專利名稱：晶圓定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓定位方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的各種加工或檢測(cè)工藝中，經(jīng)常會(huì)利用設(shè)備的晶圓定位 裝置對(duì)晶圓進(jìn)行定位。而在這一定位過程中，常需要利用在晶圓上形成
的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(alignment mark )。
對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記是置于光刻掩膜版和晶圓上用來確定它們的位置和方向的 可見圖形。其在光刻掩膜版上可能是一根線、多根線或其它形狀的圖形， 轉(zhuǎn)移至晶圓后，可以其它形態(tài)(如，溝槽)作為晶圓定位的標(biāo)記。
圖l為現(xiàn)有的一種晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的示意圖，如圖1所示，在晶圓101 的不同位置上，較為分散地呈"品"字形分布了三個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102。通常 設(shè)備內(nèi)計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可通過尋找、識(shí)別晶圓上的該對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記，對(duì)晶圓進(jìn)行自動(dòng)定位。
圖2為現(xiàn)有的晶圓定位方法的流程圖，如圖2所示，現(xiàn)有的晶圓定位 方法包括步驟
步驟201:先在計(jì)算機(jī)中生成該晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的標(biāo)記模板(該標(biāo)記才莫 板可以直接利用圖像獲取裝置一一如，光學(xué)探測(cè)器，獲取晶圓樣品的圖 4象而生成)，并設(shè)置該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在晶圓上的坐標(biāo)參數(shù)，以及4企測(cè)點(diǎn)與該對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離量；
步驟202:將待定位晶圓放置于設(shè)備的載片臺(tái)上；
步驟203:利用待定位晶圓邊緣的缺口對(duì)其進(jìn)行粗略的預(yù)定位；
步驟204:根據(jù)事先設(shè)置的模板內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)參數(shù)移動(dòng)載片 臺(tái)，令待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于圖像獲取裝置下方；步驟205:利用圖像獲取裝置在晶圓上尋找、識(shí)別與模板上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記相同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，并進(jìn)行比較；
步驟206:當(dāng)在晶圓上找到該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，將該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中心的坐標(biāo) 定義為中心坐標(biāo)，并鎖定；
步驟207:根據(jù)事先設(shè)定的檢測(cè)點(diǎn)與該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離量移動(dòng) 栽片臺(tái)，令該晶圓上的檢測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)移至圖像獲取裝置的可檢測(cè)區(qū)域的中心。 此時(shí)，認(rèn)為晶圓已到達(dá)要求的位置，實(shí)現(xiàn)了晶圓的定位。
然而，在實(shí)踐中，由于自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的識(shí)別，與該對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記與晶圓背景間區(qū)別的明顯程度有關(guān)，若晶圓的背景或表面亮度有所 差別時(shí)，識(shí)別其上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記所適用的條件也會(huì)有所不同。此時(shí)，易在晶 圓定位系統(tǒng)尋找、識(shí)別晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)出錯(cuò)(包括找不到及誤判兩 種情況)，從而導(dǎo)致晶圓定位出現(xiàn)問題。
尤其對(duì)于進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨處理后的晶圓，這一問題更為嚴(yán)重。高 性能集成電路的層數(shù)不斷增加，要求各層具有較高的平整度。這一平整 度是通過使用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP， Chemical Mechanical Polishing)的 方法對(duì)晶圓進(jìn)行平坦化處理而獲得的。然而，CMP處理也會(huì)令晶圓上的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記變得^t糊一一原本凹凸不平的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被埋藏在平坦化的薄膜 下，不易被識(shí)別，增加了利用定位系統(tǒng)尋找、識(shí)別晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的難 度。
