專利名稱：標記晶圓的方法、具有標記的晶圓的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領域，尤其涉及標記晶圓的方法、具有標記的晶圓。
背景技術(shù)：
半導體工藝中，一次工藝需要進行操作的晶圓不止一片，而是多片晶圓，也就是說，半導體工藝中每一道工藝對晶圓的處理為批量處理。同一道工藝中的多個晶圓彼此相同，無法對它們進行區(qū)分。在實踐中可以通過晶圓的擺放位置區(qū)分晶圓，但是當晶圓的擺放位置由于某種原因發(fā)生變化時，會導致不同晶圓的識別出現(xiàn)混亂。在半導體工藝中，為了區(qū)分各個晶圓(wafer)，現(xiàn)有技術(shù)中通常的做法為利用激光轟擊晶圓，在晶圓表面上形成標記，使工程師可以區(qū)分各個晶圓。當半導體工藝中使用的晶圓為體娃時，利用激光在體娃(bulk wafer)表面形成的標記清楚，方便識別。隨著，半導體工藝的發(fā)展，絕緣體上娃(silicon-on-insulator,簡稱 SOI)開始廣泛應用于集成電路中，利用激光轟擊絕緣體上硅的表面形成的標記比較模糊， 不方便識別。而且，在絕緣體上硅上形成的器件性能變差?，F(xiàn)有技術(shù)中，有許多關于標記晶圓的方法，例如，2008年6月11日公開的 CN101197350A的中國專利申請文件，然而均沒有解決以上技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是在絕緣體上硅上形成的標記模糊，在絕緣體上硅上形成的器件性能變差。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種標記晶圓的方法，包括提供絕緣體上硅，所述絕緣體上硅包括第一半導體層、位于所述第一半導體層上的介質(zhì)層、位于所述介質(zhì)層上的第二半導體層；圖形化所述第二半導體層和介質(zhì)層，在所述第二半導體層和介質(zhì)層形成開口，所述開口定義出需要形成標記的區(qū)域且所述開口暴露出部分所述第一半導體層；在所述開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域形成標記。可選的，圖形化所述第二半導體層和介質(zhì)層的方法為光刻、刻蝕。可選的，所述介質(zhì)層的材料為氧化硅?？蛇x的，所述第一半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅。可選的，所述第二半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅。本發(fā)明還提供一種具有標記的晶圓，所述晶圓為絕緣體上硅，所述絕緣體上硅包括第一半導體層、位于所述第一半導體層上的介質(zhì)層、位于所述介質(zhì)層上的第二半導體層；所述第二半導體層和所述介質(zhì)層中具有開口，所述開口暴露出部分所述第一半導體層，所述標記位于所述開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域?？蛇x的，所述介質(zhì)層的材料為氧化硅?？蛇x的，所述第一半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅?？蛇x的，所述第二半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本技術(shù)方案的標記晶圓的方法，首先提供絕緣體上硅，絕緣體上硅包括第一半導體層、位于第一半導體層上的介質(zhì)層、位于介質(zhì)層上的第二半導體層；然后，圖形化第二半導體層和介質(zhì)層，在第二半導體層和介質(zhì)層形成開口，該開口定義出需要形成標記的區(qū)域且暴露出部分第一半導體層；接著利用激光轟擊開口，在開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域形成標記。由于第一半導體層的厚度要遠遠大于第二半導體層的厚度，因此將標記形成在第一半導體層上，可以避免由于半導體層太薄而導致激光轟擊半導體層形成的標記模糊的現(xiàn)象，因此形成在第一半導體層上的標記清楚，方便識別。而且，由于第一半導體層的厚度較厚，對激光轟擊力的耐受力好，激光轟擊第一半導體層時，可以大大減少激光轟擊形成的缺陷，降低缺陷轉(zhuǎn)移至器件區(qū)時影響器件的性能的可能性。
圖I為利用激光轟擊體硅表面，在體硅表面上形成的標記的掃描電鏡示意圖；圖2為利用激光轟擊絕緣體上硅表面，在絕緣體上硅表面上形成的標記的掃描電鏡不意圖；圖3為本發(fā)明具體實施例的標記晶圓的方法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明具體實施例的具有開口的絕緣體上硅的平面示意圖；圖5 圖9為本發(fā)明具體實施例的標記晶圓方法沿圖4所示的a-a方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式針對現(xiàn)有技術(shù)中，利用激光轟擊絕緣體上硅，在絕緣體上硅表面形成的標記模糊的現(xiàn)象。