DE10357775A1 - Verfahren zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Halbleiterwafern mit Identifikationskennzeichen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Halbleiterwafern mit Identifikationskennzeichen, die jeweils einem Halbleiterwafer zugeordnet werden, wobei für jeden Halbleiterwafer nachfolgende Schritte ausgeführt werden. Nach dem Bereitstellen eines Halbleiterwafers (2) mit einem Substrat wird eine Resistschicht (4) auf der Oberseite des Halbleiterwafers (2) aufgebracht. Es wird ein Projektionsapparat (3) mit einer Projektionsoptik, die Blenden (6) aufweist, bereitgestellt, wobei die Blenden so angeordnet werden, daß während einer photolithographischen Projektion auf der Oberseite des Halbleiterwafers ein durch die Blenden (6) beschränktes Belichtungsfeld beleuchtet wird. Nach dem Ablegen des Halbleiterwafers auf einem beweglichen Substrathalter im Projektionsapparat und dem Bereitstellen eines Identifikationskennzeichens für den Halbleiterwafer (2) wird eine Binärzahl aus dem Identifikationskennzeichen bestimmt. Anschließend wird ein flächiges binär kodiertes Muster (5), das die Binärzahl repräsentiert, auf die Oberseite des Halbleiterwafers übertragen, wobei für jedes Bit der Binärzahl, das einen ersten binären Zustand aufweist, folgende Schritte ausgeführt werden: zuerst Verschieben des Substrathalters, um den Halbleiterwafer so auszurichten, daß dem Bit der Binärzahl auf der Oberseite des Halbleiterwafers ein durch die Blenden begrenztes Belichtungsfeld zugeordnet wird, und dann Belichten des Belichtungsfelds, um das flächige binär ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Halbleiterwafern mit Identifikationskennzeichen, die jeweils einem Halbleiterwafer zugeordnet werden.
  • Zur Herstellung integrierter Schaltungen werden üblicherweise auf Halbleiterwafern mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften versehene Schichten aufgebracht und jeweils lithographisch strukturiert. Ein lithographischer Strukturierungsschritt kann darin bestehen, einen photoempfindlichen Resist aufzutragen, diesen mit einer gewünschten Struktur für die betreffende Ebene zu belichten und zu entwickeln, sowie anschließend die somit entstandene Resistmaske in die unterliegende Schicht in einem Ätzschritt zu übertragen.
  • Für den lithographischen Projektionsschritt eines Schaltungsmusters wird üblicherweise als Belichtungsapparat ein Waferscanner oder Waferstepper verwendet. Im Projektionsapparat erfolgt die Belichtung des photoempfindlichen Resists mit elektromagnetischer Strahlung einer vorherbestimmten Wellenlänge, die beispielsweise im W-Bereich liegt.
  • Jede einzelne Schicht des Schaltungsmusters wird üblicherweise mit einer speziellen Maske (auch Reticle genannt) und einer Projektionsoptik auf den Halbleiterwafer abgebildet. Die Projektionsoptik des Belichtungsapparats enthält üblicherweise mehrere Linsen und Blenden und bewirkt häufig eine Reduktion des Schaltungsmusters bei der Übertragung auf die Resistschicht.
  • Nach dem Strukturieren der Resistschicht werden in speziellen Fertigungsanlagen weitere Prozeßschritte ausgeführt, wie z.B. Ätzen, Implantieren, Abscheiden von Schichten oder Polieren von Oberflächen. Zwischen diesen Prozeßschritten und am Ende des Herstellungsverfahrens werden häufig Kontrollen ausgeführt, um die Qualität der einzelnen Prozeßschritte kontrollieren zu können. Um in einem hochvolumigen und produktreichen Fertigungsprozeß einzelne Halbleiterwafer nachverfolgen zu können, werden üblicherweise die Halbleiterwafer mit einer eindeutigen Identifikationsnummer versehen. Dazu wird Bekannterweise ein Strichcode (Barcode) mittels eines Laserstrahls zu Beginn des Prozeßflusses auf der Rückseite des Halbleiterwafers angebracht.
  • In einem späteren Stadium des Herstellungsprozesses, bei dem die Rückseite des Halbleiterwafers poliert wird, muß das Strichcode-Muster erneut erzeugt werden. Dies ist beispielsweise zu Beginn der Metallisierung der Fall, da in diesem sogenannten Backend-Prozeß die Rückseite des Halbleiterwafers poliert bzw. abgeschliffen wird.
