TWI283454B

TWI283454B - Semiconductor wafer with ID mark, equipment for and method of manufacturing semiconductor device form them

Info

Publication number: TWI283454B
Application number: TW091105331A
Authority: TW
Inventors: Tsunetoshi Arikado; Masao Iwase; Soichi Nadahara; Yuso Udo; Yujihiro Ushiku
Original assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2007-07-01
Also published as: JP2002353080A; KR100458883B1; US20060131696A1; JP4071476B2; US7700381B2; US20030003608A1; CN100420013C; US7057259B2; CN1384544A; KR20020075282A; CN101901750A

Description

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相關申請案交互參考此申請案係基於並主張於2001年3月2lg六安 .^ 立木之先如曰本專利申请編號P2001-80452’以及在2〇〇1年η月12日立安的編號Ρ200 1-345984之優先權，其整個内容在此引用做2 參考。 .. 發明背景 1. 發明領域本發明關於在周邊上具有一辨識（ID)標記的半導體晶圓，及一種製造這種半導體晶圓的方法。本發明亦關於由這種半導體晶圓製造半導體裝置的設備及方法。 2. 相關技藝說明半導體裝置製造牽涉到數百個製程，其每個需要必須嚴格地管理之不同的條·件。該晶圓的處理條件之管理使用在該晶圓上製作的標記。這些標記由例如數字，符號及條石馬所構成。其使用在半導體晶圓上的一標記來辨識該晶圓，以代表例如該晶圓的製造歷史。該標記可為製作在該晶圓的表面上的一幸人性4示§己’或製作在該晶圓为面上的一硬性標記。該標記係以雷射光束脈衝來局部地剝除該晶圓所製作的點所構成。該標記係形成在一晶圓上一限制的區域，所以其不會干涉到形成在該晶圓上的產品。該標記必須讓工作者看到，因此其通常由數微米延伸到數公分’而造成在該晶圓上相當大的空間損失。

------5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 ___B7 五、發明説明（2 ) 該標記係以一大能量的雷射光束來部份地溶解一晶圓來形成。一大能量雷射光束散佈溶化的矽粒子在該標記周圍，而該散佈的粒子破壞形成在該晶圓上的半導體裝置。當該標記形成在一晶圓的表面上時，該標記會由於在該晶圓上執行的重複沉積及化學機械研磨（CMP)處理而消失或成為不可辨譁。當該標記形成在一晶圓的背面上，在該標記中的不規則會造成一微影製程的聚焦錯誤，且將加入反轉該晶圓的額外工作，才能藉以看到該標記。為了解決這些問題，日本專利公開文獻〇8-276284揭示一種沿著一晶圓的周邊在一斜邊輪廓上製作一微細標記的技術。相關技蟄之一製備一液晶標記，並經由該液晶標記及一光學系統傳送一雷射光束，以形成在一晶圓的一斜邊輪廓上泫標纪的一影像·。此處所使用的該雷射光束具有適度的能量，而不會造成剝離或矽粒子散佈。但是相關技藝也有問題。即使個別晶圓具有標記，該晶圓通常群組成批次，並以一個一個批次來共同處理。每個批次包含例如25個晶圓。晶圓處理條件係設定為一個批次，而非對於個別晶圓。在一批次中的晶圓係共同處理及管理來具有相同的製造歷史。設定給一個批次的晶圓之處理條件係決定來涵蓋晶圓之間的個別變化。因此，設定給一批次晶圓的處理條件牽涉到冗餘，例如一過長的處理時間，降低了生產性，並增加成本。在半導體晶圓上的標記係由一主機電腦一個一個批次來管理。透過與該主機電腦的通訊，例如是要形成在晶圓上

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的產。σ之資料，應用到該晶圓的製造程序及條件，及關於 j晶圓的量測。與該主機電腦之通訊耗時很長，為了節省守間通$僅溝通應用到每個批次的製程條件。對於相關 $蟄彳良難來利用例如在個別晶圓上所量測的薄獏厚度來決定在下一個製造程序中應用到該晶圓的製程條件。發明概要根據本發明一第一方面，一半導體晶圓沿著其周邊形成。斜邊輪廓，形成在该晶圓上的產品，及形成在該斜邊輪廓上的一辨識（ID)標記。該辨識（ID)標記代表例如該產品的特性，製造條件及測試結果·。根據本發明一第二方面，一半導體晶圓具有一基底晶圓配置在5亥基底晶圓上的絕緣層，一配置在該絕緣層上的:晶矽層，形成在-該單晶矽層上的產品，及形成在該基底晶圓上的一辨識（ID)標記。根據本發明一第三方面，一半導體晶圓具有一圓形第一主平面，其中形成半導體裝置，沿著該晶圓的周邊形成的一斜邊輪廓，及形成在該斜邊輪廓上的一參考辨識（ID)標。己以代表该晶圓的一結晶方向。根據本發明一第四方面，一半導體晶圓具有一圓形第一主平面，其中形成半導體裝置，形成在該晶圓上的一參考辨識（ID)標記，以代表該晶圓的一結晶方向，一形成在該晶圓的周邊上之凹陷，並具有傾斜於該第一主平面之底面，及形成在該凹陷底部上的一蝕刻坑洞，並由第二方向結晶面所定義，其不同於在該第一主平面上所暴露的第一方 1283454 A7

曰面。在該凹陷的底面上的姓刻坑洞在該晶圓上執行研磨處理之後維持平坦。订曰根據本::明第五方面，_半導體晶圓具有一圓形基底曰曰圓/σ著4基底晶圓的周邊形成的一斜邊輪廓，一配置 f該基底晶圓上的絕緣層，-配置在該絕緣層上的單晶石夕 ’及設定在誶單晶矽層的周邊上的-參考位置，以代表該單晶矽層的結晶方向。一根據π一第六方6，一製造半導體裝置的設備具有方向里測單元’以量測一晶圓的結晶方向，及一標記單元來根據該量測的結晶方向在該晶圓上形成—參考辨識 (ID)t己。s玄參考辨谶（ID)標記係用來辨識該晶圓的結晶方向0 根據本發明-第七-方面’一種製造半導體裝置的設備包含一具有旋轉機構的晶圓平台，-光源來發射-光束朝向在該晶圓平台上設置的一晶圓的主平面之旋轉中心，一光感測器’帛以量測來自該晶圓中的結晶缺陷之散射光的強 f :電腦來分析該旋轉角度與該量測強度的相關性，一才己單7L來在該晶圓上形成一參考辨識（ID)標記以代表該晶圓的-結晶方向，及一覆蓋至少該晶圓平台，晶圓，光源及光感測器的處理室，以阻隔外部光線。根據本發明一第八方面，一種製造半導體裝置的設備具有一晶圓平台，一光源來發射一光線到該晶圓平台上設置的-晶圓的主平面Λ，-光感測器，用以量測來自形成在該主平面上的蝕刻坑洞之散射光的強《，一電腦來分析該 1283454 A7 五I發明説明d~----- 方疋轉角度與該量測強度的相關性，一標記單元來在該晶圓上形成一，考辨識（ID)標記，以代表該晶圓的一結晶方向 ’及-覆蓋至少該晶圓平台’晶gj，光源及光感測器的處理至，以阻隔外部光線。該光感測器具有環繞該光源的一光線發射口之環狀感光面，並傾斜於該發射的光線。根據本發明一第九方面，一種製造半導體裝置的方法，其包含沿著一晶圓的周邊形成一斜邊輪廓，在該晶圓上形」成產扣，在该斜邊輪廓上形成一辨識標記，讀取該辨識（ID)標記，並根據由該辨識（ID)標記讀取的資料來在該晶圓上形成其它產品。根據本發明一第十方面，一種製造半導體裝置的方法，其包含在一晶圓的該周邊上形成一凹陷，該凹陷具有傾斜於違晶圓的第一主平面之底面，纟中形成該半導體裝置，在根據結晶方向之不同的蝕刻速率下來蝕刻該晶圓，以在該凹陷的底部上形成一蝕刻坑洞，根據該蝕刻坑洞的形狀來找出s玄凹陷的結晶方向，並提供該晶圓一參考辨識（ID) 私圮來代表該晶圓的一結晶方向。該蝕刻坑洞係由第二方向結晶面所定義，其係不同於暴露在該第一主平面之第一方向結晶面。根據本發明一第十一方面，一種製造半導體裝置的方法，其包含發射一光束到一晶圓的主平面上，量測來自在該晶圓中結晶缺陷的散射光之強度，分析該旋轉角度與該量測強度的相關性，並根據該旋轉角相關性來決定該晶圓的 '一結晶方向。 —-........ _ 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Μ規格(⑽㈣7公爱) 1283454

$據本發明一第十二方面，一種製造半導體晶圓的方法其包含切割一單晶錠成一晶圓，以一鹼性溶液根據結晶 f向由不同的蝕刻速率蝕刻該晶圓的一主平面，以移除在垓主平面上的起伏，當蝕刻該主平面時由所形成的蝕刻坑洞里測該晶圓的一結晶方向，在該晶圓上形成一參考辨識（ID)標圯：y代表該晶圓的結晶方向，並移除該蝕刻坑洞0 根據本發明一第十三方面，一種製造半導體晶圓的方法 ’其包含沿著一圓形基底晶圓的周邊形成一斜邊輪席，放置一參考辨識（ID)標記在該斜邊輪廓上，以代表一 s〇][層晶圓的結晶方向，形成具有一參考位置的該S0I層晶圓，代表該SOI層晶圓的該結晶方向，在該S0I層晶圓的一第一主平面上形成一絕緣層，·並接合該基底晶圓到該8〇1層晶圓的該絕緣層側，其具有該參考辨識（ID)標記對準於該參考位置。圖式簡單說明圖1所示為根據本發明一第一具體實施例的一半導體晶圓之部份透視圖；圖2所示為在一半導體晶圓上形成一辨識（ID)標記的設備之方塊圖；圖3A到3C所示為根據本發明一第一具體實施例之製造一半導體晶圓之方法的透視圖；圖4A到4C部份顯示了根據本發明一第一具體實施例所形成一辨識（ID)標記的一半導體晶圓的斜邊輪廓；

-10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（圖5所示為根據本發明一第二具體實施例的一半導體晶圓之部份透視圖； a ae 圖6所不為該第二具體實施例及一比較範例之標記續時間的表袼；％圖7說明找出根攄第-呈和巷Α λ ®低儺弟一具肢μ %例的一比較範例之晶圓的一斜邊輪廓步狀之技術；圖8所不為根據該第二具體實施例的修正丨之辨識（IQ)標記讀取測試的結果之表袼；圖9所示為沿著一半導體晶圓的該周邊所形成的一斜邊輪廓及在該斜邊輪廓上的辨識（ID)標記的截面圖；圖1〇所示為根據本發明一第三具體實施例在一切口的每側上具有辨識（ID)標記的半導體晶圓之部份透視圖；圖11所示為根據該_第三具體實施例之比較範例，在一切口的右側上一具有辨識（ID)標記的半導體晶圓之部份透視圖；圖12所示為製作圖n之辨識（ID)標記所剩餘時間的表格；圖13所示為根據本發明一第四具體實施例的一s〇I晶圓的平面圖；圖14所示為形成在圖13的該801晶圓之切口的透視圖；圖15所不為當使用一雷射光束來在一 SOI晶圓的一埋入式氧化膜上形成一標記所造成問題之戴面圖；圖1 6所示為根據該第四具體實施例的一修正來在一 s 〇1 晶圓的斜邊輪廓上形成一辨識（ID)標記； -11 . 本紙張尺度適用中@ g家解(CNS) A4規格(㈣χ 297公着了 .λ 1283454 A7 _______B7 五、發明説明（8 ) 圖1 7所不為根據本發明第五具體實施例的一半導體晶圓之第一主平面的平面圖；圖18所示為在圖17的晶圓之斜邊輪廓上形成的一參考辨識（ID)標記之放大平面圖；圖19所示為具有一 l形導引單元的二維矩陣碼，並做為一參考辨識（ID)標記的一放大平面圖；圖2 0所示為根據本發明一第五具體實施例的一半導體晶圓製造設備的一方塊圖；圖2 1所示為以圖2〇之設備達到的一半導體晶圓製造方法之流程圖；圖22A所示為在一半導體裝置製造程序中觀察到的一晶圓之旋轉角度的平面圖；圖22B所示為圖22A的晶圓顯示在一顯示器上的一 Laue 影像；圖23A所示為在旋轉修正之後圖22A之晶圓旋轉角度之平面圖；圖23B所示為圖23A的該晶圓之Laue影像；圖24所示為在圖23A的該晶圓上形成一參考辨識（id)標記的平面圖；圖2 5所示為根據該第五具體實施例的修正1之半導體晶圓的平面圖；圖26所示為根據該第五具體實施例的修正1在正交結晶方向線之間具有參考辨識（ID)標記之半導體晶圓的平面圖； ______-12- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1283454 A7 ___B7 五、發明説明（9 ) 圖27所示為根據該第五具體實施例的修正2之半導體晶圓的平面圖.；圖28所示為在圖27的該晶圓之周邊上形成一參考辨識 (ID)標記的放大平面圖；圖29所示為根據該第五具體實施例的修正4之半導體晶圓製造設備之歹塊圖；圖30A，30B，3 1A及3 1B所示為根據該第五具體實施例的修正5之標記單元的運作；圖3 2所示為根據該第五具體實施例的修正6之半導體晶圓製造設備的標記單元之方塊圖；圖33所示為在一晶圓的側面上由圖32的該標記單元所形成的二維點矩陣參考辨識（ID)標記；圖3 4所示為在一晶，圓的側面上由圖3 2的該標記單元所形成的一凹陷的參考辨識（ID)標記；圖3 5所示為根據該第六具體實施例，用一設備以量測及評估來自形成在一晶圓上一蝕刻坑洞的反射光線之強度的旋轉角度相關性，並在該晶圓上形成一方向標記之方塊圖；圖3 6所示為根據本發明一第六具體實施例之半導體晶圓製造方法的流程圖；圖j 7所示為根據圖3 6的方法在一晶圓上形成一方向決定區域的一透視圖；圖3 8所示為根據圖3 6的方法在一晶圓製作一方向決定區域的一透視圖； -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1283454 A7

圖39A及39B所示為圖咖該方向決定區域的載面及平面圖；圖40A及40B所示為在一 f j 〇〇口士曰士 ^ (ιυυ)結日日面中所形成，及由包含 (111)結晶面及相等么士曰而穿寻π日日面之第一方向結晶面所定義的一蝕刻坑洞之一透視及平面圖；圖“所示為在圖38的該方向決定區域之底面上形成的一蝕刻坑洞的截面圖；圖42所示為在-晶圓上不同位置所形成的方向決定區域，在該方向決定區域中形成的該姓刻坑洞之形狀，及來自該蝕刻坑洞的散射光線之強度輪廓；圖43所示為根據該第六具體實施例及__比較範例來找出結晶方向的該量測時間之圖表；圖44所示為根據該第六具體實施例之修正ι的一半導體晶圓製造設備之方塊圖；圖45所示為該第七具體實施例的半導體晶圓製造設備之透視圖；圖46所示為根據本發明第七具體實施例的一半導體晶圓製造設備的原理；圖47Α所示為一稱之為C0P(結晶引起例子）之結晶缺陷的顯微影像；圖47B所示為一稱之為BMD(大量微缺陷）之結晶缺陷的顯微影像；圖48所示為以圖45的設備所達到的一半導體晶圓製造方法之流程圖； -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（Μ 圖49所示為在一 CZ晶圓及一退火晶圓上所量測的該散射光線強度與該旋轉角度相關性之圖表；圖50所示為根據該第七具體實施例及一比較範例之晶圓結晶方向的決定之持續時間之圖表；圖5 1所示為根據該第八具體實施例之半導體晶圓製造設備的透視圖；圖52Α及52Β所示為根據該第八具體實施例的一偵測單元之截面圖及底視圖；圖53及54所示為由電腦評估的該散射光線的旋轉角度相關性之圖表；圖55Α所示為一平行光通量及一光感測器之間的距離 (dL) ’與該光感測器及一晶圓之間的距離（dw)之間的關係；圖55B所不為dL/dW的最佳值來改進偵測效率之圖表；圖56所示為根據該第八具體實施例的一半導體晶圓製造方法之流程圖；圖57所示為根據該第八具體實施例的該實驗範例中包含一晶圓取樣階段的一半導體晶圓製造流程；圖5 8所不為根據該第八具體實施例的該實驗範例中一實驗設備的透視圖；圖59所不為由圖58的設備所量測的散射光線之強度及一光感測器的傾斜角之圖表；圖60所不為一光感測器之傾斜角與來自一蝕刻坑洞的散射光線之間的關係； -15 - 本紙張尺度適用中國a家標準(CNS) A4規格(21G x

