光刻襯底標記工具及形成襯底識別標記的方法與流程

2023-06-12 17:46:24 1

本發明的實施例涉及半導體領域，更具體地涉及光刻襯底標記工具、光刻晶圓標記工具及形成襯底識別標記的方法。

背景技術：

半導體製造設備是製造集成晶片的設備。通過如下操作來執行集成晶片的製造：利用多個處理步驟(如，蝕刻步驟、圖案化步驟、沉積步驟、注入步驟等)在半導體晶圓上進行操作以在半導體晶圓上和半導體晶圓內形成數百萬或數十億半導體器件。隨後切割半導體晶圓以從單個晶圓形成多個集成晶片。半導體FAB通常具有一個月數以萬計的晶圓產量。由於工藝變化，所以不同晶圓的質量可能變化。因此，為了跟蹤晶圓和其相關聯的晶片，在每一個晶圓上形成識別標記。識別標記有助於製造工藝期間的晶圓的可追溯性以用於故障分析。

技術實現要素：

本發明的實施例提供了一種光刻襯底標記工具，包括：第一光刻曝光工具，布置在共用的殼體內並且配置為在多次曝光期間生成第一類型的電磁輻射；可移動的中間掩模，包括多個不同的中間掩模域，所述多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋所述第一類型的電磁輻射的一部分，以將襯底識別標記暴露在半導體襯底上面的感光材料內；以及橫向元件，配置為移動所述可移動的中間掩模，從而使得所述多個不同的中間掩模域中的各中間掩模域在所述多次曝光中的各曝光期間暴露至所述感光材料上。

本發明的實施例還提供了一種光刻晶圓標記工具，包括：第一光刻曝光工具，布置在共用的殼體內並且配置為生成第一類型的電磁輻射；可旋轉的中間掩模，配置為圍繞延伸穿過所述可旋轉的中間掩模的中心的旋轉軸旋轉，其中，所述可旋轉的中間掩模包括多個不同的中間掩模域，所述多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋所述第一類型的電磁輻射的一部分，以將晶圓識別標記暴露在襯底上方的光刻膠層內；第二光刻曝光工具，布置在所述共用的殼體內並且配置為生成第二類型的電磁輻射；以及對準標記中間掩模，包括配置為阻擋所述第二類型的電磁輻射的一部分的一個或多個阻擋圖案，以將一個或多個對準標記暴露在所述光刻膠層內。

本發明的實施例還提供了一種形成襯底識別標記的方法，包括：在襯底上方形成感光材料；將所述感光材料順序地暴露於第一類型的電磁輻射，以將多個晶圓識別標記暴露在所述感光材料內；將所述感光材料暴露於第二類型的電磁輻射，以將一個或多個對準標記暴露在所述感光材料內；去除所述感光材料的暴露部分，以形成圖案化的感光材料層；以及根據所述圖案化的感光材料層蝕刻所述襯底，以在襯底內同時形成掩模識別標記和對準標記。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以最佳地理解本發明的各個方面。應該注意，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪製。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1示出了配置為在半導體襯底內形成多個襯底識別標記的光刻襯底標記工具的一些實施例。

圖2示出了通過所公開的光刻晶圓識別工具形成的晶圓的一些實施例。

圖3示出了具有可旋轉的中間掩模的光刻晶圓標記工具的一些附加的實施例。

圖4示出了配置為在半導體襯底內形成晶圓識別標記和對準標記的光刻晶圓雕刻系統的一些實施例。

圖5至圖11示出了在襯底內形成晶圓識別標記和對準標記的方法的一些實施例。

圖12示出了在襯底內形成晶圓識別標記和對準標記的方法的一些實施例的流程圖。

具體實施方式

以下公開內容提供了許多不同實施例或實例，用於實現所提供主題的不同特徵。以下將描述組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅是實例並且不意欲限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。而且，本發明在各個實例中可以重複參考數字和/或字母。這種重複僅是為了簡明和清楚，其自身並不表示所論述的各個實施例和/或配置之間的關係。

此外，為了便於描述，本文中可以使用諸如「在…下方」、「在…下面」、「下部」、「在…上面」、「上部」等的空間關係術語，以描述如圖中所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關係。除了圖中所示的方位外，空間關係術語旨在包括器件在使用或操作過程中的不同方位。裝置可以以其他方式定位(旋轉90度或在其他方位)，並且在本文中使用的空間關係描述符可以同樣地作相應地解釋。