  • Die Behandlung der Oberfläche mit dem energiereichen Laserstrahl erzeugt Einsenkungen, die jedoch an den Seitenwänden und am Boden der Einsenkung keine glatten Oberflächen aufweisen. Durch den Laserstrahl werden oftmals Silizium-Nadeln erzeugt, die sich von der Oberfläche des Halbleiterwafers lösen können und während nachfolgender Prozeßschritte zum Ausfall der Schaltung führen können.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Halbleiterwafern zu schaffen, das die obengenannten Probleme überwindet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Halbleiterwafern mit Identifikationskennzeichen, die jeweils einem Halbleiterwafer zugeordnet werden, wobei für jeden Halbleiterwafer folgende Schritte ausgeführt werden:
    • – Bereitstellen eines Halbleiterwafers mit einem Substrat;
    • – Aufbringen einer Resistschicht auf der Oberseite des Halbleiterwafers;
    • – Bereitstellen eines Projektionsapparats mit einer Projektionsoptik, die Blenden aufweist, wobei die Blenden so angeordnet werden, daß während einer photolithographischen Projektion auf der Oberseite des Halbleiterwafers ein durch die Blenden beschränktes Belichtungsfeld belichtet wird;
    • – Ablegen des Halbleiterwafers auf einem beweglichen Substrathalter im Projektionsapparat;
    • – Bereitstellen eines Identifikationskennzeichens für den Halbleiterwafer;
    • – Bestimmen einer Binärzahl aus dem Identifikationskennzeichen;
    • – Übertragen eines flächigen binär kodierten Musters, das die Binärzahl repräsentiert, auf die Oberseite des Halbleiterwafers, wobei für jedes Bit der Binärzahl, das einen ersten binären Zustand aufweist, folgende Schritte ausgeführt werden: (a) Verschieben des Substrathalters, um den Halbleiterwafer so auszurichten, daß dem Bit der Binärzahl auf der Oberseite des Halbleiterwafers ein durch die Blenden begrenztes Belichtungsfeld zugeordnet wird, (b) Belichten des durch die Blenden begrenzten Belichtungsfelds, um das flächige binär kodierte Muster zu bilden; und
    • – Ätzen der Resistschicht, um Strukturelemente des binär kodierten Musters zu bilden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die eindeutige Identifikationsnummer in Form eines binär codierten Musters auf der Oberfläche des Halbleiterwafers durch photolithographische Strukturierung aufgebracht wird. Dadurch werden Ausbeuteverluste oder Beschädigungen des Halbleiterwafers vermieden, und es können insbesondere keine Silizium-Nadeln entstehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die photolithographische Projektion im Projektionsapparat durch eine Belichtung mit einem Waferstepper durchgeführt, wobei im Waferstepper eine Open-Frame-Belichtung ohne ein Reticle ausgeführt wird.
  • Gemäß dieser Vorgehensweise können Strukturelemente des binär kodierten Musters auf der Oberfläche des Halbleiterwafers photolithographisch strukturiert werden, ohne eine Maske herstellen zu müssen. Das Übertragen des binär kodierten Musters auf die Resistschicht auf der Oberseite des Halbleiterwafers erfolgt durch eine Steuerung des Projektionsapparats und des Substrathalters.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das binär codierte Muster in einem Bereich in einem ein Schaltungsmuster umgebenden Sägerahmen angeordnet.
  • Gemäß dieser Vorgehensweise kann die eindeutige Identifikationsnummer an einer Stelle des Halbleiterwafers positioniert werden, die ohnehin keine aktiven Schaltungselemente enthält.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Strukturelemente des binär codierten Musters in Form einer Matrix angeordnet, wobei jeweils acht Strukturelemente eine Zeile der Matrix bilden.
  • Gemäß dieser Vorgehensweise kann ein binär codiertes Muster erzeugt werden, das sich besonders einfach decodieren läßt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Strukturierung der Resistschicht durch Ätzen, das bei der Bildung einer Metallisierungsebene durchgeführt wird.
