DE19733411B4

DE19733411B4 - Verfahren zur Identifizierung von Wafern

Info

Publication number: DE19733411B4
Application number: DE19733411A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Hingst; Eckhard Dipl.-Ing. Marx; Detlef Dipl.-Ing. Gerhard; Steffen Franke
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2017-08-02
Also published as: DE19733411A1

Abstract

Verfahren zur Identifizierung von Wafern in der Prozessierung mittels der Aufbringung von eine Kodierung enthaltenden Markierungen auf der Waferoberfläche durch Laserstrahlung, wobei die Markierungen aus einer Vielzahl von benachbarten in die Oberfläche der Wafer eingebrachten Vertiefungen bestehen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Lesen der Markierungen während der Prozessierung und mindestens einmaliges erneutes Aufbringen der gleichen Markierungen an der gleichen Stelle durch Überschreiben der vorhandenen Markierung; und
im Anschluss daran Durchführen des chemisch/mechanischen Prozessschritts mit dem oberflächlichen Materialbetrag, wodurch Spritzer der Nachbeschriftung entfernt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung von Wafern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie aus der DE 3 324 551 A1 bekannt.

Die DE 1 993 785 C3 offenbart eine Halbleiterscheibe mit Markierungen zur maschinellen Identifizierung sowie eine Einrichtung zur maschinellen Identifizierung solcher Halbleiterscheiben.

Die JP 08288 188 A offenbart ein Erkennungssystem für Waferbeschriftungen und zur Nachbearbeitung derselben.

An einem Wafer werden während der Prozessierung zur Herstellung von Halbleiterbauelementen verschiedenartige Prozessschritte vorgenommen, bei denen sowohl unterseitig, als auch oberseitig oberflächliche Schichten abgetragen werden. Werden z. B. Strichkodierungen als Markierungen beispielsweise durch einen Laser auf der Oberfläche eines Wafers aufgebracht, so werden durch den Laser kleine Vertiefungen, Punkte oder sog. Dots erzeugt, die aneinandergereiht beispielsweise Strichkodierungen ergeben. Diese können durch spezielle Lesegeräte für Strichkodierungen gelesen werden. Die Markierungen sind jedoch alle den Prozessschritten in der Fertigung ausgesetzt.

Durch die zunehmende Anzahl von Prozessschritten und die Verwendung von sog. CMP – Prozessen (chemisch-mechanischen), beispielweise chemisches und mechanisches Polieren auf der Wafervorderseite, wird eine auf der Vorderseite aufgebrachte Beschriftung/Markierung durch das Auftragen und Abtragen von Schichten belastet. Dies kann letztendlich zur kompletten Auslöschung der Beschriftung führen.

Bisherige Markierungen oder Beschriftungen von Wafern sind beispielsweise sehr tief ausgeführte, sog. Hardmarks auf der Waferrückseite. Diese Beschriftung wird jedoch nach dem Rückseitenpolieren völlig zerstört. Weitere Nachteile von Hardmarks bestehen darin, dass bei der Laserbeschriftung soviel Energie in den Wafer eingekoppelt wird, dass es zu Spritzern auf der Waferoberfläche kommt. Das Silizium wird dabei nicht eingeschmolzen, sondern es verdampft am Bearbeitungsort. In der Regel sind die Hardmarks sehr tief in das Material eingebrannt, so daß eine derartige Beschriftung (Vertiefung/Dot) zwischen 5 und 100 μm tief ist. Durch die relativ große eingekoppelte Energie vom Laser sind derartige Dots außerdem unregelmäßig und weisen teilweise scharfe Kanten oder Spitzen auf.

Es ist bekannt, daß neben den Hardmarks sog. Softmarks für die Wafermarkierung zu verwenden sind. Unter Einsatz neuester Lasertechnik ist dies möglich. Das Laserlicht würde dabei so in den Wafer eingekoppelt, daß das Material im wesentlichen nur angeschmolzen wird. Die Beschriftung besteht aus mehreren vom Laser erzeugten Dots. Das Resultat ist eine verschmutzungsfreie homogene Beschriftung, wobei die Tiefe eines normalen Softmarks in der Regel zwischen 0,5 und 1 μm liegt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die relativ tiefen Hardmarks auf der Wafervorderseite derart tief ausgeführt sind, daß sie sämtliche Prozeßschritte überstehen würden. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß es zu Materialspritzern und damit zu Ausbeuteverlusten kommt. Hardmarks auf der Rückseite werden durch den Rückseitenschleifprozeß zerstört. Softmarks weisen den Nachteil auf, daß bei der Anwendung von CMP-Prozessen diese Markierung abgetragen wird. Der Kontrast wird zunächst schlechter und bei einer abschätzbaren Anzahl von Prozeßschritten ist die Markierung nicht mehr lesbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Identifizierung von Wafern während der gesamten Prozessierung bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine auf einer Waferoberfläche aufgebrachte Markierung zu dessen Identi fizierung durch eine Nachbeschriftung mittels eines Lasers erneuert bzw. vollständig neu aufgetragen wird. Mit dem Ziel eine möglichst niedrige Ausschussrate bei der Prozessierung von Wafern zur Herstellung von Halbleiterbauelementen zu erhalten, werden Laserbeschriftungen, die mit Materialspritzern verbunden sind, möglichst umgangen. Die somit realisierbaren Markierungen auf einer Waferoberfläche weisen oft eine zu geringe Tiefe auf, so dass sie in chemisch/mechanischen Prozessen abgetragen werden. Eine erfindungsgemäße Nachbeschriftung mit einem Laser kann in der Prozesskette ohne den Ausschuss zu erhöhen, dann durchgeführt werden, wenn im Anschluss an die Nachbeschriftung ein chemisch/mechanischer Prozessschritt folgt. Dieser chemisch/mechanische Prozessschritt ist verbunden mit unterschiedlichen Beschichtungen des Wafers und mit einem bestimmten oberflächlichen Materialabtrag. Somit können eventuell doch auftretende Spritzer keinerlei Halbleiterstrukturen zerstören, da eine Beschichtung vorhanden ist. Im anschließenden chemisch/mechanischen Prozess werden die Spritzer mit entfernt.