通常在形成半導體器件之前在半導體晶圓中形成識別標記。在形成晶圓識別標記的一般工藝期間，在半導體晶圓上方形成氧化物層。圖案化氧化物層以形成與對準標記對應的開口，並且根據氧化物層來蝕刻半導體晶圓的表面以在表面內形成對準標記。隨後將雷射束聚焦並且驅動(pulse)至刺穿氧化物層的圖案，以形成布置在半導體晶圓的表面內的具有識別標記形狀的多個分立的凹部(pit)。

雷射束的高能量脈衝可以導致從半導體晶圓突發熔融材料。熔融材料可以靠近凹部沉積並且隨後可以導致沿著半導體晶圓的表面形成微劃痕(scratches)(如，由於在淺溝槽隔離拋光工藝期間拋光晶圓)。氧化物層減少熔融材料的濺射。然而，氧化物層需要增加處理成本和時間的額外的處理步驟。

本發明涉及配置為使用光刻圖案化生成襯底識別標記的光刻襯底標記工具。光刻圖案化的使用緩解了雷射標記的負面影響並且允許同時形成襯底識別標記和對準標記。在一些實施例中，光刻襯底標記工具包括第一光刻曝光工具，該第一光刻曝光工具布置在共用的殼體內並且配置為在多次曝光期間生成第一類型的電磁輻射。可移動的中間掩模(mobile reticle)包括多個不同的中間掩模域(field)，該多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋第一類型的電磁輻射的一部分，以將襯底識別標記暴露在半導體襯底上面的感光材料內。橫向元件(transversal element)配置為移動該可移動的中間掩模，從而使得多個中間掩模域中的各中間掩模域在多次曝光中的各曝光期間暴露至感光材料上。因此，可移動的中間掩模允許使用相同的中間掩模將襯底識別標記的不同字符串(strings)形成在感光材料內，由此使得光刻襯底標記在經濟上可行。

圖1示出了配置為在半導體襯底內形成多個襯底識別標記的光刻襯底標記工具100的一些實施例。

光刻襯底標記工具100包括布置在共用的殼體120內的感光材料沉積元件102、第一光刻曝光工具104和第二光刻曝光工具106。感光材料沉積元件102配置為在半導體襯底108上形成感光材料。在一些實施例中，感光材料可以包括光敏聚合物，諸如正性或負性光刻膠。

第一光刻曝光工具104包括配置為在曝光期間生成第一類型的電磁輻射的第一電磁輻射源110。將第一類型的電磁輻射提供至可移動的中間掩模112，該可移動的中間掩模112配置為選擇性地阻擋第一類型的電磁輻射以將圖案(如，鉻圖案)暴露在感光材料內。可移動的中間掩模112包括多個不同的中間掩模域。多個不同的中間掩模域中的每一個都包括與襯底識別標記對應的圖案。在一些實施例中，多個中間掩模域可以包括與為字母-數字字符的襯底識別標記對應的圖案。例如，可移動的中間掩模112可以包括具有與襯底識別標記『A』對應的第一圖案的第一中間掩模域、具有與襯底識別標記『B』對應的第二圖案的第二中間掩模域、具有與襯底識別標記『C』對應的第三圖案的第三中間掩模域，等等。

橫向元件114配置為移動該可移動的中間掩模112，從而使得多個不同的中間掩模域中的各中間掩模域在第一光刻曝光工具104的各曝光期間投射至半導體襯底108上面的感光膜上。通過在第一光刻曝光工具104的操作期間移動可移動的中間掩模112，可移動的中間掩模112可以用於將襯底識別標記的字符串暴露於感光材料中。此外，由於每一個中間掩模域都包括不同的襯底識別標記，所以可移動的中間掩模112可以用於生成襯底識別標記的不同的字符串以用於不同的半導體襯底108。例如，在多個第一曝光期間，可移動的中間掩模112可以移動至將襯底識別標記的第一字符串(如，『20150001』)暴露在第一襯底上方的光刻膠層中的多個第一位置，而在多個第二曝光期間，可移動的中間掩模112可以移動至將襯底識別標記的第二字符串(如，『20150002』)暴露在第二襯底上方的光刻膠層中的多個第二位置。

第二光刻曝光工具106包括配置為生成第二類型的電磁輻射的第二電磁輻射源116，其中，該第二類型的電磁輻射被提供至對準標記中間掩模118。對準標記中間掩模118包括與一個或多個對準標記對應的一個或多個阻擋圖案(如，鉻圖案)。一個或多個阻擋圖案配置為選擇性地阻擋第二類型的電磁輻射以將與一個或多個對準標記對應的一個或多個圖案暴露在感光材料內。