發(fā)明人進行了認真的研究圖I為利用激光轟擊體硅表面，在體硅表面上形成的標記的掃描電鏡不意圖，參考圖I，利用激光轟擊體娃10表面,在體娃10表面形成的標記11 清楚；圖2為利用激光轟擊絕緣體上硅表面，在絕緣體上硅表面上形成的標記的掃描電鏡示意圖，參考圖2,然而,利用激光轟擊絕緣體上娃20表面,在絕緣體上娃20表面形成的標記21模糊。體硅的表面和絕緣體上硅的表面均為單晶硅層，不同的是，絕緣體上硅頂層硅片的厚度比體硅的厚度小得多，通過對掃描電鏡示意圖的分析，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于絕緣體上硅頂層硅片的厚度小，因此對激光轟擊力的耐受程度低，在激光轟擊頂層硅片時，頂層硅片的晶格在轟擊力的作用下重新排列，造成了標記模糊；另外，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，利用標記模糊的絕緣體上硅形成的器件，器件的性能會受到影響，主要是因為頂層硅片的晶格在轟擊力的作用下重新排列后，在頂層硅片中引入了缺陷，雖然標記形成的位置為空白區(qū)域，不形成器件，但在半導體工藝流程中的清洗工藝會將缺陷引入器件區(qū)域，從而影響器件的性能。
基于以上機理，本發(fā)明對晶圓進行標記的方法，首先對絕緣體上硅的第二半導體層和介質(zhì)層進行圖形化形成開口，暴露出第二半導體層，然后利用激光轟擊將標記形成在開口位置處的第二半導體層上。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式
的限制。圖3為本發(fā)明具體實施例的標記晶圓的方法，參考圖3，本發(fā)明具體實施例的標記晶圓的方法包括步驟S31，提供絕緣體上硅，所述絕緣體上硅包括第一半導體層、位于所述第一半導體層上的介質(zhì)層、位于所述介質(zhì)層上的第二半導體層；步驟S32，圖形化所述第二半導體層和介質(zhì)層，在所述第二半導體層和介質(zhì)層形成開口，所述開口定義出需要形成標記的區(qū)域且所述開口暴露出部分所述第一半導體層；步驟S33，利用激光轟擊所述開口，在所述開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域形成標記。圖4為本發(fā)明具體實施例的具有開口的絕緣體上硅的平面示意圖，圖5 圖9為本發(fā)明具體實施例的標記晶圓方法沿圖4所示的a-a方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合參考圖 3和圖4 圖9詳述本發(fā)明具體實施例的標記晶圓的方法。結(jié)合參考圖3和圖5，執(zhí)行步驟S31，提供絕緣體上硅30，所述絕緣體上硅30包括第一半導體層31、位于所述第一半導體層31上的介質(zhì)層32、位于所述介質(zhì)層32上的第二半導體層33。本發(fā)明中，所述第一半導體層31的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、 III-V族元素化合物、單晶碳化硅。所述介質(zhì)層32的材料為氧化硅，但不限于氧化硅。所述第二半導體層33的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅。結(jié)合參考圖3和圖8，執(zhí)行步驟S32，圖形化所述第二半導體層33和介質(zhì)層32，在所述第二半導體層33和介質(zhì)層32形成開口 40，所述開口 40定義出需要形成標記的區(qū)域且所述開口 40暴露出部分所述第一半導體層31。本發(fā)明具體實施例中，圖形化所述第二半導體層33和介質(zhì)層32，形成開口 40的方法為光刻、刻蝕。具體為參考圖6，在絕緣體上娃30的第一半導體層33的表面上形成光刻膠層34,形成光刻膠層的方法可以為旋涂 (spin-on coating)、噴涂(spray coating)、滴涂(dip coating)、刷涂(brush coating) 或者蒸發(fā)；之后對光刻膠層34進行曝光、顯影，在光刻膠層34中形成開口 35，該開口 35定義出需要形成標記的區(qū)域；其中，開口 35的位置通常為不用形成器件的區(qū)域，開口 35的尺寸根據(jù)需要形成標記所占的面積確定，開口 35的形狀不做具體限定，可以為圓形、矩形、橢圓形等；參考圖7，以所述具有開口 35的光刻膠層34為掩膜對第二半導體層33、介質(zhì)層32 進行刻蝕，在第二半導體層33、介質(zhì)層32中形成開口 40，其中，刻蝕第二半導體層33、介質(zhì)層32需要用到的工藝參數(shù)可以根據(jù)實際工藝進行調(diào)整、確定。之后，結(jié)合參考圖8和圖4， 灰化去除具有開口的光刻膠層34，形成具有開口 40的晶圓，即具有開口 40的絕緣體上硅 30。