裝訂

線 1283454 A7 B7 五、發明説明（12 ) 圖6 1所示為該第八具體實施例及一比較範例之結晶方向量測時間及.標記時間之圖表；圖62A所示為根據本發明的第九具體實施例之SOI晶圓的一透視圖；圖62B所示為在圖62A的晶圓上所形成的一切口及一參考辨識（ID)標記之放大圖；圖63 A所示為根據一第九具體實施例之基底晶圓的透視圖；圖63B所示為在圖63A的該基底晶圓之斜邊輪廓上形成的一參考辨識（ID)標記的放大圖；圖64所示為根據該第九具體實施例之製造一基底晶圓的方法之流程圖；圖65A所示為根據·該第九具體實施例之SOI層晶圓的透視圖；圖65B所示為圖65A的SOI層晶圓之戴面圖；圖66所示為根據該第九具體實施例，製造一具有一埋入式氧化膜及一 SOI層的SOI層晶圓的方法之流程圖；圖67所示為藉由接合圖63A的該基底晶圓到圖65A的該 SOI層晶圓來根據該第九具體實施例製造該SOI晶圓的方法之流程圖；圖68A所示為根據該第九具體實施例之修正1之SOI晶圓的透視圖，圖68B所示為在圖68A的該SOI晶圓上形成的一切口及一線性條碼之放大圖； -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） . 1283454 A7 _____B7 五Y發明説明（13 ) 圖69A所示為根據該第九具體實施例的修正2之SOI晶圓的透視圖；. 圖69B所示為圖69A的該SOI晶圓之基底晶圓的一切口及一斜邊輪廓之放大圖；圖7 0所示為根據第九具體實施例的一比較範例之製造具有一切口之基奉晶圓的一方法之流程圖；圖71A所示為根據圖70的方法所形成一 s〇I晶圓的一透視圖；及圖7 1B所示為在圖71A的該SOI晶圓之背面的周邊上所形成的一標記的放大圖。具體實施例之詳細說明. 本發明的不同具體實施例將參考所附圖面來說明。其可注意到，相同或類似·的參考編號係應用到整個圖面中相同或類似的部份及元件，而該相同或類似部份及元件的說明將被省略或簡化。 (第一具體實施例）在圖1中’該晶圓11具有沿著該晶圓丨丨之周邊的斜邊輪廓 12 ,形成在該晶圓丨丨上的產品15，及形成在該斜邊輪廓12 上的辨識（ID)標記14a到14d。該辨識（id)標記14a到i4d代表產σσ資料，例如該產品丨5的特性，製造條件及測試結果。每當需要時，任何製造程序可形成一辨識（ID)標記在該晶圓11的該斜邊輪廓12上，因此，在該斜邊輪廓12上的辨識 (ID)標記數目為選擇性的。例如該辨識（ID)標記可包含該產 ασ 1 5的批次唬碼，製造號碼，功能及測試結果。 L____^17- 本紙張尺度適用中s s家標準(CNS) Α4規格(·21(3 χ 297公着 1283454

/該曰曰圓11的肖邊&含形成該斜邊輪廊12的一區域，未形成產品15的該晶圓11之表面周圍區域，該晶圓1 1的側面，及該晶圓11的-背面周圍區域。該產品15為經由一系列半導體裝置製造程序而形成在該晶圓」i上的任何產品。舉例而言，該產品15為形成在該晶圓u上的n-型及p_型半導體區域’沉積在該晶圓i i上的絕緣體，形成在該晶圓i i上的半導體及導體薄膜，及藉由選擇性地移除該薄膜而形成j 在該晶圓11上的圖案。違產品1 5可為在高溫下_無塵室中熱性氧化該晶固i i所形成的熱氧化膜，絕緣膜，例如藉由CVD，塗佈及硬化在邊晶圓11上的阻抗膜而沉積在該晶圓丨丨上的氧化物及氮化物薄膜，由微影製程所描繪的阻抗圖案，以做為罩幕的該阻抗圖案來選擇性地蝕刻該絕緣膜所形成的絕緣體圖案，及藉由離子植入及熱性擴散而形成在該晶圓丨丨上的給定導電形式及數值之半導體區域及薄膜。該產品15可為半導體裝置，例如電晶體，電容器，及金屬導線，或中間產品，例如由沉積，雜質植入，圖案化及蝕刻所形成。該辨識（ID)標記14可包含關於晶圓11的資料。舉例而言，該辨識（ID)標記14可包含該晶圓丨丨的製造歷史，其包含關於單晶錠舉起，切割及堆疊的資料，該晶圓1 1的製造條件，及該晶圓11的性質及特性。該辨識（ID)標記14可為一參考辨識（ID)標記，其係形成在該晶圓1 1上的特定位置，以代表該晶圓1 1的主平面之結晶方向。該參考辨識（ID)標記將在第五到第九具體實施例中詳細地解釋。 ___-18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454

一=辨識（ID)標記14可包含文字，數字，線性條碼，或一隹馬在.本發日月的第—具體實施例中，該辨識（⑼標記為二維碼，如果未特別提到時。該二維碼包含點，其每個例如為5 μηι寬及〇,5 _高。該二維碼可為一8 m點或a〆 16點的矩陣，以代表關於該晶圓11及產品15之資料。該二、，隹馬非吊地小，例如1〇〇到200 ^瓜寬，及5〇到pm長，因此人眼热法讀出。因此該辨識（ID)標記“係由一讀取裝置」來讀取。為了製作及讀取該辨識（ID)標記14，該晶圓π具有一參考位置。在圖1中，該參考位置係為形成在該晶圓11的周邊上一切口 13。該切口 13代表該晶圓11的結晶方向。該辨識 (ID)標記14係在該斜邊輪廓上12，且當該晶圓丨丨與其它晶圓儲存在一晶圓匣中·時，在該晶圓上的辨識（ID)標記為連續地可讀取。在圖2中，在一半導體晶圓n上形成一辨識（ID)標記14的設備具有一氦氖（He-Ne)雷射55，一光學鏡片56及一 CCD攝影機57。該氦氖（He-Ne)雷射55發射氦氖（He-Ne)雷射光束到該晶圓1 1的該斜邊輪廓12上。該氦氖（He-Ne)雷射光束具有一高斯能量分佈。該光學鏡片56聚焦氦氖（He-Ne)雷射光束在該斜邊輪廓12的表面之上。該CCD攝影機57監視來自該斜邊輪廓12的反射光線。將說明一種在該晶圓1 1上製造半導體裝置的方法。 (1)在一第一製造程序中，如圖3 A所示，一辨識（ID)標記 14a係形成在該晶圓1 1的斜邊輪廓12上。該辨識（id)標記 -19-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説ϋ 16 ) 1 4 a代表例如一晶圓識別編號，及該性質，製造地點，製造開始日期，.製造程序，及負責形成在該晶圓11上的該產品 15之人員。該辨識（ID)標記14a例如定位在距離該切口 13的右緣有100 μπι。該辨識（ID)標記14a實際上係以通過一光學系統的雷射光束脈衝局部地溶化該斜邊輪廓1 2的表面所形成的一點矩卩車。 (2) 基於儲存在該辨識（id)標記14a中的資料，開始一系列的製造程序。舉例而言，首先進行一氧化處理，接著為一化學氣相沉積（CVD)處理來形成一罩幕膜。在每個晶圓上的該罩幕膜的厚度被量測（晶圓係以批次處理）。每個晶圓的量測厚度係儲存在一主機電腦中。在圖3B中，在同時間該量測的厚度係刻印成一辨識（ID)標記14b而相鄰於該辨識（ID)標記14 a。根據該相關技藝，一晶圓由一批次的晶圓中取樣，量測該取樣的晶圓之薄膜厚度，而該量測的厚度係儲存成該批次的一典型薄膜厚度在一主機電腦中。也就是說，該相關技藝使用該取樣的晶圓之薄膜厚度做為該批次的晶圓之代表性薄膜厚度。在該批次中的晶圓包含在其薄膜厚度中的變化。為了吸收該變化，該相關技藝加入實驗值到該代表性4膜厚度，其係在當設定下一個要執行的製程之製造條件到3玄批次的晶圓上時。 (3) 在該晶圓1 1上的罩幕薄膜係使用阻抗來圖案化，並以乾式蝕刻來處理。乾式蝕刻設備讀取器讀取該辨識（ID)標記14a及14b。根據要形成的圖案，及由該辨識（ID)標記Ma

1283454 A7 B7 五、發明説明（17 ) 及1 4 b所讀取的該罩幕薄膜之種類及厚度，該乾式㈣設備決疋έ亥晶圓.1 1的最佳虫刻條件。 (4)該晶圓11被清洗數次，該晶圓丨丨的第一主平面選擇性地蝕刻來形成溝槽，而該溝槽填入一CVD膜來在該晶圓U 上形成元件隔離區域。一離子植入處理即進行來在該晶圓u上形成井，而一電晶體處·理在該晶圓U上執行。一閘絕緣膜及閘電極形成在該晶圓11上。在圖3C中，如同在該罩幕形成處理中，該閘電極形成處理形成一辨識（ID)標記丨4c相鄰於該辨識標記14b。該辨識（id)標記14c代表例如由CVD所製成的該電極厚度。該電極厚度被回授到該乾式蝕刻處理，以控制該晶圓11的該Ί虫刻時間。 (5) —源極/汲極形成處理在該晶圓n上進行，而一辨識 (ID)標記14d形成在相鄰於該辨識（ID)標記丨4ς ^該辨識標記l^d代表例如一保護氧化膜的厚度，並用於找出該晶圓 11的取佳離子植入條件。此資訊係有用於均等該晶圓11的電晶體特性。 (6) 如果在該晶圓η上需要一濕蝕刻處理，一含有薄膜厚度資料的辨識（ID)標記係形成在該斜邊輪廓12上，如同在該乾式蝕刻處理中。此辨識（ID)標記係用來設定該晶圓n 的特疋蝕刻時間，以提供一均勻完成的形狀。依此方式，複數個辨識（ID)標記（丨牦到14d)含有關於形成在不同處理中之產品的資料，其係連續地形成在該晶圓^ i 的^斜邊輪廓12上，其間隔例如為1〇〇 μιη。由該辨識（ID) 21 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 1283454 A7 B7 五、發明説明（18 標記之中’ 一讀取器可由該切口 1 3讀取該最右邊的辨識 (ID)彳示㊂己來存取最新的資料。一種製造程序可直接在該晶圓丨丨上形成一辨識（ID)標記。然後’下一個製造程序讀取該辨識（ID)標記，並設定該晶圓U的最佳製造條件，而不需要存取主機電腦，用以在一批次中最小化晶圓之間的製造變異。辨識（ID)標記（14a 到14d)寸形成在相對於該切口 13的45-，9〇-及丨8〇-度。在任」何位置處’該辨識（ID)標記必須保持規則的間隔。根據相關技藝，一單一標記係用於管理大量的資料。這種單一標記需要長時間來讀取。另一方面，該第一具體實施例形成一辨識（ID)標記來代表一單一製造程序，藉此來縮短該辨識（ID)標記的讀取時間。在此將參考圖4A到4C來解釋根據第一具體實施例之一種在一半導體晶圓上形成一辨識（ID)標記的方法。 (1) 該方法係在開始一系列的半導體製造程序時來執行。在圖4A中，該斜邊輪廓之不規則17係大於在該晶圓^的產品形成區域。在該斜邊輪廓上的每個不規則例如可為〇 2 μηι大小，高度為〇.2 μπι。 · (2) 在圖4B中，一氦氖（He-Ne)雷射光束18發射到該晶圓 16的斜邊輪廓上。該氦氖（He-Ne)雷射光束18具有一高=处量分佈，並聚焦在該斜邊輪廓的表面之上。:此田射光束1 8 溶解該不規則丨7。該溶解的不規則重新結晶來平桕：邊輪廊表面。 X ^ (3) 在圖4C中’一氦氖（He_Ne)雷射光心發射朝向該斜

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邊輪廓表面。該氦氖（He-Ne)雷射光束19具有一高斯能量分，，亚聚焦在該斜邊輪廓表面上，以溶解該斜邊輪廊。該溶化的斜邊輪廓重新結晶來形成一點2〇 ,例如其尺寸為^ 高度為0·5 μπι。其形成這種點2〇的給定數目係構成二二維的辨識（ID)標記。該辨識（ID)標記可包含8 χ 32點，或 b X 16點。為了讀取該辨識（ID)標記，發射光線朝向該晶圓16的斜邊輪廓。來自該斜邊輪廓的反射光線係以CCD攝影機57監視，而觀察到最大反射光線量的位置即決定成為一辨識 (ID)標記的位置。在此位置處，在該辨識（ID)標記中的點2〇即被讀取。如果該辨識（ID)標記係對應於該晶圓上的一參考切口來形成，該切口必須先使用例如一雷射光束及該C(：D攝影機 57在項取該辨識（id)標記時來定位。在定位該切口之後，該CCD攝影機57必須由該切口移動到該辨識（ID)標記來讀取該辨識（ID)標記。在此例中，該切口為形成及讀取該辨識（ID)標記所必須為了避免此繁複的工作，根據第一具體實施例之形成一辨識（ID)標記的方法平坦化在一晶圓的斜邊輪廓上的一辨識（ID)標記形成區域，並形成點來做為在該平坦化區域中的辨識（ID)標記。該平坦化的區域使得該辨識（ID)標記能被快速地找出。該形成一辨識（ID)標記的方法能夠在一晶圓的表面上形成容易辨識的辨識（ID)標記，其中不規則係在一給疋的製造程序中形成，或在一不具有參考切口的晶圓；_____-23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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上成-辨識的方法可有效地縮短在半導體裝置製造程序中一辨識（ID)標記讀取時間。 σ 根據泫第一具體實施例，每部製造設備讀取一辨識標記，而製程資料快速地送到一彈性設定製程條件來用於下一處理。此造成由每個晶圓所製造的半導體裝置之特性的均等化。根據該第一具體實施例的辨識（ID)標記可用於設定在·發展階段中的實驗製程之適當條件，所以該製程可」快速地應用到一實際的製造線。 (第一具體實施例的修正1) 該第一具體實施例可成功地在每個晶圓上形成辨識（id) 標記，並選擇性地讀取該辨識（ID)標記。該第一具體實施例的修正1加入包含在一第一辨識（ID)標記14a中的資料到其它要在稍後形成的·辨識（ID)標記（14b到14d等）。也就是說，該修正1在一第一製造程序中形成一第一辨識（ID)標記在一 aa圓上，及在一第二製造程序中形成一第二辨識（〗D)標 5己在5玄曰曰圓上，包含關於在該第一製造程序中形成之產品的資料之第一辨識（ID)標記，正要形成相鄰於該第一辨識 (ID)“ &己的该第二辨識（id)標記，並包含在該第一辨識（id) 標記中包含的資料，以及關於在該第一製造程序之後所形成產品的資料。該修正1將參考圖1來解釋。一辨識（ID)標記14a係製作在該切口 1 3的右側。一製造程序在該晶圓丨丨上執行，並量測一薄膜厚度。一辨識（ID)標記14b，其代表該薄膜厚度以及包含在該辨識（ID)標記1 4a中的資料，其係製作在該辨識 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 _— B7 五、發明説明（21 ) (ID)；b 5己14a的右側。任何一部製造設備可存取到在該斜邊輪廓12上最右側辨識（ID)標記，做為含有最新資料的辨識 (ID)標記。根據該第一具體實施例，該辨識（ID)標記14a到14d包含個別的資料，因此每個辨識（ID)標記可為一小的點矩陣。根據該f修正1，每個辨識（ID)標記由一大的點矩陣所構成，因為每個辨識（ID)標記必須包含所有的資料。該修正工較利於由一單一辨識（ID)標記取得所有的資料。 (第一具體實施例的修正2) 遠第一具體實施例的修正2使用形成在半導體晶圓上的辨識（ID)標記來管理一製造線中晶圓的儲存及供應。一丄“ 製造線包含一元件隔離製程，其形成一淺溝渠隔離（STI)結構，一閘極形成製程.，一接觸形成製程，一電容形成製程，及一導線製程。在该L SI製造線中管理晶圓將可參考圖1來解釋。一具有晶圓識別編號的辨識（ID)標記14a係形成在該晶圓丨丨上。該晶圓11接收一氧化製程，一CVD製程，及一STI罩幕形成製私。δ玄S TI罩幕形成製程即形成一辨識（ID)標記1 4 b，其代表例如一罩幕薄膜厚度。該辨識（ID)標記14b係由一反應離子姓刻（RIE)設備讀取，以設定該晶圓1丨的最佳蝕刻條件。該晶圓11係連續地接受一石夕（S i)姓刻Μ程，一氧化製程，及一埋入製程，以形成STI溝槽，並以一絕緣膜填入該溝槽。在一化學機械研磨（CMP)製程之前，要研磨的一氧化膜 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 — _B7 五、發明説明（22 ) 的厚度即可量測，而代表該量測的厚度之辨識（ID)標記14c 即形成在該·晶圓1 1上。根據該辨識（ID)標記丨4c，即可決定執行該CMP製程的最佳研磨時間。然後’該晶圓1 1即被清洗來完成該晶圓丨丨上的該STI結構。此時，代表該晶圓1 1的歷史之辨識（ID)標記14d，其包含關於該罩幕及製程的資料，即形成及執行在該晶圓丨丨上，其係製作在該斜邊輪廓1 2。然後，即儲存該晶圓丨丨。該儲二存的晶圓在每次需要時即供應到下一個製程。該儲存的晶圓1 1即根據製作在其上的該辨識（ID)標記I4d來管理。另一個辨識（ID)標記可在該晶圓丨丨上形成閘極之後而形成在該晶圓1 1上。此辨識（ID)標記代表例如罩幕，製程條件’及關於在形成該閘極之前的該晶圓丨丨之測試結果。該晶圓即根據該辨識（LD)標記來管理，以彈性地處理該半導體裝置的需求。 (第一具體實施例的修正3) 该第一具體實施例的修正3在由一晶圓製造的半導體晶片上形成辨識（ID)標記，並根據該辨識（ID)標記管理該晶片。在一系列的晶圓製程之後，即進行一晶片檢驗製程來分辨出可接收的晶片與不可接受的晶片。在切割一晶圓成為晶片之前，該修正3在該晶圓的每一個晶片上形成一辨識 ⑽）標記。此辨識（ID)標記含有資訊，其係包含在根據該第一具體實施例與修正1及2 ’在該晶圓上該晶片的位置，以及該晶片的測試結果所形成的該辨識（ID)標記（14a到Md) 中0 -26· 張尺度適财@ ®家標準(CNS) A4規格(21G X 297公爱) 1283454 A7 ___B7 五、發明説明（23 ) 一旦一晶圓切割成晶片，其很難儲存晶圓製程資料及晶片位置在該晶圓上，以及晶片測試結果在個別的晶片中。右沒有這些片段的資料，其很難分析出會發生在該晶片中的任何失效。該修正3形成一辨識（id)標記，其可包含在該晶圓被切割成晶片之前，在一晶圓的每個晶片上的所有這種資料。在一晶片上的辨識（ID)標記係用來管理該晶片，並可分析一旦該晶片在市場上時會發生在該晶片中的任何失效。 (第一具體實施例的修正4) 根據第一具體實施例的一種形成辨識（ID)標記的方法形成一辨識（ID)標記，其係由位在一系列半導體裝置製造程序的開始時的點所構成。該形成辨識（ID)標記的方法可在半導體裝置製造程序期間形成一辨識（ID)標記在一晶圓上。日日在圖4 A到4 C中，該晶圓1 6係在一給定的半導體裝置萝迭程序期間進行蝕刻，以形成不規則在該晶圓丨6的表面上，例如其每一個之尺寸為0.2 μηι，而高度為〇 2 。一氦氖 (He-Ne)雷射光束1 8利用將該氦氖（He-Ne)雷射光束丨8聚焦在該晶圓16的表面之上來發射到該晶圓丨6的表面上，以平坦化該不規則之有限的區域。一聚焦在該晶圓16的表面上之氦氖（He-Ne)雷射光束1 9即被發射來在該平坦化的區域中形成由點所構成的一辨識（ID)標記。依此方式，該形成辨識（ID)標記的方法粗糙化及平货化一晶圓上的區域，並在一給定的半導體裝置势 4 %序期