另外，研磨后不同晶圓表面殘留的薄膜厚度常會(huì)略有差別，如可能 會(huì)存在士500A的波動(dòng)，而這將導(dǎo)致晶圓上位于薄膜下的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的明顯程 度有所不同，其所適用的標(biāo)記模板或其參數(shù)設(shè)置也會(huì)有所變化。實(shí)踐中， 在研磨后進(jìn)行薄膜檢測(cè)時(shí)對(duì)晶圓的自動(dòng)定位，大約只有60%的幾率可以成 功，這大大降低了檢測(cè)的效率。
為清楚地才企測(cè)到晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的自動(dòng)定位，于2005 年9月21日公開的公開號(hào)為CN1670911A的中國專利申請(qǐng)中提出了一種新的定位方法，其將遮擋住對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的絕緣膜及金屬膜去掉一部分，以露 出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)元件的自動(dòng)定位。然而該方法需要增加光刻、刻蝕等 額外的步驟，會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)的周期，降低生產(chǎn)效率，在實(shí)際生產(chǎn)中并不可 取。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種晶圓定位方法，以改善現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝中在進(jìn)行 晶圓自動(dòng)定位時(shí)失敗率較高的現(xiàn)象。
本發(fā)明提供的一種晶圓定位方法，包括步驟
設(shè)定待定位晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)參數(shù)，以及所述待定位晶圓的待 定位點(diǎn)與所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離量；
利用圖像獲取裝置對(duì)不同晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地 生成不同的標(biāo)記模板；
將待定位晶圓放置到載片臺(tái)上；
依次利用各個(gè)所述標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 進(jìn)4亍識(shí)別，直至識(shí)別成功為止；
識(shí)別成功后，按照所述待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心定義中心坐
標(biāo)；
根據(jù)所述坐標(biāo)偏離量將該晶圓的所述待定位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至所述圖像獲 取裝置的檢測(cè)區(qū)域的中心位置。
可選地，所述對(duì)不同晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地生成 不同的標(biāo)記模板，包括步驟
對(duì)具有不同薄膜厚度的各晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地 生成不同的標(biāo)記才莫一反。
可選地，所述對(duì)不同晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地生成 不同的標(biāo)記模板，至少包括步驟在晶圓中選取薄膜厚度小于4400A的樣品，對(duì)其上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行 采樣，生成第一標(biāo)記才莫板；
在晶圓中選取薄膜厚度介于4400A至5000A之間的樣品，對(duì)其上 的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行采樣，生成第二標(biāo)記模板。
可選地，依次利用各個(gè)所述標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的所述對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，直至識(shí)別成功為止，至少包括步驟
利用所述第一標(biāo)記才莫板對(duì)所述待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別 如果識(shí)別成功，直接進(jìn)行后面的中心坐標(biāo)的定義步驟；
如果識(shí)別不成功，再利用所述第二標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，并在識(shí)別成功后，進(jìn)行后面的中心坐標(biāo)的定義步驟。
可選地，所述待定位晶圓為進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨處理后的晶圓。
可選地，所述待定位點(diǎn)為晶圓上的研磨后晶上圓薄膜厚度檢測(cè)點(diǎn)。
可選地，生成不同的標(biāo)記模板時(shí)對(duì)不同的標(biāo)記模板分別設(shè)置不同的 對(duì)比度。
可選地，將待定位晶圓放置到載片臺(tái)上之后，還包括步驟
依照所述待定位晶圓邊緣的缺口位置對(duì)所述待定位晶圓的位置進(jìn) 行預(yù)調(diào)整；
根據(jù)所述坐標(biāo)參數(shù)將待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記移至圖像獲取裝置 的斗全測(cè)區(qū)域的中心位置附近。
優(yōu)選地，所述步驟均在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)完成。
