專利名稱：具有id標記的半導體晶片,及從中生產半導體器件的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在其周邊具有ID標記的半導體晶片，和生產這樣的 半導體晶片的方法。本發(fā)明還涉及用這一半導體晶片制造半導體器件 的i殳備和方法。
背景技術：
半導體器件的生產包括幾百個工序，其中每個工序需要不同的條 件，這些條件必須嚴格管理。晶片的過程條件管理采用在晶片上做出 的標記。這些標記由例如數字、字符和條形碼組成。半導體晶片上的標記用于識別晶片，并且指示例如晶片的生產歷史。標記可以是做在晶片表面的軟標記，或者是做在晶片背面的硬標 記。標記由點組成，這些點通過使用激光束脈沖局部熔化晶片而做出。標記形成在晶片上的有限區(qū)域，這樣它不妨礙形成在晶片上的產 品。標志對工人必須是可見的，因此，通常從幾個毫米延伸到幾個厘 米，在晶片上引起產生相對大的面積損失。通過使用大能量的激光束部分熔化晶片來形成標記。大能量激光 束散射在標記周圍熔化的硅粒子上，并且已散射的粒子損壞晶片上形 成的半導體器件。當標記形成在晶片的表面上時，由于在晶片上進行的重復沉積和化學機械拋光(CMP)，標記會消失或變得不可識別。當標記形成在 晶片的背面時，標記中的不規(guī)則物能引起制版過程中的聚焦誤差，且 將強施還原晶片的附加工作以見到標記。為了解決這些問題，日本專利公開出版物08-276284公開了一技 術，在沿著晶片周邊形成的傾斜輪廓上做出精細標記。相關技術之一 制做了液晶標記，并且使激光束穿過液晶標記和光學系統(tǒng)，以在晶片 的傾斜輪廓上形成標記的圖像。這里使用的激光束具有適當的能量， 不會引起燒蝕或硅粒子散射。然而，相關技術也有問題。即使給晶片單獨提供有標記，晶片也 通常分組成批，并且一批一批地集中處理。每批包括例如"個晶片。 對于一批而不是單獨的晶片設置晶片處理條件。 一批中的晶片被集中 處理和管理，而具有相同的生產歷史。確定對于一批晶片設置的工藝 條件，來覆蓋晶片中各自的變化。結果，對于一批晶片設置的工藝條件包括冗余，如太長的處理時 間、惡化的產率和增加的成本。半導體晶片上的標記通過主計算機一批一批地管理。通過與主計 算機的通訊來處理數據，如晶片上形成的產品、應用于晶片的生產過 程和條件，和涉及晶片的測量。與主計算機的通訊耗費了長的時間， 而為了節(jié)約時間，通常只通訊應用于每批的處理條件。例如，對于相 關技術，難于使用單獨晶片上測量的膜厚以確定下面的生產過程中應 用于晶片的工藝條件。發(fā)明內容根據本發(fā)明的第一方面，半導體晶片具有沿著其周邊形成的傾 斜輪廓；形成在晶片上的產品；和形成在傾斜輪廓上的ID標記。ID 標記指示例如產品的性質、生產條件和檢測結果。根據本發(fā)明的第二方面，半導體晶片具有 一基礎晶片；布置在 該基礎晶片上的絕緣層；布置在絕緣層上的單晶硅層;形成在單晶硅 層上的產品；和形成在基礎晶片上的ID標記。根據本發(fā)明的第三方面，半導體晶片具有圓形第一主平面，其 上形成半導體器件；傾斜輪廓，沿著晶片的周邊形成；參考ID標記， 形成在傾斜輪廓上，以指示晶片的晶向。根據本發(fā)明的第四方面，半導體晶片具有圓形第一主平面，其 上形成半導體器件；參考ID標記，形成在晶片上以指示晶片的晶向； 凹陷，形成在半導體晶片的周邊并且具有相應于第一主平面傾斜的底 部；蝕刻凹坑，形成在凹陷的底部，并且由第二方向晶面確定，其中 第二方向晶面與暴露在笫一主平面上的第一方向晶面不同。即使在晶片上執(zhí)行拋光過程后，凹陷底部的蝕刻凹坑也保留。根據本發(fā)明的第五方面，半導體晶片具有圓形基礎晶片；沿著 基礎晶片的周邊形成的傾斜輪廓；布置在基礎晶片上的絕緣層；布置 在絕緣層上的單晶硅層，設置在單晶硅層的周邊上的參考位置，以指 示單晶硅層的晶向。根據本發(fā)明的第六方面，生產半導體器件的設備具有方向測量 單元，以測量晶片的晶向；和標記單元，根據測量的晶向，在晶片上 形成參考ID標記。參考ID標記用于識別晶片的晶向。根據本發(fā)明的第七方面，生產半導體器件的設備具有晶片工作 臺，具有旋轉機構；光源，向著晶片主平面的旋轉中心發(fā)射光束，該 晶片設置在晶片工作臺上；光探測器，測量晶片中晶體缺陷的散射光 強度；計算機以分析測量的強度的旋轉角度依賴性；標記單元，在晶 片上形成參考ID標記，以指示晶片上的晶向；和工作室，至少覆蓋 晶片工作臺、晶片、光源和光探測器，以阻擋外部光。根據本發(fā)明的第八方面，生產半導體器件的設備具有工作臺； 光源，將光發(fā)射到晶片的主平面上，其中晶片設置在晶片工作臺上； 光探測器，測量蝕刻凹坑的散射光強度，蝕刻凹坑形成在主平面上； 計算機，分析測量的強度的旋轉角度依賴性；標記單元，在晶片上形 成參考ID標記，以指示晶片上的晶向；工作室，至少覆蓋晶片工作 臺、晶片、光源和光探測器，以阻擋外部光。光探測器具有環(huán)形感光 面，該面圍繞光源的發(fā)光口，并且相對于發(fā)射的光傾斜。根據本發(fā)明的第九方面，生產半導體器件的方法包括沿著晶片 周邊形成傾斜輪廓，在晶片上形成產品，在傾斜輪廓上形成ID標記， 讀ID標記，并且根據從ID標記讀取的數據，在晶片上形成其它產品。根據本發(fā)明的第十方面，生產半導體器件的方法包括在晶片的 周邊形成凹陷，凹陷具有底部，關于晶片的第一主平面傾斜，在晶片 的第一主平面上形成半導體器件，根據晶向以不同的蝕刻速度蝕刻晶 片以在凹陷的底部形成蝕刻凹坑，根據蝕刻凹坑的形狀找出凹陷的晶 向，并且對晶片提供參考ID標記，指示晶片的晶向。通過第二方向 晶面確定蝕刻凹坑，其中第二方向晶面與第一主平面上暴露的第一方 向晶面不同。根據本發(fā)明的第十一方面，生產半導體器件的方法包括將光束 發(fā)射到晶片的主平面上，測量發(fā)自晶片中晶體缺陷的散射光強度，分 析測量的強度的旋轉角度依賴性，并且根據旋轉角度依賴性確定晶片 的晶向。根據本發(fā)明的第十二方面，生產半導體器件的方法包括將單晶 硅錠切割成晶片，根據晶向，使用堿性溶液以不同的蝕刻速度蝕刻晶 片的主平面，來去掉主平面上的波紋，從蝕刻主平面時形成的蝕刻凹 坑，測量晶片的晶向，在晶片上形成參考ID標記，指示晶片的晶向， 并且去掉蝕刻凹坑。根據本發(fā)明的第十三方面，生產半導體器件的方法包括沿著圓 形基礎晶片的周邊形成傾斜輪廓，將參考ID標記放置在傾斜輪廓上 以指示SOI層晶片的晶向，形成SOI層晶片，該SOI層晶片具有指示SOI層晶片的晶向的參考位置，在SOI層晶片的第一主平面上形成 絕緣層，并且將基礎晶片粘合到SOI層晶片的絕緣層一側，使參考ID 標記與參考位置對齊。更具體地說，本發(fā)明提供一種半導體晶片，包括傾斜輪廓，沿 著所述晶片的周邊形成；各個產品，形成在所述晶片上；和ID標記， 形成在所述傾斜輪廓上，并且包含數據，該數據包括所迷產品的屬性、 生產條件和檢測結果。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述傾斜輪廓具有一表面，它的 粗糙度大于所述產品形成在其上的所述晶片的表面的粗糙度。根據本發(fā)明的上述晶片，其中在晶片厚度方向上的不同位置， 所述ID標記重復地形成在所述傾斜輪廓上。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述傾斜輪廓在所述晶片的第一 主平面?zhèn)染哂械谝粌A斜輪廓，而在所述晶片的第二主平面?zhèn)染哂械诙?傾斜輪廓；并且所述ID標記形成在所述第一和第二傾斜輪廓的每個 上。根據本發(fā)明的上迷晶片，其中所述ID標記形成在所述傾斜輪 廓上確定的參考位置的每一側。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述參考位置是指示所述晶片的 晶向的對象或標記。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述對象或標記是所述晶片上形 成的方向平面，槽口和銘刻之一。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述ID標記包括一晶片ID標記， 形成在所述參考位置一側，以指示所述晶片的生產歷史；和產品ID 標記，形成在所述參考位置的另一側，以指示所述產品的生產歷史。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述傾斜輪廓在所述晶片的第一 主平面一側具有第一傾斜輪廓，而在所述晶片與所述第一主平面相對 的笫二主平面一側具有第二傾斜輪廓；并且所述第一傾斜輪廓接收器 件標記器做出的ID標記，所述第二傾斜輪廓接收由晶片標記器做出 的包含制造號碼的ID標記。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述產品形成在所述晶片的第一 主平面上。本發(fā)明還提供一種半導體晶片，包括基礎晶片；絕緣層，布置 在所述基礎晶片上；單晶硅層，布置在所述絕緣層上；各個產品，形 成在所述單晶硅層上；和id標記，形成在所述基礎晶片上，并且包 含數據，該數據包含所述產品的屬性、生產條件和檢測結果。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述id標記由用激光束形成的 點做成。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述id標記形成在所述基礎晶 片的周邊。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述id標記形成在傾斜輪廓上， 該傾斜輪廓沿著所述基礎晶片的周邊形成。本發(fā)明還提供一種半導體晶片，包括圓形第一主平面，其上形 成半導體器件；傾斜輪廓，沿著所述晶片的周邊形成；和參考id標 記，形成在所述傾斜輪廓上，并且指示所述晶片的晶向。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述參考id標記是二維矩陣碼， 包括l形導向單元；并且所述l形導向單元用作參考，以辨別所述晶 片的晶向。