  • Gemäß dieser Vorgehensweise ist zur Ausbildung des binär codierten Musters kein spezieller Prozeßschritt nötig, da üblicherweise bei der Strukturierung einer Metallisierungsebene ohnehin ein Ätzschritt durchgeführt wird.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 schematisch einen Halbleiterwafer und einen Projektionsapparat zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 2 schematisch die Oberseite des Halbleiterwafers während der Ausführung eines Prozeßschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 3 schematisch ein binär kodiertes Muster, wie es durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsteht.
  • Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren für eine Kennzeichnung eines Halbleiterwafers erläutert, die während einer Metallisierung der mit einem Schaltungsmuster versehenen Oberfläche des Halbleiterwafers auf der Substratseite aufgebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich bei der Kennzeichnung in fortgeschrittenen Bearbeitungsstadien bei der lithographischen Strukturierung höherer Schichten (Back-End-Of-Line-Prozeß), bei dem beispielsweise Metallschichten aufgebracht werden, als besonders vorteilhaft. Zu Beginn der Back-End-Prozesse wird oftmals eine Polierung der Waferrückseite durchgeführt, wodurch die in der Technik dort üblicherweise mit einem Laserschreiber aufgebrachte, Kennzeichnung unleserlich wird und nicht mehr zu verwenden ist. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch vorgesehen, den Halbleiterwafer zu einem anderen Zeitpunkt im Prozeßfluß der Halbleiterfabrikation, beispielsweise zu Beginn des Prozeßflusses, mit einem Identifikationskennzeichen zu versehen.
  • In 1 ist schematisch der auf einem Substrathalter 1 abgelegte Halbleiterwafer 2 in einem Projektionsapparat 3 gezeigt. Auf der Oberseite des Halbleiterwafers 2 wird eine lichtempfindliche Resistschicht 4 aufgebracht. Der Projektionsapparat 3 umfaßt eine Projektionsoptik 15, die durch eine oder mehrere Linsen gebildet wird, und die in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung einer Lichtquelle 16 auf die Oberseite des Halbleiterwafers 2 in ein Belichtungsfeld zu projizieren. Weiters umfaßt der Projektionsapparat 3 Blenden 6, die das von der Projektionsoptik 15 auf die Oberseite des Halbleiterwafers 1 projizierte Licht auf ein Belichtungsfeld bestimmter Größe begrenzen. In 1 sind schematisch zwei jeweils paarweise angeordnete Blenden 6 gezeigt, die oberhalb und unterhalb der Projektionsoptik angeordnet werden. Die paarweise angeordneten Blenden 6 sind verschiebbar ausgeführt, um eine Änderung der Größe des Belichtungsfeldes zu ermöglichen. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß die in 1 gezeigt Anordnung nur einen prinzipiellen Aufbau zeigt, ein tatsächlich bei einer photolithographischen Strukturierung zu verwendender Projektionsapparat weist noch andere optische Elemente, wie z.B. eine Illuminationsoptik für ein Reticle, oder auch weitere Blenden, wie z.B. Ringblenden, auf.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Halbleiterwafern mit Identifikationskennzeichen wird jedem Halbleiterwafer ein Identifikationskennzeichen zugeordnet. Für jeden Halbleiterwafer werden unter Bezug auf 1 die nachfolgend beschriebenen Schritte ausgeführt.
  • In einem ersten Schritt wird der Halbleiterwafer 2 bereitgestellt. Der Halbleiterwafer 2 wird beispielsweise von einer vorherigen Prozeßstufe übergeben, bei der der Halbleiterwafer auf der Oberseite in der vorherigen Prozeßstufe zumindest teilweise mit einem Schaltungsmuster versehen wurde.
  • Im nächsten Schritt wird auf die Oberseite des Halbleiterwafers 2 eine Resistschicht 4 aufgebracht. Das Aufbringen der Resistschicht 4 erfolgt beispielsweise durch Aufschleudern eines photoempfindlichen Lacks, wobei üblicherweise zuvor eine antireflektierende Schicht (nicht gezeigt) aufgebracht wird.
  • Im nächsten Schritt wird der Projektionsapparat 3 bereitgestellt. Während einer photolithographischen Projektion wird das Belichtungsfeld des Projektionsapparats 3 mit Blenden 6 begrenzt. Dadurch läßt sich die Größe des Belichtungsfeldes festlegen, ohne beispielsweise ein Reticle zu verwenden.
