Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zumindest einer Justiermarke in einer licht-undurchlässigen Schicht auf einem Halbleiterwafer, dort zur Positionierung (Justierung) und angeordnet in zumindest einem Ritzgrabenbereich. Ebenso betroffen ist eine Justiermarke, die nach dem Verfahren hergestellt worden ist. Sie ist einerseits als Folge der Verfahrensschritte mittelbar umschrieben, und andererseits durch die Herstellung und Verwendung des Verfahrens mit geschützt.

Die umschriebene licht-undurchlässigen Schicht (oder aber licht-absorbierende Schicht) ist beispielsweise ein schwarzer, licht-empfindlicher Lack. Diese licht-absorbierende Schicht schützt dabei z.B. licht-sensible Bereiche von Schaltkreisen mit optisch integrierten Elementen vor einem einfallenden Licht, und bevorzugt wird diese Schicht strukturiert. Beispiele von schwarzen Fotolacken sind carbon-based Black Resist oder pigment-based Black Resist, welche beide als licht-abschirmende Schicht (light shield) verwendbar sind. Diese Schicht wird zumeist am Ende des Fertigungsprozesses auf eine Passivierungsschicht aufgebracht. Es handelt sich dabei um einen nicht-transparenten Negativ-Fotolack mit planarisierenden Eigenschaften.

Ebenso kann Lack mit einer definierten Dicke die vorhandene Oberflächen-Topographie ausgleichen (kleinere Vertiefungen oder Mulden werden mit diesem Lack aufgefüllt). Das Resultat wäre dann eine ebene Oberfläche, sodass übliche Justiermarken von einer Justieroptik aufgrund der deutlichen Bedeckungshöhe von Oberflächen der Justiermarken (oder aller Erhebungen einer jeweiligen Justiermarke) nicht mehr erkannt werden können.

Aufgrund der Aufbringung einer zu strukturierenden licht-undurchlässigen Schicht am Ende des Fertigungsprozesses bedeckt diese Schicht zuvor in den aktiven Bereichen auf dem Halbleiter-Wafer eingebrachte Schaltungen, und kann hierbei die licht-empfindlichen Bereiche dort weiterhin schützen, wo keine Strukturierung erfolgt, oder kann nach einer Strukturierung bestimmte licht-empfindliche Bereiche als optische Sensoren (optisch aktive Elemente) in den integrierten Schaltkreisen für das Licht zugänglich machen, hingegen andere Bereiche durch weiteres Vorhandensein der Schicht gegen Lichteinfall schützen. Stand der Technik.

Licht-undurchlässige, beispielsweise abschirmende Schichten, sog. schwarze, licht-empfindliche Lacke oder "Light-Shield-Resistmasken", sowie optische Schutzschichten finden - entsprechend ihren Eigenschaften - Anwendung in Sensoren und Schaltkreisen der Halbleiterindustrie. Die licht-absorbierende Schicht schützt dabei beispielsweise licht-empfindliche Bereiche von Schaltkreisen außerhalb von Fernstern (eingebrachten Öffnungen) in einer strukturierten licht-absorbierende Schicht. Die Schaltkreise können jeweils mit einem oder mehreren integrierten optischen Element(en) versehen sein. Vor einfallendem Licht können die Bereiche außerhalb der aktiven optischen Elemente geschützt werden. Die licht-absorbierende Schicht kann aber auch generell Schaltkreisen ohne optische Elemente zugeordnet werden, in denen licht-empfindliche Bereiche zu schützen sind. Der Schutz bezieht sich dabei z.B. auf die Verhinderung von parasitären Auswirkungen eines Lichteinfalls auf die Schaltkreise. Hergestellt wird diese Licht-Schutzschicht zum Beispiel als zunächst flächige Metall-, Fotolack- oder Kunststoffschicht, welche je nach verwendetem Material reflektierende und/oder absorbierende Fähigkeiten besitzt, und im Verfahrensablauf strukturiert werden kann.

US 3,969,751 (Drukaroff, RCA) beschreibt eine licht-abschirmende (oder Licht abschirmende) Schicht aus beispielsweise geschwärztem Fotolack, geschwärztem Metall oder Kunststoff, welcher Kohlenstoffpartikel enthält. Der Einsatz einer licht-abschirmenden Schicht in Sensoren ist unter anderem in US 4,785,338 (Kinoshita, Canon) beschrieben. Zur Herstellung dieser Schicht werden Materialien, wie Epoxydharz, Silikonharz, Urethanharz, und eine Art schwarze Farbe oder schwarzer Farbstoff verwendet.

US 2003/0030055 A1 (Nakano et al.) beschreibt ein Farbfilter, der eine licht-abschirmende Schicht aus Epoxydharz mit schwarzen Pigmenten enthält. Eine undurchsichtige Schicht aus licht-absorbierenden schwarzen Kohlenstoffpartikeln und aus reflektierenden Titaniumdioxidpartikeln für integrierte Schaltungen ist in US 5,031 ,017 (Pernyeszi, HP) beschrieben.

Aus der US 2004/0032518 A1 (Benjamin, Tower Semiconductor) ist eine lichtabschirmende, strukturierte Schicht bei Bildsensoren bekannt, wobei diese Schicht einen lichtempfindlichen Lack mit Kohlenstoffpartikeln enthält.

Bekannte Justiermarken für transparenten Fotolack bestehen meist aus einer Schicht (Single Layer), beispielsweise aus Oxid, Oxynitrid oder Nitrid. Aber auch Kombinationen aus diesen sind denkbar. Sie sind immer von dem transparenten Fotolack vollständig bedeckt. Der Fotolack schützt somit auch die Justiermarken vor Ätzangriffen. Figur 1 zeigt das Prinzip einer solchen erhabenen Justiermarke mit mehreren Erhebungen, die in einer Längserstreckung einer Kavität in der Kavität angeordnet sind.

Häufig lassen zu strukturierende Schichten Licht durch, oder sie sind - wie der Fotolack - bei der Wellenlänge einerJustieroptik transparent. Die Justiermarken können so durch den Fotolack oder die zu strukturierende Schicht hindurch optisch erkannt werden. Ein generelles Problem bei licht-absorbierenden Schichten ist dagegen die exakte Justierung dieser Schichten zur Vorebene, da die kohlenstoff- oder pigmenthaltigen Fotolacke im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (350 nm bis 800 nm) nicht transparent sind.

Werden Justiermarken in licht-undurchlässige Materialien, wie Metall oder PoIy- Silizium platziert, können diese von der Justieroptik nicht erkannt werden, so dass die zielgenaue Positionierung dieser Schichten zur Vorebene nicht möglich ist. Man hilft sich hier mit einer entsprechenden Oberflächentopographie vor Aufbringen der zu strukturierenden zumindest licht-absorbierenden Schicht, die in Form einer Kerbe in eben diese Schicht übertragen wird und für die Justieroptik erkennbar bleibt.

