CN100595881C - 标记晶圆的方法、标记劣品芯片的方法、晶圆对位的方法、以及晶圆测试机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种标记晶圆的方法，其包括提供一具有至少两个参考标记的晶圆，此晶圆的一表面包含有多个芯片，同时检测晶圆的上述参考标记以执行一晶圆对位的步骤，并且利用一激光对上述晶圆作标记。另，本发明亦可适用于晶圆的芯片例如劣品芯片的标记，其相较于现有利用油墨对劣品芯片进行标记的技术而言，不仅具有可减少晶圆污染、作业时间和厂房空间、以及永久标记等优点，更具有易于利用现今的晶圆测试机或油墨机台进行改造的特点。

Description

标记晶圆的方法、标记劣品芯片的方法、晶圆对位的方法、以及晶圆测试机

技术领域

本发明涉及一种标记晶圆的方法，且特别有关于一种利用激光标记劣品芯片的方法。

背景技术

一般集成电路制程可依序区分为晶圆制造阶段、芯片测试阶段以及芯片封装阶段，而随着目前电子产品讲究轻薄短小，因此现阶段的封装技术为了降低封装体积并改善集成电路效能，已逐渐趋向于覆晶封装、多芯片模块等高阶封装技术，然而这些高阶封装方式的成本高昂，因此最好能够在封装前即针对芯片进行测试，以在后段封装制程前将这些劣品芯片剔除，节省不必要的封装成本。

一种晶圆无墨点测试方法可于晶圆测试后产生一晶圆图像(MAP)，以作为各芯片的封装依据，然而由于芯片的尺寸渐趋微小，因此此种无劣品芯片标记的方法容易在后续捡选芯片的过程中造成失误，进而增加出错的风险与不必要的成本支出。有鉴于此，目前在晶圆测试后，为了可清楚分辨良品与劣品的芯片，通常利用油墨在劣品芯片处作标记，而根据芯片的功能测试与其不良品标记的步骤差异，其可大致划分为实时(online)和非实时(offline)等两种标记制程。所谓劣品芯片的实时标记制程指当测试机台测试晶圆上的芯片的功能后，随即根据测试机台所输出的测试结果而针对所检测出的劣品芯片打上墨点，亦即其测试晶圆以及打墨点于劣品芯片上的动作于一个步骤完成。然而，由于测试机台较为昂贵，因此需有效利用其产能，而上述劣品芯片的实时油墨标记制程不仅容易对测试机台造成污染，且会影响其产能，故目前业者多半采用劣品芯片的非实时标记制程，亦即当测试机台检测完晶圆上的各芯片的功能后，先根据晶圆上各芯片的测试结果而产生一晶圆图像，之后再将晶圆移至另一打墨机台，并根据上述测试结果所产生的晶圆图像而于晶圆的劣品芯片处打上墨点，以方便后续的芯片捡选。

参照图1，其绘示一晶圆非实时油墨标记制程的简单示意图。首先，利用测试机台检测晶圆100上各芯片102的功能后，根据晶圆100上各芯片102的分布排列以及测试结果而产生一晶圆图像104，而晶圆图像104记录有对应于晶圆100的劣品芯片106的相关位置106’，以及于晶圆100上等距重复出现的图案，其通常为位于芯片102间的切割道的特定标记。之后，将晶圆100移至一打墨机台108中，并放置于打墨机台108的晶圆支撑架110上，以接着执行一晶圆100对位的步骤。现有半导体机台，例如打墨机台108通常通过一X-Y平移台114以移动晶圆支撑架110及放置于其上的晶圆100，并仅利用一摄影机112依序侦测晶圆100上指定位置的特定标记，而为了节省晶圆对位所需花费的时间，其通常根据晶圆100的尺寸而仅选择数个指定位置作对位，之后再根据晶圆图像104所记录劣品芯片的相关位置106’，利用一打墨装置116于其晶圆100上的对应位置处进行油墨标记。当进行上述油墨标记制程时，X-Y平移台114常载动晶圆100，使晶圆100的各个劣品芯片106依序对应于打墨装置116的打墨位置，以进行劣品芯片106的标记制程。