  • Die photolithographische Projektion wird in dem Projektionsapparat 3 mit der Lichtquelle 16 durchgeführt, wobei z.B. die 365 nm i-Linie einer Quecksilberlampe verwendet wird. Der Projektionsapparat 3 wird entweder speziell für die Strukturierung der Resistschicht 4 bereitgestellt, es kann aber auch ein zur weiteren Verarbeitung, beispielsweise zur Strukturierung einer Metallschicht, vorgesehene Projektionsapparat 3 verwendet werden.
  • Der Halbleiterwafer 2 wird während dieser Phase des Herstellungsprozesses auf dem Substrathalter 1 im Projektionsapparat 3 abgelegt. Der Substrathalter ermöglicht es, den Halbleiterwafer relativ zur Projektionsoptik 15 zu verschieben und auszurichten. Üblicherweise wird das Verschieben des Substrathalters in einem Betriebszustand mit kleinen Schrittweiten (sogenannter Mikro-Stepping-Mode) durchgeführt, um eine genaue Positionierung des Halbleiterwafers 2 zu ermöglichen.
  • Im nächsten Schritt wird das Identifikationskennzeichen für diesen Halbleiterwafer 2 bereitgestellt. Das Identifikationskennzeichen wird beispielsweise in Form einer eindeutigen Identifikationsnummer, einer alphanumerischen Zeichenkette oder eine aus mehreren Informationsfeldern zusammengesetzte Zahl ausgebildet.
  • Das Bereitstellen der eindeutigen Identifikationsnummer kann aber auch durch den Wert eines Zählers erfolgen, der in dem Projektionsapparat 3 erzeugt wird. Dazu muß der Projektionsapparat so gesteuert werden, daß jeder neu eintreffende Halbleiterwafer den Wert dieses Zählers erhöht, so daß sich eine eindeutige Identifikationsnummer ergibt.
  • Die Identifikationsnummer kann sich auch aus mehreren Bestandteilen zusammensetzen, die weitere Informationen, wie z.B. eine für eine bestimmte Herstellungsserie charakteristische Losnummer, enthält. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch vorgesehen, daß die dem Halbleiterwafer 2 eindeutig zugeordnete Identifikationsnummer dem Projektionsapparat von einem anderen Gerät, beispielsweise einer zentralen Prozeßsteuerung oder eines Eingabeterminals für einen Operator, zugeführt wird.
  • Im nächsten Schritt wird die eindeutige Identifikationsnummer einer Binärzahl zugeordnet. Diese Zuordnung umfaßt für eine Identifikationsnummer die Bestimmung des Binärwerts. Bei einer alphanumerischen Zeichenkette kann beispielsweise ein nach dem ASCII System zugeordneter Zahlenwert in eine binäre Darstellung umgewandelt werden oder über eine Tabelle, die z.B. auf einer ASCII-Tabelle beruht, bereitgestellt werden.
  • Die Binärzahl ist Ausgangspunkt für ein binär kodiertes Muster, das nachfolgend auf die Resistschicht 4 auf der Oberseite des Halbleiterwafers 2 mittels photolithographischer Projektion in einzelne Belichtungsfelder übertragen wird.
  • Dazu wird für jedes Bit der Binärzahl, das einen ersten binären Zustand aufweist, der Substrathalter 1 verschoben, um den Halbleiterwafer so auszurichten, daß dem Bit der Binärzahl auf der Oberseite des Halbleiterwafers ein durch die Blenden begrenztes Belichtungsfeld zugeordnet wird, das anschließend belichtet wird, um das flächige binär kodierte Muster 5 zu bilden.
  • Die photolithographische Projektion im Projektionsapparat 3 wird dabei vorzugsweise durch eine Belichtung mit einem Wafer-Stepper durchgeführt, wobei im Wafer-Stepper eine Open-Frame-Belichtung ohne ein Reticle ausgeführt wird.