可選地，所述待定位點(diǎn)為晶圓上的檢測(cè)點(diǎn)。
可選地，所述待定位點(diǎn)為光刻起始點(diǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的晶圓定位方法，針對(duì)識(shí)別待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記因?qū)?圓上的薄膜厚度(或晶圓背景)的敏感度較大，易在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記識(shí)別過程中出錯(cuò)的問題，對(duì)不同薄膜厚度的晶圓進(jìn)行了分別采樣，在同一程序中 按晶圓上薄膜厚度的不同分別設(shè)置了多個(gè)標(biāo)記模板，擴(kuò)大了晶圓定位時(shí) 可適用的薄膜厚度范圍，避免了因工藝中的薄膜厚度偏差導(dǎo)致的晶圓定 位出錯(cuò)率較高的問題。
本發(fā)明的晶圓定位方法，在一個(gè)程序中設(shè)置了多個(gè)標(biāo)記模板，并自 動(dòng)依次進(jìn)行比較、識(shí)別，直至成功識(shí)別出晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記為止，不需 要人為干預(yù)， 一方面減少了人為錯(cuò)誤，另一方面也提高了晶圓的定位效 率。


圖1為現(xiàn)有的一種晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的示意圖； 圖2為現(xiàn)有的晶圓定位方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明中所用的一種晶圓自動(dòng)定位系統(tǒng)的示意圖； 圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例中的晶圓定位方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合 附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的處理方法可以被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，并且可利用許 多適當(dāng)?shù)牟牧现谱?，下面是通過具體的實(shí)施例來加以說明，當(dāng)然本發(fā)明 并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的一般的替 換無疑地涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)， 為了便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，不 應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定，此外，在實(shí)際的制作中，應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬 度及深度的三維空間尺寸。
晶圓定位是半導(dǎo)體制造工藝中重要的環(huán)節(jié)之一，在多種半導(dǎo)體加工或檢測(cè)工藝中都需要用到。在生產(chǎn)中，該步晶圓定位通常是通過設(shè)備具 有的自動(dòng)定位系統(tǒng)利用晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記而實(shí)現(xiàn)。
然而，隨著器件集成度的提高，器件尺寸的縮小，晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 的三維尺寸也受到了更多的限制，利用其進(jìn)行晶圓自動(dòng)定位的難度也進(jìn) 一步增大。
尤其在對(duì)晶圓進(jìn)行薄膜的平坦化處理之后，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于薄膜之 下，其的明顯程度會(huì)受到薄膜厚度的影響，這進(jìn)一步加大了利用對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記對(duì)晶圓進(jìn)行自動(dòng)定位的難度，使得晶圓自動(dòng)定位的失敗率大大增加。 常需要再重新對(duì)晶圓自動(dòng)定位系統(tǒng)的設(shè)置進(jìn)行人工的重新調(diào)整，效率較 低，人為失誤率也較多。
為此，本發(fā)明提出了一種改進(jìn)后的晶圓定位方法，該方法針對(duì)晶圓 定位失敗的主要原因 一 一薄膜厚度不同導(dǎo)致對(duì)晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的檢測(cè) 結(jié)果不同，而生成了多個(gè)具有不同薄膜厚度的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記沖莫板，在進(jìn)行晶 圓定位時(shí)，依次對(duì)該多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記模板進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)， 一方面擴(kuò)大了可 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位晶圓的薄膜厚度范圍，減小了晶圓自動(dòng)定位的失敗率；另 一方面可自動(dòng)完成全部定位過程，不需要人為參與，減少了人為失誤。
下面介紹本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，其介紹了在對(duì)晶圓進(jìn)行平坦化 處理后，對(duì)晶圓上薄膜厚度進(jìn)行;險(xiǎn)測(cè)時(shí)對(duì)晶圓進(jìn)行的自動(dòng)定位方法。
由于在平坦化處理后片與片之間的薄膜厚度會(huì)存在一定的偏差，為 了監(jiān)測(cè)平坦化后的晶圓上薄膜厚度是否滿足要求(通常要求偏差至少要