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間記 ’在遠平坦化的區域内形成由點所構成的一辨識（ID)標 (第二具體實施例）、，該第-具體實施例及修正在當形成_辨識（id)標記時，亚未特別地指定在-晶圓的斜邊輪廓中的位置。一辨識 ⑽標記有時候必須製作在—晶圓的—斜邊輪廓之最外側部份。.如果一辨識（ID)標記接近於形成在—晶圓上的產品，該辨識（ID)標記會於經常在半導體裝置製造中進行的_ CMP製程期間被抹除。為了避免被CMp製程抹除，辨識（id) 標記必須形成在一晶圓的斜邊輪廓之最外側部份。本發明的第二具體實施例即關於要形成在一晶圓的斜邊輪廓上的辨識（ID)標記之位置及數目。在圖5中，該晶圓21具有形成在一斜邊輪廓22上的一切口 23 ’其沿著該晶圓2 1的周邊延伸。關於做為一參考的該切口 23’具有相同内谷的二個辨識（id)標記24 a到24c即形成在該斜邊輪廓22上。每個辨識（ID)標記具有一 3〇 μπι χ ι4〇 μπι的長方形形狀。該辨識（ID)標記24a到24c彼此分別在垂直及水平方向上偏移3Ο μηι。即使最接近於在該晶圓2 1上所形成產品25之辨識（ID)標記24c被抹除，最靠近該晶圓2 1之邊緣的該辨識（ID)標記24a仍將可讀取。當形成該辨識（ID)標記時，該第二具體實施例使用了例如一雷射位移計或光線反射，藉以概略地偵測在該斜邊輪廓22上的一辨識（ID)標記形成區域。也就是說，該第二具體實施例先找出在該斜邊輪廓22上的該切口 23，而不精確

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地里測忒斜邊輪廓22的形狀。因此，該第二具體實施例能夠僅在兩秒内偵測在該斜邊輪廓22上的該辨識（id)標記形成區域。在此辨識（ID)標記形成區域中，該第二具體實施例形成相同的辨識（ID)標記（2物到24c)，其係彼此在水^及垂直方向上偏移。該第二具體實施例需要2〇秒的辨識（id) 標記形成時間，以及36秒的整體標記時間。該第二具體實施例在形成辨識（ID)標記在該斜邊輪廓上」時，不需要準確地量測一晶圓的斜邊輪廓之形狀，因此，其僅系要一縮短的標記時間。更精確而言，該第二具體實施例相較於下述的比較範例可減半該標記時間。 (第一具體實施例的比較範例）其較佳地是儘可能地形成一辨識（ID)標記來靠近一晶圓的邊緣’所以該辨識（ID)標記將不會在CMP製程期間被抹除。為此目的，一比較範例精確地量測一晶圓的斜邊輪廓 ’並導引一辨識（ID)標記形成雷射光束儘可能地靠近該晶圓的邊緣。該比較範例將參考圖7來詳細解釋。一晶圓2 6係設置在一晶圓平台上’而在該晶圓上偵測到一切口。該晶圓2 6的一斜邊輪廓27的形狀可由發射光線到該斜邊輪廓27上來找出。在該斜邊輪廓27上，可發現一幾乎平坦的區域28。為了找出該區域2 8，該斜邊輪廓2 7必須長時間精確地量測。如圖6所示，該比較範例需要60秒來量測該斜邊輪廓27的形狀 (包含搜尋該幾乎平坦區域28的時間），及6秒來在該晶圓26 上形成一辨識（ID)標S。此外，該比較範例需要2秒來測試

-29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 ____B7 五、發明説明（26 ) ' ----- 該晶圓，及4秒來轉移該曰曰曰圓。整體上，該比較範例需要秒來在-晶圓上形成-辨識（ID)標記。大部份的時在量測該斜邊輪廓27的形狀。另-方面’該第二具體實施例不需要高科技或改進的設備來量測-晶圓的斜邊輪廓之形狀，藉此來縮短 (ID)標記形成時間。 μ (第·一具體貫施例的修正1) 該第-具體實施例的修正i形成兩個辨識（ID)標記，而非第一具體灵施例的三個標記。形成兩個辨識（ID)標記可降低每個晶圓的該辨識(ID)標記形成時間由36秒（對於三個辨識（ID)標記）到30秒。該修正}的問題為是否該兩個辨識（id) 標記足以保證可正確地讀取該辨識（ID)標記中至少一個。為了測試此點，預備了 24個晶圓，其中12個具有三個辨識 (ID)標§己’其餘12個具有兩個辨識（id)標記。在每一個二個辨識（ID)標記晶圓上的該三個辨識（ID)標 a己彼此在水平及垂直方向上偏移3 〇。在每一個兩個辨識 (ID)標記晶圓上的該兩個辨識（ID)標記彼此在水平及垂直方向上偏移50 μηι。由這些晶圓中，製造溝渠DRAM。在一位元線形成製程之後’該晶圓即接受一辨識（ID)標記讀取測試。該測試的結果示於圖8。在圖8中，一攔位，，讀取結果，，在可成功讀取一辨識（ID)標記時具有一圓圈，在不能成功讀取一辨識（ID)標記時具有 ^字形。一欄位，'讀取結果π顯示一可成功地讀取一辨識 _ _ -30- _. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 1283454 A7 B7

五、發明説明（27 ) 代表最接近該晶時，該相對應的 (ID)標記之對應到位置之一編號。編號” 1"代^ 圓之邊緣的一辨識（ID)標記。當編號增加時，辨識（ID) ‘ §己即相隔退離該晶圓的邊緣。該測試的晶圓編號由1到24，其中晶圓1到1 2具有三個辨識（ID)標記，而晶圓13到24具有兩個辨識（ID)標記。如圖8之測試結果所示，最外側的辨識（ID)標記在大部份的晶圓中皆可讀取。此代表辨識（ID)標記即使在其未精確」地i測该晶圓的斜邊輪摩之下來形成，亦可充份地讀取。概略地偵測一晶圓的斜邊輪廓之形狀，並在該斜邊輪廓上形成複數個辨識（ID)標記，其可允許在任何製造程序中至少可讀取該辨識（ID)標記中的一個。 (第二具體實施例的修正2) 在圖9中，該晶圓3.1具有一斜邊輪廓32，其構成為靠近於該晶圓3 1的一第一主平面29之一第一斜邊輪廓32a ,以及相對於該第一主平面29的該晶圓31之一第二主平面3〇的一第二斜邊輪廓32b。具有相同資料的辨識（ID)標記33&及33b係分別形成在該第一及第二斜邊輪廓32a&32b之上。也就是說，該修正2分別在該晶圓3 1的表面及背面周邊部份上形成相同的辨識（ID)標記33a及33b。該第一主平面29為該晶圓 31的表面，其中形成有半導體裝置，而該第二主平面儿為該晶圓31的背面。遠修正2區分一晶圓的一斜邊輪廓成為複數個區域，並分別在該區分的斜邊輪廓中形成相同的辨識（ID)標記。即使在該晶圓31的表面29上的該辨識（id)標記33a在一 CMP製，31 _ 本紙張尺度適用中國@家標準(CNS) A4規格(21G X 297公董) ------- 1283454

’月間被抹除’在,亥晶圓3 i的背面3〇上的該辨識叩)標記 3M乃可讀取。因此，該修正2可縮短辨識（ID)標記形成及讀取時間來改進生產率。 (第三具體實施例）在圖10中，孩晶圓34具有一參考位置36及辨識（ID)標記 37及3 8形成在該參考位置36的每一側。該參考位置％為一物體或一標記，其代表該晶圓34的結晶方向。例如，該參考位置36為一方向平面，一切口或一標記。在圖⑺中，該辨識（ID)標記37為由一晶圓製作器形成的一製造編號，而该辨識（ID)標記38為由一裝置製作器形成的一標記。該辨哉（ID)“ ό己3 7及3 8分別形成在該參考位置（切口）36的左側及右側。在圖11中，根據一比較範例之晶圓34具有一切口 36，做為一參考位置，而辨識（ID)標記39及40形成在該切口 36的相同側。該辨識（ID)標記39及40分別由一晶圓.製作機及一裝置-製作機所形成。相較於圖1 1的比較範例，圖1 〇的第三具體實施例可縮短一辨識（ID)標記讀取時間。其理由將在以下說明。在圖1 1中’形成在該切口 36的相同側上的該辨識（id)標記（二維瑪）39及40，其每個垂直長度約為50 μπι，而水平長度約為150 μηι。該辨識（ID)標記39及40係彼此獨立，因為其係由不同的標記單元形成在不同的地點。一讀取辨識 (ID)標記的讀取器之觀視範圍約·為300 μηι。當該讀取器被設定關連於做為一參考位置的該切口 36，該第二辨識（id) -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

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標記40移動代該讀取器的觀視範圍之外。& 了讀取該第二辨識_標記40’該讀取器必須由該初始設定位置偏移。在圖12中β亥第—辨識(ID)標記的整體讀取時間包含一參考位置偵測時間及一诗泡主间次項取時間。除了該參考位置偵測時間及該讀取時間之外，該第二辨識（ID)標記40的整體讀取時間包含-攝影機移動時間_咖，其大為延長了整體讀取時間。如果由於抹除該第一及第二辨識(ID)標記而形成一第三辨識_標記’該攝影機必須進一步偏移來讀取該第三辨硪（ID)標記。此進一步延長了整體讀取時間。如圖10所示，在該參考切口 36的每一側上形成該晶圓· 製作機辨識（ID)標記37及裝置-製作機辨識（ID)標記38 ’其減J至少s玄攝影機的一次移動來讀取該辨識（ID)標記，而降低整體讀取時間。該第三具體實施例在一製造程序期間減少一辨識桿記讀取時間，以增進生產率。也就是說，該第三具體實施例最小化一辨識（ID)標記讀取器的該觀視範圍之調整時間以改進加工性。在找出該參考位置之後’該讀取器可被指示來讀取該第二辨識（ID)標記，而非該第一辨識（ID)標記。在廷種狀況下，該第三具體實施例也可有效地最小化一觀視範圍調整時間，並改進生產率。根據該第三具體實施例，形成在一晶圓的參考位置之每一側上的辨識（ID)標記為晶圓-製作機及裝置-製作機辨識 (ID)標記。此並未限制本發明。舉例而言，一代表a

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製造歷史之辨識（ID)標記可形成在該晶圓的一參考位置之側上而另一個代表該產品的製造歷史之辨識（ID)標記可形成在該參考位置的另一側。 (第三具體實施例的修正）该第三具體實施例的修正分別在一晶圓的表面及背面上形成一晶圓-製作機辨識（ID)標記（圖1〇中的37),及一裝置_ 製作機辨識（ID)標記（圖10中的38)，以提供如同該第三具體實施例相同的效果。特別是，該修正在該晶圓的一斜邊輪廓之背面上形成該晶圓-製作機辨識（ID)標記，及在該斜邊輪廓的該表面上形成該裝置·製作機辨識（ID)標記，以提供一新的效果。目前的半導體裝置製造線包含許多CMP製程。該CMP製私可谷易地抹除在一晶圓的一斜邊輪廓的表面上製作的辨識（ID)標記。一旦抹除一辨識（ID)標記，其很難再次製作相同的標記，因為在該抹除的辨識（ID)標記中的資料無法讀取。為了處理此問題，該修正形成一晶圓-製作機辨識（ID)標記在一晶圓的斜邊輪廓的背面上，所以該辨識（ID)標記很難抹除，以及在該斜邊輪廓的表面上之裝置-製作機的辨識 (ID)標記。同時，包含在這兩種辨識（ID)標記中的資料係儲存在一主機電腦中。如果該裝置-製作機辨識（ID)標記在一製造程序期間被抹除，該晶圓-製作機辨識（ID)標記被讀取來由該主機電腦取得該裝置-製作機辨識（ID)標記，並再次形成該晶圓上的該裝置-製作機辨識（ID)標記。

-34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 ____ B7 _ 五、發明説明（31 ) 為了處理該辨識（ID)標記的抹除問題，該裝置-製作機辨谶（ID)標記可同時形成在該晶圓的該斜邊輪廓之表面及背面上。但是，此會加倍了標記時間，並降低了生產率。因此，其較佳地是來使用該晶圓-製作機辨識（ID)標記來取得該裝置-製作機辨識（ID)標記，如果該裝置-製作機辨識（ID) 標記被抹除。 (第四具體實施例）在圖13及14中，該晶圓為一絕緣體（S0I)上矽晶圓，並具有一單晶矽基底晶圓42，一形成在該基底晶圓42的一主平面上的絕緣層45，一形成在該絕緣層45上的單晶矽層4 1，形成在該單晶矽層41上的產品46，一形成在該基底晶圓42 上的辨識（ID)標記44，及形成在該基底晶圓42的一斜邊輪廓上的一切口 43。該·辨識（ID)標記44代表至少該產品46的性質，製造條件及測試結果。該絕緣層45為一埋入式氧化膜。該單晶石夕層41稱之為一 SOI層。該埋入的氧化膜45及 SOI層4 1係形成在該基底晶圓42的内部區域，因此該基底晶圓42的主表面的周邊即暴露。在該切口 43周圍，一相當寬的區域係暴露在該基底晶圓42上。該辨識（id)標記44係形成在該切口 4 3附近的該基底晶圓4 2的主平面上。經由一系列的半導體裝置製造程序，不同的產品46形成在該SOI層41 上，用以在該SOI晶圓上形成半導體積體電路。根據該第四具體實施例之一種在一 SOI晶圓上形成一辨識（ID)標記的方法將做解釋。其準備一 200 mm直徑的SOI 晶圓。該SOI晶圓具有一基底晶圓42，一埋入式氧化膜45 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7