根據本發(fā)明的上述晶片，其中所述l形導向單元布置在所述第 一主平面上的晶向線上。根據本發(fā)明的上述晶片，其中傾斜輪廓包括所述晶片第一主平 面?zhèn)鹊捏室粌A斜輪廓，和所述晶片與第一主平面相對的第二主平面?zhèn)?的第二傾斜輪廓；并且所述參考id標記形成在所述第一和第二傾斜 輪廓的每個上。本發(fā)明還提供一種半導體晶片，包括圓形第一主平面，其上形 成半導體器件；參考id標記，形成在所述晶片上，并且指示所述晶 片的晶向；凹陷，形成在所述晶片的周邊，并且具有相對于所述第一 主平面傾斜的底部；和蝕刻凹坑，形成在所述底部，并且在所述晶片 上執(zhí)行的拋光過程之后保留，所述蝕刻凹坑通過第二方向晶面確定，該第二方向晶面與所述第一主平面上暴露的第一方向晶面不同。本發(fā)明還提供一種半導體晶片，包括圓形基礎晶片；傾斜輪廓， 沿著所述基礎晶片的周邊形成；絕緣層，布置在所述基礎晶片上；單 晶硅層，布置在所述絕緣層上；和參考位置，確定在所述單晶硅層的 周邊，以指示所述單晶硅層的晶向。根據本發(fā)明的上述晶片，進一步包括參考ID標記，根據所述 參考位置形成在所述傾斜輪廓上，以指示所述單晶硅層的晶向。根據本發(fā)明的上述晶片，進一步包括ID標記，形成在所述傾 斜輪廓上，至少指示涉及所述晶片的數據。本發(fā)明還提供一種生產半導體器件的設備，包括方向測量單元， 測量半導體晶片的晶向；和標記單元，根據測量的晶向，在所述晶片 上形成參考ID標記，所述參考ID標記用于識別所述晶向。根據本發(fā)明的上述設備，其中所述方向測量單元包括X射線源， 向所述晶片的主平面發(fā)射X射線；二維X射線檢測器，檢測發(fā)送穿過 所述晶片，或由所述晶片反射的X射線；和顯示器，根據檢測的X射 線，顯示Laue圖像。根據本發(fā)明的上述設備，其中所述標記單元包括激光標記器， 將激光束發(fā)射到所述晶片上，以在所述晶片上形成所述參考ID標記； 測量設備，測量所述晶片上的所述激光束斑與代表測量的晶向的線之 間的偏移角；和旋轉設備，旋轉所述晶片與激光標記器之一。本發(fā)明還提供一種生產半導體器件的設備，包括晶片工作臺， 具有一旋轉機構；光源，向所述晶片工作臺的旋轉中心發(fā)射光束，照 射晶片的主平面，該晶片設置在所述晶片工作臺上；檢測器，測量所 述晶片上來自晶體缺陷的散射光強度；計算機，分析測量的強度的旋 轉角度依賴性；標記單元，在所述晶片上形成參考ID標記，以指示 所述晶片的晶向；工作室，至少覆蓋所述晶片工作臺、晶片、光源、 和檢測器，以阻擋外部光。本發(fā)明還提供一種用于生產半導體器件設備，包括晶片工作臺； 光源，將光發(fā)射到所述晶片的主平面上，該晶片設置在所述晶片工作臺上；光檢測器，具有感光面，圍繞所述光源的發(fā)射口，并且相對于 發(fā)射的光的前進方向傾斜，所述光檢測器測量蝕刻凹坑的散射光強度， 蝕刻凹坑形成在所述晶片的所述主平面上；計算機，分析測量的強度 的旋轉角度依賴性；標記單元，在所述晶片上形成參考ID標記，以 指示所述晶片的晶向；工作室，至少覆蓋所述晶片工作臺、晶片、光 源、和光檢測器，以阻擋外部光。根據本發(fā)明的上述設備，其中所述發(fā)射的光是平行光通量。 根據本發(fā)明的上述設備，其中所述感光面相對于所述前進方向 傾斜大約35度。根據本發(fā)明的上述設備，其中所述平行光通量的中心與所述感 光面的中心之間的距離，是所述晶片的主平面與所述感光面的中心之 間距離的0.7倍。本發(fā)明還提供一種生產半導體器件的方法，包括沿著半導體晶 片的周邊形成傾斜輪廓；在所述晶片上形成產品；在所述傾斜輪廓上 形成第一ID標記，所述第一ID標記包含數據，該數據包含所述產品 的屬性、生產條件和檢測結果；讀取所述第一 ID標記；并且根據從 所述第一 ID標記讀取的數據，在所述晶片上形成其它產品。根據本發(fā)明的上述方法，其中在所述第一 ID標記附近的所述 傾斜輪廓上形成第二ID標記，所述第二ID標記包含數據，該數據包 含形成所述第一 ID標記后，在所述晶片上形成的產品的屬性、生產 條件和檢測結果。根據本發(fā)明的上述方法，其中在所述傾斜輪廓上形成第一 ID標 記包括向所述傾斜輪廓的一部分發(fā)射一激光束，使所述部分平整， 所述傾斜輪廓的粗糙度，大于所述產品形成其上的所述晶片的區(qū)域的 粗糙度；并且形成點，這些點在所述傾斜輪廓的平整部分組成所述第 一 ID標記。根據本發(fā)明的上述方法，其中讀取所述第一 ID標記包括將光 發(fā)射到所述傾斜輪廓上，并且監(jiān)視所述傾斜輪廓的反射光的強度；檢 測反射光強度顯示最大值的位置，確定所述位置作為所述點形成的部根據本發(fā)明的上述方法，其中沿著半導體晶片的周邊形成傾斜 輪廓包括在所述產品形成在其上的所述晶片上的第一主平面?zhèn)刃纬傻?一傾斜輪廓，并且在與所述第一主平面相對的所述晶片的第二主平面 側形成第二傾斜輪廓；在所述傾斜輪廓上形成第一 ID標記包括通過 器件標記器在所述第一傾斜輪廓上形成一 ID標記，并且通過晶片標 記器在所述第二傾斜輪廓上形成一 ID標記；并且由器件標記器做出 的所述ID標記，預先存儲在所述器件標記器的主計算機中。根據本發(fā)明的上述方法，包括在半導體晶片的周邊形成凹陷， 所述凹陷的底部相對于半導體器件形成其上的所述晶片的第一主平面 傾斜；通過執(zhí)行蝕刻過程在所述底部形成蝕刻凹坑，依據所述晶片的 晶向蝕刻過程的蝕刻速度不同，所述蝕刻凹坑由第二方向晶面確定， 第二方向晶面不同于暴露在所述第一主平面的第一方向晶面；根據所 述蝕刻凹坑的形狀，確定所述凹陷的晶向；并且在所述晶片上形成一 參考ID標記，以指示所述晶片的晶向。根據本發(fā)明的上述方法，其中確定所述凹陷的晶向，包括將光 發(fā)射到所述蝕刻凹坑上；估算所述第二方向晶面的反射光強度的旋轉 角度依賴性；根據所述旋轉角度依賴性，確定所述凹陷的晶向。根據本發(fā)明的上述方法，其中根據所述旋轉角度依賴性確定所述 凹陷的晶向包括將形成在所述晶片的整個圓周區(qū)域的蝕刻凹坑的旋 轉角度依賴性數據存儲在數據庫中；將估算的旋轉角度依賴性與所述 數據庫中存儲的數據比較；根據比較的結果，確定所述凹陷的晶向。本發(fā)明還提供一種生產半導體器件的方法，包括將光發(fā)射到晶 片的主平面上；在所述晶片中，測量來自晶體缺陷的散射光強度；分 析測量的強度的旋轉角度依賴性；根據分析的旋轉角度依賴性，確定 所述晶片的晶向。根據本發(fā)明的上述方法，其中所述光束是可見光范圍和紅外光 范圍之一內的激光束。根據本發(fā)明的上述方法，其中所述旋轉角度依賴性具有正弦周期性。根據本發(fā)明的上述方法，包括通過切割單晶錠，形成所述晶片； 通過在所述晶片上執(zhí)行蝕刻過程，去掉所述晶片的主平面上的起伏， 所述蝕刻過程使用堿性溶液，并且依據晶向包括不同的蝕刻速度；根 據由所述蝕刻過程在所述主平面上形成的蝕刻凹坑，測量所迷晶片的 晶向；在所述晶片上形成一參考ID標記，以指示所述晶片的測量的 晶向；去掉所述蝕刻凹坑。根據本發(fā)明的上述方法，包括沿著圓形基礎晶片的周邊形成傾 斜輪廓；在所述傾斜輪廓上形成參考ID標記，以指示SOI層晶片的 晶向；形成SOI層晶片，該SOI層晶片具有指示所述SOI層晶片晶 向的參考位置；在所述SOI層晶片的第一主平面上形成絕緣層；將所 述基礎晶片粘合到所述SOI層晶片的一絕緣層側，同時所述參考ID 標記與所述參考位置對準。根據本發(fā)明的上述方法，包括在將所述基礎晶片粘合到所述 SOI層晶片之前，將氫離子注入到第一主平面中，以在所述SOI層晶 片中遠離所述絕緣層形成氫離子注入層；在將所述基礎晶片粘合到所 述絕緣層側之后，沿著所述氫離子注入層劈開所述SOI層晶片。


圖l是透視圖，部分地顯示了根據本發(fā)明的第一實施例的半導體晶片；圖2是方塊圖，顯示了在半導體晶片上形成ID標記的設備；圖3A到3C是透視圖，顯示了生產根據本發(fā)明的第一實施例的 半導體晶片的方法；圖4A到4C部分地顯示了根據本發(fā)明的第一實施例的半導體晶 片的傾斜輪廓，其上形成了ID標記；圖5是透視圖，部分地顯示了根據本發(fā)明的第二實施例的半導體晶片；圖6是表格，顯示了第二實施例和一比較例子的標記周期；圖7解釋了根據第二實施例的比較例子發(fā)現晶片的傾斜輪廓形狀的技術；圖8是表格，顯示根據第二實施例的改進了的型式1的ID標記 讀取檢測的結果；圖9是剖視圖，顯示了沿著半導體晶片的周邊形成的傾斜輪廓， 和傾斜輪廓上的ID標記；圖IO是透視圖，部分地顯示了根據本發(fā)明的第三實施例的半導 體晶片，它在每一側槽口上具有ID標記；圖11是透視圖，根據第三實施例的比較例子部分地顯示了半導 體晶片，它在槽口的右側上具有ID標記；圖12是表格，顯示了為做出圖11的ID標記所保留的時間；圖13是平面圖，顯示了根據本發(fā)明的第四實施例的SOI晶片；圖14是透視圖，顯示了形成在圖13的SOI晶片上的槽口；圖15是剖視圖，顯示了當使用激光束在SOI晶片埋藏的氧化膜 上形成標記時產生的問題；圖16顯示了根據第四實施例改進了的型式在SOI晶片的傾斜輪 廓上形成的ID標記；圖17是平面圖，顯示了根據本發(fā)明的第五實施例的半導體晶片 的第一主平面；圖18是放大的平面圖，顯示了圖17晶片的傾斜輪廓上形成的參 考ID標記；圖19是放大的平面圖，顯示了二維矩陣編碼，該碼具有L型導 向單元且用作參考ID標記；圖20是方塊圖，顯示了根據本發(fā)明的第五實施例的半導體晶片 生產設備；圖21是流程圖，顯示了使用圖20的設備實現的半導體晶片的生產方法；圖22A是平面圖，顯示了在半導體器件生產過程中觀察到的晶片 的旋轉角度；圖22B顯示了顯示器上顯示的圖22A晶片的Laue圖像； 圖23A是平面圖，顯示了旋轉糾正后圖22A晶片的旋轉角度； 圖23B顯示了圖23A晶片的Laue圖像； 圖24是平面圖，顯示了圖23A的晶片上形成的參考ID標記； 圖25是平面圖，顯示了根據第五實施例的改進了的型式1的半 導體晶片；圖26是平面圖，顯示了根據第五實施例的改進了的型式1的半 導體晶片，該晶片在正交晶向線之間具有參考ID;圖27是平面圖，顯示了根據第五實施例的改進了的型式2的半 