通過使用第一光刻曝光工具104來在感光材料內形成襯底識別標記，可以避免雷射識別標記。此外，第二光刻曝光工具106允許減少處理步驟，這是因為相同的蝕刻步驟可以用於形成襯底識別標記和對準標記兩者，從而減少處理成本和時間。

圖2示出了通過所公開的光刻晶圓工具形成的半導體晶圓的一些實施例。

如頂視圖200所示，半導體襯底202包括多個晶圓識別標記204。多個晶圓識別標記204包括布置在半導體襯底202內的凹陷處(depressions)。在一些實施例中，多個晶圓識別標記204可以包括作為字符的字符串的彼此靠近布置的多個字母-數字字符。晶圓識別標記204中的相應的晶圓識別標記可以包括位於半導體襯底202內的單個連續的凹陷處。例如，具有晶圓識別標記「ABC」的字符串具有位於半導體襯底202內的具有「A」形狀的第一連續的凹陷處、位於半導體襯底202內的具有「B」形狀的第二連續的凹陷處、以及位於半導體襯底202內的具有「C」形狀的第三連續的凹陷處。

半導體襯底202還包括一個或多個對準標記206。一個或多個對準標記206也包括布置在半導體襯底202內的凹陷處。在一些實施例中，如截面圖210所示(沿著頂視圖200的線A-A'示出)晶圓識別標記204的凹陷處延伸進半導體襯底202中至與一個或多個對準標記206的凹陷處相同的深度d。一個或多個對準標記206配置為與光刻中間掩模上的對準標記對準以在光刻工藝期間提供對準(如，當印刷上面的處理平面時，中間掩模上的對準標記與一個或多個對準標記206對準以適當地對準中間掩模)。

儘管晶圓識別標記204示出為相對於半導體襯底202中的凹口(notch)208旋轉(如，以相對於半導體襯底202中的凹口208為約45°旋轉)，但是應該理解，在其他的實施例中，晶圓識別標記204的位置可以不同。此外，在一些實施例中，晶圓識別標記可以被一個或多個上面的層覆蓋。例如，晶圓識別標記204可以被層間介電層和/或一個或多個金屬互連層覆蓋。

圖3示出了配置為在半導體襯底內形成多個晶圓識別標記的處理工具300的一些實施例。

處理工具300包括布置在共用的殼體344內的第一光刻曝光工具301和第二光刻曝光工具327。第一光刻曝光工具301包括配置為生成第一類型的電磁輻射304的第一電磁輻射源302。在一些實施例中，第一電磁輻射源302可以包括配置為生成第一類型的電磁輻射304(如，紫外線輻射)的LED(發光二極體)光源。在一些實施例中，LED光源可以具有在介於約250nm和約500nm之間的範圍內的波長和介於約5000mw/cm2和約15000mw/cm2之間的範圍內的功率。在其他的實施例中，第一電磁輻射源302可以包括可選的電磁輻射源，例如，諸如準分子雷射器(如，包括248nm波長的氟化氪雷射或193nm波長的氟化氬雷射)。

將第一類型的電磁輻射304提供至布置在第一電磁輻射源302與第一可移動的晶圓臺314(即，平臺)之間的可旋轉的中間掩模306，該第一可移動的晶圓臺配置為保持半導體晶圓316。第一可移動的晶圓臺314配置為沿著第一方向340和沿著與第一方向340垂直的第二方向342移動。在一些實施例中，第一可移動的晶圓臺314可以包括真空晶圓卡盤(chuck)。

可旋轉的中間掩模306具有固定的中心點並且配置為沿著延伸穿過固定的中心點的旋轉軸310旋轉。可旋轉的中間掩模306包括多個不同的中間掩模域(field)308，該多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋第一類型的電磁輻射304的一部分，以將晶圓識別標記324暴露在半導體晶圓316上的光刻膠材料317內。在一些實施例中，可旋轉的中間掩模306可以包括相應地具有中間掩模域的玻璃襯底，該中間掩模域包括在鉻或其他阻擋材料中蝕刻的圖案。在一些實施例中，晶圓識別標記324是位於光刻膠層317內的單個連續的暴露區域。

在一些實施例中，可旋轉的中間掩模306可以包括圓形中間掩模。在一些這樣的實施例中，多個不同的中間掩模域308可以布置為在可旋轉的中間掩模306的外邊緣的周圍延伸的圓形圖案，從而使得隨著可旋轉的中間掩模306的旋轉，將不同的中間掩模域暴露於第一類型的電磁輻射304。在一些附加的實施例中，可以沿著在圓形中間掩模的曲面周圍延伸的多個同心圓形圖案來布置多個不同的中間掩模域308。在這種實施例中，可旋轉的中間掩模306配置為在近似為旋轉軸的第一方向上和與旋轉軸垂直的第二方向上移動。