上述X-Y平移台114通常利用马达所驱动，然而由于机械的运动会有其等比误差的极限，因此当芯片102的尺寸愈小，其对晶圆100偏移的容忍度也愈小。而晶圆100的移动次数愈高，则摄影机112误抓与指定位置的特定标记相同图案的邻近标记的可能性大增，使晶圆图像104与实际晶圆100上的芯片102位置易有偏差，进而也增加了误标的机会。

由于油墨管的内径以及油墨本身的粘滞性或其它因素，使得油墨标记有其极限的应用尺寸，当芯片小于一定尺寸时，则油墨容易渗漏而污染其它芯片，故常需要依靠操作人员来目视检查打完墨点的晶圆，这样的做法不仅增加了人力需求，且打墨作业时间长，又常需多出另一道烘烤制程以干燥油墨，影响生产效率甚钜。再者，由于晶圆上的墨点经过一段时间后容易产生变质或脱落的现象，因此其测试资料无法保存长久以作为事后追踪的参考依据，且晶圆需利用化学药剂清洗以重新进行油墨标记制程，其不仅浪费时间，更增加了清洗机台、化学药剂、以及重新标记的油墨等成本。又，由于现有半导体机台及打墨机台的晶圆对位方式容易造成对位时间过长或对位不准确等问题，因此业者需要一种新的晶圆对位方法，其不仅可有效缩减定位所需的时间，并可用以解决对位不准确的问题，更可适用于现今半导体制程和其它例如晶圆标记或劣品芯片标记等制程的进行。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明的一目的为解决现有油墨标记制程的墨点尺寸不易控制、容易污染晶圆、以及作业时间过长等问题，而由于作业时间的缩短，因此所需的机台数亦随之减少，可有效节省厂房空间。

本发明的再一目的为提出一种可易于控制劣品芯片标记的大小的方法，以适应应各种不同尺寸的芯片的需求。

本发明的又一目的为提出一种可永久标记晶圆或劣品芯片的方法，以有效解决现有油墨标记容易因环境或时间等因素所导致模糊或难以辨识，使晶圆必须加以冲洗过后而重新进行标记制程的问题。

本发明的另一目的为节省现有油墨标记制程所需搭配的烘烤设备、油墨清洗机台及化学药剂等成本。

本发明的再又一目的为提出一种标记劣品芯片的方法，其可易于利用现今的测试机台或打墨机台而加以结合或改造，以节省机台的成本。

本发明的再另一目的为提出一种晶圆对位的方法，其不仅可有效缩减晶圆对位的时间，更可用以解决晶圆对位不准确的问题，以利于半导体制程和其它如打墨标记等制程的进行。

为达上述各目的，本发明一实施例提供一种标记晶圆的方法，其包括提供一具有至少两个参考标记的晶圆，此晶圆的一表面包含有多个芯片，同时检测晶圆的上述参考标记以执行一晶圆对位的步骤，并且利用一激光对上述晶圆作标记。

本发明另一实施例则提供了一种标记劣品芯片的方法，其包括提供一具有至少两个参考标记的晶圆，此晶圆的一表面上包含有多个芯片与至少一劣品芯片，同时检测晶圆的上述参考标记，以执行一晶圆对位的步骤，以及固定此晶圆的位置，并通过改变一激光的路径以针对晶圆的上述劣品芯片处作不良品标记。

本发明又另一实施例则提供了一种标记劣品芯片的方法，其包括提供一具有至少两个参考标记的晶圆，此晶圆的一表面上包含有多个芯片与至少一劣品芯片，同时检测晶圆的上述参考标记，以执行一晶圆对位的步骤，接着固定此晶圆的位置，并且提供一设有至少一个符号的遮蔽罩，使一激光通过此遮蔽罩的上述符号，而于晶圆的上述劣品芯片处形成具有与上述符号相同态样的不良品标记。

本发明的再又一实施例提供了一种晶圆对位的方法，其包括提供一晶圆，此晶圆具有至少两个参考标记，并提供一侦测系统装置，以同时检测晶圆的上述参考标记，其中此侦测系统装置记录有上述参考标记的参考位置和图案。

