CN103413754B - 玻璃晶圆处理方法、玻璃晶圆及玻璃晶圆的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种玻璃晶圆处理方法、玻璃晶圆及玻璃晶圆的检测方法，其中，玻璃晶圆的处理方法包括：提供玻璃晶圆；在所述玻璃晶圆中形成扫描标记，所述扫描标记能够改变入射至玻璃晶圆中的激光的光路。在对玻璃晶圆的扫描定位过程中，当激光照射到玻璃晶圆中的扫描标记，扫描标记会改变入射至玻璃晶圆中的激光的光路。若在照射玻璃晶圆的激光入射方向未检测到穿过玻璃晶圆的激光或者检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度不同，则判定对应该激光照射位置处为一玻璃晶圆。使用本发明技术方案处理的玻璃晶圆，借助于现有的用于硅晶圆扫描定位的装置，就可以较好实现对玻璃晶圆的扫描定位目的，而无需对硅晶圆扫描定位装置进行改进，节省了成本。

Description

玻璃晶圆处理方法、玻璃晶圆及玻璃晶圆的检测方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种玻璃晶圆的处理方法、玻璃晶圆及玻璃晶圆的检测方法。

背景技术

在半导体技术领域，玻璃晶圆相比于硅晶圆具有良好的电学性能和较低的成本，因此，玻璃晶圆在应用于制造无源器件和集成电路基底方面得到广泛认可。

在现有技术中，晶圆在制备完成后会被置于晶圆盒中，在应用于后续制程时，使用机械手从晶圆盒中抓取晶圆移至指定位置。一个晶圆盒中可放置多片晶圆，最多可放置25片。该多片晶圆在晶圆盒中为堆叠放置，相邻两片晶圆之间形成有间隙。在从晶圆盒中抓取晶圆之前，需要对晶圆盒中的晶圆进行扫描定位（Wafer Mapping），确定晶圆的数量和位置。具体地，参照图1，晶圆扫描定位装置包括激光发射器器10和传感器11，激光发射器10和传感器11沿平行于晶圆上表面的方向上相对。在扫描定位过程中，激光发射器10和传感器11沿垂直于晶圆上表面方向同步移动，激光发射器10发射的激光沿平行于晶圆上表面的一个方向照射晶圆。以硅晶圆为例，由于硅晶圆为非透明，当激光照射到硅晶圆时会被硅晶圆阻挡，这样接收激光的传感器11就无法收到激光信号，则判定对应该激光照射位置处有一片硅晶圆；当传感器11接收到激光信号，则判定对应该激光位置处没有硅晶圆，此处为相邻两片硅晶圆之间的间隙。通过图1所示的方案，可以准确定位晶圆盒中的晶圆数量和大致位置。

除了上述对晶圆盒中的晶圆扫描定位外，在某些工艺制程中，需要对置于承载台上的晶圆进行旋转，为便于定位旋转角度，在制备晶圆时会在晶圆的边缘形成一个缺口，缺口作为定位旋转角度的参照点，根据该参照点，实现晶圆的角度定位。参照图2，在对晶圆进行角度定位时，激光发射器10发射的激光垂直照射所述晶圆12上表面，当激光照射到晶圆12未形成缺口13的位置时，激光会被晶圆阻挡，这样沿激光光路设置的传感器11就无法接收到激光信号；当激光照射到缺口13位置时，激光穿过缺口13到达传感器11，传感器11准确接收到激光信号，这样就可以准确定位缺口的位置，进一步实现晶圆角度定位。而且当缺口的位置确定，机械手可以准确抓取晶圆用于后续制程。

但是，不同于传统的硅晶圆，玻璃晶圆是透明的。这样，在对晶圆盒中的玻璃晶圆进行扫描定位时，激光均可以穿过玻璃晶圆和相邻两个玻璃晶圆之间的空隙，传感器接收到激光信号，无法判断玻璃晶圆的位置和数量。另外，在对玻璃晶圆进行角度定位时，激光均可以无障碍穿过缺口和未形成缺口的玻璃晶圆部分，传感器接收到激光信号，无法实现玻璃晶圆的角度定位。这为后续制程工艺制造了困难。

发明内容

本发明解决的问题是，现有技术无法实现对玻璃晶圆的扫描定位。

为解决上述问题，本发明提供一种玻璃晶圆处理方法，包括：

提供玻璃晶圆；

在所述玻璃晶圆中形成扫描标记，所述扫描标记能够改变入射至玻璃晶圆中的激光的光路。

可选地，所述在玻璃晶圆中形成扫描标记的方法包括：

利用所述激光发射器发射激光，所述激光通过凸透镜聚焦照射玻璃晶圆中的多个位置，在所述玻璃晶圆中形成多个镭射孔，一个聚焦位置对应一个镭射孔，所述多个镭射孔作为扫描标记。

