[发明专利]晶圆定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶圆定位方法。

背景技术

在集成电路的各种加工或检测工艺中，经常会利用设备的晶圆定位装置对晶圆进行定位。而在这一定位过程中，常需要利用在晶圆上形成的对准标记(alignment mark)。

对准标记是置于光刻掩膜版和晶圆上用来确定它们的位置和方向的可见图形。其在光刻掩膜版上可能是一根线、多根线或其它形状的图形，转移至晶圆后，可以其它形态(如，沟槽)作为晶圆定位的标记。

图1为现有的一种晶圆上对准标记的示意图，如图1所示，在晶圆101的不同位置上，较为分散地呈“品”字形分布了三个对准标记102。通常设备内计算机控制的自动对准系统可通过寻找、识别晶圆上的该对准标记，对晶圆进行自动定位。

图2为现有的晶圆定位方法的流程图，如图2所示，现有的晶圆定位方法包括步骤：

步骤201：先在计算机中生成该晶圆对准标记的标记模板(该标记模板可以直接利用图像获取装置--如，光学探测器，获取晶圆样品的图像而生成)，并设置该对准标记在晶圆上的坐标参数，以及检测点与该对准标记间的坐标偏离量；

步骤202：将待定位晶圆放置于设备的载片台上；

步骤203：利用待定位晶圆边缘的缺口对其进行粗略的预定位；

步骤204：根据事先设置的模板内的对准标记的坐标参数移动载片台，令待定位晶圆上的对准标记位于图像获取装置下方；

步骤205：利用图像获取装置在晶圆上寻找、识别与模板上的对准标记相同的对准标记，并进行比较；

步骤206：当在晶圆上找到该对准标记时，将该对准标记中心的坐标定义为中心坐标，并锁定；

步骤207：根据事先设定的检测点与该对准标记间的坐标偏离量移动载片台，令该晶圆上的检测点转移至图像获取装置的可检测区域的中心。此时，认为晶圆已到达要求的位置，实现了晶圆的定位。

然而，在实践中，由于自动对准系统对对准标记的识别，与该对准标记与晶圆背景间区别的明显程度有关，若晶圆的背景或表面亮度有所差别时，识别其上对准标记所适用的条件也会有所不同。此时，易在晶圆定位系统寻找、识别晶圆上的对准标记时出错(包括找不到及误判两种情况)，从而导致晶圆定位出现问题。

尤其对于进行化学机械研磨处理后的晶圆，这一问题更为严重。高性能集成电路的层数不断增加，要求各层具有较高的平整度。这一平整度是通过使用化学机械研磨(CMP，Chemical Mechanical Polishing)的方法对晶圆进行平坦化处理而获得的。然而，CMP处理也会令晶圆上的对准标记变得模糊--原本凹凸不平的对准标记被埋藏在平坦化的薄膜下，不易被识别，增加了利用定位系统寻找、识别晶圆上对准标记的难度。

另外，研磨后不同晶圆表面残留的薄膜厚度常会略有差别，如可能会存在±500的波动，而这将导致晶圆上位于薄膜下的对准标记的明显程度有所不同，其所适用的标记模板或其参数设置也会有所变化。实践中，在研磨后进行薄膜检测时对晶圆的自动定位，大约只有60％的几率可以成功，这大大降低了检测的效率。

为清楚地检测到晶圆上的对准标记，实现对晶圆的自动定位，于2005年9月21日公开的公开号为CN1670911A的中国专利申请中提出了一种新的定位方法，其将遮挡住对准标记的绝缘膜及金属膜去掉一部分，以露出对准标记，实现元件的自动定位。然而该方法需要增加光刻、刻蚀等额外的步骤，会延长生产的周期，降低生产效率，在实际生产中并不可取。

发明内容

本发明提供一种晶圆定位方法，以改善现有的半导体工艺中在进行晶圆自动定位时失败率较高的现象。

本发明提供的一种晶圆定位方法，包括步骤：

设定待定位晶圆上对准标记的坐标参数，以及所述待定位晶圆的待定位点与所述对准标记间的坐标偏离量；

利用图像获取装置对不同晶圆的对准标记进行分别采样，并对应地生成不同的标记模板；

将待定位晶圆放置到载片台上；

依次利用各个所述标记模板对所述待定位晶圆上的所述对准标记进行识别，直至识别成功为止；

识别成功后，按照所述待定位晶圆上的对准标记的中心定义中心坐标；

根据所述坐标偏离量将该晶圆的所述待定位点转移至所述图像获取装置的检测区域的中心位置。

可选地，所述对不同晶圆的对准标记进行分别采样，并对应地生成不同的标记模板，包括步骤：

对具有不同薄膜厚度的各晶圆的对准标记进行分别采样，并对应地生成不同的标记模板。