本发明的再另一实施例则提供了一种晶圆测试机，其包含一承载台用以承载一包含有至少一劣品芯片的晶圆，一可产生一激光用以标记各劣品芯片的激光装置，以及一控制装置可用于读取一劣品芯片位置档案，进而控制此激光装置的标记动作。另，此晶圆测试机可更包含一检测装置用以检测一晶圆的多个芯片，进而产生上述劣品芯片位置档案。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1显示一现有晶圆非实时油墨标记制程的简单示意图；

图2A为根据本发明一实施例的标记晶圆的方法的简单示意图；

图2B为根据本发明另一实施例的标记劣品芯片的方法的简单示意图；

图2C为根据本发明又另一实施例的标记劣品芯片的方法的剖面示意图；

图2D为根据本发明又另一实施例所提供的液晶遮蔽罩的俯视图；

图3为根据本发明再另一实施例所提供的晶圆测试机的简单示意图。

图中符号说明

100晶圆

102芯片

104晶圆图像

106劣品芯片

106’晶圆图像对应晶圆的劣品芯片的相关位置

108打墨机台

110晶圆支撑架

112摄影机

114X-Y平移台

116打墨装置

200晶圆

202芯片

204参考标记

206侦测系统装置

208视觉机构

210激光装置

212光学模块

220晶圆图像

222晶圆图像所记录的劣品芯片处

222’不良品标记

230光均化器

240遮蔽罩

240’液晶遮蔽罩

242符号

244驱动控制单元

250光结像组

300晶圆测试机

302承载台

310检测装置

315控制装置

320激光装置

具体实施方式

本发明列举一些实施例详述如下，其中相关的图标并未依据实际样式或比例绘制，其作用仅在于方便表达本发明的特征，而为求内容的简洁，说明书中相同标示的符号说明表示具有相同功能的构件。另，以下所提供的实施例仅为方便说明本发明的技术特征，本发明的范围不受所提供的实施例限定，而以本发明所提出的权利要求书为准。

首先，本发明一实施例提供一种晶圆标记制程，其利用激光进行晶圆标记，并搭配本发明另所提供的晶圆对位的方法，以节省晶圆对位的时间，并提高晶圆对位的准确性，更而方便进行后续晶圆标记的制程。

参照图2A，首先提供一晶圆200，其晶圆200的一表面包含有多个芯片202，且晶圆200具有至少两个参考标记204。在此实施例中，晶圆200具有4个参考标记204，其利用激光所作的标示，并可位于晶圆200的不同芯片202上，且较佳选择相对距离较远的芯片202，以将位置偏离的误差一并考量进来。由于激光可易于经程序化而控制其所标示的参考标记204的尺寸及形状，因此有利于业者根据不同考量，例如选择较容易辨识且较不同于芯片图形的图案，如此可避免后续在晶圆200对位的过程中造成误判而使得晶圆200对位不准确。由于在整个半导体制程中，位于晶圆200较外围处的芯片通常较容易因膜厚或制程温度等影响，使得位于晶圆200较外围处的芯片相较于晶圆中央的芯片有较差的条件而影响其性能，且由于晶圆200本身为圆形，因此位于晶圆200较外围处的芯片常为不完全的芯片，适于作为本实施例形成参考标记处。然而本领域技术人员亦可根据不同需求而选择不同数量、位置、形式或大小的参考标记204，例如根据晶圆200尺寸和对位准确性的考量可选择两个或两个以上的参考标记204以进行对位的侦测，亦或参考标记204可标示于晶圆200的芯片202间的切割道处或晶圆200不包含芯片202的另一表面上，并可包含经由光罩而于晶圆200表面所形成的图案，本发明并非受限于此。