控制單元322可操作地耦合至旋轉器312、第一電磁輻射源302和第一可移動的晶圓臺314。控制單元322配置為操作旋轉器312以使可旋轉的中間掩模306旋轉，從而使得在第一電磁輻射源302的不同的曝光期間，可以使用不同的中間掩模域308來在光刻膠層317上形成不同的晶圓識別標記324。例如，為了形成字母『A』，控制單元322配置為操作旋轉器312以將可旋轉的中間掩模306移動至第一方位，該第一方位允許在第一電磁輻射源302的第一曝光期間使可旋轉的中間掩模306的第一中間掩模域(如，與晶圓識別標記『A』對應)暴露於第一類型的電磁輻射304。隨後，控制單元322配置為操作第一可移動的晶圓臺314以移動半導體晶圓316並且然後旋轉可旋轉的中間掩模306至第二方位，該第二方位允許在第一電磁輻射源302的第二曝光期間使可旋轉的中間掩模306的第二中間掩模域(如，與晶圓識別標記『B』對應)暴露於第一類型的電磁輻射304。

在一些實施例中，輻射引導器(guide)318配置為將第一類型的電磁輻射304從第一電磁輻射源302傳輸至多個不同的中間掩模域308中的一個，而不向其他多個不同的中間掩模域308提供第一類型的電磁輻射304。例如，輻射引導器318可以向與字母『A』對應的第一中間掩模域提供第一類型的電磁輻射304，而不向與字母『B』對應的第二中間掩模域提供光。

在一些實施例中，輻射引導器318可以包括中空管。可旋轉的中間掩模306可以延伸進中空管的側壁中的開口320(如，槽)中，從而使得隨著可旋轉的中間掩模306的旋轉，將多個不同的中間掩模域308的一個暴露於第一類型的電磁輻射304。在一些這樣的實施例中，開口320可以在中空管的周邊的周圍延伸，從而使得可旋轉的中間掩模306延伸穿過中空管。在其他的實施例中，輻射引導器318可以包括一個或多個透鏡和/或反光鏡，該一個或多個透鏡和/或反光鏡配置為將第一類型的電磁輻射304聚焦至可旋轉的中間掩模306的旋轉期間多個不同的中間掩模域308穿過的位置處。

晶圓轉移機械臂326配置為將半導體晶圓316從第一可移動的晶圓臺314轉移至第二可移動的晶圓臺328。第二可移動的晶圓臺328配置為沿著第一方向340和沿著第二方向342移動。在一些實施例中，第二可移動的晶圓臺328可以包括真空晶圓卡盤。

第二光刻曝光工具327包括配置為生成第二類型的電磁輻射332的第二電磁輻射源330。在一些實施例中，第二電磁輻射源330可以包括步進器(stepper)，該步進器配置為暴露半導體晶圓316的具有比半導體晶圓316更小的尺寸的區域。在這種實施例中，步進器配置為重複暴露半導體晶圓316。在一些實施例中，第二電磁輻射源330可以包括準分子雷射器。

將第二類型的電磁輻射332提供至布置在第二電磁輻射源330與第二可移動的晶圓臺328(即，平臺)之間的對準標記中間掩模334。對準標記中間掩模334包括與一個或多個對準標記336對應的一個或多個阻擋圖案335(如，鉻中的蝕刻)，該一個或多個對準標記將暴露至半導體晶圓316上面的光刻膠層317。在一些實施例中，對準標記中間掩模334包括基本為正方形的中間掩模。在一些實施例中，一個或多個透鏡和/或反光鏡338可以布置在對準標記中間掩模334與第二可移動的晶圓臺328之間。

圖4示出了配置為在半導體襯底內形成晶圓識別標記和對準標記的光刻晶圓雕刻系統400的一些附加的實施例。

光刻晶圓雕刻系統400包括具有入口431和出口433的共用的工具殼體434，該入口配置為接收一個或多個半導體襯底402，並且該出口配置為輸出一個或多個半導體襯底402。在一些實施例中，可以通過晶圓轉移機械臂404將一個或多個半導體襯底402提供至入口431。在一些實施例中，可以將一個或多個半導體襯底402提供至晶圓載體(如，FOUP(前開式統集盒(Front Opening Unified Pod)))內。在其他的實施例中，可以通過耦合至晶圓轉移機械臂404的晶圓刀片來提供一個或多個半導體襯底402。