Die Kodierung von Wafern anhand von Markierungen, beispielsweise in Form eines Barcodes, wird zur ständigen Identifizierung und zur Prozessführung eingesetzt. Somit sind die einen Wafer in der Fertigung begleitenden Informationen direkt auf ihm aufgetragen. Die Bereitstellung dieser Daten in irgendeinen Prozessschritt muss demnach vom Wafer selbst kommen. Die Nachbeschriftung ist auf dem Wafer zuverlässig anzubringen, wenn sie vorher vom Wafer heruntergelesen wird.

Erfindungsgemäß wird die Markierung eines Wafers in der gleichen Form wieder aufgebracht. Bei genauer Ausrichtung wird die Markierung an der gleichen Stelle erneuert, befindet sich also an der Position der ursprünglichen Markierung.

Zwischen Nachbeschriftung und chemisch/mechanischem Prozessschritt können Prozessschritte wie Mess-, Sortier- oder Reinigungsprozesse stattfinden. Dies sind Prozesse in denen die bereits aufgebrachten Halbleiterstrukturen durch entsprechende Maßnahmen geschützt sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben:
Mit dem Nachbeschriftungsverfahren werden Markierungen auf Wafern zu einem Zeitpunkt, zu dem die ursprüngliche Markierung noch lesbar ist, beschriftet. Dies geschieht dann, wenn im Anschluss daran ein „CMP-Prozess" (chemisch/mechanisches Polieren) oder eine Kombination von Messprozessen, Sortierprozessen und Reinigungsprozessen mit einem folgenden CMP-Prozess erfolgt. Beschriftet wird üblicherweise mit einem Laser. Durch die Wahl der Positionierung des Beschriftungsprozesses in der Gesamtprozesskette werden Ausbeuteverluste ausgeschlossen.
Bei der zu lesenden Markierung kann es sich beispielsweise um einen Barcode, eine OCR-Beschriftung (Klarschrift/Optical Character Recognition/Human Readable) oder den 2-D-Flächencode, sowie um einen Matrixcode handeln. Die Markierungen befinden sich auf der Wafervorderseite. Die zu lesende Markierung wird erfasst und im Rahmen des Beschriftungsprozesses auf den Wafer erneut aufgebracht. Die Beschriftungsart und der Beschriftungsinhalt der erneut aufgebrachten Markierung entsprechen der vorangegangenen Beschriftung. Die Beschriftungsposition der per Laser aufzubringenden Beschriftung auf dem Wafer entspricht der Position der vorangegangenen Beschriftung. Ein Positionsfehler von weniger als absolut 60 μm ist zulässig.
Die Beschriftungstiefe der Nachbeschriftung gemessen zwischen Waferoberfläche und Dotboden des vom Laser erzeugten Dots wird vorgegeben und ist größer als 1,7 μm bzw. größer als 4 μm.
Die automatisierte Nachbeschriftung erfolgt grundsätzlich vor einem „CMP" Prozess oder einer Kombination aus Reinigungs-, Mess- oder Sortierprozessen in Verbindung mit einem CMP- Prozeß. Insbesondere sind „ILD-CMP Prozesse" (Interlayer Dielectric) oder PSG-CMP – Prozesse (Phosphor-Silikat-Glas) auf der Wafervorderseite auszuwählen. Die hier gefundenen Lösungen sind auch auf Produkte mit unterschiedlichem Layer-Aufbau adaptierbar.

Claims

Verfahren zur Identifizierung von Wafern in der Prozessierung mittels der Aufbringung von eine Kodierung enthaltenden Markierungen auf der Waferoberfläche durch Laserstrahlung, wobei die Markierungen aus einer Vielzahl von benachbarten in die Oberfläche der Wafer eingebrachten Vertiefungen bestehen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Lesen der Markierungen während der Prozessierung und mindestens einmaliges erneutes Aufbringen der gleichen Markierungen an der gleichen Stelle durch Überschreiben der vorhandenen Markierung; und im Anschluss daran Durchführen des chemisch/mechanischen Prozessschritts mit dem oberflächlichen Materialbetrag, wodurch Spritzer der Nachbeschriftung entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen erneuter Markierung und dem chemisch/mechanischen Prozessschritt Mess-, Sortier- oder Reinigungsprozesse stattfinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen auf der Wafervorderseite angebracht werden und der chemisch/mechanische Prozess ein Poliervorgang auf der Wafervorderseite ist.