接着，同时检测晶圆200上的参考标记204，以执行一晶圆200对位的步骤。在此实施例中，提供一记录有参考标记204的参考位置和图案的侦测系统装置206，而其所记录的参考标记204的参考位置和图案可根据同产品之一或多片晶圆200所提供的参考标记的位置和图案等数据所建立的晶圆图像220，而为了管理和制程上的方便考量，同产品晶圆200的参考标记204较佳具有相同的位置。上述侦测系统装置206可包含至少一视觉机构208，以用于比对侦测系统装置206记录有上述参考标记204的参考位置和图案与晶圆200的参考标记204的实际位置和图案，并可检查及记录晶圆200的图形或颜色等条件的差异或变化，以作为制程条件是否变动的参考基准。上述视觉机构208的数量可根据其可视范围或他种考量而变化。当晶圆200的参考标记204的实际位置和图案与侦测系统装置206所记录的参考标记的参考位置和图案相符时，即完成晶圆200对位的步骤。在此实施例中，侦测系统装置206的视觉机构208可包含摄影机，然而本领域技术人员亦可依其不同考量而选择其它侦测方式，例如提供与侦测系统装置206所连接的一或一条以上的光纤，并根据侦测系统装置206所记录的参考标记204的参考位置调整光纤所对应的位置，以同时侦测并比对晶圆200上的参考标记204的实际位置和图案。而当侦测系统装置206记录有参考标记204的参考位置和图案与晶圆200的参考标记的实际位置和图案比对不相符时，则可利用人工或其它方式再次进行确认。

由于现有的半导体制程或劣品芯片标记打墨制程的对位步骤通常仅具有一个摄影机用以侦测晶圆上的图案，且需利用马达载动晶圆以依序检测晶圆上指定位置的特定标记，如此一来，当晶圆尺寸越大、或者芯片的尺寸愈小以及其所需对位的准确性要求提高时，则必然面对晶圆对位步骤的时间拉长或准确性下降的问题。本发明一实施例利用侦测系统装置206，其可包含至少一视觉机构208，以同时检测晶圆200的参考标记204，如此一来不仅可缩短晶圆的对位时间，且由于在晶圆200的对位过程中不需利用马达来载动晶圆200，因此更可避免机械移动的极限而影响晶圆200对位的准确性。

在执行完晶圆200的对位步骤后，可利用一激光装置210产生一激光以对晶圆200作标记，而使用激光标记晶圆200具有速度极快，且永久标记的特性，亦即不会因制程的环境或种种因素而移除等优点。在此实施例中，为了避免移动晶圆200而造成偏移，使得所欲标记的晶圆位置有所偏差，因此当进行此晶圆200标记的步骤时，其晶圆200的位置较佳为固定不动。然而，根据激光的聚焦深度，可稍加上下调整晶圆200的位置，以形成较佳的激光标记图形。

再者，为了避免激光标记晶圆200时产生粉尘，进而污染到晶圆200的表面，其可采用波长范围介于355～655纳米的激光。此实施例使用波长约532纳米的钕雅铬激光为例，在此波长范围下于晶圆200上所形成的标志为黑色，其与芯片间有较强烈的对比，容易为视觉机构208所判别，不易造成误挑，更有粉尘少等优点。除了选择激光的波长范围外，为了避免激光标记晶圆200的过程中产生粉尘而污染晶圆200表面，亦可于进行激光标记晶圆200的步骤同时，执行一除尘步骤，例如通过抽气法而将标记过程中所形成的粉尘移除，亦或者将晶圆200具有芯片202的表面朝向一重力方向，使粉尘因重力作用而直接落下，避免对晶圆表面造成污染，又或者将晶圆200具有芯片202的表面朝向一重力方向，并同时执行一除尘的抽气步骤。

根据本发明上述实施例所提供的晶圆对位方法以及标记晶圆的方法，由于其有效提高了晶圆对位的准确性，且利用激光标记晶圆具有容易控制其标记形状和大小的特性，因此可适用于晶圆上更小单位例如芯片的标记制程。