限制在士500A以內(nèi))，需要對(duì)其進(jìn)行^r測(cè)。
圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例中所用的一種晶圓自動(dòng)定位系統(tǒng)的示意 圖，如圖3所示，該晶圓自動(dòng)定位系統(tǒng)包括可移動(dòng)的用于承載待定位晶 圓301的載片臺(tái)302，其通常可以沿X、 Y軸移動(dòng)并進(jìn)行一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)； 用于接收晶圓上圖像信息的圖像獲取裝置303;用于控制圖像獲取裝置 303獲取晶圓上圖傳—信息，根據(jù)圖像獲取裝置303傳送的信息生成某一產(chǎn)品類型的晶圓的標(biāo)記模板、識(shí)別待定位晶圓301上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的處理
器304;用于根據(jù)處理器304發(fā)送的信息控制載片臺(tái)302移動(dòng)，以令待 定位晶圓301上的待定位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至觀測(cè)中心的控制器305。
本實(shí)施例中可移動(dòng)的是載片臺(tái)302，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也 可以令載片臺(tái)302固定不動(dòng)，令圖像獲取裝置303的位置可沿X、 Y軸 移動(dòng)并進(jìn)行一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例中的晶圓定位方法的流程圖，如圖4所示， 本發(fā)明具體實(shí)施例中的晶圓定位方法，包括步驟
步驟401:設(shè)定待定位晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)參數(shù)，以及所述待定 位晶圓的待定位點(diǎn)與所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離量。
對(duì)于確定產(chǎn)品類型的待定位晶圓，其上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在晶圓上的坐標(biāo) 位置是已確定的，可以直接在定位系統(tǒng)中進(jìn)行該坐標(biāo)參數(shù)的設(shè)定。
本發(fā)明中將待定位晶圓的待定位點(diǎn)定義為需要對(duì)晶圓進(jìn)行操作的 起始點(diǎn)，具體到本實(shí)施例中，指晶圓上用于進(jìn)行薄膜厚度檢測(cè)的檢測(cè)點(diǎn) (為了確保檢測(cè)信息的正確，或?yàn)榱朔乐挂驒z測(cè)而損傷正式器件，通常 會(huì)在晶圓上某個(gè)區(qū)域設(shè)置專門的檢測(cè)區(qū)，或稱檢測(cè)點(diǎn)，用于進(jìn)行各種檢 測(cè))。
對(duì)于確定產(chǎn)品類型的待定位晶圓，該待定位點(diǎn)(本實(shí)施例中的薄膜 厚度^r測(cè)點(diǎn))與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離量也是已確定的，可以直接在定 位系統(tǒng)的處理器304中進(jìn)行設(shè)定。
步驟402:對(duì)具有不同薄膜厚度的各晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣， 并對(duì)應(yīng)地生成不同的標(biāo)記4莫4反。
傳統(tǒng)的自動(dòng)定位方法中，在一種類型的產(chǎn)品中只選取一個(gè)晶圓樣 品，生成一個(gè)標(biāo)記模板，再利用該標(biāo)記模板對(duì)所有相同類型產(chǎn)品的晶圓 的本步定位進(jìn)行操作。
但在某些加工或檢測(cè)工藝中，該方法已不能滿足要求，如對(duì)于平坦化薄膜(本實(shí)施例中具體采用的是化學(xué)機(jī)械研磨處理方法)后的待定位 晶圓，其片與片之間的表面薄膜的厚度并不一致，會(huì)有一定的偏差。且 此時(shí)晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于該薄膜之下，其的明顯程度會(huì)受到該薄膜厚 度的影響，因此，對(duì)于同一產(chǎn)品類型的研磨后具有不同薄膜厚度晶圓， 其所適用的檢測(cè)到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的條件也會(huì)有所不同，這將導(dǎo)致對(duì)晶圓定位 的失敗率上升，上述傳統(tǒng)自動(dòng)定位方法已不適用。
為此，本實(shí)施例中，改變了傳統(tǒng)定位方法中僅生成一個(gè)標(biāo)記才莫^1的 方法，按照晶圓上薄膜厚度的不同選取晶圓進(jìn)行分別采樣，生成了多個(gè)
對(duì)應(yīng)的標(biāo)記模板。具體地，可以按以下方法生成標(biāo)記模板
A、 在晶圓中選取薄膜厚度小于4400A的樣品，對(duì)其上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 進(jìn)行采樣，生成第一標(biāo)記模板；
本實(shí)施例中，晶圓上薄膜厚度小于4400A左右時(shí)，其的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記仍 較為明顯，可以采用同一標(biāo)記模板進(jìn)行。而當(dāng)晶圓上薄膜厚度大于 4400A時(shí)，再利用該標(biāo)記模板進(jìn)行定位就會(huì)存在一定的困難，失敗率會(huì) 較大。為此，本實(shí)施例中以4400A的薄膜厚度為分界，分別生成不同的 標(biāo)記模板。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，隨著產(chǎn)品類型的不同，或加工A企測(cè)工 藝的不同，該厚度分界線也可以為其它值，如4000A、 4500A等，其具 體實(shí)施步驟與思路均和本實(shí)施例相似，在本發(fā)明實(shí)施例的啟示下，這一 應(yīng)用的延伸對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的，在此不 再贅述。
