfindlichen Material herzustellen.
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