導體晶片；圖28是放大的平面圖，顯示了圖27的晶片周邊形成的參考ID才示寸己；圖29是方塊圖，顯示了根據第五實施例的改進了的型式4的半 導體晶片生產設備；圖30A、 30B、 31A和31B顯示了根據第五實施例的改進了的型 式5的標記單元的操作；圖32是方塊圖，顯示了根據第五實施例的改進了的型式6的半 導體晶片生產設備的標記單元；圖33顯示了通過圖32的標記單元形成在晶片側面的二維點矩陣 參考ID標記；圖34顯示了通過圖32的標記單元形成在晶片側面的凹陷參考ID 圖35是方塊圖，顯示了根據第六實施例測量和計算蝕刻凹坑的反射光強度旋轉角度依賴性，并且在晶片上形成方向標記的設備，其中蝕刻凹坑形成在晶片上；圖36是流程圖，顯示了根據本發(fā)明的第六實施例半導體晶片生產方法；圖37是透視圖，顯示了根據圖36的方法的晶片，其上形成方向 確定區(qū)域；圖38是透視圖，顯示了具有根據圖36的方法做出的方向確定區(qū) 域的晶片；圖39A和39B是剖^f見和平面圖，顯示了圖38的方向確定區(qū)域； 圖40A和40B是示意和平面圖，顯示了形成在晶面(100)上， 并由包括晶面(111)的第二方向晶面和等效晶面確定的蝕刻凹坑； 圖41是剖視圖，顯示了在圖38的方向確定區(qū)域底部形成的蝕刻凹坑；圖42顯示了在晶片不同位置上形成的方向確定區(qū)域，在方向確 定區(qū)域中形成的蝕刻凹坑的形狀，和蝕刻凹坑的散射光強度的分布；圖43是一圖，顯示了根據第六實施例和比較例子找到晶向的測 量時間；圖44是方塊圖，顯示了根據第六實施例的改進了的型式1半導 體晶片生產設備；圖45是透視圖，顯示了第七實施例的半導體晶片生產設備； 圖46解釋了根據本發(fā)明第七實施例的半導體晶片生產設備的原理；圖47A是顯微圖像，顯示了被稱為COP (晶體起源粒子)的晶 體缺陷；圖47B顯微圖像，顯示了被稱為BMD(體微缺陷)的晶體缺陷； 圖48是流程圖，顯示了使用圖45的設備實現的半導體晶片的生產方法；圖49是一圖示，顯示了在CZ晶片和退火晶片上測量的散射光強度的旋轉角度依賴性；圖50是一圖示，顯示了根據第七實施例和比較例子確定晶片晶 向的時間周期；圖51是透視圖，顯示了根據第八實施例半導體晶片生產設備； 圖52A和52B截面和底部圖，顯示了根據第八實施例檢測單元； 圖53和54是圖，顯示了通過計算機計算的散射光的旋轉角度依賴性；圖55A顯示了平行的光通量與光探測器之間的距離(dL)與光探測器與晶片之間的距離(dW)之間的關系；圖55B是一圖，顯示了用于提高的檢測效率dL/dW的最佳值； 圖56是流程圖，顯示了根據第八實施例半導體晶片生產方法； 圖57顯示了根據第八實施例的實驗例子半導體晶片生產流程，該流程包括晶片取樣階段；圖58是透視圖，顯示了根據第八實施例的實驗例子的實驗設備； 圖59是一圖示，顯示了圖58的設備測量的散射光強度，和探測器的傾斜角度；圖60顯示了光檢測器的傾斜角度與凹坑的散射光之間的關系； 圖61是一圖示，顯示了第八實施例和比較例子的晶向測量時間 和標+己時間；圖62A是透視圖，顯示了根據本發(fā)明第九實施例的SOI晶片； 圖62B是放大的視圖，顯示了在圖62A的晶片上形成的槽口和參考ID才示t己；圖63A是透視圖，顯示了根據第九實施例基礎晶片；圖63B是放大的視圖，顯示了在圖63A的基礎晶片的傾斜輪廓上形成的參考ID標記；圖64是流程圖，顯示了根據第九實施例生產基礎晶片的方法；圖65A是透視圖，顯示了根據第九實施例的SOI層晶片；圖65B是剖視圖，顯示了圖65A的SOI層晶片；圖66是流程圖，顯示了根據第九實施例的生產SOI層晶片的方法，該SOI層晶片具有埋藏的氧化膜和SOI層；圖67是流程圖，顯示了根據第九實施例用圖63A的基礎晶片粘合到圖65A的SOI層晶片上，來生產SOI晶片的方法；圖68A是透視圖，顯示了根據第九實施例的改進了的型式2的SOI晶片；圖68B是放大^f見圖，顯示了在圖68A的SOI晶片上形成的槽口 和線性條形碼；圖69A是透視圖，顯示了根據第九實施例的改進了的型式2的 SOI晶片；圖69B是放大視圖，顯示了圖69A的SOI晶片基礎晶片的槽口 和傾斜輪廓；圖70是流程圖，顯示了根據第九實施例的比較例子的生產基礎晶片的方法，其中基礎晶片具有槽口；圖71A是透視圖，顯示了根據圖70的方法形成的SOI晶片； 圖71B是放大視圖，顯示了在圖71A的SOI晶片背面的周邊上形成的纟示i己。
具體實施方式
本發(fā)明的各個實施例將參考附圖描述。要注意的是，在所有圖中， 相同或相似的參考數字應用于相同或相似的部分和元件，并且相同或 相似部分和元件的描述將被省略和簡化。 (第一實施例)在圖1中，晶片ll具有沿著晶片ll的周邊的傾斜輪廓12;形成 在晶片11上的產品15;和形成在傾斜輪廓12上的ID標記14a到14d。 ID標記14a到14d指示產品數據，如產品15的屬性、生產條件和檢 測結果。無論何時需要，任何生產過程都會在晶片11的傾斜輪廓12 上形成ID標記，所以，傾斜輪廓12上ID標記的號碼是任選的。ID 標記可以包含，例如，產品15的批號、生產號碼、功能和檢測結果。晶片ll的"周邊"包括傾斜輪廓12形成的區(qū)域，晶片11上不 形成產品15的表面圓周區(qū)域，晶片11的側面，和晶片11的背面圓周 區(qū)域。產品15是通過一系列的半導體器件生產過程在晶片ll上形成 的任何產品。例如，產品15是晶片ll上形成的n-和p-類型的半導體 區(qū)域，在晶片ll上沉積的絕緣體，在晶片ll上形成的半導體和導體 膜，和通過選擇地去掉膜，形成在晶片ll上的圖樣。產品15可以是在清潔的氣氛下，在高溫下將晶片11熱氧化， 而形成的熱氧化膜；通過例如CVD,在晶片11上沉積的絕緣膜，如氧化或氮化膜；涂覆到晶片11上并養(yǎng)護晶片11的抗蝕劑膜；通過光 刻過程刻劃的抗蝕劑圖樣；通過使用抗蝕劑圖樣作為掩模，而選擇地 蝕刻絕緣膜而形成的絕緣體圖樣；和通過離子注入和熱擴散，在晶片 11上形成的給定導體類型和導電值的半導體區(qū)域和膜。產品15可以 是半導體器件，通過例如沉積、雜質注入、形成圖樣和蝕刻而形成的 晶體管、電容、金屬導線或中間產品。ID標記14可以包含涉及晶片11的數據。例如，ID標記14可以 包含晶片11的生產歷史，該歷史包括關于單晶錠舉升、切割、拋光、 晶片11的生產條件；和晶片11的屬性和特性的數據。ID標記14可 以是參考ID標記，該標記在晶片11上的特定位置形成以指示晶片11 主平面的晶向。參考ID標記將在第五到第九實施例中具體解釋。ID標記14可以由字母、數字和線性碼或二維碼組成。在本發(fā)明 的第一實施例中，如果不特別提出，ID標記是二維碼。二維碼由點組 成，每個是，例如，5nm寬和0.5fim高的點。二維碼可以是8x32點 或16x16點的矩陣以指示涉及晶片11和產品15的數據。二維碼非常 小，例如，100到200nm寬和50到100nm長，因此對人眼是不可讀 的。從而通過讀取設備讀取ID標記14。為了做出并讀取ID標記14,晶片ll提供有參考位置。在圖1 中，參考位置是在晶片11的周邊形成的槽口。槽口 13指示晶片11 的晶向。ID標記14在傾斜輪廓12上，且當晶片ll與其它晶片一起 存儲在晶片盒中時，晶片上的ID標記是順序可讀的。在圖2中，在半導體晶片11上形成ID標記14的設備，具有He-Ne 激光器55、光學透鏡56和CCD照相機57。 He-Ne激光器55將He-Ne 激光束發(fā)射到晶片11的傾斜輪廓12上。He-Ne激光束具有高斯能量 分布。光學透鏡56將He-Ne激光束聚焦在傾斜輪廓12的表面或之上。 CCD照相機57監(jiān)測傾斜輪廓12的反射光。下面將解釋在晶片ll上生產半導體器件的方法。 (l)在第一生產過程中，如圖3A所示，ID標記14a形成在晶 片11的傾斜輪廓12上。ID標記14a指示，例如，晶片識別號碼和屬性，生產地點，生產開始日期，生產過程，和主管在晶片ll上形成的產品15的人員。ID標記14a定位在，例如，槽口 13右側lOOjun。 ID 標記14a實際上是用穿過光學系統(tǒng)的激光束脈沖，局部地融化傾斜輪 廓12的表面而形成的點矩陣。(2) 根據ID標記14a中存儲的數據，開始一系列的生產過程。 例如，首先執(zhí)行氧化過程，緊接著是化學汽相沉積過程(CVD)，以 形成掩模的膜。測量每個晶片上的掩模膜厚度(成批處理晶片)。每 個晶片的測量厚度存儲在主計算機中。在圖3B中，同時，將已測量 的厚度留下印記，作為附近ID標記14a的ID標記14b。根據相關技術，晶片從一批晶片中取樣，測量取樣的晶片的膜厚 度，并且將測量的厚度存儲在主計算機中作為該批的典型膜厚度。即， 相關技術使用該取樣晶片的膜厚度，作為該批晶片的代表膜厚。該批 中的晶片包括它們膜厚度上的變化。為了吸收變化，當對于該批晶片 將要執(zhí)行的下面的過程而設置生產條件時，相關的技術將經驗值加入 代表膜厚度中。(3) 晶片11上的掩模的膜通過使用抗蝕劑形成圖樣，并且通過 干蝕刻處理。干蝕刻設備讀取器讀取ID標記14a和14b，才艮據將要形 成的圖樣和從ID標記14a和14b中讀取的掩模的膜厚度和類型，干 蝕刻設備對晶片ll確定最佳蝕刻條件。(4) 晶片ll被清潔多次，晶片11的第一主平面被選擇地蝕刻 而形成凹陷，并且凹陷填充有CVD膜以在晶片ll上形成元件絕緣區(qū) 域。執(zhí)行離子離子注入過程以在晶片ll上形成勢阱，并且在晶片11 上執(zhí)行晶體管過程。在晶片11上形成一柵絕緣膜和多個柵電極。在圖 3C中，像在掩模形成過程中一樣，柵電極形成過程形成臨近ID標記 14b的ID標記14c。 ID標記14c指示，例如，通過CVD制出的電極 的厚度。電極的厚度被反饋到千蝕刻過程，以控制晶片11的蝕刻時間。 (5 )在晶片11上執(zhí)行源極/漏極形成過程，并且臨近ID標記14c 形成ID標記14d。 ID標記14d指示，例如，^呆護氧化膜的厚度，并且用于找到晶片11的最佳離子注入條件。這個信息用于補償晶片11 的晶體管特性。(6)如果在晶片ll上需要濕蝕刻過程，那么包含膜厚度數據的 ID標記形成在傾斜輪廓12上，如在干蝕刻過程中一樣。