B、 在晶圓中選取薄膜厚度介于4400A至5000A之間的晶圓，對(duì)其 上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行采樣，生成第二標(biāo)記模板。
本實(shí)施例中，化學(xué)機(jī)械研磨后的薄膜厚度要求在4500A左右，并允 許其存在士500A的誤差，因此，當(dāng)薄膜厚度小于5000A時(shí)均可認(rèn)為其滿 足工藝的要求。為了對(duì)薄膜厚度仍滿足要求、但利用第一標(biāo)記模板進(jìn)行定位失敗率較高的、薄膜厚度在4400A至5000A之間的晶圓進(jìn)行正確 定位，本實(shí)施例中，還針對(duì)具有該厚度薄膜的晶圓進(jìn)行了專門的采樣， 生成了第二標(biāo)記才莫板，降低了該類晶圓定位的失敗率。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，還可以根據(jù)需要生成更多的標(biāo)記模板， 如還可以針對(duì)薄膜厚度大于5000A的晶圓生成第三標(biāo)記模板，以實(shí)現(xiàn)對(duì) 化學(xué)機(jī)械研磨后薄膜厚度較大的晶圓的自動(dòng)定位，再對(duì)其的膜厚進(jìn)行檢 測(cè)，得到該步化學(xué)機(jī)械研磨工藝的具體的偏差情況，并及時(shí)據(jù)此對(duì)化學(xué) 機(jī)械研磨工藝進(jìn)行調(diào)整。
本實(shí)施例中，針對(duì)不同的薄膜厚度生成了多個(gè)標(biāo)記模板，擴(kuò)大了晶 圓自動(dòng)定位時(shí)所適用的范圍，降低了晶圓定位的失敗率。
本步標(biāo)記模板的生成，可以利用圖像獲取裝置303獲取對(duì)應(yīng)晶圓樣 品的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖像(包括其背景圖像)，再對(duì)其進(jìn)行一定的參數(shù)設(shè)置， 如檢測(cè)實(shí)際待定位晶圓時(shí)所適用的對(duì)比度，而實(shí)現(xiàn)。其中，對(duì)于對(duì)比度 的設(shè)置需折衷考慮，通?？蓪⑵湓O(shè)置在30至50之間，若其設(shè)置得過高， 會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)定位時(shí)難以找到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；若其設(shè)置得過低，則易出現(xiàn)將非 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖像誤判為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的問題等。
本實(shí)施例中，各標(biāo)記模板的對(duì)比度設(shè)置相同，在本發(fā)明的其它實(shí)施 例中，也可以針對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記明顯與否的具體情況對(duì)不同的標(biāo)記才莫板設(shè)置 不同的對(duì)比度。
步驟403:將待定位晶圓放置到載片臺(tái)上。
在采樣生成多個(gè)標(biāo)記模板后，可以進(jìn)行正式的晶圓自動(dòng)定位的工作。
定位系統(tǒng)中的圖像獲取裝置3 03僅能對(duì)晶圓上位于其下方的部分區(qū) 域進(jìn)行圖^象獲取，因此，在對(duì)晶圓進(jìn)行精確的定位之前，通常需要先對(duì) 待定位晶圓進(jìn)行粗略的預(yù)定位，以確保對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記所在的區(qū)域能位于圖像 獲取裝置303的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)。在將待定位晶圓301放置到載片臺(tái)302上后，有的設(shè)備會(huì)自動(dòng)地進(jìn) 行預(yù)定位操作，也有的設(shè)備需依靠人工進(jìn)行預(yù)定位操作，對(duì)于前者，其 具體包括步驟
A、 檢測(cè)所述待定位晶圓邊緣的缺口的位置，并據(jù)此對(duì)所述待定位 晶圓的位置進(jìn)行預(yù)調(diào)整，將其調(diào)整至載片臺(tái)上一個(gè)大致的范圍內(nèi)；
B、 才艮據(jù)已設(shè)定的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在晶圓上的坐標(biāo)參數(shù)移動(dòng)載片臺(tái)，將待 定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記移至圖像獲取裝置的檢測(cè)區(qū)域中心附近，確保圖 像獲取裝置303能檢測(cè)到該晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
步驟404:依次利用各個(gè)所述標(biāo)記才莫板對(duì)所述待定位晶圓上的所述 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)4亍識(shí)別，直至識(shí)別成功為止。
本實(shí)施例中，本步識(shí)別步驟至少包括
A、 利用所述第一標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí) 別如果識(shí)別成功，直接進(jìn)行后面步驟405的中心坐標(biāo)的定義步驟；