US 6,153,492 (Wege/Lahnor, Infineon) beschreibt hierzu ein Verfahren zur Erhöhung des Kontrastes von Justiermarken nach Abscheidung und Rückplanarisierung einer Wolframschicht. Dabei werden die Gräben um die Justiermarken in einem zusätzlichen Schritt wieder frei geätzt, beispielsweise rückgeätzt. Die so gebildeten Vertiefungen werden in eine nachfolgende abgeschiedene Aluminiumschicht übertragen. Eine ebenfalls in der US 6,153,492 angegebene Variante beinhaltet eine Rückätzung der die Gräben umgebenden Oxidschicht. Die Wolframschicht ragt nun über die Oberfläche der Oxidschicht hinaus und bildet eine Kante für die Belichtung einer nachfolgend abgeschiedenen Aluminiumschicht.

DE 102 59 322 B4 (Infineon) beschreibt ein Verfahren zur Bildung einer Justiermarke in einer licht-undurchlässigen Schicht auf einem Halbleiterwafer. Dabei werden Gräben unterschiedlicher Tiefe und Breite im Halbleitersubstrat gebildet und mit einer ersten Schicht gefüllt. Gräben mit geringerer Breite und Tiefe werden vollständig und Gräben mit größerer Breite und Tiefe nur partiell gefüllt. Letztere sind die Gräben für die Justiermarken. Danach wird eine zweite Schicht mit einer solchen Dicke abgeschieden, die nun auch die Gräben der Justiermarken vollständig gefüllt. Dabei weist die zweite Schicht eine Selektivität im Ätzprozess gegenüber der ersten Schicht auf. Es folgt ein chemisch-mechanischer Polierprozess, um eine ebene Oberfläche zu erreichen. Danach wird die zweite Schicht, die sich jetzt nur noch in den Gräben mit der größeren Breite und Tiefe befindet (den Gräben der Justiermarken), in einem Ätzprozess geätzt, so dass diese Gräben neue Vertiefungen enthalten. Da die Ätzrate der zweiten Schicht um ein Vielfaches höher ist als die der ersten Schicht, ist die Rückätztiefe anderer Bereiche der Substratoberfläche vergleichsweise gering. Wird nun eine licht-undurchlässige Schicht aufgebracht, so übertragen sich bei einer ausreichenden Konformität und passenden Dicke der Schicht die neuen Vertiefungen auf diese licht-undurchlässige Schicht. Die Position der Vertiefung kann nun mittels Justieroptik als Justiermarke erkannt werden. Dieses Verfahren benötigt mindestens eine zusätzliche Schicht sowie mindestens einen zusätzlichen Ätzschritt, und einen Polierprozess.

Die Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Justiermarken in einem Halbleiterwafer mit einer zumindest licht-undurchlässigen oder licht-absorbierenden Schicht anzugeben, das ohne Hilfsschichten und zusätzliche Prozess-Schritte auskommt, wobei Justiermarken erzeugt werden sollen, die von einer Belichtungsanlage (oder einer Justieroptik) erkannt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von zumindest einer Justiermarke auf einem Halbleiterwafer mit Verwendung einer lichtundurchlässigen Schicht zur (späteren) Strukturierung oder zum (bleibenden) Schutz von Schaltungselementen vorgeschlagen (Anspruch 1 , 26). Auch vorgeschlagen wird ein Halbleiterwafer (Anspruch 25) mit zumindest einer Justiermarke in einem Ritzgrabenbereich (Scribe Line), insbesondere zumindest einer oder mehreren Gruppe(n) aus jeweils zumindest zwei zueinander senkrechten Säulengruppen (Anspruch 16) in zueinander senkrechten Ritzgrabenbereichen (in x- und y-Richtung). Das beinhaltet, dass auch die zwei Säulengruppen einer Gruppe orthogonal zueinander ausgerichtet sind.

Das beanspruchte Verfahren erreicht es, die licht-absorbierende Schicht auf einen Wafer mit einer Vielzahl von gegeneinander abgegrenzten integrierten Schaltungen aufzubringen, ohne dass die Möglichkeit verloren geht, den Wafer in seiner Lage durch optische Erkennung von Justiermarken (in einer Belichtungsanlage oder von einer Justieroptik) zu erkennen und dabei den Wafer zu positionieren, beispielsweise für die Aufbringung einer weiteren Schicht oder zur Justage einer Fotomaske. Die zielgenaue Positionierung dieser beispielsweise nächsten Schicht zur Vorebene wird trotz Verwenden der aufgetragenen licht-absorbierenden Schicht möglich, welche licht-sensible Bereiche von Schaltkreisen - in den abgegrenzten integrierten Schaltungen - abdeckt, oder alternativ nach einer weiteren Strukturierung licht-empfindliche Elemente in den Schaltungen zum Lichteinfall freigibt, aber im übrigen Bereich außerhalb des licht-empfindlichen aktiven Elementes gegen Lichteinfall weiterhin abdeckt.

Beispielsweise wird die licht-undurchlässige Schicht am Ende eines Fertigungsprozesses auf eine Passivierungsschicht aufgebracht, wobei diese aufgebrachte Schicht sowohl den Bereich von Ritzgräben zwischen den integrierten Schaltungen erfasst, wie auch aktive Flächenbereiche des Halbleiterwafers bedeckt.

Bevorzugt sind die Ritzgräben so schmal wie möglich, um die Waferfläche mit aktivem Gebiet optimal für einzubringende Schaltkreise nutzen zu können. In die Kavitäten der Ritzgräben hinein werden die Justiermarken so platziert, dass sich eine Justiermarke entlang der Längserstreckung einer Kavität im Ritzgraben erstreckt. Die Kavität bildet die Absenkung im Ritzgraben, in der eine jeweilige Justiermarke angeordnet ist und von den Rändern der Absenkung einen Abstand hat.

Nachdem sowohl X- wie auch Y-Ritzgräben vorhanden sind, und in die X- und Y-Kavität eine Justiermarke eingebracht ist, erstrecken sich diese beiden Justiermarken in zwei zueinander orthogonalen Richtungen (x/y-Richtung).

Jeweils eine Justiermarke in X-Richtung und eine Justiermarke Y-Richtung gehört funktionell zusammen und wird hier "logische Justiermarke" genannt. Sie ist in einem räumlichen Gebiet angeordnet und besteht aus zwei zueinander senkrechten Säulenreihen, die aber nicht am selben Ort, sondern in dem bestimmten, funktionell umrissenen Gebiet angeordnet sind.

Funktionell zusammengehörig sind die zwei zueinander senkrechten Säulengruppen als logische Justiermarke für die Justieroptik oder Belichtungsanlage.