工具殼體434圍繞旋塗器(spin coater)406、第一光刻工具414和第二光刻工具424。旋塗器406配置為將光刻膠層沉積在一個或多個半導體襯底402上。在一些實施例中，旋塗器406可以包括可旋轉的晶圓卡盤408，該可旋轉的晶圓卡盤配置為保持半導體襯底並且以較高的每分鐘旋轉速率(RPMS)來旋轉。光刻膠分配元件410配置為在半導體襯底旋轉時將光刻膠提供至半導體襯底，以形成均勻分布在半導體襯底的頂面上方的光刻膠層412。

從旋塗器406將一個或多個半導體襯底402提供至第一光刻工具414內的第一可移動的晶圓臺420。第一光刻工具414包括配置為照射可旋轉的中間掩模416的一部分的第一電磁輻射源418。可旋轉的中間掩模416具有分別包括與各晶圓識別標記對應的圖案的各中間掩模域。可旋轉的中間掩模416配置為旋轉以選擇性地將不同的晶圓識別標記422的字符串暴露至光刻膠層412上。

從第一光刻工具414的第一可移動的晶圓臺420將一個或多個半導體襯底402提供至第二光刻工具424內的第二可移動的晶圓臺426。第二光刻工具424包括配置為將一個或多個對準標記432選擇性地暴露至光刻膠層412內的對準標記中間掩模428。在一些實施例中，晶圓轉移機械臂404可以在共用的工具殼體434內移動半導體襯底402。在其他的實施例中，單獨的晶圓轉移機械臂可以在共用的工具殼體434內移動半導體襯底402。

晶圓轉移機械臂404配置為將一個或多個半導體襯底402從工具殼體434的出口435轉移至光刻膠顯影工具436。光刻膠顯影工具436配置為去除光刻膠層412的一部分，以在一個或多個半導體襯底402上方形成圖案化的光刻膠層438。在一些實施例中，光刻膠顯影工具436可以包括含水的光刻膠顯影劑，諸如TMAH(四甲基氫氧化銨)基顯影劑或KOH(氫氧化鉀)基顯影劑。在一些實施例中，光刻膠顯影工具436可以配置為將一個或多個半導體襯底420浸沒在含水的光刻膠顯影劑的池中。

晶圓轉移機械臂404配置為將一個或多個半導體襯底402從光刻膠顯影工具436轉移至蝕刻工具440。蝕刻工具440配置為根據圖案化的光刻膠層438選擇性地蝕刻一個或多個半導體襯底402，以共同(即，同時)形成作為位於一個或多個半導體襯底402內的凹陷處的多個晶圓識別標記442和一個或多個對準標記444。在一些實施例中，蝕刻工具440可以包括幹蝕刻工具。例如，幹蝕刻工具可以包括反應離子蝕刻器或等離子體蝕刻器。在其他的實施例中，蝕刻工具440可以包括溼蝕刻工作檯(bench)。

圖5至圖11示出了在半導體襯底內形成晶圓識別標記和對準標記的方法的一些實施例。

如三維視圖500所示，提供半導體襯底502。半導體襯底502可以是諸如半導體晶圓和/或位於晶圓上的一個或多個管芯的任何類型的半導體主體(如，矽、SiGe、SOI)，以及相關的任何其他類型的金屬層、器件、半導體和/或外延層等。半導體襯底502可以包括具有第一摻雜類型(如，n型摻雜或p型摻雜)的本徵摻雜的半導體襯底。

在半導體襯底502上方形成感光材料504。在各個實施例中，感光材料504可以包括感光聚合物，諸如正性或負性光刻膠。在一些實施例中，可以通過旋塗工藝將感光材料504形成在半導體襯底502上，該旋塗工藝將感光材料504作為液體沉積在半導體襯底502上，然後，隨後以高速率的RPMS(如，介於1000和10000RPM)旋轉半導體襯底502以形成具有均勻後的的感光材料層。

如三維視圖600和截面圖606所示，將第一晶圓識別標記604暴露在感光材料504中。在一些實施例中，使用具有多個不同的中間掩模域308的可旋轉的中間掩模306，通過將感光材料504選擇性地暴露於第一類型的電磁輻射來暴露第一晶圓識別標記604。在這種實施例中，可旋轉的中間掩模306旋轉至第一方位，以根據多個不同的中間掩模域308的第一個來選擇性地阻擋第一類型的電磁輻射602。第一類型的電磁輻射602使感光材料504的一部分變得不那麼可溶於(如，光可能使負性光刻膠的暴露部分交聯(cross-link))光刻膠顯影劑。

如三維視圖700和截面圖702所示，將第二晶圓識別標記604暴露在感光材料504中。在一些實施例中，通過圍繞旋轉軸310將可旋轉的中間掩模306旋轉至第二方位來暴露第二晶圓識別標記604，以根據多個不同的中間掩模域308的第二個來選擇性地阻擋第一類型的電磁輻射602。