本发明另一实施例参照上述实施例而提供一种标记劣品芯片的方法，如图2B所示，然而本发明并非以标记劣品芯片为限，亦可适用于一般晶圆或芯片的标记制程。在此实施例中，根据晶圆测试结果产生的晶圆图像220所记录的劣品芯片222处，通过改变上述激光的路径，以于晶圆200对应晶圆图像220所记录的劣品芯片222处作一不良品标记222’。在此实施例中，激光装置210所提供的激光可经由一光学模块212而改变其激光的X轴向及Y轴向，使得激光在晶圆200所欲的位置上进行标记，例如劣品芯片222’所示处。在此实施例中，光学模块212可例如包含至少一个反射镜，通过改变反射镜的角度即能有效反射激光并改变其路径，且由于改变反射镜的角度只需微动，因此其相较于利用马达载动晶圆而言有较快的速度以及较高的精准度。然而本发明并非受限于此实施例，激光装置210亦可通过例如一微动马达的驱动而改变激光的路径，而其移动速度和机械的灵敏度均较先前技术使用马达驱动承载晶圆的X-Y平移台为佳。

此外，有别于上述通过改变激光的路径以于晶圆200的劣品芯片处进行标记的方法，本发明又另一实施例参照上述实施例而提供一种标记劣品芯片的方法，如图2C所示。

参照图2C，在此实施例中，激光装置210可发射一具有特定波长范围的激光，接着激光可经由一光均化器230而将其能量分布予以均化，之后再通过一遮蔽罩240，并通过一光结像组250使激光聚焦于晶圆200处，以对晶圆200进行标记。上述遮蔽罩240设有至少一个符号，激光可通过遮蔽罩240的上述符号，而于晶圆200例如其劣品芯片处，形成具有与遮蔽罩240所设的符号相同态样的标记。

为使激光通过遮蔽罩240的上述符号，于晶圆200的不同位置例如其劣品芯片处形成与遮蔽罩240所设符号相同态样的标记，可具有多种实施的方法。例如通过移动遮蔽罩240，使激光于遮蔽罩240上所设符号对应于晶圆200的劣品芯片处时作标记。又，遮蔽罩240亦可为一液晶遮蔽罩240’，如图2D所示。上述液晶遮蔽罩240’可为一由上、下两透明基板将液晶分子夹制而成的透射式液晶掩模，其设有至少一个符号242，且符号242的形状、大小和显示位置均可经由能控制液晶分子转向的呈矩阵排列的驱动控制单元244而控制。上述液晶遮蔽罩240’可根据晶圆测试结果所产生的晶圆图像所记录的劣品芯片的位置，同时设定其符号242的所在位置，使激光可一并通过上述液晶遮蔽罩240’的符号242，而同时于晶圆200处形成劣品芯片的不良品标记，如此将可更为有效节省标记制程的时间。而当液晶遮蔽罩240’无法涵盖整个晶圆200有待标记的范围，则可将晶圆200分为数个部分，利用液晶遮蔽罩240’分别针对晶圆的数个部分而分次进行晶圆的标记制程。

本发明上述实施例可有效解决现有油墨标记制程的墨点尺寸不易控制、容易污染晶圆、以及作业时间过长等问题，由于作业时间的缩短，因此所需的机台数亦随之减少，可有效节省厂房空间。本发明利用激光对晶圆作标记，一方面可易于控制劣品芯片标记的大小，以适应各种不同尺寸的芯片的需求，并可永久标记劣品芯片，以有效解决现有油墨标记容易因环境或时间等因素所导致模糊或难以辨识，使晶圆必须加以冲洗过后而重新进行标记制程的问题。另，本发明所提供的劣品芯片标记的方法具有易于利用现今的油墨机台进行改造的特点。又，上述实施例中采用了本发明再又一实施例所提供的晶圆对位的方法，其不仅可节省晶圆对位的时间，更可提高晶圆对位的准确性，并且容易适用于其它需要晶圆对位的半导体制程上，例如微影与蚀刻制程、以及扫描式电子显微镜等测试机台的量测制程中。

此外，现有的劣品芯片实时标记制程由于采用油墨进行标记，其具有油墨干燥时间长而容易降低昂贵的测试机台的产能，以及容易渗漏油墨而污染测试机台或晶圆等缺点，因此现有的劣品芯片油墨标记制程多半与晶圆的测试步骤分开，亦即所谓劣品芯片的非实时油墨标记制程。

然而，本发明利用激光取代了现有利用油墨对晶圆的劣品芯片作不良品标记的方法，由于激光标记的速度极快，且经由控制其波长范围或加设除尘设备等方式则不致对晶圆表面造成污染，因此本发明的再另一实施例中提供了一种晶圆测试机，如图3所示。