可选地，所述激光通过凸透镜聚焦照射玻璃晶圆中的多个位置，在所述玻璃晶圆中形成多个镭射孔的方法为：

所述激光通过凸透镜聚焦照射玻璃晶圆中的第一位置，在所述第一位置形成第一镭射孔；

形成所述第一镭射孔后，改变所述凸透镜与玻璃晶圆之间的相对位置，激光通过凸透镜聚焦照射玻璃晶圆中的第二位置，在所述第二位置形成第二镭射孔；

重复所述改变凸透镜与玻璃晶圆之间的相对位置的步骤，在所述玻璃晶圆中形成多个镭射孔。

可选地，改变所述凸透镜与玻璃晶圆之间的相对位置包括：

设定凸透镜的主光轴与玻璃晶圆上表面之间的第一夹角；

在平行于所述玻璃晶圆上表面的一平面上移动玻璃晶圆，或者，在平行于所述玻璃晶圆上表面的一平面上同步移动所述激光发射器和凸透镜。

可选地，改变所述凸透镜与玻璃晶圆之间的相对位置还包括：在垂直于所述玻璃晶圆上表面的方向上移动玻璃晶圆，或者，在垂直于所述玻璃晶圆上表面的方向上同步移动激光发射器和凸透镜。

可选地，改变所述凸透镜与玻璃晶圆之间的相对位置还包括：

改变所述凸透镜的主光轴与玻璃晶圆上表面之间的夹角，设定为第二夹角，在平行于所述玻璃晶圆上表面的一平面上移动玻璃晶圆，或者，在平行于所述玻璃晶圆上表面的一平面上同步移动所述激光发射器和凸透镜；

重复改变所述凸透镜的主光轴与玻璃晶圆上表面之间的夹角，在平行于所述玻璃晶圆上表面的一平面上移动玻璃晶圆，或者，在平行于所述玻璃晶圆上表面的一平面上同步移动所述激光发射器和凸透镜的步骤。

本发明还提供一种玻璃晶圆，所述玻璃晶圆包括位于玻璃晶圆中的扫描标记，所述扫描标记能够改变入射到玻璃晶圆中的激光的光路。

可选地，所述扫描标记为多个镭射孔。

本发明还提供一种玻璃晶圆的检测方法，所述玻璃晶圆的检测方法包括：

提供上述的玻璃晶圆，相邻两个玻璃晶圆的上表面与下表面相对且相互隔开；

利用激光沿平行于所述玻璃晶圆上表面方向照射玻璃晶圆，沿垂直于玻璃晶圆上表面方向移动激光；

在激光入射方向的玻璃晶圆的另一侧检测穿过玻璃晶圆的激光；

当未检测到激光，或检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度不同，则判定对应所述激光照射位置处为一玻璃晶圆。

可选地，还包括：

利用激光沿垂直于所述玻璃晶圆上表面方向照射玻璃晶圆，沿平行于玻璃晶圆上表面方向的一平面上移动激光；

在玻璃晶圆下表面一侧的激光入射方向上检测激光；

当检测到激光，且检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度相同，则判定对应所述激光照射位置处为玻璃晶圆的缺口，所述缺口实现玻璃晶圆的角度定位。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在玻璃晶圆中形成扫描标记，所述扫描标记能够改变入射到玻璃晶圆中的激光的光路。在对玻璃晶圆的扫描定位过程中，当激光照射到玻璃晶圆中的扫描标记，扫描标记会改变入射到玻璃晶圆中的激光的光路。这样，当在照射玻璃晶圆的激光入射方向未检测到穿过玻璃晶圆的激光或者检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度不同，则判定对应该激光照射位置处为一玻璃晶圆。使用本发明技术方案处理的玻璃晶圆，借助于现有的用于硅晶圆扫描定位的装置，就可以较好实现对玻璃晶圆的扫描定位目的，而无需对硅晶圆扫描定位装置进行改进，节省了成本。

进一步，在玻璃晶圆中形成多个镭射孔作为扫描标记，所述镭射孔能够实现对激光的反射和折射，达到改变入射到玻璃晶圆中的激光的光路的目的。形成镭射孔的方法操作简单，易于实现。而且，形成镭射孔过程不会损伤玻璃晶圆表面，保持了玻璃晶圆表面的光滑度，保证玻璃晶圆表面品质良好。