Es können auch mehrere Paare von orthogonalen, funktionell zusammengehörigen Säulengruppen gebildet sein, aber jede Säulengruppe verläuft längs der Kavität, in der sie angeordnet ist.

Die Kavität selbst ist nach Aufbringen der licht-undurchlässigen Schicht keine vollständige Kavität mehr, sondern ist zum Teil aufgefüllt mit der abgeschiedenen Schicht, respektive dem Material dieser Schicht. Nachdem die Kavität aber eine - funktionell umschriebene - Mindestbreite besitzt, und sich die Säulengruppe (welche eine Justiermarke bildet) in Längsrichtung der Kavität erstreckt, wird die Kavität nur zum Teil aufgefüllt und die Säulengruppe bleibt für beispielsweise die Justieroptik optisch sichtbar. Dies trotz der licht-undurchlässigen Schicht.

Die Oberflächen der einzelnen Säulen der Säulenreihe werden nicht so bedeckt, dass diese Oberflächen von der genannten Justieroptik nicht mehr optisch erkannt werden können. Dies kann in dem Sinne erfolgen, dass die Oberflächen der Einzelsäulen der Säulengruppe (einer Justiermarke zugehörig) frei bleiben, also nicht von der licht-undurchlässigen Schicht oder einem Abschnitt davon bedeckt werden oder aber eine (parasitäre) Bedeckung nur so gering ist, dass eine optische Erkennbarkeit erhalten bleibt (Anspruch 19,20). Eine 200nm nicht übersteigende Stärke ist eine solche Dicke, welche es aufgrund ihrer Transmission (Anspruch 20) noch immer erlaubt, die Oberflächen der Säulenreihe zu erkennen, bevorzugt aber bleibt die Oberfläche der Säulenreihe frei und von der licht-undurchlässigen Schicht unbedeckt, was sich als Folge dessen ergibt, dass die Kavität eine Mindestbreite besitzt und die Säulengruppe eine zugeordnete Höhe besitzt, die größer als die abgeschiedene Dicke der aufgebrachten licht-undurchlässigen Schicht ist, sodass die Oberflächen der Säulengruppe nicht von der licht-undurchlässigen Schicht bedeckt werden. Unter Nichtbedeckung wird - wie gesagt - auch eine solch geringfügige Bedeckung verstanden, welche die optische Erkennbarkeit durch die Justieroptik oder Belichtungsanlage nicht unmöglich macht.

Die "licht-behindernde" Schicht als licht-absorbierende oder licht-undurchlässige Schicht kann carbon-based sein (Anspruch 24). Diese kohlenstoffhaltige Schicht ist z. B. ein carbon-based Black Resist.

Anspruch 1 ist so zu lesen, dass zumindest eine Justiermarke in einem Ritzgraben (in dessen längs verlaufender Kavität) hergestellt wird. Er soll dabei sowohl auf die X-Richtung, wie auch auf die Y-Richtung jeweils individuell gelesen werden. Er kann auch so gelesen werden, dass bei zwei Kavitäten je eine Justiermarke in einer jeweiligen Kavität angeordnet ist und diese jeweilige Kavität einem jeweiligen Ritzgraben zugeordnet ist, welche beiden Ritzgräben orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Die zwei genannten Justiermarken (als Säulengruppen) würden dann funktionell zusammengehören und bilden eine "logische Justiermarke" (bestehend aus zumindest zwei physischen Justiermarken und diese jeweils aus einer Säulengruppe). Es können aber auch mehrere Paare von logischen Justiermarken angeordnet sein, nur nicht so nebeneinander, dass mehrere Säulengruppen in demselben Ritzgraben in derselben Kavität unmittelbar benachbart sind, und dadurch jeweils einen geringeren Abstand von den nach innen weisenden Wänden der Kavität besitzen, als jede einzelne Säule. Dies wäre eine Gruppe von logischen Justiermarken.

Um generell eine Justierung zu ermöglichen, muss genügend Licht bis zur Marke (Justiermarke) vordringen, damit diese Marke abgescannt werden kann und ausreichend Licht reflektiert wird, das in der Belichtungsanlage in ein elektrisches Signal gewandelt werden kann und die räumliche Lage der Justiermarke als Basis für eine Positionierung einer weiteren Schicht (automatisch) bewertet werden kann.

Die erfindungsgemäß hergestellten Justiermarken sind auch bei Verwendung von lichtundurchlässigen Schichten, so nicht transparente Fotolacke, durch die Belichtungsanlage erkennbar, so dass eine zielgenaue Ausrichtung des Wafers während der Belichtung ermöglicht und somit die Qualität eines Strukturierungs- Prozesses erhöht wird. Alternativ können die in der Kavität (im Ritzgraben) befindlichen Justiermarken zur Justage einer Fotomaske zur Vorebene verwendet werden. Mithilfe dieser Fotomaske wird der Fotolack an bestimmten Stellen belichtet und danach entwickelt, sodass sich das genannte Strukturieren ergibt. Auch dies fällt unter das Verständnis der Erhöhung der Qualität eines Strukturierungs-Prozesses, der naturgemäß nach der zielgenauen Ausrichtung über die zumindest eine Justiermarke, die logische Justiermarke oder eine Gruppe von logischen Justiermarken erfolgt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren einfach umzusetzen ist, da im Prozess existierende Verfahren (Ätzschritte) Verwendung finden, wodurch das beanspruchte Verfahren kostengünstig und ohne Mehraufwand ausgeführt werden kann (Anspruch 21 ). Zum Beispiel kann das Ätzen der Kavitäten (in den Ritzgräben) mit dem Ätzschritt für eine Passivierungsschicht erfolgen (Anspruch 22, 28), welche Passivierung und/oder welcher Ätzschritt im Herstellverfahren des Wafers ohnehin vorhanden sind.

Die Passivierung kann Bestandteil des Schichtenstapels sein, in den die Kavitäten geätzt werden, in denen die Säulen stehen bleiben (Anspruch 22). Sie kann aber auch außerhalb des Ritzgrabens im übrigen aktiven Wafergebiet gelegen sein.

Der Schichtenstapel kann in einer Ausführung aus einem Zwischenschicht-Dielektrikum (Intermediate Layer Dielectric - ILD), einem Zwischenmetall-Dielektrikum (Inter Metal Dielectric - IMD) oder einer Passivierungsschicht (Päd Oxide) gebildet sein (Anspruch 23). Geätzt wird diese Abfolge von Schichten als "Schichtenstapel" mit einer Fotomaske zur Bildung der Kavität(en). Zumindest ein Ätzschritt zum Ätzen des Schichtenstapels wird in der Anlage zur Herstellung des Wafers schon verwendet (Anspruch 21 , 22). Bevorzugt ist dieser Ätzschritt für die Passivierungsschicht vorgesehen.