  • Dadurch kann die Belichtung der Resistschicht 4 mit dem binär kodierten Muster 5 in dem Projektionsapparat 3 mittels einer automatischen Steuerung erfolgen, die in Abhängigkeit der Identifikationsnummer oder des Identifikationskennzeichens bzw. des daraus abgeleiteten binären Zahlenwerts eine Belichtung in entsprechenden Belichtungsfeldern ausführt, um das binär codierte Muster 5 zu bilden. Das Verschieben des Substrathalters 1 erfolgt dann ebenfalls mittels einer automatischen Steuerung, wobei sukzessive der Halbleiterwafer in die Positionen der einzelnen Belichtungsfelder verschoben wird, die dem ersten binären Zustand entsprechen.
  • In 2 ist beispielhaft gezeigt, wie die Binärzahl durch sukzessives Verschieben des Substrathalters 1 und Belichten mittels des Projektionsapparates 3 auf die Resistschicht 4 als binär kodiertes Muster 5 übertragen wird. Die Identifikationsnummer beträgt in diesem Beispiel 3506977498. Die der Identifikationsnummer zugeordnete Binärzahl weist eine Länge von insgesamt 32 Bit auf. Das binär kodierte Muster wird in Form einer 4 × 8 Matrix auf die Resistschicht 4, wobei eine Zeile der Matrix einem Byte der Binärzahl zugeordnet wird. In binärer Darstellung weist das erste (niederwertigste) Byte der Binärzahl einen Wert von 11011010 auf. Für jedes Bit der Binärzahl, das einem ersten binären Zustand entspricht, der in diesem Beispiel mit einer logischen Eins gleichgesetzt wird, erfolgt sukzessive eine Belichtung in einem durch die Blenden des Projektionsapparats begrenzten Belichtungsfeld. In diesem Beispiel werden für das erste Byte der Binärzahl Belichtungen für das zweite, vierte fünfte, siebte und achte Bit ausgeführt, da diese den Wert logisch Eins aufweisen.
  • Der Halbleiterwafer 2 wird relativ zur Projektionsoptik 15 auf dem Substrathalter 1 entlang einer ersten Strecke 20 verschoben. An der Belichtungsposition 21, die dem zweiten Bit zugeordnet ist und in 2 mit einem Kreis markiert ist, wird eine Belichtung im Belichtungsfeld 21' durchgeführt. Anschließend wird der Halbleiterwafer auf die Belichtungsposition 22, die dem vierten Bit entspricht, ausgerichtet, und es wird eine Belichtung im Belichtungsfeld 22' durchgeführt. Die Blenden 6 des Projektionsapparats 3 sind während jeder dieser Belichtung so weit geschlossen, daß nur das auf eine bestimmte Größe reduzierte Belichtungsfeld 21', 22' auf der Resistschicht 4 mit elektromagnetischer Strahlung der Lichtquelle 16 beleuchtet wird. Dieser Vorgang wiederholt sich, wie in 2 gezeigt ist, entlang des Verschiebepfads 24, bis an allen weiteren Belichtungspositionen 26, die einer logischen Eins zugeordnet sind, die weiteren Belichtungsfelder 26' auf die Resistschicht 4 projiziert wurden.
  • Nachfolgend wird die Resistschicht 4 durch Ätzen strukturiert, um Strukturelemente des binär kodierten Musters 5 zu bilden. Damit ergibt sich das in 3 gezeigte Muster 5 auf der Oberseite des Halbleiterwafers 2. Gemäß 3 werden die Belichtungsfelder durch Steuerung der Blenden 6 so gewählt, daß alle Strukturelemente die gleiche Größe aufweisen, wobei benachbarte Strukturelemente ohne Zwischenraum nebeneinander liegend angeordnet sind.
  • In der Ausführungsform gemäß 3 werden die Strukturelemente des binär kodierten Musters 5 in Form einer im wesentlichen rechteckigen Struktur ausgeführt. Die rechteckige Struktur des Strukturelements 10 wird durch Steuerung der Blenden 6 des Projektionsapparates 3 so ausgeführt, daß das Strukturelement 10 eine Außenabmessung von ungefähr 10 μm Länge 12 und 20 μm Breite 14 aufweist.
  • Die oberste Zeile der Matrix stellt das niederwertigste Byte der Identifikationsnummer dar, wobei die niederwertigste Bit an der rechten Seite angeordnet ist. Für diese Zeile ergibt sich dann ein binärer Wert von 11011010, was einem Dezimalwert von 218 entspricht. Entsprechend können auch die anderen Zeilen der Matrix der Identifikationsnummer zugeordnet werden.