附图说明

图1、图2是现有技术的晶圆扫描定位示意图；

图3是本发明第一实施例的玻璃晶圆处理方法的示意图，箭头表示激光的传播方向；

图4是本发明第一实施例的形成有扫描标记的玻璃晶圆的俯视图；

图5是本发明第一实施例的形成有扫描标记的玻璃晶圆的侧视图；

图6是本发明第二实施例的玻璃晶圆处理方法的玻璃晶圆的侧视图，箭头表示激光的传播方向；

图7是本发明第二实施例的玻璃晶圆处理方法的玻璃晶圆的俯视图，箭头表示激光的传播方向。

具体实施方式

本发明提供一种玻璃晶圆的处理方法，经过处理后，在玻璃晶圆中形成扫描标记，该扫描标记能够改变入射至玻璃晶圆中的激光的光路，有效实现玻璃晶圆的扫描定位。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

参照图3，在制备得到玻璃晶圆100后，玻璃晶圆100被置于承载台（未示出）上。

参照图3，提供激光发射器101，激光发射器101用于发射激光；

在激光发射器101发射的激光光路上设置凸透镜102，凸透镜102用于聚焦激光；

参照图3，利用激光发射器101发射激光，激光通过凸透镜102后聚焦照射玻璃晶圆100中的多个位置，参照图4、图5，在玻璃晶圆100中形成多个镭射孔103，一个聚焦位置对应一个镭射孔103，所述多个镭射孔103作为后续玻璃晶圆扫描定位过程中的扫描标记。

作为扫描标记，所述多个镭射孔103能够反射和折射激光，这实现了改变入射至玻璃晶圆的激光的光路的目的。具体地，在玻璃晶圆的扫描定位过程中，当激光到达镭射孔与玻璃晶圆的界面，会在镭射孔与玻璃晶圆的界面发生反射和折射，入射激光光路发生改变，使得传感器无法检测到激光或者检测到激光与入射激光的光强度不同，从而达到定位玻璃晶圆位置和数量的目的。

为本领域技术人员所知，激光发射器101发射的激光束经凸透镜102后可以聚焦至一点，该点为凸透镜102的一个焦点，凸透镜102的中心至焦点的距离为焦距。设定凸透镜102与玻璃晶圆100之间的相对位置关系，可以实现激光通过凸透镜102后聚焦照射玻璃晶圆100中的某个位置，该位置为凸透镜102的一个焦点。在凸透镜102的焦点位置处的激光能量最高，当焦点的温度达到甚至超过玻璃晶圆100的熔点时，焦点位置的玻璃晶圆100熔化形成一个镭射孔103。

在玻璃晶圆100的扫描定位过程中，如果玻璃晶圆100中仅分布有一个镭射孔，很难保证激光可以捕捉并照射到该镭射孔，则很难实现玻璃晶圆的扫描定位。因此，在具体实施例中，在玻璃晶圆100中需要形成多个镭射孔103。

在本实施例中，形成多个镭射孔103的方法包括：

参照图3，设定凸透镜102主光轴与玻璃晶圆上表面之间的一个夹角；激光通过凸透镜102聚焦照射玻璃晶圆100中的第一位置，在第一位置形成第一镭射孔；

之后，改变凸透镜102在玻璃晶圆100上表面所在平面的投影位置，即沿平行于玻璃晶圆100上表面方向移动玻璃晶圆至第二位置，或者，沿平行于玻璃晶圆100上表面方向同步移动激光发射器101和凸透镜102至第二位置，在其他实施例中，也可以沿平行于玻璃晶圆100上表面方向同时移动玻璃晶圆和同步移动激光发射器101和凸透镜102至第二位置，在第二位置形成第二镭射孔；

重复改变凸透镜102在玻璃晶圆100上表面所在平面的投影位置的步骤，在玻璃晶圆100中形成多个镭射孔103，多个镭射孔103位于平行于玻璃晶圆100上表面的同一平面上。

对一个凸透镜来说，焦距是不变的，每移动至一个位置，相当于改变凸透镜102在玻璃晶圆100中的焦点位置，使用激光聚焦照射玻璃晶圆100，在玻璃晶圆100中形成一个镭射孔103。通过移动多个位置，可以在玻璃晶圆100中形成多个位于同一平面上的多个镭射孔103。这样，在玻璃晶圆100中形成多个镭射孔103，增加了扫描定位过程中，激光捕捉并照射到镭射孔的几率，较好实现玻璃晶圆100的定位。尤其是在对玻璃晶圆进行角度定位时，激光沿垂直于玻璃晶圆100上表面方向照射玻璃晶圆100，所述多个镭射孔103形成平行于玻璃晶圆100上表面的一个平面，可以更好实现改变对入射到玻璃晶圆的激光光路，以免发生角度定位错误。

