晶圆测试用的定位标记结构、曝光区域及晶圆的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本说明书涉及半导体测试领域，具体涉及一种晶圆测试用的定位标记结构、曝光区域及晶圆。背景技术：2.晶圆上的重复单元为曝光区域(shot)，一片晶圆上具有规则排列的多个shot。按照shot及晶圆本身的尺寸，晶圆会被分割成不同排布、不同个数的图形。3.可靠性测试器件作为基本测试单元，也被以测试结构(testkey)的形式放置在这些shot里。可靠性测试结果反映shot在晶圆上的分布情况，有助于发现与分析工艺问题，因此，在测试过程中需要清楚地知道每颗测试样品在晶圆上的位置。当晶圆进行切割和封装后，需要对每个shot进行手工编号，并记录编号与shot所处的晶圆位置的对应关系，耗费人力，不仅效率低，而且易发生人为失误，可追溯性差。技术实现要素：4.有鉴于此，本说明书实施例提供一种晶圆测试用的定位标记结构、曝光区域及晶圆。其中，晶圆测试用的定位标记结构，能够记录标记信息，易于在后续测试过程中读取，以反应shot在晶圆上所处的位置，可追溯性好，准确率高，提高测试效率。5.本说明书实施例提供以下技术方案：6.一种晶圆测试用的定位标记结构，所述定位标记结构位于晶圆上的曝光区域的测试结构中，包括多个定位标记单元；7.所述定位标记单元设置于两个衬垫之间，包括串联的熔断器件、二级管和电阻；8.其中，在裁切所述曝光区域前，向每个所述定位标记单元加载第一电压或第二电压，以将每个所述定位标记单元标记为第一状态或第二状态，所述定位标记单元的状态组合构成所述定位标记结构的标记信息，以表征所述曝光区域在所述晶圆的位置。9.使用上述晶圆测试用的定位标记结构，在测试过程中裁切曝光区域之前，向定位标记单元加载相应的电压，以熔断或保留熔断器件，从而对每个定位标记单元进行状态标记，定位标记结构中包含多个定位标记单元，这些定位标记单元的不同状态的组合构成了定位标记结构特有的标记信息，在后续的可靠性测试过程中，通过读取标记信息，就可以方便地识别shot所处晶圆的位置。使用该定位标记结构，标记和识别过程简便，效率高，可追溯性好，避免了人工手动标记，不会因为手工标记的磨损或被擦拭而丢失标记，标记的准确性高，通过识别固定在测试结构中的识别信息，准确地、方便地获取曝光区域在晶圆上的位置信息，保证准确性和有效性。10.本说明书实施例还提供一种方案，所述熔断器件包括保险丝和电容中的一种。11.本说明书实施例还提供一种方案，所述定位标记单元包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路均包括串联的熔断器件、二极管和电阻，其中，所述第一支路与所述第二支路的二极管的方向相反。12.本说明书实施例还提供一种方案，至少两个所述定位标记单元的第一端共用一个所述衬垫。13.本说明书实施例还提供一种方案，全部所述定位标记单元的第一端共用一个所述衬垫。14.本说明书实施例还提供一种方案，所述定位标记单元设置于两个相邻的衬垫之间。15.本说明书实施例还提供一种曝光区域，所述曝光区域包括如前面任意一个方案所述的晶圆测试用的定位标记结构。16.本说明书实施例还提供一种晶圆，所述晶圆包括如前面任意一个方案所述的曝光区域。17.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：18.本发明提供的晶圆测试用的定位标记结构，在进行晶圆的可靠性测试时，能够通过自动测试机台对定位标记单元施加标记用的不同的电压，使得熔断器件熔断或保持，从而在定位标记单元输入并保留不同的状态，多个定位标记单元的状态组合构成测试结构的标记信息，即为曝光区域提供用于识别的标记信息，该标记识别信息用于反映所处晶圆的位置，从而使得封装在测试样品中的曝光区域易于识别，从而迅速地、方便地知晓被封装样品在晶圆上的位置，有助于发现与分析工艺问题。使用该定位标记结构，标记和识别过程简便，可以节省封装过程中用于标记的时间，可追溯性好，通过使用数量有限的衬垫将标识信息固定在测试结构中，标识和识别定位信息的过程准确、效率高，无需手工编号，减少人力消耗，避免人为编号错误和编号丢失，提高晶圆的测试效率和准确性。附图说明19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。20.图1是晶圆上的曝光区域的示意图；21.图2是自动测试机台上的曝光区域的示意图；22.图3是带有手工编号的封装样品示意图；23.图4是单组保险丝型晶圆测试用的定位标记结构的版图示意图24.图5是两组保险丝型晶圆测试用的定位标记结构的版图示意图；25.图6是两组保险丝型晶圆测试用的定位标记单元的状态说明；26.图7是两组电容型晶圆测试用的定位标记结构的版图示意图27.图8是两组电容型晶圆测试用的定位标记单元的状态说明；28.图9是自动测试机台的晶圆测试顺序图。具体实施方式29.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。30.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。31.