五、發明説明（，及一 S ΟI層4 1，其每個具有相同的平面形狀。照相平版印刷法可進行來在SOI層41上形成阻抗圖案。該阻抗圖案具有圖1 3的該SOI層之形狀。該阻抗圖案係做為一罩幕來以_ KOH溶液來蝕刻該SOI層41的周邊。此選擇性地暴露在$義底晶圓42的周邊上之埋入式氧化膜45。該埋入式氧化膜45係以一 HF溶液來蝕刻，以選擇性地暴露遠基底晶圓42的該周邊’其包含有形成一辨識己 44的區域。該阻抗圖案被移除，而該辨識（ID)標記〇係形成在接近一切口 43的該基底晶圓42上。該辨識（id)標記44 係製作成點狀，其每個深度為5 μπι，而直徑為3〇 μΓη，該點係以一YAG雷射光束製成。該辨識（ID)標記44係類似於形成在大量晶圓上的辨識 (ID)標記來讀取。因為該辨識（ID)標記44係形成在該基底晶圓42上，在構成該辨識（ID)標記44之點上不會發生異常。根據該第四具體實施例，該SOI層41及埋入式氧化膜45 係由姓刻在該基底晶圓4 2上來部份地移除。而是，具有不同尺寸的晶圓可接合在一起來形成圖13的該SOI晶圓。在該接合的晶圓之間的尺寸差異暴露了部份的該基底晶圓4 2，而该辨識（ID)標記44係形成在該差異區域上。舉例而言，一做為έ玄基底晶圓4 2的切口晶圓可接合到具有一方向平面及該SOI層41的一晶圓。圖13的該SOI晶圓可由一 SIM〇x方法來形成。此方法在當植入氧離子到該基底晶圓42時，即放置一罩幕板到該基底晶圓42上，以固定一標記區域在形成該辨識（ID)標記44的該基底晶圓42上。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格_(2i〇 X 297公董) 1283454 A7 ___B7 五、發明説明（33 ) 該第四具體實施例發射一雷射光束到該基底晶圓42的該部份上，其中不存在SOI層41或氧化膜45，以製作形成該辨識（ID)標記44的點。該第四具體實施例能夠在類似於標準大量晶圓之SOI晶圓上形成辨識（id)標記。 (第四具體實施例的比較範例）在圖15中’該SOI層49係在一埋入式氧化膜48上，其係在一基底晶圓47之上，其構成一 SOI晶圓。該S〇m 49係形成j 為厚度1 μπι或更薄，當在其上形成高速m〇S電晶體時。發射到該SOI層49上的該雷射光束係由該埋入式氧化膜48散射’以在該薄膜48之下製作一相當大的點5〇。該大點5〇可剝除該埋入式氧化膜48並製造粉塵5 1，影響後續裝置形成製程。根據圖1 3及14的第四具體實施例，一雷射光束被發射到該基底晶圓42上，而非該SOI層41，不會造成該比較範例的問題。在不需要額外製程之下，該第四具體實施例以一低成本在該SOI晶圓上形成辨識（id)標記。該第四具體實施例能夠在SOI晶圓上製作辨識（iD)標記 ’如同在標準晶圓上，其不會造成該埋入式氧化膜的剝離，或粉塵而影響裝置製程。 (第五具體實施例的修正）在圖1 6中’該S ΟI晶圓5 2具有例如一 2 0 0 m m的直徑。該晶圓52包含一具有斜邊輪廓53a的基底晶圓。在該斜邊輪廓 5 3a上，一 yag雷射光束被發射來形成點，其每一個為〇 5 μηι深，直徑為5 μπι，以形成一辨識（ID)標記54。根據測試 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 五、發明説明（34 厂亥辨識（ID)標記54不包含異常，且如同在_大量晶圓上形成的辨識（ID)標記來讀取及辨識。該S0I晶圓52係由該 SIMOX方法及該接合方法之一來製造。 (無切口晶圓）該第一到第四具體實施例係根據在該晶圓上形成的一參考切口或方向平面來在一半導體晶圓上形成及讀取一辨識 (ID)標記。在-晶圓上的該切口或方向平面包含降低該晶圓的加工性及在該晶圓上形成的該半導體裝置效能之風險。舉例而言，該切口或方向平面可在一微影製程期間改變形成在該晶圓上一阻抗膜的厚度及圖案尺寸。該切口或方向平面也可j一旋轉時刻製程期間來改變在該晶圓上一絕緣膜的蝕刻里。此外，該切口或方向平面必須在當該晶圓轉換到一氧化/LPCVD設備的晶圓槔上來小心地避免鉤住。此係以該，圓埠來對準該晶圓的該參考位置來完成。為此目的，：氧化/LPCVD設備必須具有一定位機構，其可增加該氧化 /LPCVD設備之成本。該切口或方向平面做為一特異點來不穩定熱平衡，並在該切口周圍產生有缺陷的晶片。該切口可容易地在製造程序期間收集不需要的材料，例如粉塵及阻抗。其很難由該切口移除這種材料。這些材料可成為污染該晶圓的洋動粒子。該切口或方向平面干+ '到形成在該晶圓上的產品，而降低要由該晶圓形成的可接收晶片的數目。依此方式，該切口或方向平面造成不同的 ^ 〇 ° 38 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 1283454 五 Λ發明説明（ 35 但是，在一晶圓上的該古結晶方向上扮演-重要的“向平面在辨識該晶圓的 g ^ ^ .角色，而該結晶方向為決定該晶圓的載子移動性，蝕刻遠率另石曰丄如| ^ . 迓旱及邱日日成長速率之關鍵因素。 ΛΛ _ ,, 千面，其將很難辨識及控制該晶圓在:;：曰曰方向。如果該結晶方向成為無法控制，該晶圓可 =離子植t製程中產生-不均勾的雜質輪廊，而在該晶圓上形成不穩定的電晶艚務私地 .. 电日日肢移動&，而造成由該晶圓形成無去接受的晶片。為：處理此問題’本發明的第五到第九具體實施例提供 / $半V體aa圓’其每個具有_參考辨識（ID)標記來代表該晶圓的一結晶方向，而不用根據一切口或一方向平面。 (第五具體實施例）在圖17令，該晶圓60為圓形，且在其周邊上不具有切口或方向平面。該晶圓60的周邊具有一斜邊輪廓。在該斜邊輪廓内該晶圓60的第一主平面上，形成半導體裝置。該第主平面亦為圓形，並具有（1〇〇)結晶面及一 [〇1丨]方向線。參考辨識（ID)標記61係沿著該[〇11]方向線來形成在該斜邊輪廓上，並代表該晶圓6〇的該第一主平面的結晶方向。該參考辨識（ID)標記61可由文數字，條碼，或二維碼所構成。如果該參考辨識（ID)標記61為一二維矩陣碼，其將形成為8 X 32點或16 X 16點。在下述的解釋中，該參考辨識 (ID)標記61為一二維碼。在圖18中，該參考辨識（ID)標記61為一二維矩陣碼，其包含一 L形的導引早元62。該導引早元62係用來辨識兮 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 __ —__B7 五、發明説明（％ ) (100)結晶面的該[011]方向線。該導引單元62係配置在該 [0Π]方向線周圍的±10度的範圍内。也就是說，該導引單元62實質上符合於該[0n]*向線。圖1 9所示為包含該[形導引單元6 2的二維矩陣碼6 1之放大平面圖。該碼6 1由一 1 6 X 1 6點的矩陣構成。該碼6 1的側邊長度例如為1〇〇 μιη。該導引單元62由沿著該碼61的兩個正交側邊所配置的3 1點所構成。該導引單元62係在該[〇 η ] 方向線上’並用來辨識該方向線。在圖17中的製造晶圓6〇之設備具有一方向量測單元，以 S測該晶圓60的一結晶方向，及一標記單元根據該量測的結晶方向來在該晶圓6〇上所需要的位置處形成一參考辨識 (ID)標記。在圖20中，製造該晶圓71的設備具有一射線管8〇來發射X-射線72朝向一晶圓7 1的第二主平面，其相對於該晶圓 7 1的第一主平面，一二維射線偵測器75來偵測來自該晶圓71的散射X-射線74，一顯示器76來顯示由該散射的X-射線74所形成的二維Laue影像，一雷射源77，及一鏡面79來發射一雷射光束78朝向該晶圓71的周邊，並在該處形成一參考辨識（ID)標記，一量測裝置，用以量測在該晶圓7丨上該雷射光束7 8的照射點與一結晶方向線之間的偏移角度，及一旋轉裝置，用以旋轉該晶圓7 1或由該雷射源77及鏡面 79所構成的一雷射標記器。該χ_射線管8〇，χ_射線偵測器 75及顯示器76形成一方向量測單元。該雷射標記器，量測裝置及旋轉裝置形成一標記單元。該射線偵測器75係配 —- 4 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 ______Β7 五、發明説明（37 ) ^ 置在該晶圓7 1的第一主平面之上，以偵測已經傳送通過及由該晶圓7 1所散射的該X-射線74。該X-射線偵測器75包含一 X-射線中止器73來防止未散射的X-射線72直接進入該X-射線偵測器75的一螢光幕及CCD 攝W機。δ亥晶圓7 1為不具有切口或方向平面的一圓形半導體晶圓。該X-射線偵測器75由該螢光幕及c CD攝影機所構成’其係配置成平行於該晶圓7 1。該螢光幕在當照射射二線時即產生螢光。該CCD攝影機感應到該螢光，並將其轉換成一電子信號。圖2 0中製造該晶圓7 1之方法量測在一晶圓的一第一主平面上垂直於一結晶方向面之結晶方向線，並在該晶圓上一選擇性位置處形成一參考辨識（ID)標記。製造該晶圓71的方法將參考圖2 1到24.來解釋。 (1)在SO 1階段，該晶圓7 1被轉移到一製造設備。該晶圓 71具有該第一主平面，其中（1〇〇)結晶面被暴露，其直徑為 300 mm。該晶圓71不具有切口或方向平面，且其不需要藉由一切口或方向平面來相對於該製造設備的一晶圓平台定位該晶圓7 1 〇 (-)在S 0 2 k ^又，该晶圓7 1的中心係對準於具有一旋轉機構的該晶圓平台的一旋轉中心。在s〇3階段，該χ·射線管8〇具有一鉬（Mo)標靶，其發射X-射線72朝向該晶圓71的第二主平面，其電壓為40 kV，而電流為3〇 mA。該χ·射線72甴該晶圓7 1散射朝向該螢光幕。 (3)在S04階段，該CCD攝影機補捉來自該螢光幕的螢光 _ . - 41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇x 297公爱） 1283454 A7 _____B7 五、發明説明（38 ) ，並在該顯示器76上提供一 Laue影像。根據該Laue影像，該晶圓7 1的結晶方向線即可偵測。此時，該晶圓7丨的旋轉角及該Laue影像顯示在例如圖22A及22B。 (4) 在S05階段，該Laue影像係用來計算由該雷射標記器 (77，79)所構成的雷射點及該晶圓71的[〇n]方向線之間的一偏移角（Θ )。在S06階段，該晶圓71被旋轉，使得該晶圓 71的[011]方向線重疊於由該雷射標記器所構成的該雷射 (5) 在S 07階段’ X-射線發射朝向該晶圓7 1，而在§ 〇 $階段中’可得到一 L，ue影像。在S09階段，由該雷射標記器（77 ，79)所構成的該雷射點及該[0U]方向線之間的距離即可評估。在旋轉之後的該晶圓71及該Laue影像例如示於圖23A 及23B。除了旋轉該晶圓7 1，該雷射標記器可以旋轉。在 S 10階段，其檢查來察看該偏移角是否大於丨。。如果其大於 1°，該流動回到S06階段，且如果其小於丨。，該流動進行到 S 11階段。 (6) 在SI 1階段，即決定在該晶圓η上形成一參考辨識（ID) 標記的位置。在S12階段，一參考辨識（id)標記81形成在該 [011 ]方向線上’其位置距離該晶圓7 1的邊緣為2 m m。該參考辨識（ID)標記81由點構成，其每個係由該雷射標記器（77 ，79)所溶化的一凹陷。該參考辨識（ID)標記81的點可代表一數字表示。形成該參考辨識（ID)標記8 1之點的形成技術將進行說明。舉例而呂’ 一具有咼斯能量分佈的氣氖（He-Ne)雷射光東

-42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7

係聚焦在該晶圓7 1的表面上。照射該雷射光束的今曰圓7 1 之部份即溶解，並重新結晶來形成一點，例如其尺寸Λ Z 5 ，高度為〇·5 μπι。此製程形成複數個這種點，以形成該參考辨識（ID)標記8卜該參考辨識（ID)標記8 1係由一讀取器讀取，其由例如一曝光設備或一離子植入設備所提供。°〇貝 (7)該晶圓7 1被移到該製造設備的外部。在s〇丨階段中由轉移該曰曰曰圓71到該設備，到Si3階段中移動該晶圓71離開該j 設備的時間’在第五具體實施例中為每個晶圓9秒。該第五具體實施例以X-射線照射一晶圓，以得到該晶圓的Laue影像，根據該Laue影像量測該晶圓的一結晶方向線並根據該量測的方向線而在該晶圓的邊緣處形成一來考辨識（ID)標記。該第五具體實施例能夠經由一系列的半導體的製ia权序來處理不具有切口或方向平面之圓形晶圓。相較於具有切口或方向平面之晶圓，根據第五具體實施例之不具有這些的晶圓在姓刻速率，薄膜成長速率，Cmp速率’及該晶圓表面的平坦度等項目上非常良好。例如一微影製程的任何製程可根據該第五具體實施例在該晶圓上所製作的一參考辨識（ID)標記來控制一晶圓的該結晶方向。在該晶圓60，71上所形成的該參考辨識（ID)標記61 , 81 即不需要在該晶圓上的一切口或一方向平面。這種圓形晶圓可最小化晶圓之間的差異，並可在高良率下生產均一的半導體裝置。例如該參考辨識（ID)標記61，81使得一氧化/LPCVD設備來不具有晶圓定位裝置，藉此降低該設備的成本。

_____ -43· 本紙張尺度適用中國國家標準((;；1^8) A4規格(21〇 χ 297公釐) 1283454 A7

(第五具體實施例的修正i ) 在圖25中.，該晶圓60為圓形，且不具有切口或方向平面。該晶圓60的表面暴露（〗〇〇)結晶面。該晶圓6〇具有一斜邊輪廓，其中參考辨識（ID)標記63a到63d係形成來辨識該晶圓60的一結晶方向。更精確地是，該兩個參考記63b及63d係形成在一 [011]方向線，及該兩個參考辨^ (ID)標記63a及63c形成在一 [Oil]方向線上。即使一些參考辨識（ID)標記在一 CMP製程中被抹除，該剩餘參考辨識（ID)標記將用來辨識該晶圓6〇的該結晶方向。藉由增加該參考辨識（ID)標記的數目，該晶圓6〇的結晶方向可更為精確地偵測。在圖25中，所有的參考辨識（ID)標記形成在該結晶方向線上。此並不限制本發明。舉例而言，如圖26所示，參考辨識（ID)標記64a及64c可形成在正交的方向線之間。在此例中，該參考辨識（ID)標記64a及64c包含在該參考辨識（ID) 標記64a及64c中所包含的該方向線與l形導引單元之間的位置關係之資料。 (第五具體實施例的修正2) 在圖27中，該晶圓60具有由一 [011]方向線偏移的一參考辨識（ID)標記65。該參考辨識（ID)標記65包含代表關於該 [0 1 1 ]方向線的座標之資料β在此例中，該參考辨識（ID)標記65係以一逆時針方向由該[〇 11 ]方向線偏移5。。在圖28中，該參考辨識（id)標記65由一文數字 "0 1 1 + 5829TAC3”所構成，其中”〇11"代表該[01ι]方向線， -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董） 1283454 A7 B7 五、發明説明（41 ) 而” + 5，，代表該標記，，V，係以該逆時針方向由該[〇1丨]方向線偏移5。的位置處。 (第五具體實施例的修正3) 如同圖9中所示的第二具體實施例之修正2 ,該第五具體貫W例之修正3在該晶圓厚度方向上區分一晶圓的斜邊輪廊成為區域’並在該個別區分的區域中形成相同的參考辨識（ID)標記。在圖9中，該晶圓31的斜邊輪廓32區分成在該晶圓31的第一主平面29上該第一斜邊輪廓32a，及在相對於該第一主平面29之該晶圓的第二主平面3〇上的該第二斜邊輪廓32b。相同的參考辨識（ID)標記33a及33b分別形成在該第一及第二斜邊輪廓32a及32b。也就是說，具有相同資料的該參考辨識（ID)標記33a及33b係分別形成在該晶圓3 1的表面及背面上。即使在該晶圓3 1的該表面29上的該參考辨識（id)標記 33a在一 CMP製程期間被抹除，在該晶圓3 1的背面3〇上的該參考辨識（ID)標記33b將仍然可讀取。此造成縮短了一參考辨識（ID)標記的形成時間及標記讀取時間，而改善了生產率〇 (苐五具體實施例的修正4) 該第五具體實施例的修正4偵測自一晶圓反射的X-射線 ’其形成來自該偵測的X-射線之Laue影像，並根據該Laue 影像量測該晶圓的一結晶方向線。在圖29所示的設備中，一 X-射線偵測器82係在一晶圓7ί -45- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公着) 1283454 A7 _____B7 五、發明説明（42巧 " -~~ 的X-射線入射側（第二主平面側），並平行於該晶圓71，以偵測由該晶圓71所反射的X-射線74。一尽射線管8〇具有一鎢（W)標靶。該X-射線偵測器82具有一χ_射線影像管，而沒有直接光束中止器。該設備的其它部份及其影響係實質上相同於圖2 0之設備中的那些。 (第五具體實施例的修正5) 该第五具體實施例的修正5傾斜一半導體晶圓製造設備的一鏡面’以控制一反射的雷射光束在兩個軸向方向上，並微調在一晶圓上的雷射光束點。在圖30Α及3 0Β中，該設備的鏡面79可平行於一 [〇1丨]方向線來傾斜，以導引一雷射光束7 8到遠離一晶圓7 1的邊緣之所需要的位置。該修正5能夠在該[0U]方向線上一所需要的位置來形成一參考辨識（ID)標記。在圖3〇b中，該鏡面79 垂直地導引該雷射光束78到該晶圓71。圖31A及3 1B所示為由一雷射源77看到的該鏡面79及晶圓7 1。該鏡面79可正交於該[〇 11 ]方向線來傾斜，以導引該缉射光束7 8到一遠離该[〇 11 ]方向線的所需要之位置。該修正5能夠在該晶圓7 1的周邊上一所需要的位置處形成一參考辨識（ID)標記。在圖31B中，該鏡面79垂直地導引該雷射光束78到該晶圓7b 在圖21的流程圖中，S05階段計算一偏移角，而s〇6階段旋轉該晶圓7 1。然後，該修正5傾斜該鏡面79在該兩個軸的方向上，以微調在該晶圓7 1上一雷射光束點的位置。其不需要該修正5來重複S06階段之晶圓旋轉到s 1 〇階段中圖2 1