如三維視圖800和截面圖808所示，將一個或多個對準標記806暴露在感光材料504中。在一些實施例中，使用對準標記中間掩模802，通過選擇性地暴露感光材料504來暴露一個或多個對準標記806。在一些實施例中，第一類型的電磁輻射602和第二類型的電磁輻射804可以為相同類型的電磁輻射(如，具有相同波長的UV光)。在其他的實施例中，第一類型的電磁輻射602和第二類型的電磁輻射804可以為不同類型的電磁輻射(如，具有不同波長的UV光)。

如三維視圖900和截面圖910所示，可以使用光刻膠顯影劑902來去除感光材料504的可溶區域。去除感光材料504的可溶區域導致具有凹處(cavities)912的圖案化的感光材料904，以限定晶圓識別標記906和一個或多個對準標記908。

如截面圖1000所示，根據圖案化的感光材料904，通過將半導體襯底1002暴露於蝕刻劑1004來選擇性地蝕刻半導體襯底1002。在各個實施例中，蝕刻劑1004可以包括：幹蝕刻劑，具有包括氟物質的蝕刻化學成分(如，CF4、CHF3、C4F8等)；或溼蝕刻劑(如，氫氟酸(HF)或四甲基氫氧化銨(TMAH))。蝕刻半導體襯底1002共同(即，同時)形成包括延伸進半導體襯底1002的上表面中的凹陷處的多個晶圓識別標記1006和一個或多個對準標記1008。晶圓識別標記1006的凹陷處延伸進半導體襯底1002中至與對準標記1008的凹陷處相同的深度d。

如截面圖1100所示，去除感光材料(如，圖10的904)的剩餘部分。可以通過將光刻膠暴露於包括溼蝕刻劑或幹蝕刻劑的蝕刻劑1102來去除感光材料的剩餘部分。

圖12示出了在襯底內形成晶圓識別標記和對準標記的方法1200的一些實施例的流程圖。雖然圖5至圖11描述方法1200，但是將理解，方法1200不限於這樣的結構，而是可以作為獨立於該結構的方法單獨存在。

雖然本文將所公開的方法1200示出和描述為一系列的步驟或事件，但是應當理解，所示出的這些步驟或事件的順序不應解釋為限制意義。例如，一些步驟可以以不同順序發生和/或與除了本文所示和/或所述步驟或事件之外的其他步驟或事件同時發生。另外，並不要求所有示出的步驟都用來實施本文所描述的一個或多個方面或實施例。此外，可在一個或多個分離的步驟和/或階段中執行本文所述步驟的一個或多個。

在步驟1202中，在襯底上方形成感光材料。圖5示出對應於步驟1202的一些實施例。

在步驟1204中，將感光材料順序地暴露於第一類型的電磁輻射，以在感光材料內形成多個晶圓識別標記。在一些實施例中，在光刻曝光工具的一系列分離的曝光(如，在時間上先後出現)期間，將感光材料相繼暴露於多個第一中間掩模域。圖6至圖7示出對應於步驟1204的一些實施例。

在一些實施例中，可以根據步驟1206至1212來暴露感光材料。在步驟1206中，將具有多個中間掩模域的可旋轉的中間掩模旋轉至第一方位。在步驟1208中，根據第一中間掩模域來暴露感光材料，以將第一晶圓識別標記暴露在感光材料內。在步驟1210中，將可旋轉的中間掩模旋轉至下一方位。在步驟1212中，根據可旋轉的中間掩模的附加的中間掩模域來暴露感光材料，以將附加的晶圓識別標記暴露在感光材料內。應該理解，步驟1210和步驟1212可以反覆重複以在襯底上形成多個晶圓識別標記。

在步驟1214中，將感光材料暴露於第二類型的電磁輻射，以將一個或多個對準標記暴露在感光材料內。圖8示出對應於步驟1214的一些實施例。

在步驟1216中，去除感光材料的暴露部分，以形成圖案化的感光材料層。圖9示出對應於步驟1216的一些實施例。

在步驟1218中，根據圖案化的感光材料層蝕刻襯底，以在襯底內同時形成掩模識別標記和對準標記。圖10示出對應於步驟1218的一些實施例。

在步驟1220中，從襯底去除感光材料的剩餘部分。圖11示出對應於步驟1220的一些實施例。

因此，本發明涉及配置為執行光刻晶圓標記的方法的處理裝置。

在一些實施例中，本發明涉及光刻襯底標記工具。標記工具包括第一光刻曝光工具，該第一光刻曝光工具布置在共用的殼體內並且配置為在多次曝光期間生成第一類型的電磁輻射。標記工具還包括可移動的中間掩模，該可移動的中間掩模包括多個不同的中間掩模域，該多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋第一類型的電磁輻射的一部分，以將襯底識別標記暴露在半導體襯底上面的感光材料內。標記工具還包括橫向元件，該橫向元件配置為移動該可移動的中間掩模，從而使得多個不同的中間掩模域中的各中間掩模域在多次曝光中的各曝光期間暴露至感光材料上。