Es können auch mehrere Ätzschritte erfolgen, je nachdem, ob es sich nur um Oxid oder eine Kombination von Oxid und Nitrid als Schichtenstapel handelt. Zumindest einer oder einige davon sind solche Ätzschritte, die auch bei der Herstellung des Wafers Anwendung finden, oder anders gesagt, ohnehin Anwendung gefunden hätten.

Die Ätzzeit ist so eingestellt, dass durch ein entsprechendes Überätzen der Schichtenstapel - zur Bildung der Kavität - bis auf das Substrat herab geätzt wird und die Säulen der Säulengruppe in der Kavität stehen bleiben.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des beanspruchten Verfahrens wird die Höhe der Säulengruppe bis herab zum Substrat des Wafers reichend ausgebildet (Anspruch 2), wobei die Justage des Wafers in den nachfolgenden Fabrikationsschritten immer gesichert ist. Zur Ausbildung der Höhe der Einzelsäulen einer Säulengruppe, und damit auch der ganzen Säulengruppe, wird die Kavität, oder jede Kavität, um eine jeweilige Säulengruppe herum, und auch um jede einzelne Säule herum bis auf das Substrat des Halbleiterwafers herabgeätzt, wodurch die Gruppe von Säulen in der Kavität stehen bleibt. Als Substrat des Wafers kann Silizium verwendet werden. Diese Herstellung der Säulengruppe gilt sowohl für die x-Richtung, wie auch für die y-Richtung, die folgend X-Kavität und X-Ritzgraben, respektive Y-Kavität und Y-Ritzgraben genannt werden (Anspruch 2, 3).

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der licht-undurchlässigen Schicht keine Planarisierung durchgeführt wird (Anspruch 4), wodurch einerseits ein Fabrikationsschritt eingespart wird, da er überflüssig ist, und andererseits eine weitere Beeinträchtigung der Säulen jeder Säulengruppe vermieden wird.

Bei weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Säulengruppen mit folgenden Dimensionen hergestellt (Ansprüche 5 bis 8): Höhe der Säulen oberhalb 1 μm bis 5μm, bevorzugt 3μm, und Länge/Breite von 2μm bis 5μm, bevorzugt 4μm. Es werden säulenförmige Justiermarken hergestellt, die einerseits von der Justieroptik gut erkannt werden können und andererseits bei dem nachfolgenden Aufbringen der licht-undurchlässigen Schicht, nicht oder nur parasitär mit dem Material der licht-undurchlässigen Schicht bedeckt werden. Wenn eine jeweilige Kavität mit einer Breiten-Ausdehnung von mindestens 80μm hergestellt wird (Anspruch 9), wird mit großer Sicherheit erreicht, dass jede als Justiermarke verwendbare Säulengruppe bei dem nachfolgenden Aufbringen der lichtundurchlässigen Schicht nicht oder nur ganz geringfügig (Anspruch 19, 20) mit dem Werkstoff des auf die Kavität entfallenden Schichtanteils der licht-undurchlässigen Schicht bedeckt werden. An sich würden die Säulen aus diesem licht-undurchlässigen Material in der Kavität mit ihren Oberflächen hervorstehen (Anspruch 10).

Eine Umschreibung der Breiten-Ausdehnung der Kavität kann auch relativ zur Breite der Säulen in der Säulengruppe in dieser Kavität erfolgen (Anspruch 27). Die Höhe der Säulen ist dabei oberhalb 1 μm (Anspruch 26), sodass sie begrifflich Säulen genannt werden können. Der licht-undurchlässige Schichtanteil in jeder Kavität, in der eine Säulengruppe steht, wird dadurch in seiner Füllhöhe beschränkt, dass die Mindesthöhe der Säulen funktionell umschrieben ebenso erhöht wird, wie die Breite der Kavität. Außerhalb der Kavität liegt diese licht-undurchlässige Schicht auf dem Wafer in ihrer aufgetragenen Stärke (Anspruch 10). Sie dient dort dem (bleibenden) Schutz eines Schaltungselements oder ist für eine (spätere) Strukturierung vorgesehen. Sie hat dort ihre bevorzugte Stärke zwischen 0,8μm und 2,5μm.

Die Umschreibung der relativen Breite der Kavität erfolgt anhand eines Vielfachen der Breite der Säulengruppe; die bevorzugte Breite von im Wesentlichen 4μm der Säulengruppe führt über den Faktor 20 auf die bevorzugte Breite der Kavität (Anspruch 9). In einem Spielraum der Säulenbreite zwischen 2μm und 5μm (Anspruch 8) ergibt sich ein Breitenbereich zwischen 40μm und 100μm für die Kavität (Anspruch 27).

Jeweils im Wesentlichen eine Hälfte davon liegt beidseits einer angenommenen Singlemarke in der Kavität.

Vorzugsweise wird die licht-undurchlässige Schicht mit einer Dicke von 0,8μm bis 2,5μm (flächig außerhalb der Kavität des Ritzgrabens) hergestellt. Sie dringt dabei auch in die Kavität ein, aber nur so begrenzt, dass das Niveau der licht-undurchlässigen Schicht unter dem Niveau der Oberflächen der Säulen bleibt, wodurch mit größter Wahrscheinlichkeit erreicht wird, dass die oberen Enden der Säulen frei liegen und so mit Sicherheit erkannt werden können (Anspruch 10).

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Platz sparende "Singlemarke" ausgebildet wird (Anspruch 1 1 ). Der Ritzgrabenbereich (Scribe Line) des Wafers kann somit so schmal wie möglich gehalten werden, um die Waferfläche optimal für Chips nutzen zu können. Zwei Singlemarken sind funktionell definiert (Anspruch 12) und umfassen eine Säulengruppe in x-Richtung und eine Säulengruppe in y-Richtung, aber nicht an derselben Stelle, sondern in zwei zueinander senkrechten Kavitäten von zwei zueinander senkrechten Ritzgrabenbereichen. Zwei Singlemarken umfassen damit zwei Säulenreihen und wären als die "logische Justiermarke" zu verstehen, die zuvor beschrieben war. Die Singlemarke umfasst aber auch die Aussage, dass links und rechts einer Säulengruppe innerhalb derselben Kavität keine weitere Säulengruppe angeordnet ist. Damit teilt sich die Breite der Kavität auf die linke Seite und die rechte Seite einer Säulengruppe auf, wie das auch für die dazu senkrechte andere Säulengruppe der Fall ist, die zusammen mit der zuerst genannten Säulengruppe Bestandteil der "logischen Singlemarke" ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, die Säulengruppe als Stapelmarke auszubilden (Anspruch 14). Die Materialien der Säulengruppe sind mit den ohnehin durchzuführenden Fabrikationsschritten auf dem Wafer vorteilhaft abgestimmt und vorteilhaft aus Oxid oder Nitrid oder Oxynitrid oder jeder möglichen Kombination daraus gebildet. Diese Stapelmarke umschreibt die Verwendung mehrerer Schichten eines Schichtenstapels, die vor dem Ätzen der Kavität auf dem Substrat gelegen sind, und die im Rahmen der Absenkung der Kavität und der Bildung der Säulengruppen auch die Konsistenz und Beschaffenheit jeder einzelnen Säule definieren, die am Boden der Kavität, bevorzugt auf dem Substrat stehen bleiben. Der Schichtenstapel aus mehreren der genannten Schichten bildet auch die linke und rechte Wand jeder Kavität (Anspruch 17,18). Diese Breiten-Abmessung der Kavität kann entweder über den Rand der Kavität umschrieben werden (Anspruch 17) oder über die Wand der verbliebenen Schichtenlage definiert werden.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Justiermarken aus zumindest einer Metallschicht hergestellt werden (Anspruch 15). Es ist dabei zumindest eine Metallschicht vorgesehen, oder die Säulen einer Säulengruppe sind als reine Metallsäule zur Bildung einer reinen Metallmarke oder "metallischen Säulengruppe" ausgebildet. Bevorzugt werden in Kombination mit Oxidschichten/Nitridschichten keine Metallschichten verwendet.