_ -46- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（43 ) --~ =偏移方向。一旦S08階段得到一Laue影像，且s〇9階段許偏私角’該修正5藉由微細地控制該鏡面79來校正該偏移角。 (第五具體實施例的修正6) 該第五具體實施例的修正6發射一雷射光束到一晶圓的側面。在圖—32中，一雷射源77正交於一晶圓71的一主平面來發二射一雷射光束78。該雷射光束78係由一鏡面79正交地反射-’並照射到該晶圓7 1的側表面。圖33及34所示為藉由圖32的標記單元而形成在該晶圓7 i 上的參考辨識（ID)標記之範例。在圖33中，該參考辨識（id) 標記為一二維的點矩陣。在圖34中，該參考辨識（ID)標記為一簡單的凹陷。該第五具體實施例及其修正使用Mo或W做為一 X-射線· &的標乾。此並不限制本發明，這標乾可以是銅（Cu)該第五具體實施例的X-射線偵測器由一螢光幕及一 χ—射線影像管所構成。此並不限制本發明。該X-射線偵測器可由一 χ-射線CCD攝影機，一位置敏感的比例計數器（pspc)，及一通道板。該第五具體實施例使用一雷射標記器來在一晶圓上形成一參考辨識（ID)標記。此並未限制本發明。任何其它設備皆可用來在一晶圓上形成一參考辨識（ID)標記。該參考辨識（ID)標記可為一二維的點矩陣，一簡單凹陷，文數字’條碼，用以指定該晶圓的一結晶方向線。 (第六具體實施例） ____ -47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454

在圖3 8中’根據5亥第六具體實施例的該半導體晶圓9】具有-圓形第-主平面95’其上形成半導體裝置，一斜邊輪應92形成在該晶圓91的周邊上，—形成在該斜邊輪㈣上的凹fc 94 ’及具有一底部相對傾斜於該第一主平面％，一形成在該凹陷94的底部上之姓刻坑洞，並在該晶圓91上進行一研磨製程之後仍保留’及形成在該斜邊輪廓92上的一參考辨識⑽標記來代表該晶圓91的一結晶方向線。該蝕刻坑洞係由第二方向結晶面所環繞，纟不同於在該晶㈣的該第-主平面95處暴露的該第一方向結晶面。此處，該第一方向結晶面其每個為_ (1〇〇)結晶面，而該第二方向結晶面包含一（ill)結晶面，而其它結晶面相等於該（ιιι)結晶面。違第一及第二方向結晶面並不限於這些，且可為其它結晶面。在圖35中，根據該第六具體實施例的製造該晶圓91之設備具有一 aa圓平台來夾持該晶圓91，一第一旋轉單元1〇3 ，用以環繞該晶圓9 1的中心來旋轉該晶圓平台，一光源98 ，用以發射光線99朝向該凹陷94，一偵測器1(H ,用以偵測來自該蝕刻坑洞97的散射光線（反射光線）1〇〇，一第二旋轉單元104,用以旋轉該晶圓平台環繞該凹陷94，一電腦（pc) 1 02，用以評估由該偵測器1 〇 1所偵測到該散射光線1 〇〇之旋轉角度相關性’一資料庫106，用以儲存來自該蝕刻坑洞的月欠射光線之強度的$疋轉角度相關性在該晶圓9 1的整個周圍面積上，及一雷射標記器105，用以在該晶圓9丨的背面之周邊上形成一參考辨識（ID)標記。 -48 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 ____B7 五、發明説明（45 ) 遠光源9 8，債測器1 〇 1，第二旋轉單元1 〇 4，p c 1 〇 2，及資料庫106形成一方向量測單元。該雷射標記器1〇5形成一標記單元。在此例中，發射朝向該凹陷94的光線99為白色光’其範圍縮小到在1 mm2或更小的範圍内。根據本發明第六具體實施例的一種製造半導體晶圓的方法將參考圖3 6來解釋。該第六具體實施例非等向性地蝕刻一半導-體晶圓來在該晶圓上形成蝕刻坑洞，偵測來自該蝕二刻坑洞的散射光線，並根據該偵測的光線決定該晶圓的一、結晶方向。 (1) 在S21階段，升起一單晶錠（一硼摻雜，？_型單晶錠，其比電阻為5到10 Ω cm)。階段S23執行該晶錠的阻隔製程，而階段S24切割該晶錠成為晶圓。在該晶錠上未執行結晶方向量測，且不會有方向平面或切口形成在該晶圓上。每個晶圓的主平面暴露（1〇〇)結晶面。厂 (2) 階段S25去角每個晶圓的邊緣，以形成一斜邊輪廓。階段S26形成一凹陷94，做為在該斜邊輪廓92上的方向決定區域，如圖3 8所示。該凹陷94的形成將參考圖37來解釋。一夾具棒％被旋轉 ’並壓在該斜邊輪廓92的一部份，以切割該斜邊輪廓92的一部份。在該斜邊輪廓92上的該切割部份即為該凹陷94，如圖38所示。在圖39A中，該凹陷94的底部係相對於半導體裝置形成於其上的該晶圓91之第一主平面95來傾斜。該凹陷94底部的傾斜角α之範圍在20。到6〇。。在圖39B中該凹陷94的A X B尺寸例如為〇.3 mm X 0.2 mm。該凹陷94可形 -49- 1283454

成在ό玄日日圓9 1的背面或側面上。 (3) 階段S27重疊該晶圓91。階段S28移除該晶圓91的第一主平面95上的波動，以高度平坦化該第一主平面％。為達此目的，階段S28以一鹼性溶液在該晶圓9丨上執行非等向性姓刻。該非等向性蝕刻包含根據該晶圓9丨的結晶方向而有不同的蝕刻速率。該鹼性溶液可為—K〇H溶液，或一Na〇H 浴液。舉例而言，使用一 2〇% Na〇H溶液在85。(：到90。(：之下來蝕刻該第一主平面9 5約8分鐘。在圖40A中，該非等向性蝕刻在該第一主平面％上形成姓刻：t几洞，其中暴露出該（1 00)結晶面。每個钱刻坑洞係由包含該（111)結晶面的第二方向結晶面所定義。每條由該相父的第二方向結晶面所定義的線相對於該（丨〇〇)結晶面形成角度為125.26。。在圖40B中，在該（100)結晶面中的每個姓刻坑洞具有一點對稱的形狀，而該第二方向結晶面96a 到96d具有大致相同的形狀。在圖41中，該蝕刻坑洞97不僅形成在該第一主平面％上 ’也形成在該斜邊輪廓92及該凹陷94的底部。該凹陷94的底部係傾斜於相對該（1 00)結晶面，因此，在該凹陷94的底部上的蝕刻坑洞97並非一點對稱形狀。 (4) 階段S30研磨該晶圓9 1的斜邊輪廓92。階段S3 1使用一雙面研磨機來研磨該晶圓9 1的該第一及第二主平面。在該凹陷94的底部上之蝕刻坑洞97在該斜邊輪廓92研磨之後仍存在。階段S30的斜邊輪廓研磨及階段s3丨的晶圓研磨可抹除在該第一及第二主平面及斜邊輪廓92上的該蝕刻坑洞。

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但疋，该凹陷9 4的底部並未研磨，因此，仍會保留在該凹陷94的底部.上的蝕刻坑洞97。 (5) 階段S 3 2使用圖3 5的設備來提供方向資料給該晶圓9 1。 δ玄晶圓9 1係固疋在該晶圓平台上。該第一旋轉單元1 〇 3 即旋轉。當在該晶圓9 1的斜邊輪廓上的凹陷94以來自該光源98的白色光99照射時，該第一旋轉單元1〇3停止旋轉。該白色光99照射在該凹陷94中的餘刻坑洞97。該第二旋轉單二元1 04即旋轉，而該偵測器1 〇 1偵測來自該餘刻坑洞的散一射光線強度。該第二旋轉單元104旋轉該第一旋轉單元1〇3 ’晶圓平台，及晶圓9 1環繞該凹陷94，以評估來自該|虫刻坑洞97的該第二方向結晶面之散射光線的強度之旋轉角度相關性。也就是說，關於該散射光線強度之旋轉角度相關性的資料係關於該第二旋轉單元104的旋轉角度來收集。該凹陷94的底部係傾斜於該（1 〇〇)結晶面，因此，在該晶· 圓91的該钭邊輪廓92上的該凹陷94之位置決定了在該凹陷· 9 4的底部上之姓刻坑洞9 7的形狀。在圖4 2中，凹陷9 4 a到9 4 c 係幵〉成在該晶圓9 1的斜邊輪靡上的不同位置，而|虫刻坑洞 97a到97c分別形成在該凹陷94a到94c的底部上。該蝕刻坑洞97a到97c的形狀係由該凹陷94a到94c的地點所決定。也就是說，來自一蝕刻坑洞的散射光線之強度的旋轉角度相關性可提供對應到該蝕刻坑洞形狀的特定輪廓。 (6) 代表該旋轉角度相關性的資料與儲存在該資料庫丨〇6 中的資料進行比較，以決定該凹陷94的結晶方向。該資料庫106儲存了在整個晶圓91的圓周區域上形成的每個蝕刻 •51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 五、發明説明（48 ) 坑洞的旋轉角度相關性。在資料瀋 ^ , 貝枓庫106中的資料經由測試或杈擬而事先預備。該偵測的旋轉角度相關性之於麻命 ^ 一 <輪廓與儲存在該資料庫106 中的資料進^亍比幸父，而一最接折於1 ^占、ai —次…士取珙近於该偵測的輪廓之輪廓由 5亥μ料庫10 6中取得。一關於該敗段孓4取侍的輪廓之結晶方向即決定為該凹陷94的結晶方向。根攄兮笙丄 - 很艨5亥第六具體實施例，形成在該測試或模擬中的每個凹陷底部曰你σ| <傾斜角即等於在階段 S26中所形成該凹陷94的底部之傾斜角。 ⑺根據該凹陷94的決^結晶方向，代表該晶圓9ι的一社晶方向之參考辨識⑽標記即形成在該晶圓91的斜邊輪靡 92之背面上。也就是說’該參考辨識（ID)標記形成在該凹陷94所構成的表面之相對表面上。該參考辨識㈣標記係由该雷射標記器105構成，其具有例如—YAG高輸出雷射。该參考辨識（ID)標記可形成在該晶圓9丨的表面上或該晶圓91的斜邊輪廓92之表面上。 (8)階段S34根據該參考辨識（ID)標記找出該晶圓μ的結晶方向，並執行例如包含一曝光製程的一第一微影製程。該第六具體實施例使用一圓形半導體晶圓，其不具有切口或方向平面，並在階段S28中進行一非等向性蝕刻製程及在階段S30及S31中的研磨製程之前，形成一凹陷做為一方向決定區域。甚至在該研磨製程之後，一蝕刻坑洞仍留在該凹陷中來散射光線，該散射的光線提供結晶方向資料。根據該結晶方向資料，一代表該晶圓的結晶方向之參考辨識（ID)標記即形成在該晶圓上。 -52- 本纸張尺度適财S S家標準(CNS) Μ規格(21GX297公着） 49 1283454 五、發明説明（ -種X-射線繞射技術可找出_晶圓的結晶方向對於每個晶圓其需要數分鐘到數十分鐘，因此會降低生產率。為了符合目前半導體裝置的製造成本，其有需要來約在一分鐘内找出每個晶圓的結晶方向。該χ·射線繞射技術被禁止使用可縮短製程時間的-強X-射線源，因為該強的X-射線源有害於工作人員’並會消耗大量功率。另一方面，該第六具體-實施例使用一可見光來偵測一晶圓的結晶方向，其可增加偵測速率。該第六具體實施例能夠在一分鐘内處理一晶圓。相較於X-射線，光線不會有害於工作人員，並消耗少量功率。該第六具體實施例能夠安全’精確並快速地決定一晶圓的結晶方向。在圖43中，相較於該X-射線繞射技術，該第六具體實施例可縮短時間到1/5與1/1〇之間。當應用於dram製造時，該第六具體實施例可有效地改進該DRAM的良率。在圖36之階段S28中的鹼性蝕刻製程可在一晶圓的整個表面上形成蝕刻坑洞。該第六具體實施例可使用這些蝕刻坑洞來找出該晶圓的結晶方向，並在該晶圓上製作一辨識 (ID)標記來代表該晶圓方向。在此例中，該辨識（I d )標記必須具有深度為10 μπι或更深，所以該標記將不會被階段S30 及S3 1中進行的研磨製程所抹除。根據該第六具體實施例，一 10 μιη或更淺的軟性雷射標記即已足夠。該標記可在當該晶圓的結晶方向在一半導體裝置製造線中一第一曝光製程中來調整時’即形成在一晶圓上。 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 1283454 A7 B7

1283454 A7 B7 五、發明説明（51 ) 月文射的°亥光線強度。此時，該第一旋轉單元1 03 ,晶圓平台及晶圓9 1即停止。 δ亥第/、具體實施例的修正1提供了與該第六具體實施例相同的效果。該偵測器1〇8整個覆蓋了該凹陷94，以共同地偵測由該蝕刻坑洞在所有方向上散射的光線1〇〇，而不需要轉動。亥Β曰圓9 1·。此可縮短取得關於該散射光線的旋轉角度相關性·之資料的時間。 (第六具體實施例的修正2) «亥第/、具體貫施例及其修正丨經由該偵測器（丨〇丨，丨〇8)偵測一晶圓上的凹陷中來自一蝕刻坑洞的散射光線強度之旋轉角度相關性，比較該旋轉角度相關性的輪廓與儲存在資料庫（106)中的輪廓，並決定該凹陷的結晶方向。該凹陷的底部係傾斜於該晶圓的一第一主平面，而在該凹陷中的該蝕刻坑洞的形狀係由在該晶圓的周邊上該凹陷的位置來決定。在圖42中，在該晶圓91上不同位置處所形成的凹陷94a到94c分別具有個別形狀的蝕刻坑洞97&到 97c 〇該第六具體實施例的修正2偵測在一凹陷（9牦到94c)之底部上的一蝕刻坑洞（97a到97c)之形狀，做為一方向決定區域，比較δ玄楨測的姓刻坑洞形狀與在一資料庫中餘存的2 刻坑洞形狀參考，並決定該凹陷的結晶方向。根據該第六具體實施例之修正2的半導體晶圓製造設備，其具有一形狀量測單元，而非圖35及44的設備之偵^哭 (1〇1，108)。該形狀量測單元量測在一凹陷的底部上二二 ____5 5 _ 本紙張尺度適用中S S家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) -~-__-' 1283454 A7

刻i几洞的形狀，做為一方向決定區域。該形狀量測單元可包含一 CCD攝影機或一感光攝影機。要量測的一蝕刻坑洞的形狀為一平面形狀，如圖42所示，且該蝕刻坑洞可形成在一晶圓的第一主平面上，或在一凹陷的底部上。該修正2的半導體晶圓製造設備係類似於圖44，並具有〜第一旋轉單元1〇3及一 XY平台107。該設備的其它部份係相同於圖44的那些，因此不再進一步解釋。該資料庫106儲存了在該晶圓91的整個圓周面上該麵刻坑洞的平面形狀。儲存在該資料庫1〇6中的資料係經由娜試或模擬而事先預備。 Λ 該第一旋轉單元103被驅動，而該白色光99發射到該凹陷 94 °在該凹陷94底部上的該蝕刻坑洞97之平面形狀係例如以一 CCD攝影機來偵測。代表該平面形狀的二維影像資料即傳送到一電腦（PC) 1〇2。該PC 102比較該影像資料與储存在該資料庫1 〇6中的資料，並根據該比較的結果來決定該凹陷9 4的結晶方向。更精確而言，該PC 1 02比較該蝕刻坑洞97的偵測之平面形狀與儲存在該資料庫1 〇6中的該參考勉刻坑洞平面形狀 ’取得在該參考蝕刻坑洞平面形狀中最接近的一個，並找出對應於該最接近的平面形狀之結晶方向。用於該測試或模擬來累積在該資料庫1 〇 6中的資料之每個凹陷的底部之傾斜角係專於在該標乾晶圓9 1上所形成該凹陷9 4的底部之傾斜角。该弟六具體實施例的修正2提供了與該第六具體實施例 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裴訂

k 1283454 A7 B7 五、發明説明（53 ) 相同的效果。該修正2比較一偵測的蝕刻坑洞平面形狀與參考蝕刻坑洞平面形狀，而不需要找出代表該散射光線強度的該旋轉角度相關性的輪廓。也就是說，該修正2並不需要方疋轉該晶圓9 1，或偵測由一 |虫刻坑洞散射的光線。 (第七具體實施例）本發明的第七具體實施例提供一種偵測一半導體晶圓的結晶方向之方法及設備。為了彳貞測該結晶方向，該第七具-體實施例使用了在該晶圓上或晶圓中的結晶缺陷。 . 在圖4 5中，該設備具有一紅外線雷射源1 2 7，一具有一旋轉機構的晶圓平台125，一散射光線偵測器124，一具有一標記機構的雷射標記器1 2 8來執行一編號作業，一處理室 130來覆蓋該設備，及一電腦（PC) 129來分析該散射光線強度的旋轉角度相關性。 _ 該雷射源1 2 7發射一紅外線雷射光束，其傾斜地照射在該· 晶圓平台125上該晶圓121的第一主平面之旋轉中心。該请測器124係配置在該晶圓121的該第一主平面之上，以藉由偵測該晶圓121中的結晶缺陷所散射的雷射光束強度。該處理室1 3 0覆蓋該晶圓平台1 25，雷射源127，偵測器1 24 ’雷射標3己1 2 8及晶圓1 2 1 ’並阻隔外部的紅外光。該p c 129具有軟體來分析關於該散射光線強度的旋轉角度相關性的資料。該雷射標記器128發射一雷射光束，其聚焦在該晶圓1 2 1的周邊上，以溶解在該晶圓12 1上的一點。該溶解的晶圓重新結晶來形成一小點，例如尺寸為5 ，高度為 0.5 μπι。該雷射標記器128可使用具有高斯能量分佈的一氦