B、 如果識(shí)別不成功，再利用所述第二標(biāo)記才莫^1對(duì)所述待定位晶圓 上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)4亍識(shí)別，在識(shí)別成功后，進(jìn)行后面步驟405的中心坐標(biāo) 的定義步驟。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，若存在三個(gè)及以上的標(biāo)記才莫^反時(shí)，可以 依次利用其對(duì)晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，直至識(shí)別成功為止。注意到， 為了提高識(shí)別效率，可將不同的標(biāo)記模板的識(shí)別順序按其出現(xiàn)的幾率由 高至低排列。在本發(fā)明實(shí)施例的啟示下，這一應(yīng)用的延伸對(duì)于本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的，在此不再贅述。
步驟405:識(shí)別成功后，按照所述待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心定 義中心坐標(biāo)。
經(jīng)過步驟404后，已在晶圓上找到了對(duì)應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，此時(shí)，通過圖 像獲取裝置及載片臺(tái)的位置感應(yīng)裝置可以獲取該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中心的坐標(biāo)(如，X-2000, Y= 1000),將其定義為圖像獲取裝置的檢測(cè)區(qū)域的中 心坐標(biāo)，并可將其鎖定，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的基本定位。
由于本實(shí)施例中的晶圓定位最終要實(shí)現(xiàn)的是將待定位晶圓上的待定 位點(diǎn)(本實(shí)施例中為晶圓上的研磨后薄膜厚度檢測(cè)點(diǎn))定位于圖像獲取 裝置的檢測(cè)區(qū)域的中心，因此，還需要進(jìn)行下面的步驟406操作。
步驟406:根據(jù)所述坐標(biāo)偏離量移動(dòng)載片臺(tái)，將該晶圓的所述待定 位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至所述圖像獲取裝置的^r測(cè)區(qū)域的中心位置。
在將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記置于圖像獲取裝置的檢測(cè)區(qū)域的中心后，根據(jù)步驟 401中i殳定的所述4寺定位晶圓的4寺定位點(diǎn)與所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離 量(如AX- -500， AY= -200)移動(dòng)載片臺(tái)(移動(dòng)后X= 1500, Y =800為檢測(cè)區(qū)域的中心坐標(biāo))，以令所述待定位點(diǎn)移至所述圖像獲取裝 置的檢測(cè)區(qū)域的中心位置。
至此，完成本^r測(cè)工藝中的晶圓定位揭:作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶圓的定位。
本實(shí)施例中，上述定位步驟均可由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)完成，不需要人 為干預(yù)。 一方面減少了人為錯(cuò)誤，另一方面也提高了定位效率。
本實(shí)施例中，該晶圓定位方法用于在化學(xué)機(jī)械研磨后進(jìn)行薄膜厚度 檢測(cè)時(shí)的晶圓自動(dòng)定位，因此，其晶圓上待定位點(diǎn)為晶圓上設(shè)定的用于 檢測(cè)研磨后薄膜厚度的檢測(cè)點(diǎn)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，該晶圓定位 方法還可用于其它的加工工藝或4企測(cè)工藝，如可以用于在化學(xué)機(jī)械研磨 后進(jìn)行的光刻工藝中，此時(shí)，需要移至圖像獲取裝置的檢測(cè)區(qū)域中心的 待定位點(diǎn)可能為光刻起始點(diǎn)。
本實(shí)施例中，多個(gè)標(biāo)記才莫4反是依照晶圓上薄膜厚度的不同生成的， 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，還可以依照晶圓上可能影響對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的識(shí)別 的其它背景因素的不同生成多個(gè)標(biāo)記模板。其具體實(shí)施步驟與思路均和 本實(shí)施例相似，在本發(fā)明實(shí)施例的啟示下，這一應(yīng)用的延伸對(duì)于本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的，在此不再贅述。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能 的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種晶圓定位方法，其特征在于，包括步驟設(shè)定待定位晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)參數(shù)，以及所述待定位晶圓的待定位點(diǎn)與所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離量；利用圖像獲取裝置對(duì)不同晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地生成不同的標(biāo)記模板；將待定位晶圓放置到載片臺(tái)上；依次利用各個(gè)所述標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，直至識(shí)別成功為止；識(shí)別成功后，按照所述待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心定義中心坐標(biāo)；根據(jù)所述坐標(biāo)偏離量將該晶圓的所述待定位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至所述圖像獲取裝置的檢測(cè)區(qū)域的中心位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述對(duì)不同晶圓 的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地生成不同的標(biāo)記模板，包括步驟對(duì)具有不同薄膜厚度的各晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地 生成不同的標(biāo)記才莫板。