Der Halbleiterwafer (Anspruch 25), der zumindest zwei Justiermarken aufweist, die zueinander senkrecht verlaufen, ist Folge des Herstellungsprozesses. Er ist einerseits durch Verfahrensschritte gekennzeichnet, die ihre Spuren in den Justiermarken hinterlassen, andererseits durch strukturelle Elemente. Eine x-Richtung und eine y- Richtung definieren zwei zueinander orthogonale Justiermarken. Sie werden jeweils von einem licht-undurchlässigen Schichtanteil einer aufgetragenen Schicht umgeben, sind darin eingebettet, werden aber dabei nicht so überdeckt, dass eine optische Erkennung von einer Belichtungsanlage (oder einer Justieroptik) unmöglich wird.

Die aufgetragene Schicht wird später strukturiert, oder sie dient zum Schutz von zumindest einem optisch empfindlichen Bereich eines Schaltungselements außerhalb der beiden zueinander senkrechten Kavitäten.

Jeweils ein licht-undurchlässiger Schichtanteil der abgeschiedenen Schicht füllt die zueinander senkrechten Kavitäten nicht vollständig aus, sodass die in diesen stehenden Säulengruppen von dem licht-undurchlässigen Schichtanteil, der auf eine jeweilige Kavität entfällt, nicht vollständig bedeckt werden.

Es ergibt sich eine bevorzugte Mindestbreite von zumindest 40μm diesseits und jenseits einer Säulengruppe bis zum Rand der Kavität, oder aber bis zur Wand der stehen gebliebenen Schichtenlage, welche Wände die jeweiligen Längserstreckungen der Kavitäten und ihre Ränder definieren.

Die Säulen sollen oberhalb von 1 μm hoch sein, bevorzugt in der Größenordnung einer Höhe von 4μm.

Ein Beispiel einer Justiermarke nach dem Stand der Technik und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben.

Figur 1 zeigt Justiermarke 4 als drei Gruppen nach dem Stand der

Technik, als Erhebungsgruppen 4', 4", 4 ^* .

Figur 1a zeigt diese Justiermarke 4 als parallele Gruppen mit einer Erklärung der Abmessungen der Erhebungen und ihren Abständen in der Kavität im Fotolack 3.

Figur 2a zeigt eine neue Justiermarke als Gruppe 16y von Säulen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Aufsicht in y-Richtung in einer Y-Kavität eines Y-Ritzgrabens.

Figur 2b zeigt die Säule 16d der Säulengruppe 16y im Schnitt AS-AS aus der Figur 2a.

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Aufsicht auf die oben frei bleibenden mehrere Säulen 16a bis 16f in dem Schichtanteil 17y der licht-undurchlässigen Schicht 17.

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Aufsicht auf oben frei bleibende mehrere Säulen 16a' bis 16f in einem Schichtanteil 17x der licht-undurchlässigen Schicht 17 in einer - zur Figur 3 senkrecht verlaufenden - Kavität 12x.

Figur 5 zeigt die Kavität 12y mit der Säulengruppe 16y nach einem Ätzschritt und vor einem Auftragen der licht-undurchlässigen Schicht 17 in Aufsicht und im Schnitt BS-BS (durch die Säule 16e).

Figur 6a zeigt die Struktur von Figur 5, aber in x-Richtung.

Figur 6b zeigt den Schnitt CS-CS aus Figur 6a durch die Säule 16e' der Säulengruppe 16x in der Kavität 12x.

Figur 7 zeigt einen Wafer 100. Die dickeren Linien veranschaulichen Ritzgräben. Darin befinden sich die Justiermarken. Jeder Einzelchip ist von Ritzgräben umgeben, bspw. der Chip 100a.

Figur 7a ist ein vereinzelter Chip 100a aus dem Wafer 100 von Figur 7. Er besitzt aktive Schaltungen, die auch aktive optische Elemente aufweisen können. Figur 1 zeigt eine Justiermarke 4 - mit drei parallelen verlaufenden Erhebungen 4', 4", 4 ^* - nach dem Stand der Technik, wobei ein Silizium-Substrat 1 , eine einheitliche Schicht 2 (als so genannter Single Layer) zur Bildung der Justiermarke 4 und eine licht-durchlässige Lackschicht 3 (als Fotolack) gezeigt ist, die eine ebene Oberfläche hat, so dass die Justiermarke 4 nur dann erkannt werden kann, wenn die Lackschicht für Licht durchlässig ist. Bei derartigen Systemen ist die Schichtdicke der Schicht 2 kleiner 1 μm, so dass die Erhebungen der Justiermarke unter 1 μm hoch sind. Die Breite jeder Erhebung beträgt gewöhnlich 4μm. Die Breite der Kavität 2a ist ca. 90μm. Sie ist vollständig mit Lack 3a der Lackschicht 3 gefüllt, auch mit Lack 3b oberhalb der Erhebungen 4', 4" und 4 ^* .

Die Strukturierung einer nicht transparenten (licht-undurchlässigen oder lichtreflektierenden oder licht-absorbierenden Schicht), beispielsweise aus schwarzem Fotolack auf Carbon-Basis oder Pigmentbasis, erfordert andere Justiermarken. Der schwarze Fotolack wird als "licht-abschirmende" oder zumindest licht-behindernde Schicht eingesetzt, um licht-empfindliche Bereiche von Schaltungen auf einem Halbleiterwafer zu schützen, oder der schwarze Fotolack wird als Fotomaske bei der Strukturierung von einem oder mehreren Schaltungselement(en) verwendet. Dazu soll der schwarze Lack zu der Vorebene justiert werden.