-57- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 __B7 五、發明説明（54 ) ~ 一氖（He-Ne)雷射。圖46所示為一半導體晶圓的部份截面圖。在圖46中，該晶圓1 2 1包含結晶缺陷1 22，例如一結晶引起粒子（c〇p)或大量微缺陷（BMD)。一紅外光束123傾斜地入射該晶圓121的第一主平面。一部份紅外光束123穿透該晶圓121，並由該結晶缺陷12 2的特定結晶方向表面所散射。該散射的紅外光即由設i在該晶圓12 1的第一主平面之上的偵、測器124所債i 測。 ' 該晶圓1 2 1係設置在具有一旋轉機構的一晶圓平台} 2 5上。該紅外光12 3係發射朝向該晶圓12 1的旋轉中心。該晶圓 12 1係連續地旋轉’而來自在該旋轉中心處該結晶缺陷丨22 之散射光線126的強度被連續地偵測。該散射光線的強度係定期地改變。也就是說，該散射光線的偵測強度具有旋轉_ 角度相關性。根據該散射光線的強度輪廓，其有可能決定. 該晶圓121的結晶方向。 §玄紅外光束12 3可為波長1 〇〇〇 π πι的一紅外雷射光束。在此例中’該晶圓1 2 1的厚度，其為該紅外雷射光束1 2 3所能到達，其約距離該晶圓121之第一主平面為50 μιη。因此，最高到距離該第一主平面約為5 0 μιη之厚度的結晶缺陷即可偵測到。圖47Α中所示的結晶缺陷為一 COP，而圖47Β中所示的結晶缺陷為一 BMD。當偵測由一 Czochralski (CZ)法或磊晶成長法所製造之晶圓的結晶方向時，該第七具體實施例即依據COP。 -58- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 ____ B7 五、發明説明（55 ) 當積測由退火或IG熱處理所製造的一晶圓的結晶方向時 ’該第七具體實施例即依據BMD。一BMD之結構為6到8個面’而一 COP具有一八面體結構。c〇p及BMD為結晶缺陷 ’其中包含一（111)結晶面的特定声晶方向面即暴露出來。如同在該第五具體實施例，由該C〇P或BMD的結晶方向面所散射的光線強度具有旋轉角度相關/性。根據-本發明之第七具體實施例的一種偵測一半導體晶圓二的結晶方向之方法將參考圖48來解釋。

(1) 該晶圓121係設置在該晶圓平台125上。該晶圓121可為不具有切口或方向平面之圓形CZ晶圓。在該晶圓121 的第一主平面上，即暴露出（1〇〇)結晶面。該晶圓121具有例如一比電阻10到20 Q .cm，及一氧濃度[〇i]為12到Μ X 1017 atoms/cm3(舊式 ASTM)。 (2) 在圖48中，階段S40驅動該晶圓平台125的旋轉機構來，旋轉該晶ϊ 1 2 1。該紅外雷射源127傾斜地發射一紅外雷射光束到該晶圓1 2 1的第一主平面。階段s 4 1操作該偵測器1 2 4 來連續地量測來自該晶圓1 2 1中結晶缺陷的該散射雷射光束的強度。較佳地是，階段S40及S41係平行地進行，其中任何一個可先開始。也就是說，該旋轉機構及偵測器丨24 中任何一個可先開始。 (3) 在階段S42中’該PC 129分析關於該散射雷射光束強度的該旋轉角度相關性之資料。階段S43決定該晶圓i 2 1的結晶方向。更精確而言’圖49中所示的輪靡代表相對於該晶圓1 2 1之不同旋轉角度的該散射雷射光束強度的變化。該 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（56 PC 1 2 9分析該輪廓。在圖49中，一菱形曲線為根據該第七具體實施例之方法而在一 CZ晶圓上實際量測的一 c〇p輪廓。該散射光線的強度之旋轉角度相關性為週期性及正弦性。在對應於該輪廓上一最大或最小值的該晶圓i 2丨之旋轉角度處’ 4 COP的一（hi)結晶面正好面對該雷射光束。雖然未示於圖中’ 一實際C0P輪廓係在一磊晶晶圓上量測，而該量測結果類似於該CZ晶圓的輪廓。該磊晶晶圓:: 具有一蠢晶層，其具有10到20 Ω · cm的比電阻PVG，而厚_ 度tVG為3 μηι。該磊晶晶圓具有一無切口之p/p-型晶圓在該蟲晶晶圓的一第——主平面上，暴露出（1〇〇)結晶面。當旋轉該晶圓1 2 1時，該晶圓平台12 5會振動而產生噪音。在此例中’該晶圓1 2 1的旋轉會被停止，藉此來降低量測點。降低3:測點可降低量測準確性。即使來自少量的量測_ 點’邊PC 12 9的軟體可近似於一正弦曲線，並分析該正弦. 曲線來正確地決定該結晶方向。 (4)該晶圓平台125再次地旋轉，而該晶圓121的一 [〇1 1] 線即對準於該雷射標記器128的一雷射點。在S44階段中，該雷射標記器12 8係操作來在該晶圓12 1的該周邊上形成一參考辨識（ID)標記。該參考辨識（id)標記代表該晶圓121的結晶方向。在該晶圓i 2 1上的位置，其中形成該參考辨識 (ID)標記，其可距離該晶圓121的邊緣為2 mm。該參考辨識 (ID)標記可形成為尺寸3 mm X 8 mm 〇 (第七具體實施例的實驗範例1) 一退火的晶圓係製作在一降低的氣壓中。該退火晶圓具 _______ -60- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 _______ B7 五、發明説明（57 ) 有比電阻p為10到30 Ω · cm，及一氧濃度[〇i]為1〇到12 X 1〇17 atoms/cm3。在該退火晶圓的第一主平面上，即暴露出 (100)結晶面《在圖49中，一正方形曲線為在該退火晶圓上所量測的一 BMD輪廓。該輪廓的一最大或最小值係對應於該退火晶圓的一旋轉角度，其中一 ]8^1]〇的（i丨”結晶面直接聚焦一雷射光束。 (第七具體實施例的實驗範例2) 二該第七具體實施例的實驗範例2在當藉由曝光而在該晶一圓上形成圖案時來量測一晶圓的結晶方向，而取代在該晶圓上形成一參考辨識（ID)標記。在決定該結晶方向之後，一參考辨識（ID)標記即形成在該晶圓上，該晶圓係根據該參考辨識標記（ID)來定位，並藉由曝光而在該晶圓上形成圖案。 (第七具體實施例的比較範例） · 一 CZ晶圓係根據該第七具體實施例來預備，該cz晶圓的結晶方向係根據由該第五具體實施例的1射線繞射技術所製成的一 Laue影像所決定。在該CZ晶圓的第一主平.面上，即暴露出（100)結晶面。該CZ晶圓具有比電阻p為1 〇到2〇 Ω · cm，及一氧濃度[(^為 12到 14 X 10” at〇ms/cm3 (舊式 ASTM) 〇 s亥第七具體貫施例’其實驗範例1及2，及該比較範例，其母個皆決定一晶圓的結晶方向。在決定該結晶方向之後，該實驗範例2可在一圖案曝光製程中調整該晶圓的結晶方向。 [___-61 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（ 58 ^圖50中的"第七具體實施例"代表該第七具體實施例及其實驗範例.1及2所需要的持續時間，而"比較範例"代表該第七具體實施例的比較範例所需要的持續時間。該，，第七具體實施例”需要每個晶圓1到2分鐘來決定該結晶方向，而該 ”比較範例”則每個晶圓約需要10到2〇分鐘，即約需要1〇倍於該，，第七具葶實施例，，的持續時間來決定該結晶方向。此係因為由該比較範例所使用的該射線繞射技術可僅藉由乍X -射線細縫來決疋一晶圓結晶方向，即一有限的量測區域。也就是說’該X-射線繞射技術必須長期地量測通過該窄細縫的弱X-射線。如同在該第六具體貫施例，第七具體實施例，及其實驗範例1及2，其能夠安全，快速與準確地決定一不具有切口或方向平面之圓形晶圓的結晶方向。該第七具體實施例，其實驗範例1及2，及該比較範例在半導體裝置製造程序中量測一晶圓的結晶方向。其亦能夠在晶圓製造程序中量測一晶圓的結晶方向。照射一晶圓的光線並不限於紅外光。其可為可見光。除了圖45之紅外雷射源127之外，該可見雷射光束源可用來發射一可見雷射光束到一晶圓的第^一主平面上。在此例中，該散射的光線偵測器124偵測該可見波長的光線。在上述解釋中（圖45及46)，該雷射光束123傾斜地照射一晶圓的一第一主平面’而該偵測器1 2 4配置在該第一主平面之上。這些雷射光束入射角度及散射光線偵測方向並不限制本發明。舉例而言，一雷射光束可由一晶圓的第一主平 -62- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝訂

1283454 A7 ________B7 五、發明説明（59 ) 面之正上方發射’而該偵測器i 24可傾斜地配置來偵測散射光線。另外’一雷射光束可傾斜地發射，而該偵測器丨24 可配置來偵測傾斜散射的光線。 (第八具體實施例）根據該第八具體實施例的半導體晶圓製造設備將進行解釋。此設備係基於該第八具體實施例的實驗範例。該設備發射白 '色光線朝向一鹼性蝕刻晶圓的表面，偵測來自該晶二圓表面的反射光線，決定該晶圓的結晶方向，並在該晶圓 _ 上形成一標記。在圖5 1中’該設備具有一晶圓平台1 4 1，其上設置有一標靶晶圓140及一偵測單元149。該偵測單元149發射光線朝向該晶圓140的一第一主平面’並量測來自形成在該第一主平面上的蝕刻坑洞144之散射光線的強度。該設備進一步具有· 一電腦145，用以分析關於該散射光線強度的旋轉角度相關. 性之資料，一雷射標記器150，用以在該晶圓140上形成一參考辨識（ID)標記，以代表該晶圓140的一結晶方向，及一處理室146。該處理室146覆蓋至少該晶圓平台14卜晶圓140 ，及偵測單元1 49，藉此阻隔外部光線。該電腦1 45具有軟體來分析關於該散射光線強度的旋轉角度相關性之資料，並修正該晶圓14 0的傾斜角。在該晶圓1 40的第一主平面上，暴露出第一方向結晶面 (在此例中為（1 00))’及由第二方向結晶面所定義的每個蝕刻坑洞，其係不同於由鹼性蝕刻所形成的該（1 〇〇)結晶面。該第二方向結晶面包含一（1 1 1)結晶面及同等於該（丨1 1 )結 -63 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 ____ B7 五、發明説明（60 ) 晶面的結晶面。該偵測單元丨49具有發射光線朝向該晶圓 M0的該第一主平面之功能，及量測來自該蝕刻坑洞144之散射光線強度之功能。該雷射標記器i 5〇發射一雷射光束到该晶圓1 4 0的一第二主平面之周邊，以形成具有複數個點之參考辨識（ID)標記。該參考辨識（ID)標記可形成在該第一主平面的周邊上」或除了其第二主平面之外的該晶圓1 40的側面。 _ 圖52A及52B所示為該偵測單元149，其中圖52A為一截面圖，而圖52B為一底視圖。該偵測單元149具有一光源ι54 ，以發射光線151朝向設置在該晶圓平台H1上的該晶圓ι4〇的第一主平面，及一光感測器丨52，用以量測來自在該晶圓 140的第一主平面上之蝕刻坑洞所散射光線的強度。該光感測器152可為一具有300,000像素的CCD攝影機，其直徑為 1.25 cm ° 該光感測器152具有一環形感光面155，其環繞該光線ι51 所發射的一發射口。該感光面1 5 5實質上為圓形，並具有一傾斜角為35.3土1。。該偵測單元149整合了光源154及光感測器 152。照射該晶圓140的該光線151，其為平行光線通量，其並不發散或收斂。該光線151可為白色光或單色光。其可為可見先或紅外光。該光源1 5 4可為一單色雷射或一紅外雷射。該光源1 54發射該平行光線通量1 5 1朝向該晶圓1 40的第一主平面。該平行光通量1 5 1的部份即由該第一主平面上的蝕刻坑洞所散射，並由該35。-傾斜的光感測器152所偵測。 L1[_—^-64- i紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) " — 1283454 A7 B7 五、發明説明（61 ) 該光感測器1 5 2環繞該光源1 5 4，因此可以同時量測該蝕刻坑洞在所有.方向上散射的光線，而不需要旋轉該晶圓1 40 或光感測器152。該電腦145根據環繞該平行光通量151之感光面1 5 5的旋轉角度來評估該偵測光線的強度。在圖53中，一橫座標代表在該感光面155上的旋轉角度，而一縱座標代表該散射光線強度所代表的相對數值。在該環形感光面1 5 5上的一部份1 5 3代表一相對應的旋轉角度。: 實質上為相同位準之散射光線強度峰值係出現在間隔90。-的四個位置。此係因為每個蝕刻坑洞係由四個結晶面所定義。這些結晶面包含該（1 1 1)結晶面及同等於該（1 1 1)結晶面的結晶面。該環形感光面1 5 5能夠同時偵測來自該（1 11)及同等的蝕刻坑洞之結晶面的散射光線。在圖54中所示的峰值在間隔及強度位準上並不規則。該·，峰值出現在旋轉角度10。，5 0°，170。及310。，而其位準並，非均一。此現象係在當該晶圓1 40的第一主平面處暴露的結· 晶面由該（100)結晶面偏移時即發生，或當該偵測單元149 傾斜於該晶圓1 40的第一主平面。在此例中，該晶圓1 40的第一主平面，在此例中，該晶圓140之第一主平面或該偵測單元149係使用該電腦145來修正，所以四個具有相同強度位準的峰值可出現在規則的間隔，如圖5 3所示。在該晶圓140與該偵測單元149的光感測器152之間的距離具有一最佳值。如圖5 5 A所示，其較佳地是在該平行光線通量1 5 1的中心與該感光面1 55的中心之間的距離為該晶圓14 0的該第一主平面及該感光面1 5 5的中心之間的距離的 li： -65- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1283454 A7 B7 五、發明説明（62 ) 0.7 倍。在圖55B中，一橫座標代表dL/dW，而一縱座標代表該散射光線強度。該距離d L為該平行光線通量1 5丨的中心與該感光面1 5 5的中心之間的距離。該距離dW為該晶圓1 40的第，主平面與該感光面155的中心之間的距離。該距離扎為固定 ’而該距離dW可改變。如圖55B所示，該散射光線強度的表大值係在（dL/dW) = 0·7±0.1時得到。由此數值，來自該 (1 1 1)及同等結晶面的該散射光線148b可最為有效率地偵測。修正§玄偵測單元1 49及該晶圓1 40之間的距離，及該晶圓 140或偵測單元1 49的傾斜可改進偵測準確性。根據本發明的第八具體實施例之半導體晶圓製造方法將進行解釋。該第八具體實施例藉由非等向性蝕刻而使用一鹼性浴液在一晶圓上形成蝕刻坑洞，並使用該蝕刻坑洞來決定該晶ΐ的該結晶方向。 (1) 在圖56中，階段S50升起一單晶錠。階段S51進行一圓周研磨製程來決定由該晶錠所製造的晶圓直徑。階段S52 進仃一區塊切割製程，而階段S53進行一切片製程來由該晶錠形成，片晶圓。每個晶圓的第_主平面暴露出(_結晶面。孩單曰曰錠不接受結晶方向量測以及未形成切口 /方向平面，因此每個晶圓的圓周形狀為圓形。 (2) 卩& |又Sd4去角每個晶圓的邊緣，以形成一斜邊輪廓，其係傾斜於泫晶圓的第一主平面。階段以5重疊每個晶圓的第一主平面及斜邊輪廓。