接著，結(jié)合參考圖3和圖9，執(zhí)行步驟S33，利用激光50轟擊所述開口 40，在所述開口 40暴露出的第一半導體層31的表面區(qū)域311形成標記。利用激光50轟擊所述開口 40 的方法和現(xiàn)有技術(shù)中激光轟擊晶圓的方法相同，具體可以使用激光打點標簽設備進行步驟 S33。激光50可以對開口 40進行轟多次轟擊，以滿足形成標記的需要。標記可以由多個凹槽組成。本技術(shù)方案的標記晶圓的方法，首先提供絕緣體上硅，絕緣體上硅包括第一半導體層、位于第一半導體層上的介質(zhì)層、位于介質(zhì)層上的第二半導體層；然后，圖形化第二半導體層和介質(zhì)層，在第二半導體層和介質(zhì)層形成開口，該開口定義出需要形成標記的區(qū)域且暴露出部分第一半導體層；接著利用激光轟擊開口，在開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域形成標記。由于第一半導體層的厚度要遠遠大于第二半導體層的厚度，對激光轟擊力的耐受力好，可以避免由于半導體層太薄而導致激光轟擊半導體層形成的標記模糊的現(xiàn)象，因此形成在第一半導體層上的標記清楚，方便識別。而且，由于第一半導體層的厚度較厚，對激光轟擊力的耐受力好，激光轟擊第一半導體層時，可以大大減少激光轟擊形成的缺陷，降低缺陷轉(zhuǎn)移至器件區(qū)時影響器件的性能的可能性?；谝陨纤龅臉擞浘A的方法，結(jié)合參考圖4和圖9，本發(fā)明具體實施例還提供一種具有標記的晶圓，其中所述晶圓為絕緣體上硅30，所述絕緣體上硅30包括第一半導體層31、位于所述第一半導體層31上的介質(zhì)層32、位于所述介質(zhì)層32上的第二半導體層33 ； 所述第二半導體層33和所述介質(zhì)層32中具有開口 40，所述開口 40暴露出部分所述第一半導體層31，所述標記位于所述開口 40暴露出的第一半導體層31的表面區(qū)域311。本發(fā)明具體實施例中，介質(zhì)層32的材料為氧化硅，但不限于氧化硅。第一半導體層31的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、 單晶碳化硅。第二半導體層33的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、 單晶碳化硅。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種標記晶圓的方法，其特征在于，包括提供絕緣體上硅，所述絕緣體上硅包括第一半導體層、位于所述第一半導體層上的介質(zhì)層、位于所述介質(zhì)層上的第二半導體層；圖形化所述第二半導體層和介質(zhì)層，在所述第二半導體層和介質(zhì)層形成開口，所述開口定義出需要形成標記的區(qū)域且所述開口暴露出部分所述第一半導體層；利用激光轟擊所述開口，在所述開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域形成標記。
2.如權(quán)利要求I所述的標記晶圓的方法，其特征在于，圖形化所述第二半導體層和介質(zhì)層的方法為光刻、刻蝕。
3.如權(quán)利要求I所述的標記晶圓的方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為氧化硅。
4.如權(quán)利要求I所述的標記晶圓的方法，其特征在于，所述第一半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、IH-V族元素化合物、單晶碳化硅。
5.如權(quán)利要求I所述的標記晶圓的方法，其特征在于，所述第二半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅。
6.一種具有標記的晶圓，其特征在于，所述晶圓為絕緣體上硅，所述絕緣體上硅包括第一半導體層、位于所述第一半導體層上的介質(zhì)層、位于所述介質(zhì)層上的第二半導體層；所述第二半導體層和所述介質(zhì)層中具有開口，所述開口暴露出部分所述第一半導體層，所述標記位于所述開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域。
7.如權(quán)利要求6所述的具有標記的晶圓，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為氧化硅。
8.如權(quán)利要求6所述的具有標記的晶圓，其特征在于，所述第一半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、IH-V族元素化合物、單晶碳化硅。
9.如權(quán)利要求6所述的具有標記的晶圓，其特征在于，所述第二半導體層的材料選自單晶硅、單晶鍺或者單晶鍺硅、III-V族元素化合物、單晶碳化硅。
全文摘要
一種標記晶圓的方法、具有標記的晶圓，標記晶圓的方法包括提供絕緣體上硅，絕緣體上硅包括第一半導體層、位于第一半導體層上的介質(zhì)層、位于介質(zhì)層上的第二半導體層；圖形化第二半導體層和介質(zhì)層，利用光刻和蝕刻在第二半導體層和介質(zhì)層形成開口，開口定義出需要形成激光標簽的區(qū)域且開口暴露出部分第一半導體層；利用激光轟擊開口區(qū)域，在開口暴露出的第一半導體層的表面區(qū)域形成標記。本技術(shù)方案形成的標記清楚，方便識別，減少缺陷。
文檔編號H01L23/544GK102610494SQ20121008516
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者李樂 申請人:上海宏力半導體制造有限公司