3、 如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述對(duì)不同晶圓 的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地生成不同的標(biāo)記模板，至少包括步 驟在晶圓中選取薄膜厚度小于4400A的樣品，對(duì)其上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行 采樣，生成第一標(biāo)記模板；在晶圓中選取薄膜厚度介于4400A至5000A之間的樣品，對(duì)其上 的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行采樣，生成第二標(biāo)記模板。
4、 如權(quán)利要求3所述的定位方法，其特征在于，依次利用各個(gè)所 述標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，直至識(shí)別成功為止，至少包括步驟利用所述第 一標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別 如果識(shí)別成功，直接進(jìn)行后面的中心坐標(biāo)的定義步驟；如果識(shí)別不成功，再利用所述第二標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)^f于識(shí)別，并在識(shí)別成功后，進(jìn)^f亍后面的中心坐標(biāo)的定義步驟。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的定位方法，其特征在于所述待定位 晶圓為進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨處理后的晶圓。
6、 如權(quán)利要求5所述的定位方法，其特征在于所述待定位點(diǎn)為 晶圓上的研磨后晶上圓薄膜厚度^r測(cè)點(diǎn)。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的定位方法，其特征在于生成不同的 標(biāo)記模板時(shí)對(duì)不同的標(biāo)記模板分別設(shè)置不同的對(duì)比度。
8、 如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于將待定位晶圓放 置到載片臺(tái)上之后，還包括步驟依照所述待定位晶圓邊緣的缺口位置對(duì)所述待定位晶圓的位置進(jìn) 行預(yù)調(diào)整；根據(jù)所述坐標(biāo)參數(shù)將待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記移至圖像獲取裝置 的檢測(cè)區(qū)域的中心位置附近。
9、 如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述步驟均在計(jì) 算機(jī)控制下自動(dòng)完成。
10、 如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述待定位點(diǎn)為 晶圓上的檢測(cè)點(diǎn)。
11、 如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于所述待定位點(diǎn)為 光刻起始點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶圓定位方法，包括步驟設(shè)定待定位晶圓上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)參數(shù)，以及所述待定位晶圓的待定位點(diǎn)與所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記間的坐標(biāo)偏離量；利用圖像獲取裝置對(duì)不同晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行分別采樣，并對(duì)應(yīng)地生成不同的標(biāo)記模板；將待定位晶圓放置到載片臺(tái)上；依次利用各個(gè)所述標(biāo)記模板對(duì)所述待定位晶圓上的所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，直至識(shí)別成功為止；識(shí)別成功后，將所述待定位晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心定義為中心坐標(biāo)；根據(jù)所述坐標(biāo)偏離量將該晶圓的所述待定位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至所述圖像獲取裝置的檢測(cè)區(qū)域的中心位置。采用本發(fā)明的晶圓定位方法后，避免了因工藝中的薄膜厚度偏差導(dǎo)致的晶圓定位出錯(cuò)率較高的問題。
文檔編號(hào)H01L21/68GK101459102SQ200710094549
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者健 李 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司