Die schwarze Lackschicht wird am Ende des Fertigungsprozesses auf beispielsweise eine Passivierungsschicht aufgebracht. Es handelt sich um einen nicht-transparenten Negativ-Fotolack mit planarisierenden Eigenschaften. Lack mit einer definierten Dicke kann die vorhandene Oberflächentopographie ausgleichen. Kleinere Vertiefungen oder Mulden werden mit diesem Lack aufgefüllt. Das Resultat ist dann eine ebene Oberfläche, so dass herkömmliche Justiermarken von der Justieroptik nicht mehr erkannt werden.

Zur Bildung von Justiermarken gemäß einem ersten Beispiel der Erfindung werden im Prozess vorhandene Schichten und Ätzschritte genutzt, indem dotierte oder undotierte Oxidschichten oder Oxynitridschichten oder Nitridschichten oder eine Kombination davon geätzt werden. Bei Verwendung einer Kombination von Schichten werden sog. "Stapelmarken" erzeugt. Auch Metallschichten können zur Bildung der Justiermarken verwendet werden, jedoch nicht in Kombination mit Oxid/Nitrid-Schichten. Der Einfachheit halber wird durch ein passendes Maskenlayout dafür gesorgt, dass sich zwischen den Oxid/Nitrid/Oxynitrid-Schichten kein Metall befindet.

Bevorzugt haben Säulengruppen der Stapelmarken die oben genannten Schichten. Die Säulen entstehen nach einem Ätzschritt, beispielsweise durch anisotropes Trockenätzen (RIE). Die Schicht(en) wird/werden bis auf das Silizium-Substrat zur Bildung von Kavitäten geätzt. Das "Freilegen" der Säulengruppen in den Kavitäten erfolgt mit einem im Prozess schon verwendeten Ätzschritt, bspw. einem solchen, mit dem eine Passivierungsschicht geätzt wird.

Zur Unterscheidung der neuen Justiermarken von den anhand der Figuren 1 , 1 a erläuterten bekannten Justiermarken wird im Folgenden der im vorhergehenden Absatz zuerst geprägte Begriff der Säulen oder Säulengruppen verwendet. Die Marke der Figuren 1 besaß lediglich Erhebungen, deren Höhe weniger als 1 μm betrug, und von denen mehrere Reihen nebeneinander in Breitenrichtung einer Kavität, in Figur 1 a die Kavität 2a, angeordnet waren. Diese Marken wurden von dem transparenten Fotolack mit dem Schichtanteil 3b üppig überdeckt, und die Kavität 2a wurde von dem unteren Schichtanteil 3a vollständig gefüllt. Die beiden Schichtanteile im Bereich der Kavität bilden einen Teil der gesamten aufgetragenen Schicht 3, die nur bei Transparenz eine Erkennbarkeit der Oberflächen der Erhebungen 4', 4" und 4 ^* erreichen konnte. Es wird im Folgenden indes eine nicht-transparente Schicht, auch als licht-undurchlässige oder licht-absorbierende Schicht 17 verwendet. Die dabei mit verwendeten Justiermarken werden als Säulen benannt, wobei jeweils eine Säulengruppe aus eng benachbarten, in einer Reihe angeordneten Einzelsäulen besteht. Diese Einzelsäulen sind in Längsrichtung einer Kavität angeordnet, die mit Schichtanteilen 17y der Schicht 17 in den Figuren 2a, 2b befüllt ist, jedoch nicht vollständig gefüllt, vielmehr nur zum Teil. Figur 5 veranschaulicht dazu die Kavität 12y, in der eine nach dem Ätzvorgang der Kavität frei stehende Säulenreihe 16y verbleibt, die aus im Beispiel sechs Einzelsäulen 16a bis 16f besteht.

Diese Säulenreihe 16y mit einer einstelligen Anzahl von Einzelsäulen erstreckt sich in y- Richtung, parallel zu Wänden 15' und 15" der Kavität 12y. Im Schnitt BS-BS durch die Einzelsäule 16e zeigt das untere Halbbild der Figur 5 die Höhe h ₁₆ der Säule 16e und repräsentativ auch für die übrigen Säulen 16a bis 16f der Säulenreihe 16y, die im fertigen Zustand als "Justiermarke" verwendbar ist.

Zuvor war eine Stapelmarke beschrieben, diese Ausbildung der Stapelmarke ist auch diejenige der Figur 5. Sie besteht aus zwei Schichten 15a', 15b', welche Bestandteil einer Schichtenfolge oder eines Schichtenstapels 15 mit zwei Schichten 15a und 15b waren. Dieser Schichtenstapel hat zunächst auf dem Substrat 1 1 angeordnet keine Kavität, und diese Kavität entsteht durch einen Ätzschritt, bei dem die Säulen der Säulenreihe 16y stehen bleiben. Die Säulen erhalten dabei eine Breite b-ι ₆ und eine Höhe h ₁₆ , und stehen auf dem Boden der Kavität 12y, welcher die Oberfläche 1 1 a des Substrats 1 1 ist. Das Substrat kann ein Siliziumsubstrat sein.

Die Verlaufsrichtung des "Grabens", hier als Y-Kavität benannt, ist in Figur 5 ersichtlich. Dieselbe Richtung findet sich auch in Figuren 2a, 2b. Dort ist der Graben 12y zum Teil mit der licht-undurchlässigen Schicht 17, respektive den Schichtanteilen 17y der Schicht 17 in der Kavität 12y, nicht bis zur Oberfläche der Säulengruppe 16y gefüllt.

Die Säulen sind im Beispiel in ihrem Querschnitt quadratisch, was aus Figur 3 ersichtlich ist. Sie haben neben der Breite br auch eine Länge I ₁₆ , und sind beabstandet (indes eng benachbart), stehen also jeweils frei in der Kavität 12y, was aus Figur 5 (oberes Teilbild) ersichtlich ist. Eine enge Nachbarschaft ist daraus zu ersehen, dass der Abstand zwischen zwei Säulen einer Gruppe kleiner ist, als die Länge U ₆ einer Säule.

Zum Umfeld soll auf Figuren 7, 7a Bezug genommen werden. Figur 7 zeigt einen Wafer 100. Dieser Wafer besteht aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Einzelchips, von denen einer als Einzelchip 100a symbolisch herausgegriffen ist. Jeder Einzelchip ist von den benachbarten Einzelchips durch Ritzgräben abgegrenzt. An diesen Ritzgräben findet eine Trennung der Einzelchips zu beispielsweise demjenigen Einzelchip 100a der Figur 7a statt. Die Ritzgräben erstrecken sich in x-Richtung und in y-Richtung.

Bestandteil eines Ritzgrabens ist jeweils auch eine Kavität, die sich in Längsrichtung des Ritzgrabens erstreckt, deren Breite aber geringer ist, als der Ritzgraben von seiner Abmessung her spezifiziert ist. Kann die Kavität in ihrer Breite b-ι ₂ klein gehalten werden, so ist auch die Breite des Ritzgrabens klein bemessen. Der Ritzgraben soll ja so schmal wie möglich sein, um die Waferfläche optimal für Chips nutzen zu können.