297公釐） 1283454 A7 ____B7 五、發明説明（63 ) Ο) Ρό I又S 5 6進行一非等向性蝕刻製成來主要移除在每個晶圓的第一主平面上之波動。該非等向性蝕刻製程使用一鹼〖生/合液，並包含根據該晶圓的結晶方向之不同的蝕刻速率。忒鹼性溶液可為ΚΟΗ或NaOH。該非等向性蝕刻製程在每個晶圓的第一主平面上形成蝕刻坑洞。該蝕刻坑洞係由結晶面所定義，其不同於該（1〇〇)結晶面。 (4) 階段S61使用如圖51之半導體晶圓製造設備，以量測該結晶方向及形成一標記。更精確而言，圖56的階段S61 發射一平行光線通量到該蝕刻坑洞。該平行光線通量係由定義每個蝕刻坑洞的第二方向結晶面所反射。階段S6丨偵測該反射的光線，評估該反射光線強度的旋轉角度相關性，並在該晶圓上形成一參考辨識（ID)標記，以代表該晶圓的該結晶方向。 (5) 階段S57以一酸性溶液進行一酸蝕刻製程，以主要來移除該蝕刻坑洞。階段S 5 8在每個晶圓的第一主平面及斜邊輪廓上進行一研磨製程。階段S59清洗及測試該晶圓。階段 S60封裝及運送該晶圓。 (第八具體實施例的實驗範例）根據第八具體實施例的實驗範例將進行解釋。圖5 7中所示的流程圖實質上相同於圖56。除了在圖56之流程圖中所示的階段S61之外，圖57的流程圖拾取一樣本晶圓。在階段 S 5 6中的鹼性蝕刻與階段s 5 7中的酸性蝕刻之後，該樣本晶圓即由該晶圓製造線中取出。在圖5 8中，該樣本晶圓1 4 0係設置在一晶圓平台1 4 1上。 — -67- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 ----- B7 五、發明説明（64 ) 在該樣本晶圓140的第一主平面上，有許多蝕刻坑洞。每個姓刻坑洞係·由第二方向結晶面所定義，其不同於為一第一方向結晶面的該（100)結晶面。一光源142配置在該樣本晶圓140的第一主平面之上，以垂直地發射白色光到暴露在第一主平面處的該钱刻坑洞1 44。來自該蝕刻坑洞1 44的散射光線係由一散射光線偵測器143所偵測。一處理室146覆蓋該樣本晶圓140，晶圓平台14ι，光源142及偵測器143，以阻隔外部光線。該偵測器143具有一感光面155。該感光面155係傾斜於該 (100)結晶面，以量測該散射光線的強度的變化。在圖59中 ’該散射光線強度係相對於該感光面丨5 5的傾斜角而改變。一橫座標代表該感光面1 5 5的傾斜角，而一縱座標代表該散射光線強度所代表的相對數值。當該感光面155平行於該 (100)結晶面，即當該感光面155的傾斜角為零時，即出現一峰值。當該感光面155傾斜35。及-35。時，亦出現峰值。圖60%釋由形成在該樣本晶圓14Q的第一主平面上之姓刻坑洞144所散射之光線。來自該光源142的光線（147a， 147b)垂直地前進朝向該（1〇〇)結晶面。一具有〇。傾斜的感光面155a之偵測器143a偵測到直接來自該（1〇〇)結晶面的散射光線148a，而提供圖59的該〇。-傾斜峰值。一具有35。傾斜的感光面1555之偵測器M3b偵測來自該蝕刻坑洞144的散射光線148b，而提供圖59的該35。-傾斜峰值。在圖60中，該蝕刻坑洞144係由包含一（nl)結晶面及同等於該（111)結晶面的結晶面之第二方向結晶面所定義 __— _ -68- 本紙張尺度適用中國國家襟準(CMS) A4規格(210 X 297公董） 1283454 A7 B7 五、發明説明（65 ) 。進入該蝕刻坑洞1 44的光線會由該第二方向結晶面所反射’並由具·有該35。-傾斜的感光面155b之偵測器143b所偵測。 (第八具體實施例的比較範例）在該鹼性蝕刻製程（S56)之後及該酸性蝕刻製程（S57)之前’該第八具體實施例的比較範例發射射線到一晶圓，二以找出·該晶圓的結晶方向。根據該第四結晶方向，一參考二辨識（ID)標記使用標記設備來製作在該晶圓上。，在圖61中，該比較範例需要每個晶圓1〇到2〇分鐘，而該第八具體貫施例僅需要每個晶圓1到2分鐘。該第八具體賞化例使用可見光或紅外線。另一方面，該比較範例使用X一射線，其有害於人體，因此其需要一設備來保證安全性。該第八具體貫W例能夠安全，快速，及精確地量測晶圓> 結晶方向，及在該晶圓上形成一標記，藉以降低製造成. ° (第九具體實施例）最近的高效能半導體積體電路係由s〇I晶圓製造，以實現低功率消耗及高速運作。一種直接接合技術來形成一 s〇I 晶圓，其需要兩個晶圓，因此會增加該晶圓成本。舉例而言，一8忖SOI晶圓成本約為1〇〇〇〇〇日圓。該s〇i晶圓的最關鍵問題為其製造成本的降低。為了改進在該晶圓上形成的該半導體裝置的特性，半導體裝置製造程序使用不同的元件。為了防止這些元件來冷染晶圓，該晶圓需要清洗。但是，其很難完全地清洗在該 ____ - -- —____· 69 - 本紙張尺度適用中0Ϊ家棵準(CNS) A4規格(_21()X297公------ 1283454 A7 ________ B7 五、發明説明（66 ) 晶圓上形成的切口中所收集的粉塵（元件）。在切口中所累積的粉塵會造成污染，而降低了由該晶圓所形成之半導體裝置的良率。本發明之第九具體實施例，如同第四具體實施例，可提供具有一單晶矽基底晶圓的一 SOI晶圓，一形成在該基底晶圓的主平面上的絕緣層，及形成在該絕緣層上的一 SOI層（單晶石夕層）。特別是，該第九具體實施例提供具有一圓形基i 底晶圓的SOI晶圓，其不具有切口或一方向平面，及一種製一造這種SOI晶圓的方法。在圖62A中，該SOI晶圓173係由一圓形基底晶圓160製成，一斜邊輪廓沿著該基底晶圓160的周邊形成，在該基底晶圓160上形成的一絕緣層，形成在該絕緣層上的一 s〇I層，形成在該SOI層的周邊上之參考位置169，及代表該S0I層-的該結晶方向之參考辨識（ID)標記。 . 該參考位置169為一切口或一方向平面，其代表該s〇i層的結晶方向。在此例中，該參考位置169為一切口。在圖62B中，該參考辨識（id)標記165形成在該切口丨69 的附近。該絕緣層172形成在該基底晶圓160的一主平面上 ’而a亥S 01層1 7 1係配置在該絕緣層1 7 2上。該切口 1 6 9形成在該纟巴緣層172及SOI層171的周邊上。該切口 169可至少形成在該SOI層171的周邊上。該絕緣層172可具有一切口 169 ，也可不具有。該參考辨識（ID)標記165形成在該基底晶圓16〇的該斜邊輪廓上，並對準於該切口 169。相鄰於該參考辨識（ID)標記 i / -70^ 1紙張尺度適用中國國家標準((iNS) A4規格(210X 297公釐) ' -- 1283454

5，一包含關於該SOI晶圓173的資料之辨識（ID)標記164 即形成在該基底晶圓1 60的斜邊輪廓上。在此例中，該參考辨識（ID)標記1 65為三角形。此並未限制本發明。如在該第一到第八具體實施例中所解釋，該參考辨識（ID)標記165可具有任何的形狀，如果其係用來辨識該s〇I層171的結晶方向。该辨識（ID)標記164主要是用來管理該s〇I晶圓173的品質，並製成文數字符號。在以下的解釋中，該參考辨識（1〇) ‘ δ己165及辨識（ID)標記164係共同代表辨識（ID)標記162。根據έ亥第九具體實施例的一種製造該s〇〗晶圓^之方法將進行解釋。該SOI晶圓173係由該直接接合技術來形成孩SOI晶圓173係由接合該基底晶圓及該s〇I層晶圓所製造。在圖63A中，該基底晶圓160為圓形，並不具有參考位置，例如一切口或一方向平面。該基底晶圓16〇的周邊具有一斜邊輪廓163。在圖63B中，該辨識（id)標記162係形成在靠近該主平面161的該斜邊輪廓163上。在圖64中，階段S71升起一單晶錠。階段S72進行一晶錠上圓周研磨製程來固定由該晶錠所製造的晶圓直徑。階段 S75進行一區塊切割製程，以形成碟片晶圓。該單晶錠不接受結晶方向量測以及未形成切口 /方向平面，因此每個晶圓為圓形。階段S76去角每個晶圓的邊緣，以沿著該晶圓的周邊形成一斜邊輪廓。該斜邊輪廓係傾斜於該晶圓的一主平面。階段S77對於每個晶圓的主平面及斜邊輪廓進行一重疊製程 -71 - 1283454 A7 ^___B7 五、發明説明（68 ) 。階段S78進行一蝕刻製程，以主要移除每個晶圓的主要平面上的波動.。該#刻製程包含使用一鹼性溶液的鹼性蝕刻製程，及使用一酸性溶液的一酸性蝕刻製程。階段S 7 9對母個晶圓的該主平面及斜邊輪廓進行一研磨製程。該研磨的晶圓即被清洗及測試。一辨識該結晶方向 ,並用以官理一 soi晶圓的品質之辨識（ID)標記丨62即製作在每個晶圓的該斜邊輪廓上。此即根據該第九具體實施例二來完成該基底晶圓160。在圖65A中，該SOI層晶圓166具有一斜邊輪廓，其上形成該切口 169。在圖65B中，該SOI層晶圓ι66具有該第一主平面167，其上形成該氧化膜172。該矽晶圓17〇包含獨立於該氧化膜172的該氫離子植入層168。在該氧化膜172及該氫離子植入層16 8之間’出現一 S ΟI層（單晶石夕層）17 1。在圖66中，圖64的製造方法係部份用於形成晶圓，其每· 個在其周邊上具有一切口。也就是說，在階段S72的圓周研. 磨製程之後，及階段S75的切片製程之前（圖64)，發射出χ· 射線來里測或早晶鍵的結晶方向，而一切口形成在該晶旋上。該切口的晶錠被切片成矽晶圓，其每個在其周邊上具有一切口。圖66的階段S9 1對每個矽晶圓1 70的第一主平面上進行— 熱處理，以在該晶圓1 7 0上形成一熱氧化膜1 7 2。另外，一氧化矽膜可沉積在該晶圓1 70的該第一主平面上。該熱氧化膜1 7 2或氧化石夕膜為该埋入式氧化膜1 7 2，做為在該§〇I晶圓 173 中的一 BOX層（圖 62Β)。 -72- ----- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（69 ) 階段S92經由該氧化膜172植入氫離子到該晶圓170的第一主平面中.。該離子植入之進行條件，例如為離子加速能量50 keV，及植入濃度lO^cm2。此在該矽晶圓17〇中形成氫離子植入層168。該氫離子植入層168係與該氧化膜172 隔開，藉以完成該SOI層晶圓166。如圖67所示，該SOI晶圓173(圖62 A)係由接合該基底晶圓 160(圖63A)及該SOI層晶圓166(圖65A)所製造。階段S95在 : 至溫下接合該基底晶圓160的該主平面161到該SOI層晶圓 -166的該主平面167。此時，在該SOI層晶圓166的周邊上該切口 169係對準於在該基底晶圓160的該斜邊輪廓163上的該三角形參考辨識（ID)標記165，而該晶圓160及166接合在一起。為了彼此對準該切口 169及參考辨識（ID)標記165，可使用具有CCD的一光學讀取器。該晶圓160及166即適當、地導向，其係根據該三角形標記丨65。 · 階段S96進行一熱處理，並沿著該氫離子植入層1 68來切開該SOI層晶圓166。此形成一實體結構，其包含該基底晶圓160，氧化膜（埋入式氧化膜）172，及SOI層171，該埋入式氧化膜172及SOI層171係位在該基底晶圓160的該主平面161上。階段S97研磨該切開面，以完成圖62 A的SOI晶圓 173 〇根據該第九具體實施例，該基底晶圓160及SOI層晶圓166 接合在一起，而該SOI層晶圓166沿著該氫離子植入層168 切開。此方法並不限制本發明來形成一 SOI晶圓。該基底晶圓160可接合到該SOI層晶圓166,而不需要該氫離子植入層 -73- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

裝訂

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168。在此例中，相對於該第—主平面167的該sm層晶圓i66 的第二主平.面被薄化到所需要的厚度，以形成該則層。為了薄化該SOI層晶圓166，可使用一化學機械研磨技術，或一化學或物理蝕刻技術。在該SOI晶圓173上的切口或一方向平面係用來辨識該 SOI層171的結晶面方向，其係在當形成半導體積體電路於其上時·。因此，如果該S0I層晶圓166的結晶方向未對準於該基底晶圓160的結晶方向時，仍將不會有問題。如果該s〇i 層171的結晶方向可以辨識，該基底晶圓ι6〇可為不具有切口或方向平面之簡單碟片。 (第九具體實施例的修正1) 根據該第九具體實施例，在該基底晶圓1 60的斜邊輪廊上的該辨識（ID)標記162由該文數字碼164及該三角形165所構成，如圖63B所示。該第九具體實施例的修正i使用一條碼辨識（ID)標記。圖68A所示為一 SOI層晶圓166接合於一基底晶圓160。該 SOI層晶圓166具有一切口 169。該基底晶圓160的斜邊輪廓具有對準於該切口 169的一條碼175。在圖68B中，該條碼175 係形成在該斜邊輪廓上，所以其可成為靠近該SOI層晶圓 166的該切口 169。該條碼175可為一線性條碼（圖68B)或一二維條碼。 (第九具體實施例的修正2) 一般而言，形成在一 SOI晶圓上的一切口或一方向平面係用來辨識一 S 01層的結晶面方向，其係當在其上形成半導體 -74- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454

積體電路時。也就是說’該切口或方向平面無關於一基底 =二晶方向。舉例而言’在圖62B中，該s〇i層S;圓 166具㈣切σ169’以代表該⑽層i7i的結晶方向。如果该切口 169可用於辨識該s〇I層i71的結晶方向，a不需要預備一參考辨識（ID)標記在該基底晶圓16〇上，例如_三角形 165 ’以代表巧soi層m的結晶方向。因此、該第九具體實施例的修正2在一基底晶圓上未提供參考辨識（ID)標記，來代表一 s〇I層的結晶方向。在圖"A 中，該soi晶圓176具有一S0I層晶圓丨66，其具有一切口 ι69 ’及一不具有參考辨識（ID)標記的一基底晶圓16〇。該晶圓 166及160接合在一起來形成該S0I晶圓176。在圖69B中，該soi層晶圓166具有一埋入式氧化膜，及具有該切口 169 的一 SOI層。另一方面，該基底晶圓16〇的斜邊輪廓不具有參考辨識（ID)標記來代表一結晶方向，也不具有一辨識（ID) 標記來用於該SOI晶圓1 76的品質管理。 s進行耑要來控制晶圓結晶方向的一半導體積體電路形成製程時，一具有CCD攝影機的光學讀取器被用來偵測在該SOI層上的切口 169，以控制該結晶方向。依此方式，該基底晶圓可為在其斜邊輪廓上不具有切口或方向平面之碟片。即使如此，其有可能在當該S〇I層的周邊具有一切口或一方向平面時，來偵測該SOI層的該結晶面方向。該基底晶圓的斜邊輪廓可具有一參考辨識（ID)標記來對準於該SOI層晶圓的該切口。在此例中，該SOI層的結晶方向可快速地由讀取該參考辨識（ID)標記來辨識，其不 _ -75- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ~ ' 1283454 A7 B7