這個ID標記 用于設置晶片11的特定蝕刻時間以提供均一的最終形狀。以這種方式，包含涉及產品的數據的多個ID標記(14a到14d)， 以，例如，lOOjim的間隔連續(xù)形成在晶片11的傾斜輪廓12上，其中 產品形成在多個過程中。從ID標記之中，讀取器會從槽口 13讀取最 右側的ID標記以訪問最新的數據。生產過程在晶片ll上直接形成ID標記。然后，下一個生產過程 讀取ID標記，并且對晶片ll設置最佳生產條件，而不訪問主計算機， 從而使一批晶片中的生產偏差最小。ID標記(14a到14d )，可以在 45、 90或180度位置上相對于各自的槽口 13形成。在任何位置，ID 標記必須保持規(guī)律的間隔。根據相關技術，單一標記用于管理大量數據。這一單一標記需要 長時間來讀取。另一方面，第一實施例形成ID標記以表示單一生產 過程，這才羊縮短ID標記的讀取時間。下面將參考圖4A到4C，解釋根據第一實施例在半導體晶片上形 成ID標記的方法。(1)該方法執(zhí)行在一系列半導體生產過程的開始。在圖4A中， 傾斜輪廓具有不規(guī)則物，它們大于晶片16的產品形成區(qū)域上的那些。 傾斜輪廓上的不規(guī)則物每個大約為0.2nm的大小以及0.2nm的高度。 (2 )在圖4B中，He-Ne激光束18發(fā)射到晶片16的傾斜輪廓上。 He-Ne激光束18具有高斯能量分布，并且聚焦在傾斜輪廓的表面之 上。激光束18熔化不規(guī)則物17。熔化的不規(guī)則物再次結晶，使傾斜 輪廓表面平整。(3)在圖4C中，He-Ne激光束19發(fā)射向傾斜輪廓表面。He-Ne 激光束19具有高斯能量分布，并且聚焦在傾斜輪廓表面上，而將其融 化。融化的傾斜輪廓表面再次結晶，而形成具有例如5nm的大小和0.5pm的高度的點20。形成這樣點20的給定的數目以構成二維ID標 記。ID標記可以由8x32點或16x16點組成。為了讀取ID標記，光向晶片16的傾斜輪廓發(fā)射。使用CCD照 相機57監(jiān)測傾斜輪廓的反射光，并且觀察到最大反射光量的位置，被 確定為ID標記位置。在這個位置，讀取ID標記中的點20。如果ID標記將要關于晶片上的參考槽口形成，那么槽口必須首 先使用，例如，激光束，和讀取ID標記時的CCD照相機57定位。 在將槽口定位后，CCD照相機57必須從槽口移動到ID標記上以讀取 ID標記。在這種情況下，槽口在形成并讀取ID標記是必需的。為了避免這項煩瑣的工作，根據第一實施例形成ID標記的方法， 使晶片傾斜輪廓上的ID標記形成區(qū)域平整，并且形成作為平整區(qū)域 的ID標記的點。平整的區(qū)域使得ID標記能被快速發(fā)現。在一給定的 生產過程中，形成ID標記的方法能夠在形成不規(guī)則物的晶片表面上 或者在沒有參考槽口的晶片上形成容易識別的ID標記。在半導體器 件的生產過程中，形成ID的這種方法有效地縮短ID標記讀取時間。根據第一實施例，每件生產設備讀取ID標記，并且過程數據被 快速地反饋到下一個過程的柔性設置處理條件。這導致了從每個晶片 生產的半導體器件的特性等效性。對于開發(fā)階段的實驗過程，根據第 一實施例的ID標記對設置適當的條件是有用的，這樣過程可以被快 速地應用于實際生產線。(第一實施例的改進了的型式1)第一實施例在每個晶片上連續(xù)形成ID標記，并且選擇地讀取ID 標記。第一實施例的改進了的型式1將第一 ID標記14a中包含的數 據加入此后要形成的另一個ID標記(14b到14d等)中。即，在第一 生產過程中，改進了的型式1在晶片上形成第一 ID標記，并且在笫 二生產過程中，在晶片上形成第二ID標記，該第一ID標記包含數據， 該數據涉及第一生產過程中形成的產品，第二 ID標記形成在第一 ID 標記附近，并包含第一 ID標記中包含的數據和其它數據，這些數據 涉及第一生產過程后形成的產品。下面將參考圖1解釋改進了的型式1。 ID標記14a做在槽口 13 的右側。在晶片11上執(zhí)行生產過程，并且測量膜厚度。ID標記14b 指示膜厚度和ID標記14a中包含的數據，制做在ID標記14a的右側。 任何一件生產設備可以訪問傾斜輪廓12上最右側的ID標記，它作為 包含最新的數據的ID標記。根據第一實施例，ID標記14a到14d包含獨立的數據，由此， 每個ID標記可以是小的點矩陣。根據改進了的型式l,每個ID標記 由大的點矩陣組成，因為每個ID標記必須包含所有的數據。在從單 一ID標記檢索所有數據方面，改進了的型式l是有利的。 (第一實施例的改進了的型式2)第一實施例的改進了的型式2采用半導體晶片上形成的ID標記 以在生產線上管理晶片的存儲和提供。LSI生產線包括形成淺溝絕 緣(STI)結構的元件隔離過程，柵形成過程，觸點形成過程，電容 器形成過程和接線形成過程。下面將參考圖1解釋LSI生產線中管理晶片。具有晶片識別號的 ID標記14a形成在晶片11上。晶片11受到氧化過程，CVD過程和 STI掩模形成過程。STI掩模形成過程形成ID標記14b，指示例如掩 模的膜厚度。ID標記14b由反應離子蝕刻設備(RIE)讀取，對晶片 ll設置最佳蝕刻條件。晶片11連續(xù)經受硅(Si)蝕刻過程，氧化過程和埋藏過程，以 形成STI凹陷且使用絕緣膜填充凹陷。在化學機械拋光(CMP)過程 之前，測量將要拋光的氧化膜的厚度，并且指示測量的厚度的ID標 記14c形成在晶片11上。才艮據ID標記14c，確定執(zhí)行CMP過程的最 佳拋光時間。此后，清潔晶片ll以在晶片ll上完成STI結構。這時，指示晶 片11歷史的ID標記14d做在傾斜輪廓12上，其中晶片11包括涉及 到在晶片ll上形成的掩膜及在其上執(zhí)行的過程的數據。然后，存儲晶 片11。存儲的晶片在任何需要的時候被提供給下一個過程。根據做在 其上的ID標記14d，管理存儲的晶片11。在將柵形成在晶片ll上后，另一個ID標記會形成在晶片11上。 這個ID標記指示，例如，掩模、處理條件、和柵形成前關于晶片11 的檢測結果。根據ID標記管理晶片以靈活地應付用于半導體器件的 需要。(第一實施例的改進了的型式3)第一實施例的改進了的型式3在從晶片上生產的半導體芯片上形 成ID標記，并且根據該ID標記管理芯片。在一 系列的晶片過程之后， 執(zhí)行芯片檢測過程，以便從不合格的芯片中鑒別出合格的芯片。在將 晶片切割成芯片之前，改進了的型式3在晶片上的每個芯片上形成ID 標記。這個ID標記包含ID標記(14a到14d )中包括的信息，以及 包含該晶片上芯片位置和芯片的檢測結果的信息，其中ID標記(14a 到14d)根據第一實施例和改進了的型式1和2形成。一旦將晶片切割成芯片，則難于將晶片處理數據、該晶片上芯片 的位置和芯片檢測結果存儲在獨自芯片中。如果沒有這些數據段，則 難于分析芯片中可能出現的任何故障。在將該晶片切割成芯片之前，改進了的型式3在晶片的每個芯片 上形成包含所有這樣的數據的ID標記。 一旦芯片上市，則芯片上的 ID標記用于管理芯片以及分析芯片中可能出現的任何故障。 (第一實施例的改進了的型式4)在一系列半導體器件生產過程的開始，根據第一實施例形成ID 標記的方法形成由點組成的ID標記。在半導體器件的生產過程中， 形成ID標記的方法會在晶片上形成ID標記。在圖4A到4C中，在給出的半導體器件生產過程中蝕刻晶片61， 以在晶片16的表面形成例如每個大小為0.2nm和高度為0.2[im的不 規(guī)則物。將He-Ne激光束18發(fā)射到晶片16的表面上，He-Ne激光束 18聚焦在晶片16的表面之上，使有限區(qū)域的不規(guī)則物平整。發(fā)射聚 焦在晶片16的表面上的He-Ne激光束19以在平整區(qū)域形成由點組成 的ID標記。在給定的半導體器件生產過程中，以這種方式，形成ID標記的方法使晶片上的區(qū)域粗糙并平整且在平整區(qū)域形成由點組成的ID標 記。(第二實施例)第 一 實施例及其改進了的型式例來特別指定晶片傾斜輪廓上ID 標記形成的位置。有時ID標記必須做在晶片傾斜輪廓的最外側部分。 如果ID標記靠近晶片上形成的產品，那么在半導體器件生產中頻繁 執(zhí)行的CMP過程期間，該ID標記會被擦除。為了避免CMP處理導 致的擦除，ID標記必須形成在晶片傾斜輪廓的最外側部分。本發(fā)明的 第二實施例涉及晶片的傾斜輪廓上形成的ID標記的位置和號碼。在圖5中，晶片21具有形成在傾斜輪廓22上的槽口 21,傾斜輪 廓22沿著晶片21的周邊延伸。關于作為參考的槽口23，具有相同內 容的三個ID標記24a到24c形成在傾斜輪廓22上。每個ID標記具 有30nmxl40nm的矩形。該ID標記24a到24e分別在垂直和水平方 向上彼此移開30pm。即使最靠近形成在晶片21上的產品25的ID標 記24c被擦除，最靠近晶片21邊緣的ID標記24a將保留以被讀取。當形成ID標記時，第二實施例釆用，例如，激光位移量具或光 反射，來大致檢測傾斜輪廓22上的ID標記形成區(qū)域。即，第二實施 例首先在傾斜輪廓22上找到槽口 23,并且不精確地測量傾斜輪廓22 的形狀。結果，第二實施例能夠只在兩秒內檢測傾斜輪廓22上的ID 形成區(qū)域。在這個ID標記形成區(qū)域中，通過水平地或垂直地將它們 彼此移開，第二實施例形成識別ID標記(24a到24c)。第二實施例 需要20秒的ID標記形成時間，和36秒的總共標記時間。在傾斜輪廓形成ID標記時，第二實施例不需要精確地測量晶片 傾斜輪廓的形狀，因而，需要縮短的標記時間。更精確地，第二實施 例可以將下面提到的比較例的標記時間減半。 (第二實施例的比較例)最好盡可能地靠近晶片的邊緣形成ID標記，這樣在CMP過程 中ID標記不被擦除。為了做到這點，比較例子精確地測量晶片的傾 斜輪廓，并且將ID標記形成激光束盡可能地導向靠近晶片的邊緣。下面將參考圖7詳細解釋比較例子。將晶片26設置在晶片工作 臺上，并且在晶片上檢測槽口。通過將光發(fā)射到傾斜輪廓27上，來發(fā) 現晶片26的傾斜輪廓27的形狀。在傾斜輪廓27上，發(fā)現幾乎平整的 區(qū)域28。為了發(fā)現區(qū)域28,必須長時間精確測量傾斜輪廓27。