Die anhand der Figuren 5 und 2a, 2b erläuterten Kavitäten in y-Richtung sind die vertikale Richtung von Figur 7, respektive Figur 7a. Der dort vertikal verlaufende Ritzgraben enthält die Kavität 12y. In dieser Kavität ist zumindest eine Säulenreihe 16y angeordnet. Die orthogonal dazu orientierte x-Richtung und deren X-Ritzgraben enthält zumindest eine weitere Säulenreihe, die sich anhand der Figuren 6a, 6b sowie der Figur 4 erläutern lässt. Diese Säulenreihe 16x ist senkrecht zu der Säulenreihe 16y ausgerichtet, physisch aber ebenso aufgebaut, wie die Säulenreihe der Säulen 16a bis 16f, hier bei der Säulenreihe 16x in x-Richtung, die Einzelsäulen 16a' bis 16f. Die Höhe hie der Einzelsäulen der Säulenreihe 16x nach Figur 6b ist ebenfalls h ₁₆ . Die Breite und die Länge der Einzelsäulen ist entsprechend der Orientierung 90° gedreht, sodass sich die Länge in Längsrichtung x der Kavität 12x erstreckt, und die Breite quer dazu, was aus Figur 6b und der Breite b-ι ₆ erkennbar ist.

Auch hier liegen Stapelmarken vor, die entsprechend dem Aufbau der Figur 5 ausgebildet sind, nur mit der entsprechend anderen Orientierung. Die Bezugszeichen x und y deuten dies an und die Erläuterung zur Figur 5 kann mit der entsprechenden Maßgabe der Richtungsänderung auch auf die Figuren 6a, 6b übertragen werden.

Als ein Beispiel einer möglichen Bemessung der Kavitäten 12x, 12y kann gesagt werden, dass ein Ritzgraben derzeit eine Breite von etwas mehr als 100μm besitzt, und darin in einem Ausführungsbeispiel die Breite b ₁₂ mit 80μm Platz findet. Beidseits einer Säulenreihe würde das ein Abstand von der inneren Wand 15', respektive 15" des verbliebenen Schichtenstapels von zumindest 40μm bedeuten. Die Säulenreihe selbst kann eine Erstreckung in diese Richtung von b-ι ₆ haben, was im Bereich zwischen 2μm bis 5μm liegen kann. Vorzugsweise haben die Säulen eine Größenordnung von 4μm in Breitenrichtung, und entsprechend zur quadratischen Querschnittsausbildung auch eine Erstreckung I ₁₆ in Längsrichtung, welche die gleiche Dimension, wie die Breitenrichtung aufweisen kann.

Eine Relativbetrachtung zeigt das Verhältnis von im Wesentlichen 20 zwischen b-ι ₂ und b-i6 oder aber zwischen 8 und 50 bei breitesten Säulen und schmälster Kavität, bzw. umgekehrt.

Die Höhe jeder Säule in der Säulengruppe 16y und 16x beträgt oberhalb von 1 μm und ist günstig im Bereich bis 5μm angesiedelt. Bevorzugte Größenordnungen liegen um 3μm herum, sodass ersichtlich ist, dass diese Säulen eine wesentlich größere Höhenerstreckung haben, als die Erhebungen aus Figur 1 , 1 a.

Die zumindest eine Säulengruppe 16y in y-Richtung soll nach dem Auftragen der lichtundurchlässigen Schicht 17 anhand der Figuren 2a, 2b und 3 näher erläutert werden. Das entsprechende Ergebnis der Erläuterung wird dann auf die Figuren 6a, 6b für die x- Richtung sinngemäß übertragen, woraus sich die Ausschnittsvergrößerung der Figur 4 für die x-Richtung und die Säulengruppe 16x ergibt.

Für eine jeweilige Kavität 12y bzw. 12x wird ein Schichtanteil 17y bzw. 17x symbolisch verwendet, der indes Bestandteil der einen aufgetragenen Schicht 17 ist, die lichtundurchlässig oder licht-absorbierend ist. Diese Schicht hat in den bevorzugten Ausgestaltungen eine Stärke von nicht mehr als 2,5μm und sollte eine Stärke von 0,8μm nicht unterschreiten.

Nach dem Auftragen der Schicht 17 auf den Wafer 100 und damit auch auf die Kavität 12y und die Säulengruppe 16y der Figur 5 ergibt sich das Bild der Figuren 2a, 2b. Die Schicht 17 ist in der Aufsicht flächig in die Kavität 12y eingedrungen und umgibt sämtliche Einzelsäulen 16a bis 16f der Säulengruppe 16y, die sich in y- Richtung erstreckt. Der Schnitt AS-AS ist in der Figur 2b dargestellt. Hier zeigt sich, dass - in Tiefenrichtung - die Kavität 12y nicht vollständig ausgefüllt wurde, vielmehr nur zum Teil. Der Schichtanteil 17y der Schicht 17 lässt die Oberflächen der Einzelsäulen 16a bis 16f frei. Dies ist an der im Schnitt dargestellten Säule 16d ersichtlich. Aufgrund ihrer Höhe h ₁₆ und der Breite b ₁₂ der Kavität 12y verbleibt ein Höhenabschnitt der Kavität 12y unbefüllt und verbleibt auch die Oberfläche jeder Einzelsäule der Säulengruppe 16y für eine Justage-Einrichtung optisch erkennbar. Diese Erkennbarkeit und das Fehlen einer Abdeckung der Oberflächen der Säulengruppe, wie es noch für Figur 1 im Stand der Technik der Fall war, ermöglicht die Verwendung der Justiermarke, wie sie funktionell in Figur 2b dargestellt ist, weiterhin zu Positionierzwecken.

Diese "Freistellung" der Säulengruppe 16y ergibt sich aus der Breite der geätzten Kavität und der darin stehen gelassenen Säulenreihe mit ihrer Höhendimension. Die Höhendimension ist größer als eine Dicke des Schichtanteils 17y, wobei der äußere Randbereich 12y' nahe der vertikalen Wand 15' auf der linken Seite und 12y" nahe der vertikalen Wand 15" auf der rechten Seite für die Dickenbemessung des Schichtenanteils 17y nicht herangezogen wird. Die Bereiche 12y' und 12y" am linken und rechten Rand des angefüllten Schichtanteils 17y mögen sich bis auf die Höhe der Schicht oder des Schichtenstapels 15 erstrecken, oder er liegt auf der einen oder anderer Seite geringfügig darunter. Dies ist von Umständen des Fertigungsprozesses abhängig und kann mit dieser Genauigkeit nicht festgelegt werden. Maßgebend ist die Betrachtung im Umfeld der Säulengruppe 16y und insbesondere in jeweiligem Mittelbereich des linken Anteils und des rechten Anteils der Kavität 12y, an denen deutlich ersichtlich ist, dass der eingefüllte Schichtenanteil 17y nicht das Höhenmaß h ₁₆ der Einzelsäulen 16a bis 16f der Säulengruppe 16y erreicht.