具体地，参照图3，在玻璃晶圆100上表面所在平面上移动玻璃晶圆100，或者同步移动激光发射器101和凸透镜102可以是：沿平行于玻璃晶圆100上表面的一个方向（即X方向）上移动玻璃晶圆100，或者，同步移动所述激光发射器101和凸透镜102，凸透镜102的焦点在X方向上移动多个位置，形在玻璃晶圆100中形成的多个镭射孔103位于同一直线上。接着在同一平面上与该直线平行的另一条直线方向形成多个镭射孔103。这样形成的多个镭射孔103位于玻璃晶圆100中相互平行的多条直线上，所述多个镭射孔103位于距玻璃晶圆100上表面的同一深度处。

在其他实施例中，在玻璃晶圆100上表面所在平面移动玻璃晶圆100，或同步移动激光发射器101和凸透镜102还可以是环形移动，形成的多个镭射孔为多环环形分布；还可以是其他任何无规则移动，如任意曲线移动，形成无序分布的多个镭射孔。因此，位于同一平面上的多个镭射孔103并不遵循特定的规律，只要分布的镭射孔103能满足扫描定位的需要都是可行的。

另外，参照图4，相邻镭射孔103之间是相互隔开的，多个镭射孔103可以是稀疏分布或密集分布，但相比于稀疏分布，密集分布的镭射孔103可以显著增大扫描定位过程中激光捕捉并照射到镭射孔103的几率，确保更好实现玻璃晶圆的定位。只要是可以实现后续玻璃晶圆扫描定位过程的扫描标记功能，镭射孔103的数量及分布密度并不构成对本发明保护范围的限制。

当在玻璃晶圆100的某一深度处形成位于同一平面上的多个镭射孔103后，参照图3，在垂直于所述玻璃晶圆100上表面的方向（即Y方向）上移动玻璃晶圆100或在Y方向上同步移动激光发射器101和凸透镜102，改变凸透镜102的中心至玻璃晶圆100上表面垂直高度，使得凸透镜102的焦点在玻璃晶圆100的不同深度处。对应任一垂直高度，参照图5，在X方向上移动玻璃晶圆100或者同步移动激光发射器101和凸透镜102至多个位置，激光通过凸透镜102后聚焦照射玻璃晶圆100，就可以在距玻璃晶圆100上表面的一个深度处形成由多个由镭射孔103组成的镭射孔平面，也就是一个垂直高度对应一个深度，一个深度对应一个镭射孔平面。调整凸透镜102的中心至玻璃晶圆100上表面的多个垂直高度，就可以在玻璃晶圆的多个深度处形成多个镭射孔平面，所述多个镭射孔平面在Y方向上相互平行。

在玻璃晶圆的扫描定位过程中，由于激光是沿玻璃晶圆的侧面进入玻璃晶圆，并沿垂直于玻璃晶圆上表面方向移动激光装置，因此，与在一个玻璃晶圆中只有一个镭射孔平面相比，在玻璃晶圆中形成多个镭射孔平面，可以增大在垂直于玻璃晶圆上表面方向的镭射孔分布密度。多个镭射孔平面可以增大激光捕捉并照射到镭射孔的几率，也更能准确定位玻璃晶圆的数量和缺口位置。

在具体实施例中，通过在X方向和Y方向上改变凸透镜102与玻璃晶圆100之间的多个相对位置，就可以在玻璃晶圆100中形成三维分布的多个镭射孔103。

本技术方案的玻璃晶圆处理方法类似于表面下激光雕刻（Subsurface LaserEngraving，SLE）技术，在玻璃晶圆中形成镭射孔组成的“激光雕刻图案”。由于，激光是在玻璃晶圆中进行“雕刻”，不会损伤到玻璃晶圆表面，保持了玻璃晶圆表面的光滑度，保证玻璃晶圆的表面品质良好。在后续一些工艺制程过程中，玻璃晶圆表面光滑，可以更强力吸附玻璃晶圆表面，达到转移玻璃晶圆的目的。

另外，玻璃晶圆中的镭射孔的尺寸较小，基本不会改变玻璃晶圆的性能品质，不会影响其在后续具体工艺制程中的应用。而且本发明的处理方法没有对晶圆扫描定位系统进行改造，且操作方便，节省成本。