如圖6 所示，比較例需要60秒的時間來測量傾斜輪廓27的形狀(包括搜索 幾乎平整的區(qū)域28的時間)，和6秒的時間在晶片26上形成ID標 記。此外，比較例子需要2秒的時間來檢測晶片，和4秒的時間來傳 輸晶片。總體上，比較例子需要80秒的時間在一個晶片上形成ID標 記。多數時間花費在測量傾斜輪廓27的形狀上。另一個方面，第二實施例不需要高技術或改進的設備，來測量晶 片傾斜輪廓的形狀，由此縮短ID標記形成時間。 (第二實施例的改進了的型式1)第二實施例的改進了的型式1形成兩個ID標記，而不是第二實 施例的三個標記。形成兩個ID標記將每個晶片的ID標記形成時間從 36秒(對于三個ID標記)減少到30秒。改進了的型式1的問題是兩 個ID標記是否足以確保至少一個正確ID標記的讀取。為了對此進行 測驗，準備了24個晶片，其中12個具有三個ID標記，剩余12個具 有兩個ID標記。每個三ID標記晶片上的三個ID標記在水平和垂直方向上彼此移 開30|nm。每個兩ID標記晶片上的兩個ID標記在水平和垂直方向上 彼此移開50nm。用這些晶片生產溝槽DRAM。在位線形成過程后，晶片受到ID 標記讀取檢測。圖8顯示了一檢測結果。在圖8中，"讀取結果"欄具有連續(xù)讀取的ID標記的圓圏，和非 連續(xù)讀取的ID標記的叉號。"讀取位置"欄顯示了相應于連續(xù)地讀取 ID標記的位置的號碼。號碼"l"代表最靠近晶片邊緣的ID標記。隨著 號碼的增加，相應的ID標記從晶片的邊緣分離開。將檢測的晶片從l 到24編碼，使晶片1到12具有三個ID標記，而晶片13到24具有 兩個ID標i己。如圖8中的檢測結果所示。在多數晶片上，最外側晶片上的ID 標記是可讀取的。這表示即使不精確地測量晶片的傾斜輪廓而形成ID 標記，它們也是充分可讀取的。粗地檢測晶片傾斜輪廓的形狀，并且 在傾斜輪廓上形成多個ID標記，這允許至少ID標記之一在任何生產過程中是可讀取的。(第二實施例的改進了的型式2) 在圖9中，晶片31具有傾斜輪廓32，它由笫一傾斜輪廓32a和 第二傾斜輪廓32b組成，其中第一傾斜輪廓32a靠近晶片31的第一主 平面29，而第二傾斜輪廓32b靠近晶片31與第一主平面29相對的第 二主平面30。具有相同數據的ID標記33a和33b,分別形成在第一 和第二傾斜輪廓32a和32b上。即，在晶片31的表面和背面的周邊部 分，改進了的型式2分別形成相同的ID標記33a和33b。第一主平面 29是形成半導體器件的晶片31的表面，而第二主平面31是晶片31 的背面。改進了的型式2將晶片的傾斜輪廓分割成多個區(qū)域，并且在分割 的傾斜輪廓上分別形成相同的ID標記。即使在CMP過程中，晶片 31的表面29上的ID標記33a被擦除，晶片31的背面30上的ID標 記33b也保留用于讀取。結果，改進了的型式2縮短了 ID標記形成 和讀取時間，而提高生產率。 (第三實施例)在圖10中，晶片34具有參考位置36和形成在參考位置36的每 側的ID標記37及38。參考位置36是指示晶片34的晶向的目標或標 記。參考位置36是，例如，方向平面、槽口或標記。在圖10中，ID 標記37是由晶片制造者形成的生產號碼，而ID標記38是由器件制 造者形成的標記。ID標記37和38分別形成在參考位置(槽口 ) 36 的左側和右側。在圖11中，根據比較例子的晶片34具有作為參考位置的槽口 36;形成在槽口 36的相同側的ID標記39和40。 ID標記39和40分別由晶片制造者和器件制造者形成。與圖ll的比較例子相比，圖10的第三實施例可以縮短ID標記 讀取時間。下面將解釋其原因。在圖11中，形成在槽口 36相同側的ID標記(二維碼)39和40， 每個具有大約50nm的垂直長度和大約150nm的水平長度。ID標記 39和40彼此分離，因為他們由不同的標記單元在不同的情況下形成。 讀取ID標記的讀取器具有大約300|tim的視場。當該讀取器相對于作 為參考位置的槽口 36設置時，第二 ID標記40移到讀取器的視場外 側。為了讀取第二ID標記40，讀取器必須從初始設置位置移開。在圖12中，第一ID標記39的總讀取時間包括參考位置檢測時 間和讀取時間。除了參考位置檢測時間和讀取時間外，第二 ID標記 40的總讀取時間包括100msec的照相機移動時間，大大地延長了總讀 取時間。如果由于第一和第二標記的擦除而形成第三ID標記，那么照相 機必需進一步移動以讀取第三ID標記。這進一步延長了總讀取時間。如圖10所示將晶片制造者ID標記37和器件制造者ID標記38 形成在參考槽口 36的每一側，至少減少了照相機的一個移動以讀取 ID標記，減少了總讀取時間。在生產過程中，第三實施例減少了 ID標記讀取時間以提高生產 率。即，第三實施例使ID標記讀取器的視場調整時間最小化，以提 高工作能力。在發(fā)現參考位之后，可以命令讀取器來讀取第二 ID標 記而不是第一 ID標記。在這種情況下，第三實施例還有效地減少了 視場調整時間并且提高了生產率。根據第三實施例，形成在晶片參考位置的每一側的ID標記，是 晶片和器件制造者ID標記。這不限制本發(fā)明。例如，指示晶片生產 歷史的ID標記可以形成在晶片參考位置的一側，并且指示產品生產 歷史的另一個ID標記，可以形成在參考位置的另一側。 (第三實施例的改進了的型式)第三實施例的改進了的型式在晶片的表面和背面分別形成晶片 制造者ID標記(圖10中的37)和器件制造者ID標記(圖10中的38)，以提供與第三實施例相同的效果。特別是，改進了的型式在晶 片的傾斜輪廓背面形成晶片制造者ID標記，在晶片傾斜輪廓的表面 形成器件制造者ID標記，以提供新的效果。最近的半導體器件生產線包括了許多CMP過程。CMP過程容易 地擦除制造在晶片傾斜輪廓的表面上的ID標記。 一旦擦除ID標記， 則難于再次作出相同的標記，因為擦除的ID標記中包含的數據是不 可讀的。為了應對這個問題，改進了的型式在晶片的傾斜輪廓背面形成晶 片制造者ID標記，這樣該ID標記難于擦除，并且在傾斜輪廓的表面 形成器件制造者標記。同時，包含在兩個ID標記中的數據存儲在主 計算機中。如果在生產過程中擦除器件制造者ID標記，那么從主計 算機讀取晶片制造者ID標記以檢索器件制造者ID標記，并且在晶片 上再次形成器件制造者ID標記。為了應對ID標記的擦除問題，器件制造者ID標記可以形成在晶 片傾斜輪廓的表面和背面。然而，這加倍了標記時間，降低生產率。 由此，如果器件制造者ID標記被擦除，那么最好使用晶片制造者ID 標記以檢索器件制造者ID標記。 (第四實施例)在圖13和14中，晶片是絕緣體晶片上的硅(SOI)，并且具有 單晶硅基晶片42;形成在基礎晶片42的主平面上的絕緣層45;形成 在絕緣層45上的單晶硅層41;形成在單晶硅層41上的產品46;形成 在基礎晶片42上的ID標記44;形成在基礎晶片42的傾斜輪廓上的 槽口43。 ID標記44至少指示產品46的性質、生產條件和檢測結果。 絕緣層45是埋藏的氧化膜。單晶硅層41被稱為SOI層。埋藏的氧化 膜45和SOI層41形成在基礎晶片42的內部區(qū)域中，由此，基礎晶 片的主平面的周邊暴露。圍繞槽口43，相對寬的區(qū)域暴露在基礎晶片 42上。ID標記44形成在槽口 43附近的基礎晶片42的主平面上。通 過一系列的半導體器件生產過程，各種產品46形成在SOI層41上， 以在SOI晶片上形成半導體集成電路。下面將解釋根據笫四實施例在SOI晶片上形成ID標記的方法。 制做了一 200mm直徑的SOI晶片。該SOI晶片具有基礎晶片42、埋 藏的氧化膜45和SOI層41,每個具有相同的平面形狀。在SOI層41 上執(zhí)行光刻而形成抗蝕劑圖樣?？刮g劑圖樣具有圖13中SOI層41的 形狀?？刮g劑圖樣用作掩模，以便使用KOH溶液蝕刻SOI層41的周 邊。這選擇地暴露了基礎晶片42周邊的埋藏氧化膜45。用HF溶液蝕刻埋藏的氧化膜45，以選擇地暴露，包括ID標記 44形成區(qū)域的基礎晶片42的周邊。去掉抗蝕劑圖樣，并且在靠近槽 口 43的基礎晶片42上，形成ID標記44。ID標記44由每個深為5nm 和直徑為30fim的點做出，這些點使用YAG激光束做出。ID標記44像形成在批量晶片上的ID標記一樣是可讀取的。由 于ID標記44形成在基礎晶片42上，所以在構成ID標記44的點上 沒有異常發(fā)生。根據第四實施例，通過在基礎晶片42上蝕刻，SOI層41和埋藏 氧化膜45被部分地去掉。此外，具有不同尺寸的晶片可以粘合在一起， 以形成圖13的SOI晶片。粘合晶片之間的尺寸差異暴露了部分基礎 晶片42，并且ID標記44形成在差分區(qū)域上。例如，作為基礎晶片 42的開槽口晶片，可以粘合到具有方向平面的晶片和SOI層41上。 圖13的SOI晶片可以通過SIMOX方法形成。當將氧離子注入到基礎 晶片42中時，這一方法將掩模板放置在基礎晶片42上，以固定基礎 晶片42上ID標記44形成的標記區(qū)域。第四實施例將激光束發(fā)射到SOI層41或氧化膜45不存在的基礎 晶片42的部分上，以做出形成ID標記44的點。第四實施例能夠像 標準的批量晶片 一樣在SOI晶片上形成ID標記。 (第四實施例的比較例子)在圖15中，SOI層49在埋藏的氧化膜48上以組成SOI晶片， 其中埋藏的氧化膜48在基礎晶片47上。當在其上形成高速MOS晶 體管時，SOI層49形成為lnm或更薄的厚度。發(fā)射到SOI層49上的 激光束，被埋藏的氧化膜48散射，在膜48下做出相對大的點50。大的點50會剝離埋藏的氧化膜48，并且產生灰塵51，影響后面的器件 形成過程。根據圖13和14的第四實施例，激光束發(fā)射到基礎晶片42上， 而不是SOI層41上，不導致比較例子的問題。不需要額外的過程， 第四實施例也以低成本在SOI晶片上形成ID標記。第四實施例能夠在SOI晶片上作出ID標記，如在標準晶片上一 樣，而不導致埋藏的氧化膜剝離，或產生影響器件過程的塵土。 (第四實施例的改進了的型式)在圖16中，SOI晶片52具有，例如，200mm的直徑。晶片52 包括一具有傾斜輪廓53a的基礎晶片。在傾斜輪廓53a上，發(fā)射YAG 激光束以形成每個深度為0.5pm和直徑為5nm的直徑的點，從而形成 ID標記54。