需要直接地偵測該SOI層的切σ。在基底晶圓上不形成切口或方向平面，即可實現低成本 SOI晶圓。該不具有切口或方向平面之_晶圓為圓形，以提供均勻的表面，其中形成半導體積體電路。若不具有切口，在製造程序期間不會由晶圓補捉到粉塵或薄膜殘留物，以避免污染該晶圓。此造成低成本的高品質半導體晶圓製造。· θθ (第九具體實施例的比較範例）該第九具體實施例的比較範例藉由接合一具有一切口的基底晶圓與具有一切口的一 SOI層晶圓來製造一 S0I晶圓。也就是說’該基底晶圓具有一切口，而非一參考辨識（id) 標記。如圖70所示，如同在圖64中的方法，階段S71升起一單晶錠’而階段S 7 2研磨該晶錠的周邊。階段s 7 3使用X -射線來置測該晶鍵的結晶方向。階段S 7 4形成一切口或一方向平面來代表該晶圓的該結晶面方向（通常為[11〇])。階段S75到 S79係根據圖64的方法來進行。階段S81形成一標記在每個晶圓的背面上來管理該晶圓品質，所以由於該標記的不規則並不會干涉到該晶圓的接合。在圖71A中，該SOI晶圓178係由該基底晶圓177構成，其係由圖7 0的流程圖製作，而一 S〇I層晶圓1 6 6接合到該基底晶圓177。該SOI層晶圓166係由圖66的流程圖製作，並具有圖6 5 A的結構。該基底晶圓1 7 7及S 01層晶圓1 6 6的接合係根據圖67的流程圖來進行。此時，該SOI層晶圓166的一切口 -76- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（73 ) 169係對準於該基底晶圓177的該切口 179，而該晶圓166及 177係接合在一起。如圖71A所示，該切口 169及179彼此符合。相較於該第九具體實施例的圖62A之SOI晶圓173，該比較範例的SOI晶圓178在該基底晶圓177上具有該切口 179，而非該參考辨識 (ID)標記165。基於該切口 1 79，即進行該接合。在圖_71B中，一用以管理該晶圓的品質之標記164即形成了在该晶圓的背面上。一如上所述，本發明的第一到第九具體實施例提供包含有最小的晶圓與晶圓之間變異的半導體晶圓，並可在高良率下製造；製造這種半導體晶圓的方法；在這種晶圓上製造半導體裝置的方法；及在這種晶圓上製造半導體裝置的設備。該第一到第九具體實施例的效果如下： ^ (1) 根據該第一到第九具體實施例的晶圓在其斜邊輪廓· 上具有辨識（ID)標記。該辨識（id)標記包含在該晶圓上形成之產品的資料。當在一製造程序中於該晶圓上形成新產品時’一關於該新產品的辨識（ID)標記即在需要時形成在該晶圓上。也就是說，一選擇性數目的辨識（ID)標記即在每當需要時即形成在該晶圓上。根據該辨識（ID)標記，最佳化的製程條件可快速地對個別的製造程序來決定，而不用存取一主機電腦。此可防止晶圓與晶圓之間的變異。 (2) 根據該第一到第九具體實施例之晶圓在該晶圓的斜邊輪廓上一平坦化的部份上具有一辨識（ID)標記。即使該晶圓不具有參考位置，該辨識（ID)標記可由於該平坦化的 _____-77- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454 A7 B7 五、發明説明（74 ) 部份而在高速下讀取。 (3) 根據諒第一到第九具體實施例之晶圓在其斜邊輪廓上具有複數個辨識（ID)標記。該辨識（ID)標記包含相同的資料，並彼此在水平及垂直方向上隔開。至少一個辨識（ID) 標記可容易地在高速下讀取，而不需要精確地量測該斜邊輪廓的形狀。 (4) 根據該第一到第九具體實施例之晶圓在該晶圓的斜二邊輪廓上一參考位置的每一側邊上具有辨識（ID)標記。該 _ 辨識（ID)標記可在半導體裝置製造程序期間快速地讀取，藉此改善生產率。 (5) 根據該第四及第九具體實施例的s〇i晶圓係由一基底晶圓，一絕緣膜及一單晶矽層所構成。該基底晶圓具有一辨識（ID)標記，該SOI晶圓可在半導體裝置製造程序其間避一免補捉到粉塵。該SOI晶圓可具有一辨識（ID)標記，其功能. 類似於在一標準晶圓上的一切口。該SOI晶圓可工業性地生產’而不需要額外的製程及成本。 (6) 該第一到第九具體實施例發射一雷射光束朝向一晶圓的該斜邊輪廓之一部份，以平坦化該部份，並在該平坦化的部份中形成一點標記。該第一到第九具體實施例以光線照射該晶圓的斜邊輪廓，監視由該斜邊輪廓所反射光線的強度，偵測出該反射光線強度為最大值之該斜邊輪廓上的位置，並決定該位置成為該點標記形成的部份。依此方式，本發明的第一到第九具體實施例可快速地偵測到有形成一小點標記之一晶圓的該斜邊輪廓上的一位置。該第一 -78- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1283454

到第九具體實施例能夠形成一點標記，其可輕易地辨識，即使-曰曰圓曰的表面在半導體裝置製造程序期間被粗糙化。 (7)Γ像Γ相關技藝中，其使用-單-辨識(id)標記來管理，篁的#料’其會花復長時間來在一製造程序期間由該辨？ (ID)標記讀取必要的資料，該第一到第九具體實施^ 在每個s曰圓上形成辨識（ID)標記，如上所述，所以用以管理半導體裝置製造程序的必要資料可快速地由該辨識（id)二標記讀取。一根據該第一到第九具體實施例，每個半導體裝置製造設備可快速地讀取該辨識（ID)標記，以取得該先前製程的製程條件，以彈性地決定其本身的製程條件。此造成製造出均勻特性的半導體裝置。明確來說，該第一到第九具體實施例的辨識（ID)標記可用於設定在一發展階段中的實驗性

製程之適當條件，所以這些製程可快速地應用到一實際的· 製造線。― T 本發明的額外好處及修正可立即為本技藝專業人士所明瞭。因此，本發明在其廣義角度上並不受限於此處所顯示及描述的特定細節及代表性的第一到第九具體實施例。因此’在不背離由所附申請專利範圍及其同等者所定義的— 般性創新觀念的精神或範圍之下，可進行不同的修正。 -79- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(210X 297公釐)

Claims

,WJ-a81< ABCD

1283454 第091105331號專利申請案中文申請專利範圍替換本(92年7月) 六、申請專利範園 L 一種半導體晶圓，其包含·· 沿著該晶圓的周邊所形成的一斜邊輪廓；形成在該晶圓上的產品；及形成在該斜邊輪廓上的一辨識（ID)標記，其含有包含该產品的性質，製造條件及測試結果之資料。 2·如申請專利範圍第1項之晶圓，其中·· 該斜邊輪廓具有一表面，其粗糙度大於形成該產品的该晶圓之一表面。 3·如申請專利範圍第1項之晶圓，其中：該辨識（ID)標記係重複地形成在一晶圓厚度方向上的不同位置處的該斜邊輪廓上。 4·如申請專利範圍第3項之晶圓，其中：該斜邊輪廓在該晶圓的一第一主平面側上具有一第一斜邊輪廓，在該晶圓的一第二主平面側上具有一第一斜邊輪廓；及該辨識（ID)標記係形成在每個該第一及第二斜邊_ 廓。 5·如申請專利範圍第3項之晶圓，其中：该辨識（ID)標記係形成在該斜邊輪廊上所定義的失考位置之每一側上。夕 6.如申請專利範圍第5項之晶圓，其中：該參考位置為一物體或一標記來代表該晶圓的一# 晶方向。 7·如申請專利範圍第6項之晶圓，其中.： -80- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

1283454 ^ .； Y A8 六、申請專利範圍该辨識（ID)標記係以雷射光束所形成的點所製成。 13·如申請專利範圍第丨丨項之晶圓，其中·· 該辨識（ID)標記係形成在該基底晶圓的該周邊上。 14. 如申請專利範圍第丨3項之晶圓，其中：该辨識（ID)標記係形成在沿著該基底晶圓的該周邊所形成的一斜邊輪廓上。 15. —種半導體晶圓，其包含：一圓形第一主平面，其上形成半導體裝置；一沿著該晶圓的周邊所形成的斜邊輪廓；及一形成在該斜邊輪廓上的參考辨識（ID)標記，其代表該晶圓的一結晶方向。 16·如申請專利範圍第15項之晶圓，其中：该參考辨識（ID)標記為一二維矩陣碼，其包含一 l-形導引單元；及 / 該L-形導引單元的位置係做為辨識該晶圓的一結晶方向的參考。 17.如申請專利範圍第16項之晶圓，其中·· »玄L形導引單元係配置在該第一主平面的一結晶方向線上。 18·如申請專利範圍第15項之晶圓，其中：該斜邊輪廓包含在該晶圓的一第一主平面側上一第一斜邊輪廓，及相對於該第一主平面之該晶圓的一第二主平面側上的一第二斜邊輪廓；及該參考辨識（ID)標記係形成在每個該第一及第二斜邊 •82- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 1283454 El 曰修(i^正替換頁申請專利範園輪廓上。 19. 一種半導體晶圓，其包含：一圓形第一主平面，其上形成半導體裝置；一參考辨識（ID)標記，形成在該晶圓上，且代表該晶圓的一結晶方向；曰一形成在該晶圓的周邊上之凹陷，其具有一傾斜相對於該第一主平面之底部；及、 T蝕刻坑洞，形成在該底部上，並在該晶圓執行一研磨製程之後仍保留，該蝕刻坑洞係由不同於在該第一主平面處暴露的第一方向結晶面之第二方向結晶面所定義。 20· —種半導體晶圓，其包含： ’一圓形基底晶圓；一沿著該基底晶圓的該周邊而形成的斜邊輪廓；一配置在該基底晶圓上的絕緣層；一配置在該絕緣層上的單晶石夕層；及一疋義在该單晶石夕層的該周邊上的參考位置，用以代表該單晶矽層的一結晶方向。 21·如申請專利範圍第20項之晶圓，進一步包含：一根據該參考位置形成在該斜邊輪廓上的參考辨識 (ID)標記，用以代表該單晶矽層的該結晶方向。曰 22·如申請專利範圍第20項之晶圓，進一步包含·· 一形成在該斜邊輪廓上的辨識（ID)標記，其至少代表關於該晶圓的資料。 - 83- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

1283454 23· —種製造半導體裝置之設備，其包含：一方向量測單元，以量測一半導體晶圓的結晶方向；及、一標記單元，以根據該量測的結晶方向在該晶圓上形成一參考辨識（ID)標記，該參考辨識（ID)標記係用於辨識该結晶方向。 24.如申請專利範圍第23項之設備，其中該方向量測單元包含：一 X-射線源，以發射X-射線朝向該晶圓的一主平面；一二維X-射線偵測器，以偵測傳送通過或由該晶圓反射的X-射線；及一顯示器，以基於該偵測的x_射線來顯示一 Laue$ 像。 25·如申睛專利範圍第23項之設備，其中該標記單元包含：一雷射標記器，以發射一雷射光束到該晶圓上，以在該晶圓上形成該參考辨識（ID)標記；一量測裝置，以量測在該晶圓上的該雷射光束的光點及代表該量測的結晶方向之一線之間的偏移角度，·及一旋轉裝置，以旋轉該晶圓及雷射標記器之一。 26. —種製造半導體裝置之設備，其包含：一具有一旋轉機構的晶圓平台；一光源，以發射一光束朝向該晶圓平台的一旋轉中心 ’用以照射在該晶圓平台上設置的一晶圓的一主平面；一偵測器’以量測來自該晶圓上的結晶缺陷之散射光 -84- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

ABCD 1283454 六、申請專利範園線強度；一電腦，以分析該量測的強度之旋轉角度相關性；一標記單元，以在該晶圓上形成一參考辨識（ID)標記 5用以代表該晶圓的'一結晶方向，及一處理室，用以覆蓋至少該晶圓平台，晶圓，光源及偵測器來阻隔外部光線。 27· —種製造半導體裝置之設備，其包含：一晶圓平台；一光源，以發射一光線在該晶圓平台上設置的一晶圓的一主平面；一光感測器，其具有環繞該光源的一發射口且傾斜於該發射光線的一前進方向之感光面，該光感測器量測來自形成在該晶圓的該主平面上之蝕刻坑洞的一散射光線強度；一電腦，以分析該量測的強度之旋轉角度相關性；一標記單元，以在該晶圓上形成一參考辨識（ID)標記 ’用以代表該晶圓的一結晶方向；及一處理室，用以覆蓋至少該晶圓平台，晶圓，光源及光偵測器來阻隔外部光線。 28·如申請專利範圍第27項之設備，其中：該發射的光線為一平行光線通量。 29·如申請專利範圍第27項之設備，其中·· 該感光面係傾斜於該前進方向約為3 5度。 30·如申請專利範圍第28項之設備，其中·· -85- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Μ規格(灿·7公爱) 1283454; 92. 7. 18

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六、申請專利範圍該平行光線通量的中心與該感光面的中心之間的距離係為該晶圓的該主平面與該感光面的該中心之間的距離之〇刀倍。 31· —種製造半導體裝置之方法，其包含·· 沿著一半導體晶圓的該周邊形成一斜邊輪廓；形成產品在該晶圓上；形成一第一辨識（ID)標記在該斜邊輪廓上，該第一辨識（ID)標記含有包含該產品的性質，製造條件，及測試結果之資料；讀取該第一辨識（ID)標記；及根據由該第一辨識（ID)標記所讀取的資料來形成其它產品在該晶圓上。 32·如申請專利範圍第3 1項之方法，其包含：形成一第二辨識（ID)標記在該第一辨識（ID)標記附近的該斜邊輪廓上，該第二辨識（ID)標記含有在形成該第一辨識（ID)標記之後形成在該晶圓上之產品的性質，势造條件，及測試結果之資料。 33·如申請專利範圍第31項之方法，其中形成一第一辨識 (ID)標記在該斜邊輪廓上包含：發射一雷射光束朝向該斜邊輪廓的一部份，以平土曰化該部份，該斜邊輪廓的一粗糙度係大於形成該產品的該晶圓之一區域的粗糙度；及在該斜邊輪廓的該平坦化部份中形成構成該第一辨識（ID)標記的點。 -86 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1283454 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 34.如申請專利範圍第33項之方法，其中讀取該第一辨識 (ID)標記包含：發射光線到該斜邊輪廓上，並監視來自該斜邊輪廓的反射光線之強度；及债測一顯示最大數值的反射光線強度之位置，並決定出形成該點之該部份的該位置。 35·如申請專利範圍第3 1項之方法，其令·· 沿著一半導體晶圓的該周邊形成一斜邊輪廓，其包含在形成该產品的該晶圓的一第一主平面側上的一第一斜邊輪廓，及相對於該第一主平面的該晶圓的一第二主平面侧上一第二斜邊輪廓；开>成一第一辨識（ID)標記在該斜邊輪廓上，其包含藉由一裝置製作器來形成一辨識（ID)標記在該第一斜邊輪廓上，及藉由一晶圓製作器來形成一辨識（ID)標記在該第二斜邊輪廓上；及由該裝置製作器的該辨識（ID)標記係事先儲存在該裝置製作器的一主機電腦中。 36· —種製造半導體裝置之方法，其包含：形成一凹陷在半導體晶圓的該周邊上，該凹陷的底部傾斜於該晶圓的一第一主平面，該面上形成有該半導體裝置；藉由執行一蝕刻製程來形成一蝕刻坑洞在該底部上，其蝕刻速率係根據該晶圓的結晶方向而不同，該蝕刻坑洞係以第二方向結晶面來定義，其係不同於在該第二 -87- 本紙張尺度適巾S S家標準(CNS) A4規格(21QX 297公楚) "' — -— 1283454

A8 B8 C8 D8 、申請專利範園主平面處所暴露的第一根據該蝕刻坑洞的一向；及方向結晶面；形狀來決定該凹陷的一結晶方〜取一麥考辨識（m λα α » ”不D己在該晶圓上的一吉晶方向。 37·如申請專利範圍第％曰古心七人只疋方法，其中決定該凹陷的日日万向包含：以代表該晶β 發射光線到該餘刻坑洞上；砰估來自第二方向結晶面的轉角度相關性；及反射光線強度的一旋根據該旋轉角度相關性決^該凹陷的—結晶方向。讯如申請專利範圍第37項之方法，其中根據該旋轉角度相關性決定該凹陷的一結晶方向包含：在-資料庫中儲存形成在該晶圓的整個圓周區域上的蝕刻坑洞之旋轉角度相關性資料；比較該評估的旋轉角度相關性與儲存在該資料庫中的該資料；及根據該比較結果決定該凹陷的一結晶方向。 39. —種製造半導體裝置之方法，其包含：發射一光束到一晶圓的一主平面上；量測來自在該晶圓中結晶缺陷的一散射光線強度；分析該量測的強度之旋轉角度相關性；及根據該分析的旋轉角度相關性來決定該晶圓的一結晶方向。 -88- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中該光束為紅外光範圍之一的雷射一可見光範圍及一光束。 41. 如申請專利範圍第39項之方法，其中·· 該旋轉角度相關性具有正弦性周期。 42. —種製造半導體晶圓之方法，其包含：藉由切割一單晶錠來形成該晶圓；藉由在該晶圓上進行一蝕刻製程來移除在該晶圓的主平面上的波動，該蝕刻製程使用一鹼性溶液，並包含根據結晶方向使用不同钱刻速率；根據由該蝕刻製程而在該主平面上形成的蝕刻坑洞來量測該晶圓的一結晶方向；形成一參考辨識（ID)標記在該晶圓上，以代表該晶圓的該量測的結晶方向；及移除該餘刻坑洞。 43. —種製造半導體晶圓之方法，其包含：沿著一圓形基底晶圓的該周邊形成一斜邊輪廓；形成一參考辨識（ID)標記在該斜邊輪廓上，以代表一 SOI層晶圓的一結晶方向；形成具有一參考位置的該S0I層晶圓，以代表該S0I 層晶圓的該結晶方向；形成一絕緣層在該SOI層晶圓的一第一主平面上；及接合該基底晶圓到該SOI層晶圓的一絕緣層側，其具有參考辨識（ID)標記來對準於該參考位置。 -89 -

A8 B8 C8 D8 1283454 六、申請專利範圍，植入氫離子成一氫離子植沿著該氫離子 44·如申請專利範圍第43項之方法，其包含：在接合該基底晶圓到該SOI層晶圓之前到該第一主平面，以在該SOI層晶圓中形入層，而與該絕緣層隔開；及在接合該基底晶圓到該絕緣層側之後，植入層切開該SOI層晶圓。 -90 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)