在其他的實施例中，本發明涉及光刻晶圓標記工具。標記工具包括第一光刻曝光工具，該第一光刻曝光工具布置在共用的殼體內並且配置為生成第一類型的電磁輻射。標記工具還包括可旋轉的中間掩模，該可旋轉的中間掩模配置為圍繞延伸穿過可旋轉的中間掩模的中心的旋轉軸旋轉。可旋轉的中間掩模包括多個不同的中間掩模域，該多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋第一類型的電磁輻射的一部分，以將晶圓識別標記暴露在襯底上面的光刻膠層內。標記工具還包括第二光刻曝光工具，該第二光刻曝光工具布置在共用的殼體內並且配置為生成第二類型的電磁輻射。標記工具還包括對準標記中間掩模，該對準標記中間掩模包括配置為阻擋第二類型的電磁輻射的一部分的一個或多個阻擋圖案，以將一個或多個對準標記暴露在光刻膠層內。

在又一其他實施例中，本發明涉及形成襯底識別標記的方法。方法包括在襯底上方形成感光材料。方法還包括將感光材料相繼暴露於第一類型的電磁輻射以將多個晶圓識別標記暴露在感光材料內、以及將感光材料暴露於第二類型的電磁輻射以將一個或多個對準標記暴露在感光材料內。方法還包括去除感光材料的暴露部分以形成圖案化的感光材料層、以及根據圖案化的感光材料層蝕刻襯底以在襯底內同時形成掩模識別標記和對準標記。

本發明的實施例提供了一種光刻襯底標記工具，包括：第一光刻曝光工具，布置在共用的殼體內並且配置為在多次曝光期間生成第一類型的電磁輻射；可移動的中間掩模，包括多個不同的中間掩模域，所述多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋所述第一類型的電磁輻射的一部分，以將襯底識別標記暴露在半導體襯底上面的感光材料內；以及橫向元件，配置為移動所述可移動的中間掩模，從而使得所述多個不同的中間掩模域中的各中間掩模域在所述多次曝光中的各曝光期間暴露至所述感光材料上。

根據本發明的一個實施例，光刻襯底標記工具還包括：輻射引導器，配置為將所述第一類型的電磁輻射提供至照射所述多個不同的中間掩模域中的一個而不照射所述多個不同的中間掩模域中的其他中間掩模域的位置處。

根據本發明的一個實施例，其中，所述可移動的中間掩模包括布置在第一電磁輻射源與第一可移動的襯底臺之間的可旋轉的中間掩模，所述第一可移動的襯底臺配置為保持所述半導體襯底；以及其中，所述可旋轉的中間掩模配置為圍繞延伸穿過所述可旋轉的中間掩模的中心的旋轉軸旋轉。

根據本發明的一個實施例，其中，所述輻射引導器包括在所述第一電磁輻射源與所述第一可移動的襯底臺之間延伸的中空圓筒；以及其中，所述可旋轉的中間掩模插入所述中空圓筒的側壁中的開口中。

根據本發明的一個實施例，光刻襯底標記工具還包括：控制單元，所述控制單元配置為控制旋轉器的操作以使所述可旋轉的中間掩模旋轉，從而使得不同的中間掩模域能夠用於將不同的襯底識別標記暴露在所述感光材料中，並且所述控制單元配置為在所述多次曝光中的各曝光之間控制所述第一可移動的襯底臺的操作。

根據本發明的一個實施例，光刻襯底標記工具還包括：感光材料沉積元件，布置在所述共用的殼體內並且配置為在所述半導體襯底上方形成所述感光材料。

根據本發明的一個實施例，其中，所述第一光刻曝光工具包括配置為生成紫外線輻射的發光二極體。

根據本發明的一個實施例，光刻襯底標記工具還包括：第二光刻曝光工具，布置在所述共用的殼體內並且配置為生成第二類型的電磁輻射；以及對準標記中間掩模，包括配置為阻擋所述第二類型的電磁輻射的一部分的一個或多個阻擋圖案，以將一個或多個對準標記暴露在所述感光材料內。