  • Es ist im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, daß der Ätzschritt bei dem zur Bildung von Metallisierungsebenen ohnehin notwendigen Ätzen durchgeführt wird. Dadurch wird, wie nachfolgend erläutert wird, die Komplexität des Prozesses nicht erhöht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren setzt in diesem Fall bei einem Halbleiterwafer 2 an, auf dessen Oberseite eine Metallschicht abgeschieden wurde. Auf die Resistschicht 4 wird, wie oben beschrieben, das binäre Muster mittels photolithographischer Projektion übertragen. Darüber hinaus wird die Resistschicht 4 mit dem zur Strukturierung der Metallschicht vorgesehenen Schaltungsmuster belichtet und anschließend geätzt. Gemäß dieser Ausführungsform wird das binär kodierte Muster 5 zusammen mit dem Schaltungsmuster in einem einzigen Schritt durch Ätzen strukturiert.
  • Nach dem Strukturieren der Resistschicht 4 erfolgt das Übertragen der Resiststruktur der Resistschicht 4 auf die Metallschicht des Halbleiterwafers, beispielsweise durch Ätzen. Die eindeutige Identifikationsnummer ist dann als erhabene Struktur auf der Metallschicht ausgebildet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wurde am Beispiel des Aufbringens einer eindeutigen Identifikationsnummer während der Bildung einer Metallschicht beschrieben. Die Belichtung der Strukturelemente 10 des die Identifikationsnummer repräsentierenden Musters 5 erfolgt mit einem Wafer-Stepper, dessen Beleuchtungsfeld durch Blenden auf einen Bereich von etwa 10 μm Länge und 20 μm Breite eingeschränkt wurde. Das nachfolgende Ätzen kann zusammen mit dem bei der Ausbildung der Me tallisierungsebene durchzuführendem Ätzschritt ausgeführt werden, ohne zusätzliche Geräte oder weitere Prozeßschritte zu einem Herstellungsverfahren hinzufügen zu müssen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zu Beginn des Herstellungsprozesses angewendet werden. Dabei wird wiederum ein binär kodiertes Muster 5 auf einer Resistschicht 4 ausgebildet, die nachfolgend geätzt wird. Das Muster wird anschließend auf den Halbleiterwafer 2 übertragen. Je nach Prozeßführung wird das binär kodierte Muster 5 entweder als erhabene Struktur oder in Form von Gräben bzw. Kontaktlöchern ausgeführt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Substrathalter so verschoben, daß das binär kodierten Muster 5 in einem ein Schaltungsmuster umgebenden Sägerahmen angeordnet wird. Dadurch wird die eindeutige Identifikationsnummer an einer Stelle des Halbleiterwafers 2 positioniert, die keine aktiven Schaltungselemente der herzustellenden integrierten Schaltung enthält. Darüber hinaus werden im Bereich des Sägerahmens häufig Teststrukturen oder Overlay-Marken angebracht, die zusammen mit dem binär kodierten Muster 5 mit einem Mikroskop ausgelesen und beispielsweise einer Qualitätskontrolle zugeführt werden können.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Bildung der bei der üblichen Kennzeichnung von Halbleiterwafern mit Laserstrahl-Schreibgeräten von Silizium-Nadeln nahezu verhindert, so daß sich eine erhöhte Ausbeute der herzustellenden Schaltung ergibt. Darüber hinaus kann die Verwendung der Laserstrahl-Schreibgeräte vollständig entfallen, so daß deren Kosten eingespart werden.