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。32.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。33.需要理解的是，“部件a与部件b的连接”是指部件a直接与部件b接触连接，或者部件a通过其他部件与部件b进行间接连接。本说明书的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”、“侧”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本说明书的示例实施例的限定。34.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。35.晶圆上的重复单元为曝光区域(shot)，一片晶圆上具有规则排列的多个shot。按照shot及晶圆本身的尺寸，晶圆会被分割成不同排布、不同个数的图形。如图1所示，可靠性测试器件作为基本测试单元，也被以测试结构(testkey)的形式放置在这些shot里。可靠性测试结果在晶圆上的分布情况有助于工艺问题的发现与分析，这就需要在测试时清楚地知道每颗测试样品在晶圆上的位置。36.如果是晶圆级的测试，可以通过自动化机台的程序去记录测试样品的位置(如图2所示)，即每个测试样品都有对应所处晶圆位置的坐标。但是，可靠性测试有很多项目需要对晶圆进行切割、封装。对于封装完的样品，如果不是在每一个步骤(例如：切割，挑die、贴片、打线等操作步骤)中手动做好标记或进行编号(如图3所示)，并且在每步中一丝不差地执行到位，那么，这些封装的测试样品将不能有效地追溯；而且，手工编号过程不便，耗费人力，降低测试的效率，易发生人为编号失误；也可能发生磨损、无损等情况，使得编号信息丢失，在测试过程中带来诸多不便。37.经过反复的实验和研究，发明人首先提出一种可以自动标识测试结构的定位标记结构。该定位标记结构中设置有多个定位标记单元，每个定位标记单元中设置串联的熔断器件、二级管和电阻，当晶圆在自动测试机台进行晶圆级测试时，通过探针向每个定位标记单元加载预设的电压，使得熔断器件熔断或保持正常状态，从而为定位标记单元输入标记信息，通过为多个定位标记单元施加不同的预设电压，使得各个定位标记单元的均被设置标记信息。这些标记信息组合起来，构成定位标记结构专有“身份信息”，该身份信息用于表示测试样品中所封装的shot在晶圆上所处的位置，从而能够便于发现和分析工艺问题。38.以下结合附图，说明本技术各实施例提供的技术方案。39.本发明提供一种晶圆测试用的定位标记结构，如图4所示，所述定位标记结构设置测试结构中，测试结构位于晶圆上的曝光区域(shot)中，并且所述定位标记结构包括多个结构相同的定位标记单元。40.定位标记单元设置在测试结构的两个衬垫(pad)之间，定位标记单元包括串联的熔断器件、二级管和电阻。41.在裁切所述曝光区域前，例如当晶圆在自动测试机台上进行测试时，或者将晶圆装载在自动测试机台上，通过探针接触定位标记单元两端的衬垫，为定位标记单元加载第一电压或第二电压，从而将定位标记单元相应的标记为第一状态或第二状态。42.例如，如图4所示，所述熔断器件为保险丝，向所述衬垫施加超过所述保险丝的额定电压的第一电压，使得保险丝熔断；或者施加第二电压(如：施加低于额定电压的第二电压，或者施加0v电压，或者不施加电压)，使得保险丝保持正常状态。在封装shot得到测试样品后，通过向衬垫施加一个能让二极管开启的较小的电压，并在其中的一个衬垫(如图4中所示的padn)上施加0v电压，进行测量，若保险丝已经被熔断，则测得该定位标记单元的电阻无穷大，若保险丝正常工作，则测得电阻的阻值，从而获取定位标记单元的状态。43.定位标记结构有多个定位标记单元，通过施加电压的方式为每个定位标记单元设置不同的状态。设定位标记单元的数量为a，a个定位标记单元的组合可以提供2a种互不相同的状态组合，能够用于赋予不同的标记信息。也就是说，通过全部定位标记单元的各自状态的组合，可以为同一晶圆上的不同测试单元设定互不重复的标记信息，作为一个“身份信息”，以表征所封装的曝光区域在晶圆上的位置。44.依照同样的设计思路，所述熔断器件还可以为电容(图中未示出)来代替上述的保险丝。在标记状态时，施加超过所述电容的击穿电压的第一电压；或者施加低于所述击穿电压的第二电压(或施加0v电压，或不施加电压)，使得电容保持正常状态。在封装shot得到测试样品后，测量定位标记单元，测量方式与前述测试保险丝型的定位标记单元的方法相同，若电容被击穿，则测得电阻的阻值，若电容正常工作，则测得电阻无穷大，从而获取定位标记单元的状态。同样的，通过全部定位标记单元的各自状态的组合得到互不重复的标记信息，来表征曝光区域在晶圆上的位置。45.需要说明的是，上述的保险丝、电容、二极管、电阻可以使用光刻法工艺制作在所述测试结构中，并且任何材质、形式、尺寸及规格的保险丝、电容、二极管或电阻均适用本发明提出的晶圆测试用的定位标记结构。46.还需要说明的是，在同一个定位标记结构中也可以混合使用含有保险丝串联结构、以及含有电容的串联结构，进行状态标记。47.