根據檢測，標記54不包含異常性，并且與形成在批量晶 片上的ID標記一沖羊可讀取并可識別。通過SIMOX方法和粘合方法的 任何之一生產SOI晶片52。 (無槽口的晶片)根據晶片上形成的參考槽口或方向平面，笫一到第四實施例在半 導體晶片上形成并讀取ID標記。晶片上的槽口或方向平面包含，使晶片的可處理性和該晶片上形成的半導體器件的性能惡化的風險。例如，在光刻過程中，槽口或方 向平面可以改變晶片上形成的抗蝕劑膜的厚度和圖樣尺寸。在離心蝕刻過程中，槽口或方向平面也會改變晶片上絕緣膜的蝕刻量。此外， 當將該晶片傳送到在氧化/LPCVD設備的晶片出口上時，槽口或方向 平面必須小心地避免鉤住。這通過將晶片的參考位置與該晶片出口的 參考位置對齊來實現。為此，氧化/LPCVD設備必須具有定位機構， 這增加了氧化/LPCVD i殳備的成本。槽口或方向平面作為單一點，來 打破熱平衡并產生圍繞槽口的缺陷芯片。槽口容易將不需要的材料聚集在一起，如生產過程中的灰塵或抗 蝕劑。難于從該槽口去掉這樣的材料。這些材料會變?yōu)槲廴揪母?動顆粒。槽口或方向平面干擾將要形成在晶片上的產品，減少從晶片形成的合格芯片的數量。這樣，槽口或方向平面導致產生各種問題。然而，晶片上的槽口或方向平面，在識別晶片的晶向上起重要的 作用，并且晶向是確定晶片的載流子的遷移率、蝕刻速度和外延生長 速度的關鍵因素。如果省略了槽口或方向平面，那么難于識別并控制 晶片的晶向。如果晶向變得不可控制，那么晶片在離子注入過程中會 產生不均勻的雜質分布，以及形成在晶片上的晶體管的不穩(wěn)定移動性， 使晶片上形成的芯片不合格。為了應對這些問題，本發(fā)明的第五到第九實施例提供了圓形半導體晶片，每個具有指示晶片晶向的ID標記，且不依賴于槽口或方向 平面。(第五實施例)在圖17中，晶片60是圓形的，并且在其周邊沒有槽口或方向平 面。晶片60的周邊具有傾斜輪廓。在傾斜輪廓內的晶片60的第一主 平面上形成半導體器件。第一主平面也是圓形的，并且具有(IOO) 晶面和
。導向單 元62安排在
(W)靶。X射線檢測器82具有X射線 成像管，而沒有直接光束停止器。設備的其它部分及其效果，基本上 與圖20設備的那些相同。(第五實施例的改進了的型式5)第五實施例的改進了的型式5使半導體晶片生產設備的反射鏡傾 斜，而在兩個軸向上控制反射激光束，并且精細地調整晶片上的激光 束斑。在圖30A和30B中，設備的反射鏡79平行于
。在退火晶片的第一主平面上，暴露(100)晶面。在圖49中， 具有正方形的曲線是在退火晶片上測量的BMD分布。分布的最大或 最小值相應于退火晶片的旋轉角度，一BMD的(111)晶面以這個 角度直接聚焦激光束。(第七實施例的實驗例子2)當通過在晶片上暴露而形成圖樣時，第七實施例的實驗例子2測 量晶片的晶向，而不是在晶片上形成參考ID標記。在確定晶向后， 參考ID標記形成在晶片上，晶片根據參考ID標記定位，并且通過在 晶片上暴露而形成圖樣。(第七實施例的比較例子)根據第七實施例制備CZ晶片，并且根據第五實施例的X射線衍 射技術做出的Laue圖像，確定CZ晶片的晶向。在CZ晶片的第一主 平面上，暴露(100)晶面。該CZ晶片具有10到2011cm的比電阻， 和每立方厘米12 ~ 14xl017原子數(atoms/cm3)的氧濃度[Oi(舊的 ASTM)。第七實施例，其實驗例1和2，比較例的每個能夠確定晶片的晶 向。在確定晶向后，實驗例2可以在圖樣暴露過程中調整晶片的晶向。圖50中"第七實施例，，指示第七實施例及其實驗例1和2的所需 時間，并且"比較例子，，指示第七實施例的比較例子所需的時間。"第七 實施例"每個晶片需要一到兩分鐘來確定晶向，而"比較例子，，每個晶片 需要大約10到20分鐘，即需要"第七實施例，，的時間的大約IO倍來確 定晶向。這是因為比較例子采用的X射線散射技術通過窄X射線縫， 即有限測量區(qū)域的方式，可以正確地確定晶片的晶向。即，X射線散 射技術必須長時間地測量穿過窄縫的弱X射線。如在第六實施例中一樣，第七實施例，其實驗例1和2能夠安全、 快速并且精確地確定圓形晶片的晶向，圓形晶片不具有槽口和方向平 面。第七實施例，其實驗例子1和2，和比較例子在半導體器件生產 過程中測量晶片的晶向。它們還能夠在晶片生產過程中測量晶片的晶 向。照射晶片的光不限于紅外光。它可以是可見光。除了圖45的紅 外激光源127,可以采用可見激光束源，將可見激光束發(fā)射到晶片的 第一主平面。在這種情況下，散射光檢測器124檢測可見光波長的光。在上面的解釋(圖45和46)中，激光束123傾斜地照射晶片的 第一主平面，并且檢測器124布置在第一主平面之上。這些激光束的 入射角和散射光檢測方向不限制本發(fā)明。例如，激光束可以發(fā)射自晶 片的第一主平面正上，并且可以傾斜地布置檢測器124從檢測散射光。 可選地，可傾斜地發(fā)射激光束，并可以布置檢測器124以檢測傾斜散射的光。(第八實施例)下面將解釋根據第八實施例的半導體晶片生產設備。這個設備基 于第八實施例的實驗例子。設備向堿蝕刻晶片的表面發(fā)射白光，檢測 晶片表面的反射光，確定晶片的晶向，并且在晶片上形成標記。在圖51中，設備具有晶片工作臺141，在其上設置靶晶片140 和檢測單元149。檢測單元149向晶片140的第一主平面發(fā)射光，并 且測量蝕刻凹坑144的散射光強度，蝕刻凹坑144形成在第一主平面 上。該設備進一步具有計算機145，用于分析與散射光強度的旋轉 角度依賴性相關的數據；激光標記器150，用于在晶片140上形成參 考ID標記，以指示晶片140的晶向；和工作室146。工作室146至少 覆蓋晶片工作臺141、晶片140和檢測單元149，這樣阻擋外部光。計 算機145具有軟件，以分析與散射光強度的旋轉角度依賴性相關的數 據，并且糾正晶片140的傾斜角度。在晶片140的第一主平面上，暴露第一方向晶面(本例子中的(l 0 0))，并且每一由第二方向晶面確定的蝕刻凹坑通過堿性蝕刻形成， 它與(100)晶面不同。第二方向晶面包括(111)晶面和與(111) 晶面等效的其它晶面。檢測單元149具有向晶片140的第一主平面發(fā) 射光的功能，和測量來自蝕刻凹坑144的散射光強度的功能。激光標 記器150將激光束發(fā)射到晶片140的第二主平面的周邊，以形成具有 多個點的ID標記。參考ID標記可以形成在晶片140的第一主平面的 周邊或側面，而不是其第二主平面上。圖52A和52B顯示了檢測單元149,其中圖52A是剖視圖，而 圖52B是底視圖。檢測單元149具有光源154，向晶片140的第一 主平面發(fā)射光151，晶片140設置在晶片工作臺141上；光檢測器152， 測量蝕刻凹坑的散射光強度，蝕刻凹坑形成在晶片140的第一主平面 上。光檢測器152可以是具有300,000個像素和1.25cm直徑的CCD 照相機。光檢測器152具有環(huán)形感光面155，它圍繞從中發(fā)射光151的照射口。感光面155基本上是圓形的，并且具有35.3±1°的傾角。檢測單 元149是集成的光源154和光檢測器152。照射晶片140的光151是平行光通量，它不發(fā)散或匯聚。光151 可以是白光和單色光。它可以是可見光或紅外光。光源154可以是單 色激光或紅外激光。光源154向晶片140的第一主平面發(fā)射平行光通量151。部分平 行光通量151被第一主平面上的蝕刻凹坑散射，并且被傾斜35°的光 檢測器152檢測。光檢測器152圍繞光源154,由此，可以在所有方 向上同時測量蝕刻凹坑的散射光，而不旋轉晶片140或光檢測器152。 計算機145根據圍繞平行光通量151的感光面155的旋轉角度，計算 檢測的光強度。在圖53中，橫坐標指示感光面155上的旋轉角度，而縱坐標指 示代表散射光強度的相對值。圓形感光面155上的部分153指示相應 的旋轉角度。基本相同水平的散射光強度峰值，以90。的間隔出現在 四個位置上。這是因為每個蝕刻凹坑由四個晶面確定。這些晶面包括 (111)晶面和與(111)晶面等效的晶面。環(huán)形感光面155能夠同 時檢測來自蝕刻凹坑的(111)晶面和等效晶面的散射光。圖54顯示的峰值在間隔和強度等級上是不規(guī)則的。峰值出現在 10。， 50°, 170°和310。的旋轉角度上，并且它們的等級是不均勻的。 當晶片140的第一主平面上暴露的晶面從(100)晶片上移開時，或 當檢測單元140關于晶片140的第一主平面傾斜時，這種現象發(fā)生。 在這種情況下，通過使用計算機145糾正晶片140的第一主平面或檢 測單元149,使得具有相同強度等級的四個峰值可以以顯示在圖53的 規(guī)則間隔出現。晶片140與檢測單元149的光檢測器152之間的距離具有最佳值。 如圖55A所示，平行光通量151的中心與感光面155的中心之間的距 離，最好為晶片140的第一主平面與感光面155的中心之間的距離的 0.7倍。在圖55B中，橫坐標指示dL/dW，而縱坐標指示散射光的強度。距離dL是平行光通量151的中心與感光面155的中心之間的距離。 距離dW是晶片140的第一主平面與感光面155的中心之間的距離。 距離dL是固定的，而距離dW是可變的。如圖55B所示，在(dL/dW) =0.7±0.1時得到散射光強度的最大值。借助這個值，自晶面(1 1 1) 及等效晶面的散射光148b被最有效地檢測。糾正檢測單元149與晶片140之間的距離，和晶片140或檢測單 元149的傾角，這提高了檢測精度。下面將解釋根據本發(fā)明第八實施例的半導體晶片的生產方法。通 過使用堿性溶液的各向異性的蝕刻，第八實施例在晶片上形成蝕刻凹 坑，并且采用蝕刻凹坑以確定晶片的晶向。U)在圖56中，步驟S50舉升單晶錠。步驟S51執(zhí)行圓周研磨 過程，以確定從錠中產生的晶片的直徑。步驟S52執(zhí)行塊切割過程， 步驟S53執(zhí)行切割過程，以錠中形成盤狀晶片。每個晶片的第一主平 面暴露(100)晶面。單晶錠既不接收晶側方向測量，也不接收槽口/ 方向平面的形成。由此，每個晶片的圓周形狀是圓形的。(2) 步驟S54斜切每個晶片的邊緣，以形成傾斜輪廓，該傾斜 輪廓相對于晶片的第一主平面傾斜。步驟S55研磨每個晶片的第一主 平面和傾斜輪廓。