根據本發明的一個實施例，其中，所述第一光刻曝光工具包括第一電磁輻射源，所述第一電磁輻射源與所述第二光刻曝光工具的第二電磁輻射源不同。

根據本發明的一個實施例，其中，所述第一光刻曝光工具包括發光二極體，並且所述第二光刻曝光工具包括準分子雷射器。

根據本發明的一個實施例，其中，所述襯底識別標記為位於所述感光材料內的單個連續的暴露區域。

本發明的實施例還提供了一種光刻晶圓標記工具，包括：第一光刻曝光工具，布置在共用的殼體內並且配置為生成第一類型的電磁輻射；可旋轉的中間掩模，配置為圍繞延伸穿過所述可旋轉的中間掩模的中心的旋轉軸旋轉，其中，所述可旋轉的中間掩模包括多個不同的中間掩模域，所述多個不同的中間掩模域分別配置為阻擋所述第一類型的電磁輻射的一部分，以將晶圓識別標記暴露在襯底上方的光刻膠層內；第二光刻曝光工具，布置在所述共用的殼體內並且配置為生成第二類型的電磁輻射；以及對準標記中間掩模，包括配置為阻擋所述第二類型的電磁輻射的一部分的一個或多個阻擋圖案，以將一個或多個對準標記暴露在所述光刻膠層內。

根據本發明的一個實施例，其中，所述可旋轉的中間掩模布置在第一電磁輻射源和配置為保持所述襯底的第一可移動的晶圓臺之間。

根據本發明的一個實施例，光刻晶圓標記工具還包括：輻射引導器，配置為將所述第一類型的電磁輻射提供至照射所述多個不同的中間掩模域中的一個而不照射所述多個不同的中間掩模域中的其他中間掩模域的位置處。

根據本發明的一個實施例，其中，所述輻射引導器包括在第一電磁輻射源與配置為保持所述襯底的第一可移動的晶圓臺之間延伸的中空圓筒；以及其中，所述可旋轉的中間掩模插入所述中空圓筒的側壁中的開口中。

根據本發明的一個實施例，其中，所述第一光刻曝光工具包括第一電磁輻射源，所述第一電磁輻射源包括配置為生成紫外線輻射的發光二極體；以及其中，所述第二光刻曝光工具包括第二電磁輻射源，所述第二電磁輻射源包括配置為生成紫外線輻射的準分子雷射器。

根據本發明的一個實施例，光刻晶圓標記工具還包括：控制單元，所述控制單元配置為控制旋轉器的操作以使所述可旋轉的中間掩模旋轉，從而使得不同的中間掩模域能夠用於將不同的晶圓識別標記暴露在所述光刻膠層中，並且所述控制單元配置為在所述第一光刻曝光工具的各曝光之間控制第一可移動的晶圓臺的操作以移動所述襯底。

本發明的實施例還提供了一種形成襯底識別標記的方法，包括：在襯底上方形成感光材料；將所述感光材料順序地暴露於第一類型的電磁輻射，以將多個晶圓識別標記暴露在所述感光材料內；將所述感光材料暴露於第二類型的電磁輻射，以將一個或多個對準標記暴露在所述感光材料內；去除所述感光材料的暴露部分，以形成圖案化的感光材料層；以及根據所述圖案化的感光材料層蝕刻所述襯底，以在襯底內同時形成掩模識別標記和對準標記。

根據本發明的一個實施例，其中，通過配置為圍繞旋轉軸旋轉的可旋轉的中間掩模將所述感光材料選擇性地暴露於所述第一類型的電磁輻射；以及其中，所述可旋轉的中間掩模具有與不同的晶圓識別標記分別對應的多個不同的中間掩模域。

根據本發明的一個實施例，其中，將所述感光材料順序地暴露於所述第一類型的電磁輻射，包括：將所述可旋轉的中間掩模旋轉至第一方位；根據所述可旋轉的中間掩模的第一中間掩模域來暴露所述感光材料，以將第一晶圓識別標記暴露在所述感光材料內；將所述可旋轉的中間掩模旋轉至下一方位；以及根據所述可旋轉的中間掩模的附加的中間掩模域來暴露所述感光材料，以將附加的晶圓識別標記暴露在所述感光材料內。

以上論述了若干實施例的部件，使得本領域的技術人員可以更好地理解本發明的各個實施例。本領域技術人員應該理解，可以很容易地使用本發明作為基礎來設計或更改其他的處理和結構以用於達到與本發明所介紹實施例相同的目的和/或實現相同優點。本領域技術人員也應該意識到，這些等效結構並不背離本發明的精神和範圍，並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。