  • 1
    Substrathalter
    2
    Halbleiterwafer
    3
    Projektionsapparat
    4
    Resistschicht
    5
    Muster
    6
    Blenden
    10
    Strukturelement
    12
    Länge
    14
    Breite
    15
    Projektionsoptik
    16
    Lichtquelle
    20
    erste Strecke
    21
    erste Belichtungsposition
    21'
    erstes Belichtungsfeld
    22
    zweites Belichtungsposition
    22'
    zweites Belichtungsfeld
    23
    zweite Strecke
    24
    Verschiebepfad
    26
    weitere Belichtungsposition
    26'
    weiteres Belichtungsfeld

Claims (16)

  1. Verfahren zur Kennzeichnung einer Vielzahl von Halbleiterwafern mit Identifikationskennzeichen, die jeweils einem Halbleiterwafer zugeordnet werden, wobei für jeden Halbleiterwafer folgende Schritte ausgeführt werden: – Bereitstellen eines Halbleiterwafers (2) mit einem Substrat (1); – Aufbringen einer Resistschicht (4) auf der Oberseite des Halbleiterwafers (2); – Bereitstellen eines Projektionsapparats (3) mit einer Projektionsoptik, die Blenden (6) aufweist, wobei die Blenden so angeordnet werden, daß während einer photolithographischen Projektion auf der Oberseite des Halbleiterwafers ein durch die Blenden (6) beschränktes Belichtungsfeld beleuchtet wird; – Ablegen des Halbleiterwafers auf einem beweglichen Substrathalter im Projektionsapparat; – Bereitstellen eines Identifikationskennzeichens für den Halbleiterwafer (2); – Bestimmen einer Binärzahl aus dem Identifikationskennzeichen; – Übertragen eines flächigen binär kodierten Musters (5), das die Binärzahl repräsentiert, auf die Oberseite des Halbleiterwafers, wobei für jedes Bit der Binärzahl, das einen ersten binären Zustand aufweist, folgende Schritte ausgeführt werden: (a) Verschieben des Substrathalters, um den Halbleiterwafer so auszurichten, daß dem Bit der Binärzahl auf der Oberseite des Halbleiterwafers ein durch die Blenden begrenztes Belichtungsfeld zugeordnet wird, (b) Belichten des durch die Blenden begrenzten Belichtungsfelds, um das flächige binär kodierte Muster (5) zu bilden; und – Ätzen der Resistschicht (4), um Strukturelemente (10) des binär kodierten Musters (5) zu bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die photolithographische Projektion im Projektionsapparat (3) durch eine Belichtung mit einem Wafer-Stepper durchgeführt wird, wobei im Wafer-Stepper eine Open-Frame-Belichtung ohne ein Reticle ausgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Substrathalter verschoben wird, um den Halbleiterwafer so auszurichten, daß das binär kodierten Muster (5) in einem Bereich in einem ein Schaltungsmuster umgebenden Sägerahmen angeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Blenden des Projektionsapparats (3) so angeordnet werden, daß die Strukturelemente (10) des binär kodierten Musters (5) in Form einer im wesentlichen rechteckigen Struktur ausgeführt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Blenden des Projektionsapparats (3) so angeordnet werden, daß die Strukturelemente (10) mit einer Außenabmessung von ungefähr 20 μm Breite (14) und 10 μm Länge (12) ausgeführt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Verschieben des Substrathalters in einem Mikro-Stepping-Modus erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Strukturelemente (10) als erhabene Strukturelemente oder in Form tiefer Gräben in eine Schicht des Halbleiterwafers (2) übertragen werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Schritt des Bereitstellens eines eindeutigen Identifikationskennzeichens anhand des Wertes eines Zählers erfolgt, der in dem Projektionsapparat (3) erzeugt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Strukturelemente (10) den binären Zustand einer logischen Eins repräsentieren.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Verschieben des Substrathalter so ausgeführt wird, daß die Strukturelemente (10) des binär kodierten Musters (5) in Form einer Matrix angeordnet werden, wobei jeweils acht Strukturelemente (10) eine Zeile der Matrix bilden können.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Matrix durch wenigstens 32 Belichtungsfeldern gebildet wird, so daß das Identifikationskennzeichen durch einen binären Zahlenwert mit 32 bit repräsentiert wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Strukturierung der Resistschicht (4) durch Ätzen erfolgt, das bei der Bildung einer Metallisierungsebene durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die photolithographische Projektion mit der 365 nm i-Linie einer Quecksilberlampe erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Identifikationskennzeichen durch eine Zahl dargestellt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Identifikationskennzeichen durch eine alphanumerische Zeichenkette dargestellt wird, die mittels einer Tabelle in den binären Zahlenwert umgewandelt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem vor der Strukturierung der Resistschicht (4) die Rückseite des Halbleiterwafers einem Polierschritt unterzogen wird, so daß eine dort angeordnete Kennzeichnung unleserlich wird und nicht mehr benutzt werden kann.
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