Der in die Kavität 12y eingefüllte Schichtenanteil 17y der licht-undurchlässigen Schicht 17 erreicht im zentralen Bereich um die Säulengruppe 16y herum und im linken und rechteren Mittelbereich nicht die Höhe, welche zwischen der Oberfläche der Säulen der Säulengruppe und dem Boden 1 1 a der Kavität 12y liegt. Nur im äußeren Randbereich 12y' und 12y" kann der eingefüllte Anteil 17y dieses Höhenmaß erreichen oder auch überschreiten, trägt indes funktionell zur Erhaltung der optischen Erkennbarkeit der Säulengruppe nichts bei, respektive nichts Nachteiliges bei.

Die als Stapelmarke ausgebildete Säulengruppe 16y ist im Schnitt der Säule 16d ersichtlich, bestehend aus zwei Schichten 15a', 15b', von denen zumindest eine Schicht ein Oxid oder Nitrid oder Oxynitrid ist, und die andere Schicht ein entsprechend anderes Material aufweist, auch ausgewählt aus der genannten Gruppe. Mehr als zwei Schichten sind möglich, aber nicht gesondert dargestellt. Der Fachmann kann sich diese anhand der hier gegebenen Erläuterungen leicht vorstellen. Auch kann nur eine einzige Single-Layer Schicht vorliegen. Eine der Schichten, bspw. die Schicht 15a kann eine Passivierungsschicht sein. Sie kann sich auch außerhalb des dargestellten Gebiets auf das übrige aktive Wafergebiet erstrecken. In gleicher Weise gilt das für die Säulen der Säulengruppe 16x.

Ebenfalls möglich ist zumindest eine Metallschicht, oder die Ausbildung der Säulengruppe 16y aus Einzelsäulen 16a bis 16f, die gänzlich aus Metall bestehen. Sind mehrere Metallschichten vorgesehen, entsprechen sie den dargestellten Schichten 15a und 15b. Mit anderen Worten kann in einer Ausführungsform jede der Säulen der Säulengruppe zumindest eine Metallschicht aufweisen, und diese Metallschicht kann in Höhenrichtung mehrfach auftreten, oder aber sich gänzlich in Höhenrichtung h ₁₆ erstrecken. In gleicher Weise gilt das für die Säulen der Säulengruppe 16x.

Zu den Darstellungen der Figuren 5 und 2a, 2b ist zu ergänzen, dass beidseits der Säulengruppe 16y keine weitere Säulengruppe in der Kavität 12y angeordnet ist. Die Gesamtbreite b-ι ₂ der Kavität teilt sich also dann abzüglich der Breite b-ι ₆ der Säulengruppe 16y gleichmäßig auf die linke und rechte Seite auf. Der Abstand von jeder inneren Wand 15' und 15" ist damit so groß, dass der eingefüllte Schichtenanteil 17y die optische Erkennbarkeit der Oberflächen der Säulen nicht beeinträchtigt. Unter einer solchen "Nichtbeeinträchtigung" ist auch eine parasitäre Bedeckung der Oberflächen der Einzelsäulen der Säulengruppe 16y zu verstehen, die nicht größer als 200nm ist. Sie wirkt dabei nicht licht-undurchlässig und erhält die Erkennbarkeit für eine Justage-Einrichtung. Auch dann wäre die Kavität 12y nicht vollständig von dem Schichtanteil 17y gefüllt, was die linken und rechten Mittenbereiche der Figur 2b zeigen.

Anders als Figur 1 a des Standes der Technik ist in Breitenrichtung der Kavität 12y nur eine Säulengruppe 16y angeordnet. Die Erläuterung zu der y-Richtung soll sinngemäß auf die Figur 6a, 6b übertragen werden. Das entsprechende Bild mit eingefülltem Schichtenanteil 17x würde so gestaltet sein, wie die Figuren 2a, 2b, nur mit anderer Orientierung und entsprechend anderen Bezugszeichen (x statt y). Eine Ausschnittsvergrößerung dazu zeigt die Figur 4. In x-Richtung ist hier die Säulengruppe 16x erkennbar, die von dem Schichtenanteil 17x umgeben ist, der in die Kavität 12x eingefüllt wurde und Bestandteil der Schicht 17 ist. Die Säulen 16a' bis 16f bleiben optisch erkennbar, obwohl sie von dem licht-undurchlässigen Schichtanteil 17x umgeben und darin eingebettet sind. Ihre Oberflächen werden indes nicht vollständig überdeckt, allenfalls rein parasitär mit einer maximalen Rest-Schichtdicke von 200nm im Oberflächenbereich des Schichtanteils 17x gehalten, sodass sie weiterhin optisch erkennbar bleiben. Der entsprechende Restanteil ist aufgrund seiner Transmission nicht licht-undurchlässig.

Die Säulenreihen 16x und 16y sind an verschiedenen Orten angeordnet. Sie sind in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet, was an Figur 7, Figur 7a leicht erkennbar ist. Die Ausschnittsvergrößerung der Figuren 3 und 4 zeigt zwei unterschiedliche Orte in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Kavitäten, zeigen aber zwei logisch zusammenhängende Säulengruppen 16x, 16y, die als "logische Justiermarke" für eine Justieroptik verwendbar bleiben. Zumindest ein solches Paar erlaubt der Justieroptik eine erfolgreiche Justierung oder Positionierung. Es können auch mehrere dieser Paare gebildet werden, an weiter unterschiedlichen Orten, sodass eine Gruppe von logischen Justiermarken entsteht, bevorzugt aber kann die Anordnung mit nur dem einen Paar nach Figuren 3 und 4 arbeiten.

Zwei solche Singlemarken auf einem Halbleiterwafer in den Ritzgrabenbereichen für x- und y-Richtung würden von einer Justieroptik verwendet werden, um die Positionierung zuverlässig zu erreichen.

Eine logische Justiermarke umfasst zwar zumindest zwei zueinander senkrecht verlaufenden Säulenreihen oder zwei zueinander senkrechte "Justiermarken", von denen eine in y-Richtung, eine andere in x-Richtung ausgerichtet ist, aber nicht an derselben Stelle.

Die logische Zusammengehörigkeit von zwei Singlemarken sagt nichts über deren physische Zusammengehörigkeit aus. Beispielsweise könnte die y-Singlemarke in einem y-Ritzgraben und die x-Singlemarke im nächsten x-Ritzgraben angeordnet sein.

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