第二实施例

参照图6、图7，第二实施例的在玻璃晶圆中形成多个镭射孔的方法包括：

设定凸透镜的主光轴与玻璃晶圆200上表面之间的夹角为第一夹角α₁，凸透镜的焦点位于玻璃晶圆200的第一深度处，在本实施例中，在平行于玻璃晶圆200上表面的一平面上沿周向方向转动玻璃晶圆200至多个位置，或者沿周向方向同步转动玻璃晶圆200至多个位置，在每个位置处使用激光聚焦照射玻璃晶圆200，在第一深度处形成的多个镭射孔203围成一个圆；

改变凸透镜的主光轴与玻璃晶圆200上表面之间的夹角，设定为第二夹角α₂，在第一夹角α₁和第二夹角α₂两种情形下，凸透镜的焦距不变，凸透镜在玻璃晶圆200中的焦点位置发生变化，焦点位于距玻璃晶圆200上表面的第二深度处，在平行于玻璃晶圆200上表面的一平面上沿周向方向转动玻璃晶圆200至多个位置，或者沿周向方向同步转动玻璃晶圆200至多个位置，在第二深度处形成的多个镭射孔203围成一个圆；

重复改变凸透镜的主光轴与玻璃晶圆200上表面之间的夹角，在平行于玻璃晶圆200上表面的一平面上沿周向方向转动玻璃晶圆200至多个位置，或者沿周向方向同步转动玻璃晶圆200至多个位置的步骤，在玻璃晶圆200的多个深度处形成多个由镭射孔203围成的圆。所述多个圆在玻璃晶圆200上表面的投影为多环结构，在任意两个圆中，其中一个圆包围另一个圆且两个圆相互隔开。图7中显示了三个圆，仅起到示例作用。

在本实施例中，设定凸透镜的主光轴与玻璃晶圆200上表面之间的任意一个夹角，沿周向方向转动玻璃晶圆200，或者沿周向方向同步转动玻璃晶圆200。在其他实施例中，也可以是在平行于玻璃晶圆200上表面的一平面上，沿直线、曲线或其他无规律轨迹移动玻璃晶圆200，或同步移动激光发射器和凸透镜。

在具体实施例中，可以将第一实施例的方案与第二实施例的方案结合，这样可以在较短时间内形成多个镭射孔，节省时间。

本发明还提供一种玻璃晶圆的检测方法，包括定位晶圆盒中的玻璃晶圆的数量、位置和对玻璃晶圆的角度定位，其中定位晶圆盒中的玻璃晶圆的数量、位置的方法为：

提供上述实施例制造的多个玻璃晶圆，多个玻璃晶圆位于一个晶圆盒中，相邻两个玻璃晶圆的上表面与下表面相对且相互隔开；

利用激光沿平行于玻璃晶圆上表面方向照射玻璃晶圆，也就是激光从玻璃晶圆的侧面进入玻璃晶圆，同时沿垂直于玻璃晶圆上表面方向移动激光；

在激光入射方向的玻璃晶圆的另一侧检测穿过玻璃晶圆的激光；

当传感器未检测到激光，或检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度不同，则判定对应该激光照射位置处为一玻璃晶圆。

另外，对玻璃晶圆的角度定位的方法为：

使用激光沿垂直于玻璃晶圆上表面方向照射玻璃晶圆，沿平行于玻璃晶圆上表面方向的一平面上移动激光；

在玻璃晶圆下表面一侧的激光入射方向上检测激光；

当检测到激光，且检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度相同，则判定对应所述激光位置处为玻璃晶圆的缺口，所述缺口作为参照点用于实现玻璃晶圆的角度定位。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (3)

1.一种玻璃晶圆的检测方法，其特征在于，包括：

提供玻璃晶圆，所述玻璃晶圆包括位于玻璃晶圆中的扫描标记，所述扫描标记能够改变入射到玻璃晶圆中的激光的光路，相邻两个玻璃晶圆的上表面与下表面相对且相互隔开；

利用激光沿平行于所述玻璃晶圆上表面方向照射玻璃晶圆，沿垂直于玻璃晶圆上表面方向移动激光；

在激光入射方向的玻璃晶圆的另一侧检测穿过玻璃晶圆的激光；

当未检测到激光，或检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度不同，则判定对应所述激光照射位置处为一玻璃晶圆。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述扫描标记为多个镭射孔。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括：

利用激光沿垂直于所述玻璃晶圆上表面方向照射玻璃晶圆，沿平行于玻璃晶圆上表面方向的一平面上移动激光；

在玻璃晶圆下表面一侧的激光入射方向上检测激光；

当检测到激光，且检测到的激光与照射玻璃晶圆的激光的光强度相同，则判定对应所述激光照射位置处为玻璃晶圆的缺口，所述缺口实现玻璃晶圆的角度定位。