(3) 步驟S56執(zhí)行各向異性的蝕刻過程，主要去掉每個晶片的 第一主平面上的起伏。各向異性的蝕刻過程采用堿性溶液，并且根據 晶片的晶向包括不同的蝕刻速度。堿性溶液可以是KOH或NaOH。 各向異性的蝕刻過程在每個晶片的第一主平面上形成蝕刻凹坑。蝕刻 凹坑由與(100)晶面不同的晶面確定。(4 )步驟S61采用圖51顯示的半導體晶片生產設備，以測量晶 向，并且形成標記。更精確地，圖56的步驟S61將平行光通量發(fā)射到 蝕刻凹坑上。平行光通量被確定每個蝕刻凹坑的第二方向晶面反射。 步驟S61檢測反射光，計算反射光強度的旋轉角度依賴性。并且在晶 片上形成參考ID標記，以指示晶片的晶向。(5)步驟S57使用酸性溶液執(zhí)行酸性蝕刻過程，主要去拌蝕刻凹坑。步驟S58在每個晶片的第 一主平面和傾斜輪廓上執(zhí)行拋光過程。 步驟S59清潔并檢測晶片。步驟S60包裝并運輸晶片。 (第八實施例的實驗例子)下面將解釋根據第八實施例的實驗例子。圖57顯示的流程圖基 本上與圖56的相同。代之圖56的流程圖中顯示的步驟S61,圖57的 流程圖拾取樣本晶片。在步驟S56的堿性蝕刻之后，及在步驟S57的 酸性蝕刻之前，從晶片生產線上取下樣本晶片。在圖58中，樣本晶片140設置在晶片工作臺141上。在樣本晶 片的第一主平面上有很多蝕刻凹坑。每個蝕刻凹坑由第二方向晶面確 定，第二方向晶面與作為第一方向晶面的(100)晶面不同。光源142 布置在樣本晶片140的第一主平面之上，將白光垂直地發(fā)射到蝕刻凹 坑144上，蝕刻凹坑144在第一主平面上暴露。蝕刻凹坑144的散射 光由散射光檢測器143檢測。工作室146覆蓋樣本晶片140、晶片工 作臺141、光源142、和檢測器143，以阻擋外部光。檢測器143具有感光面155。感光面155相對于(100)晶面傾 斜，以測量散射光強度的改變。在圖59中，散射光強度相對于感光面 155的傾角改變。橫坐標指示感光面155的傾角，而縱坐標指示代表 散射光強度的相對值。當感光面155與(1 00)晶面平行時，即當感 光面155的傾角為零時，出現峰值。當感光面155傾斜35°和-35°時， 也出現峰值。圖60解釋蝕刻凹坑144散射的光，蝕刻凹坑144形成在樣本晶 片140的第一主平面上。光源142的光(147a, 147b )垂直傳向(10 O)晶面。具有0。傾角的感光面155a的檢測器143a，檢測晶面(IOO) 的直接散射光148a,提供圖59的0。傾角峰值。具有35。傾角的感光面155b的檢測器143b，檢測蝕刻凹坑144 的散射光，提供圖59的35。傾角峰值。在圖60中，蝕刻凹坑144由 第二方向晶面確定，第二方向晶面包括(111)晶面和(111)晶面 的等效晶面。進入蝕刻凹坑14的光被第二方向晶面反射，并且被具有 35。傾角的感光面155b的檢測器143b檢測。(第八實施例的比較例子)在堿性蝕刻過程(S56 )之后及在酸性蝕刻過程(S57 )之前，第 八實施例的比較例子將X射線發(fā)射到晶片上，以發(fā)現晶片的晶向。根 據發(fā)現的晶向，使用標記設備將參考ID標記做在晶片上。在圖61中，比較例子需要每個晶片10到20分鐘，而第八實施 例只需要每個晶片1到2分鐘。第八實施例采用可見光或紅外線。另 一方面，比較例子采用對人有害的X射線，因此，需要一設備以確保 安全。第八實施例能夠安全、快速、并且精確地測量晶片的晶向，并且 相應地在晶片上形成標記，由此抑制生產成本。 (第九實施例)最近從SOI晶片生產高性能的半導體集成電路，以實現低功耗和 高速操作。形成SOI晶片的直接粘合技術需要兩個晶片，由此增加了 晶片的成本。例如，8英寸的SOI晶片化費大約100， 000日元。SOI晶片最關鍵的問題是其生產成本的降低。為了增加形成在晶片上的半導體器件的特性，半導體器件生產過 程采用多個元件。為了防止這樣的元件污染晶片，將這些晶片清潔。 然而，難于完全清潔槽口上聚集的灰塵，槽口形成在這些晶片上。槽 口上聚集的灰塵導致污染，減少從晶片形成的半導體器件的產量。和在第四實施例中一樣，本發(fā)明的第九實施例提供SOI晶片， 它具有單晶硅基礎晶片；絕緣層，形成在基礎晶片的主平面上；SOI 層(單晶硅層)，形成在絕緣層上。特別是，第九實施例提供SOI晶 片，它具有無槽口或方向平面的圓形基礎晶片，并且提供生產這一 SOI 晶片的方法。在圖62A中，SOI晶片173由下述部分制成圓形基礎晶片160; 傾斜輪廓，沿著基礎晶片160的周邊形成；絕緣層，形成在基礎晶片 160上；SOI層，形成在絕緣層上；參考位置169,形成在SOI層的 周邊；參考ID標記，指示SOI層的晶向。參考位置169是指示SOI層晶向的槽口或方向平面。在這個例子52中，參考位置169是槽口。在圖62B中，參考ID標記165形成在槽口 169附近。絕緣層172 形成在基礎晶片160的主平面上，SOI層171布置在絕緣層172上。 槽口 169形成在絕緣層172和SOI層171的周邊。至少槽口 169可以 形成在SOI層171的周邊。絕緣層172可以具有或不具有槽口 169。參考ID標記165形成在基礎晶片160的傾斜輪廓上，并且與槽 口 169對齊。臨近參考ID標記165，包含涉及SOI晶片173的數據的 ID標記164，形成在基礎晶片160傾斜輪廓上。在這個例子中，參考 ID標記165是三角形。這不限制本發(fā)明。如在第一到第八實施例中所 解釋的，如果用于識別SOI層171的晶向，參考ID標記165可以具 有任何形狀。ID標記164主要用于管理SOI層晶片173的質量，并且 由字母表字母做成。在后面的解釋中，參考ID標記165和ID標記164 被集中稱為ID標記162。下面將解釋根據第九實施例生產SOI晶片173的方法。S01晶片 173由直接粘合技術形成。通過將基礎晶片和SOI層晶片粘合，來生 產SOI晶片173。在圖63A中，基礎晶片160是圓形的，并且沒有參考位置，如槽 口和方向平面?；A晶片160的周邊有傾斜輪廓163。在圖63B中， ID標記162形成在靠近主平面161的傾斜輪廓163上。在圖64中，步驟S71舉升單晶錠。步驟S72在錠上執(zhí)行圓周研 磨過程，以固定由錠產生的晶片的直徑。步驟S75在錠上執(zhí)行切割過 程，以形成盤狀晶片。單晶錠既不經受晶向測量，也不形成槽口/方向 平面，由此，每個晶片是圓形的。步驟S76斜切每個晶片的邊緣，以便沿著晶片的周邊形成傾斜輪 廓。傾斜輪廓相對于晶片的主平面傾斜。步驟S77在每個晶片的主平 面和傾斜輪廓上執(zhí)行研磨過程。步驟S78執(zhí)行蝕刻過程，主要為了去 掉每個晶片主平面上的起伏。蝕刻過程包括使用堿性溶液的堿性蝕刻 過程，和使用酸性溶液的酸性蝕刻過程。步驟S79在每個晶片的主平面和傾斜輪廓上執(zhí)行拋光過程。拋光的晶片被清潔并被檢測。識別晶向并用于管理SOI晶片質量的ID標 記162,制做在每個晶片的傾斜輪廓上。這根據第九實施例完成本發(fā) 明。在圖65A中，SOI層晶片166具有傾斜輪廓，其上形成槽口 169。 在圖65B中，SOI層晶片166具有第一主平面167，其上形成氧化膜 172。硅晶片170包含氫離子注入層168，它與氧化膜172分離。在氧 化膜172與氫離子注入層168之間，存在SOI層(單晶珪層)171。在圖66中，部分地采用圖64的生產方法來形成晶片，其中每個 晶片在其周邊提供有槽口。即，在步驟S72的圓周研磨過程之后及在 步驟S75的切割過程之前，發(fā)射X射線以測量單晶錠的晶向，并且槽 口形成在錠上。開有槽口的錠被切割成硅晶片，每個在其周邊具有槽 O 。圖66的步驟S91在每個硅晶片170的第一主平面上執(zhí)行熱處理， 以在晶片170上形成熱氧化膜172。此外，硅氧化膜可以沉積在晶片 170的第一主平面上。熱氧化膜172或硅氧化膜是埋藏的氧化膜172, 作為SOI晶片173中的BOX層(圖62B )。步驟S92穿過氧化膜172將氫離子注入到晶片170的第一主平面 中。在例如大約50keV的離子加速能量和1017/ 112的注入濃度的條件 下，執(zhí)行離子注入。這在珪晶片170中形成氫離子注入層168。氫離 子注入雜層168與氧化膜172分開，由此完成SOI層晶片166。如圖67所示，通過將基礎晶片160 (圖63A)與SOI層晶片166 (圖65A )粘合，來生產SOI晶片173 (圖62A )。步驟S95在室溫 下將基礎晶片160的主平面161與SOI層晶片166的主平面167粘合 在一起。這時，SOI層晶片166周邊上的槽口 169,與基礎晶片160 的傾斜輪廓163上的三角形參考ID標記165對齊，并且晶片160和 166粘合在一起。為了將槽口 169與參考ID標記166彼此對齊，可以 采用具有CCD的光讀取器。晶片160和166根據三角形標記165適 當定向。步驟S96執(zhí)行熱處理，并且沿著氫離子注入層168劈開SOI層晶片。這形成了固體結構，該結構包括基礎晶片160、氧化膜(埋藏的 氧化膜)172和SOI層171。埋藏的氧化膜172和SOI層171在基礎 晶片160的主平面161上。步驟S97將劈開的平面拋光，以完成圖62A 的SOI晶片173。根據第九實施例，基礎晶片160和SOI層晶片166粘合在一起， 并且沿著氬離子注入層168劈開SOI層晶片166。在SOI晶片的形成 方面，這種方法不限制本發(fā)明?；A晶片160可以粘合到SOI層晶片 166上，而不是氫離子注入層168上。在這種情況下，與第一主平面 167相對的SOI層晶片166的第二主平面減薄到所需的厚度，以形成 SOI層171。為了使SOI層晶片166變薄，可以釆用化學機械拋光 (CMP)技術、或化學或物理蝕刻技術。當在其上形成半導體集成電路時，SOI晶片173上的槽口或方向 平面用于識別SOI層171的晶面方向。所以，如果SOI層晶片166的 晶向不與基礎晶片160的晶向對齊，也不會有問題。如果SOI層171 的晶向是可識別的，那么基礎晶片160可以是不具有槽口或方向平面 的簡單圓片。(第九實施例的改進了的型式1)根據第九實施例，基礎晶片160的傾斜輪廓上的ID標記162由 字母數字碼164和三角形165組成，如圖63B所示。