在晶圆测试过程中，使用上述的定位标记结构，在裁切曝光区域之前，向定位标记单元加载相应的电压，例如通过自动测试机台为不同的shot(曝光区域)设定不同的标记和晶圆位置对应关系，并通过探针熔断或保留熔断器件，从而对每个定位标记单元进行状态标记，定位标记结构中包含多个定位标记单元，这些定位标记单元的不同状态的组合构成了定位标记结构特有的标记信息，例如编号信息，该编号信息反映shot在晶圆上的位置(如图9所示)。在后续的可靠性测试过程中，通过读取标记信息，就可以方便地识别shot所处晶圆的位置。使用该定位标记结构，标记和识别过程简便，可以节省封装过程中用于标记的时间，可追溯性好，通过使用数量有限的衬垫将标识信息固定在测试结构中，避免了人工手动标记，不会因为手工标记的磨损或被擦拭而丢失标记，保证定位的准确性和有效性。48.在一些实施方式中，定位标记单元设置在相邻的两个衬垫之间。49.需要说明的是，两个衬垫所构成的一组衬垫，多组衬垫可以彼此相邻，也可以彼此不相邻。例如，将定位标记单元设置在测试结构中的空闲的衬垫上。50.在一些实施方式中，至少两个定位标记单元的第一端共用一个衬垫，以节省衬垫的使用数量。51.在一些实施方式中，如图5和图7所示，定位标记单元包括并联的第一支路和第二支路，第一支路和第二支路均包括串联的熔断器件、二极管和电阻，并且两个支路中的二极管的方向相反。图5中的熔断器件为保险丝，图7中的熔断器件为电容，连接和结构组成可参考前述保险丝或电容作为熔断器件的实施方式，此处不再赘述。同样的，第一支路和第二支路使用不同的电压进行状态标记，例如在设置有两组保险丝的电路结构(如图5所示)的定位标记单元两端的衬垫上，施加大于额定电压的第一电压，或施加低于额定电压的第二电压，为定位标记单元标记不同的状态；又例如对于设置有两组电容的电路结构(如图7所示)的定位标记单元两端的衬垫上，施加大于击穿电压的第一电压，或施加低于击穿电压的第二电压，为定位标记单元标记不同的状态。具体的状态标识，如下文所述。52.当使用保险丝作为熔断器件时，在连接衬垫进行测试时(如图5中的padn，padn+1)，在测试过程中分别向两个衬垫施加正向电压和反向电压，所述电压为一个能让二极管开启的较小的电压，以第一支路和第二支路中的电阻均为100欧姆为例，可以测得如图6所示的4种不同状态；同样的，当使用电容作为熔断器件时，也可以测得如图8所示的4中不同状态；也就是说，通过施加电压进行标记，使得定位标记单元获得4种不同的状态。53.在上述方案汇总，相较于图4中的单路串联结构的定位标记单元，可以在定位标记单元相互组合时，获得更多组合形式，即4n种组合，其中，n为定位标记单元的数量，从而减少衬底的使用数量。54.需要说明的是，图5和图7中的英文标记分别为：fuse，保险丝；diode，二极管；resistor，电阻；capacitor，电容；pad，衬垫。55.还需要说明的是，向两组保险丝的电路结构(如图5所示)的定位标记单元两端的衬垫施加的第二电压，可以是0v电压或不施加电压，以保持第一支路或第二直流中的保险丝处于正常状态；向两组电容的电路结构(如图7所示)的定位标记单元两端的衬垫施加的第二电压，可以是0v电压或不施加电压，以保持第一支路或第二直流中的电容处于正常状态。56.在一些实施方式中，至少两个上述的具有第一支路和第二支路的定位标记单元的第一端共用一个衬垫，从而节省衬垫的使用数量。57.在一些实施方式中，全部定位标记单元的第一端共用一个衬垫。例如，图5和图7中所示的全部定位标记单元的第一端共用padn，并且定位标记单元设置在相邻的衬垫之间，如图5和图7所示，第一个定位标记单元设置在padn和padn+1之间；第二个定位标记单元设置在padn和padn+2之间；第三个定位标记单元设置在padn和padn+3之间……58.在上述方案中，测试中提供0v电压的衬垫(padn)共用，此时，每向该定位标记结构增加一个衬垫，就可以增加4种状态；增加两个衬垫，就可以增加16种状态，即共计4m-1种状态，其中，m为衬垫的数量。以200mm的晶圆为例，通常只有30颗左右的shot；300mm的晶圆通常也只有70颗左右的shot，也就是说使用包括共用衬垫在内的共计5个衬垫，就可以获得128种状态组合，用以区分晶圆上不同的shot。59.基于同样的发明思路，本说明书的实施例还提供一种曝光区域，所述曝光区域包括前面任意一项方案所述的晶圆测试用的定位标记结构。60.上述实施例提供的曝光区域所能带来的技术效果可以参照前述晶圆测试用的定位标记结构的各实施例提供的技术效果，此处不再赘述。61.基于同样的发明思路，本说明书的实施例还提供一种晶圆，所述晶圆包括如前面任意一项方案所述的曝光区域。62.上述实施例提供的晶圆所能带来的技术效果可以参照前述晶圆测试用的定位标记结构的各实施例提供的技术效果，此处不再赘述。63.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。64.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。









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