图3为本发明再另一实施例所提供的晶圆测试机300的简单示意图，其包含一承载台302用以承载一包含有至少一劣品芯片的晶圆200，一可产生一激光用以标记各劣品芯片的激光装置320，以及一控制装置315可用于读取一劣品芯片位置档案，进而控制此激光装置的标记动作。另，此晶圆测试机300更可包含一检测装置310用以检测一晶圆的多个芯片，进而产生上述劣品芯片位置档案。当检测装置310检测出晶圆200的芯片中具有一劣品芯片，则上述激光装置320可提供一激光以实时针对所检测出的劣品芯片进行不良品标记。在此晶圆测试机300中，其尚可包含一光学模块212用以改变激光的路径，且激光的波长范围亦可较佳介于355至655纳米之间，以避免产生过多的粉尘。在此实施例中，其可利用现有的晶圆测试机台加装一可接收来自晶圆测试结果的激光装置而加以结合或改造，其不仅能减少机台的淘汰以节省机台成本，更可节省厂房的空间。

虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种标记晶圆的方法，其特征在于，包括：

提供一具有至少两个参考标记的晶圆，该晶圆的一表面包含有多个芯片；

同时检测该晶圆的该些参考标记，以执行一对该晶圆对位的步骤；以及

利用一激光对该晶圆作标记。

2.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，上述对该晶圆对位的步骤包括：

提供一侦测系统装置，该侦测系统装置记录有该些参考标记的参考位置和图案；以及

比对该侦测系统装置记录有该些参考标记的参考位置和图案与该晶圆的该些参考标记的位置和图案，当该晶圆的该些参考标记的位置和图案与该侦测系统装置所记录的该些参考标记的参考位置和图案相符时，即完成对该晶圆对位的步骤。

3.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，该晶圆包含至少一劣品芯片，而该激光则于该晶圆的上述劣品芯片处作标记。

4.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，当进行上述利用该激光对该晶圆作标记的步骤时，该晶圆的位置固定不动。

5.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，通过改变该激光的路径以对该晶圆作标记。

6.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，该激光通过一液晶遮蔽罩以对该晶圆作标记。

7.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，该激光的波长范围介于355至655纳米之间。

8.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，该晶圆的外围具有多个不完全芯片，而该些参考标记则标示于该晶圆的上述不同的不完全芯片上。

9.如权利要求1所述的标记晶圆的方法，其中，该晶圆的该些参考标记利用激光所标示。

10.一种晶圆对位的方法，其特征在于，包括：

提供一晶圆，该晶圆具有至少两个参考标记；以及

提供一侦测系统装置，以同时检测该晶圆的该些参考标记，其中该侦测系统装置记录有该些参考标记的参考位置和图案。

11.如权利要求10所述的晶圆对位的方法，其中，包括比对该侦测系统装置记录有该些参考标记的参考位置和图案与该晶圆的该些参考标记的位置和图案，当该晶圆的该些参考标记的位置和图案与该侦测系统装置所记录的该些参考标记的参考位置和图案相符时，即完成对该晶圆对位的步骤。

12.如权利要求10所述的晶圆对位的方法，其中，包括比对该侦测系统装置记录有该些参考标记的参考位置和图案与该晶圆的该些参考标记的位置和图案，当该晶圆的该些参考标记的位置和图案与该侦测系统装置所记录的该些参考标记的参考位置和图案无法相符时，则以人工再次确认该侦测系统装置记录有该些参考标记的参考位置和图案与该晶圆的该些参考标记的位置和图案的差异。

13.一种晶圆测试机，其特征在于，包含：

一承载台，用以承载一晶圆，该晶圆包含有至少一劣品芯片；

一激光装置，可产生一激光，用以标记各劣品芯片；及

一控制装置，可读取一劣品芯片位置档案，用以控制该激光装置的标记动作。

14.如权利要求13所述的晶圆测试机，其中，还包括一检测装置，其用以检测一晶圆的多个芯片，而产生该劣品芯片位置档案。

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