第九實施例的改 進了的型式1采用條形碼ID標記。圖68A顯示了粘合到基礎晶片160上的SOI層晶片166。 SOI 層晶片166具有槽口 169?；A晶片160的傾斜輪廓具有與槽口 169 對齊的條形碼175。在圖68B中，條形碼175形成在傾斜輪廓上，這 樣它可以靠近SOI層晶片166的槽口 169。條形碼175可以是線性條 形碼(圖68B)或二維條形碼。(第九實施例的改進了的型式2)通常，當在其上形成半導體集成電路時，SOI晶片上形成的槽口 或方向平面用于識別SOI層的晶面方向。即，槽口或方向平面與基礎 晶片的晶向無關。例如，在圖62B中，SOI層晶片166具有槽口 169,以指示SOI層171的晶向。如果槽口 169在識別SOI層171的晶向時 是有用的，那么不需要在基礎晶片160上制備參考ID標記，如三角 形165，以指示SOI層171的晶向。相應地，第二實施例的改進了的型式2在基礎晶片上不提供指示 SOI層的晶向的參考ID標記。在圖69A中，SOI晶片176具有SOI 層晶片166，它具有槽口；基礎晶片160，它不具有參考ID標記。晶 片166和160粘合到一起，以形成SOI晶片176。在圖69B中，SOI 層晶片166具有埋藏的氧化膜和SOI層，二者具有槽口 169。另一方 面，基礎晶片160的傾斜輪廓既沒有參考ID標記，以指示晶向，也 沒有用于SOI晶片176的質量管理的ID標記。當執(zhí)行半導體集成電路的形成過程時，該過程需要控制晶片的晶 向，采用具有CCD照相機的光讀取器，以檢測SOI層上的槽口 169， 來控制晶向。這樣，基礎晶片可以是在其傾斜輪廓上不具有槽口或方向平面的 圓片。即使這樣，如果SOI層具有槽口或方向平面，也能夠檢測SOI 層的晶面方向?；A晶片的傾斜輪廓可以具有將與SOI層晶片的槽口 對齊的參考ID標記。在這種情況下，通過讀取參考ID標記，而不是 直接檢測SOI層的槽口，可以快速識別SOI層的晶向。在基礎晶片上不形成槽口或方向平面，實現了低成本的SOI晶 片。無槽口或方向平面的SOI晶片是圓形的，以提供其上形成半導體 集成電路的均一表面，沒有槽口，在生產過程中晶片不會接住灰塵或 膜殘渣，避免了晶片的污染。這導致了低成本高質量半導體晶片生產。 (第九實施例得比較例子)通過將具有槽口的基礎晶片粘合到具有一槽口的SOI層晶片上， 第九實施例的比較例生產SOI晶片。即，基礎晶片具有槽口而不是參 考ID標記。如圖70所示，如圖64中的方法中，步驟S71舉升單晶錠，步驟 S72研磨錠的周邊。步驟S73采用X射線，測量錠的晶向。步驟S74 形成槽口或方向平面，指示晶片的晶面方向(通常為[l 1 0)。根據圖64的方法執(zhí)行步驟S75到S79。步驟S81形成標記，用于管理每個 晶片背面的晶片質量，這樣標記導致的不規(guī)則物不千擾晶片的粘合。在圖71A中，SOI晶片178由基礎晶片177和SOI層晶片166 組成，其中基礎晶片177通過圖70的流程圖做成，SOI層晶片166 粘合到基礎晶片177上。SOI層晶片166由圖66的流程圖做成，并具 有圖65A的結構。根據圖67的流程圖，執(zhí)行基礎晶片177與SOI層 晶片166的粘合。這時，SOI層晶片166的槽口 169與基礎晶片177 的槽口 179對齊，并且晶片166與177粘合到一起。如圖71A所示，槽口 169和179彼此一致。與第九實施例的圖 62A中的SOI晶片173相比，比較例子的SOI晶片178在基礎晶片 177上具有槽口 179，而不是參考ID標記165?；诓劭?179執(zhí)行粘 合。在圖71B中，用于管理晶片質量的標記164形成在晶片背面。 如上所述，本發(fā)明的第一到第九實施例提供半導體晶片，它們 包括最小的晶片與晶片之間的改變，并且能夠以高產量生產；用于在 這樣的晶片上生產半導體器件的方法；用于在這樣的晶片上生產半導 體器件的設備。第一到第九實施例的效果如下(1) 根據第一到第九實施例的晶片，在其傾斜輪廓上提供有ID 標記。ID標記包含涉及晶片上形成的產品的數據。當新產品在生產過 程中形成在晶片上時，如果必要，涉及新產品的ID標記形成在晶片 上。即，當需要時，ID標記的可選號碼形成在晶片上。根據ID標記， 對于各自的生產過程快速確定最佳處理條件，而不用訪問主計算機。 這避免了晶片到晶片的改變。(2) 根據第一到第九實施例的晶片，在晶片的傾斜輪廓上的平 整部分提供有ID標記。即使晶片不具有參考位置，由于該平整部分， 也可以以高速讀取ID標記。(3) 根據第一到第九實施例的晶片，在其傾斜輪廓上提供有多 個ID標記。ID標記包含相同數據，并且在水平和垂直方向上彼此分 離。至少一個ID標記可以容易地高速讀取，而不用精確地測量傾斜輪廓的形狀。(4) 根據第一到第九實施例的晶片，在晶片傾斜輪廓上的一參 考位置每一側提供有ID標記。在半導體器件的生產過程中，可以快 速地讀取ID標記，這樣提高生產率。(5) 根據第四到第九實施例的SOI晶片由基礎晶片、絕緣膜、 和單晶硅層組成?；A晶片提供有ID標記。在半導體器件的生產過 程中，SOI晶片避免接住灰塵。SOI晶片可以具有與標準晶片上的槽 口一樣的ID標記功能。該SOI晶片可以工業(yè)上生產，而不用額外的 過程或成本。(6) 第一到第九實施例向晶片的部分傾斜輪廓發(fā)射激光束，使 這部分平整，并在該平整部分上形成點狀標記。第一到第九實施例使 用光照射晶片的傾斜輪廓，監(jiān)視傾斜輪廓的反射光強度，檢測傾斜輪 廓上反射光強度顯示最大值的位置，并且將這個位置確定為點狀標記 形成的部分。這樣，本發(fā)明的第一到第九實施例快速檢測晶片傾斜輪 廓上其上形成小的點狀標記的位置。在半導體器件的生產過程中，第 一到第九實施例能夠形成點狀標記，即使在粗糙化的晶片表面上該標 記也能夠被容易地識別。(7) 不同于在生產過程中采用單一ID標記以管理大量數據，并 且花費長時間從ID標記讀取必要數據的相關技術，如上所述，第一 到第九實施例在每個晶片上形成ID標記，這樣在ID標記中快速讀取 必要的數據，用于管理半導體器件的生產過程。根據第一到第九實施例，每個半導體器件生產設備可以容易地讀 取ID標記，以掌握進行過程的處理條件，并且靈活地確定它本身的 處理條件。這導致了均一特性的半導體器件的生產。特別是，在對于 開發(fā)階段中的實驗過程設置適當條件時，第一到第九實施例的ID標 記是有用的，這樣這些過程可以快速地應用于實際的生產線上。對于本領域的技術人員，將容易地想到本發(fā)明另外的優(yōu)點和改進 了的型式。因此，本發(fā)明在更廣泛的方面不限制于特定的細節(jié)，和這 里描述與顯示的代表性的第一到第九實施例。由此，可以做出各種改進了的型式，而不遠離由所附的權利要求書和其等效物確定的總體發(fā) 明思想的精神或范圍。
權利要求
1.生產半導體器件的設備，包括晶片工作臺，具有一旋轉機構；光源，向所述晶片工作臺的旋轉中心發(fā)射光束，照射晶片的主平面，該晶片設置在所述晶片工作臺上；檢測器，測量所述晶片上來自晶體缺陷的散射光強度；計算機，分析測量的強度的旋轉角度依賴性；標記單元，在所述晶片上形成參考ID標記，以指示所述晶片的晶向；工作室，至少覆蓋所述晶片工作臺、晶片、光源、和檢測器，以阻擋外部光。
2. 用于生產半導體器件設備，包括 晶片工作臺；光源，將光發(fā)射到所述晶片的主平面上，該晶片設置在所述晶片工 作臺上；光檢測器，具有感光面，圍繞所述光源的發(fā)射口，并且相對于發(fā)射 的光的前進方向傾斜，所述光檢測器測量蝕刻凹坑的散射光強度，蝕刻 凹坑形成在所述晶片的所述主平面上；計算機，分析測量的強度的旋轉角度依賴性；標記單元，在所述晶片上形成參考ID標記，以指示所述晶片的晶向；工作室，至少覆蓋所述晶片工作臺、晶片、光源、和光檢測器，以 阻擋外部光。
3. 根據權利要求2的設備，其中 所述發(fā)射的光是平行光通量。
4. 根據權利要求2的設備，其中 所述感光面相對于所述前進方向傾斜大約35度。
5. 根據權利要求3的設備，其中所述平行光通量的中心與所述感光面的中心之間的距離是所述晶片 的主平面與所述感光面的中心之間距離的0.7倍。
6. 根據權利要求1的設備，還包括數據庫，用于存儲來自所述晶片的 整個圓周區(qū)域上的晶體缺陷的散射光強度的旋轉角度依賴性，其中所述 計算機將所測量的強度的旋轉角度依賴性與數據庫中存儲的數據相比較，以確定所述晶片的晶向。
7. 生產半導體器件的方法，包括 將光發(fā)射到晶片的主平面上； 測量來自所述晶片中的晶體缺陷的散射光強度； 分析測量的強度的旋轉角度依賴性；以及 根據分析的旋轉角度依賴性，確定所述晶片的晶向。
8. 根據權利要求7的方法，其中 所述光束是可見光范圍和紅外光范圍之一 內的激光束。
9. 根據權利要求7的方法，其中 所述旋轉角度依賴性具有正弦周期性。
10. 根據權利要求7的方法，其中分析測量的強度的旋轉角度依賴 性包括將測量的強度的旋轉角度依賴性的分布與數據庫中存儲的分布相比 較；以及找出最接近于來自數據庫中的檢測的分布的分布，用來將與找出的 分布相關的晶向確定為該晶片的晶向。
11. 生產半導體晶片的方法，包括 通過切割單晶錠，形成所述晶片；通過在所述晶片上執(zhí)行蝕刻過程，去掉所述晶片的主平面上的起伏， 所述蝕刻過程使用堿性溶液，并且依據晶向而包括不同的蝕刻速度；才艮據由所述蝕刻過程在所述主平面上形成的蝕刻凹坑，測量所述晶 片的晶向；在所述晶片上形成一參考ID標記，以指示所述晶片的測量的晶向；以及去掉所述蝕刻凹坑。
全文摘要
生產半導體器件的方法和設備，該半導體晶片具有傾斜輪廓，沿著半導體晶片的周邊形成；形成在該晶片上的產品；和形成在傾斜輪廓上的ID標記。該ID標記至少顯示產品的屬性、生產條件和檢測結果。
文檔編號H01L21/02GK101330000SQ20081013004
公開日2008年12月24日 申請日期2002年3月21日 優(yōu)先權日2001年3月21日
發(fā)明者丹沢勝二郎, 土屋憲彥, 奧村勝彌, 宮下守也, 山田浩玲, 巖瀨政雄, 新田伸一, 有働祐宗, 有門経敏, 松下宏, 永野元, 灘原壯一, 牛久幸?guī)? 菅元淳二 申請人:株式會社東芝