CN105789079A - 一种位置辅助芯片晶圆映射方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种位置辅助芯片晶圆映射方法，包括以下步骤：包括以下步骤：利用移动台把待测元件移动到提取位置，并记录移动台的位置移动量的步骤；将被提取的待测元件和对应的移动台位置移动量或者由移动台位置移动量标定的坐标一起在测量环节中流转的步骤；以及利用各待测元件的结构参数、对应的移动台位置移动量或坐标、以及在测量环节中获得的测量参数来重构测量参数的晶圆映射的步骤。不同于在芯片上进行物理标记的方法，本发明借助与芯片有确定位置关系的位置移动量，来标记芯片在晶圆上的相对位置或坐标，在芯片级物理参数测量后，实现可对其参数的晶圆映射的重构，而不在硬件层面上增加制程和检测环节的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电芯片晶圆映射方法。
背景技术
光电类芯片，特别是其中“边发射”类芯片，例如激光二极管(LD)，有相当一些重要的属性参数是不能直接在晶圆上完成测量的。传统的做法是把晶圆(Wafer)切割成芭条(Bar)，或者进一步切分成芯片(Chip)，再检测其物理属性。
传统的芯片在制程上，是不标注来区分的，如果把切开的芭条和芯片无序随机测量的话，自然无从建立物理属性晶圆映射(WaferMapping)的模式。
随着光电芯片，特别是边发射类芯片，对制程工艺检测要求的提高，特别是其内在对芯片良率提升的驱动，使得光电芯片的晶圆映射的功能需求逐渐提上制程检测的日程。
在传统集成电路(IC)芯片制程中，晶圆映射是一个很重要的步骤，用于找出制程的与空间分布相关的缺陷，从而改进工艺，提高良率。一种通行的做法是对每个芯片进行物理标记，如此在晶圆被切割后，依然可以凭借这些物理标记来重构晶圆映射。
然而，在芯片上做标记，不仅需要增加制作成本，而且这些标记对芯片的功能区可能有影响而额外降低芯片的良率。并且在检测过程中，也需要增加能识别这些标记的光学组件，增加了机台成本，间接降低了检测的流率(Throughtput)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种位置辅助芯片晶圆映射方法，以免除物理标记所带来的制程和检测环节的成本。
为此，根据本发明的一方面，提供了一种位置辅助芯片晶圆映射方法，包括以下步骤：利用移动台把待测元件移动到提取位置，并记录移动台的位置移动量的步骤；将被提取的待测元件和对应的移动台位置移动量或者由移动台位置移动量标定的坐标一起在测量环节中流转的步骤；以及利用各待测元件的结构参数、对应的移动台位置移动量或坐标、以及在测量环节中获得的测量参数来重构测量参数的晶圆映射的步骤。
进一步地，上述坐标的标定方法包括以下步骤：标定移动台上的晶圆的源点的步骤；将源点移动至提取位置并且记录移动台的位置移动量以作为坐标原点参照的步骤。
进一步地，上述标定移动台上的晶圆的源点的步骤包括利用位置标定器件来标定移动台上的晶圆的源点。
进一步地，在利用位置标定器件来标定晶圆的源点的步骤之前，还包括将晶圆加载在移动台上并进行位置校准的步骤。
进一步地，上述移动台为二维坐标移动台或极限坐标移动台。
进一步地，上述芯片晶圆为光电芯片晶圆、微机电系统芯片晶圆或探针卡芯片晶圆，光电芯片晶圆优选为边发射类光电芯片晶圆。
进一步地，上述待测元件为一个光电芯片和/或由两个以上的光电芯片构成的芭条。
进一步地，上述移动台包括用于对各待测元件对应的位置移动量进行记录的第一记录单元，测量环节包括用于对各待测元件的结构参数、测量参数和位置移动量或坐标一起进行记录的第二记录单元，第二记录单元提供的数据用于重构测量参数的晶圆映射。
进一步地，上述坐标为行列坐标。
根据本发明的另一方面，提供了一种位置辅助芯片晶圆映射方法，包括以下步骤：利用提取装置移动至晶圆的待测元件上，并记载提取装置的位置移动量的步骤；将被提取的待测元件与对应的提取装置的位置移动量或者由位置移动量标定的坐标一起在测量环节中流转的步骤；以及利用各待测元件的结构参数、对应的提取装置位置移动量或坐标、以及在测量环节中获得的测量参数来重构测量参数的晶圆映射的步骤。
进一步地，上述坐标的标定方法包括以下步骤：标定晶圆的源点的步骤；将提取装置移动至源点并记载提取装置的位置移动量以作为坐标原点参照的步骤。
进一步地，上述标定晶圆的源点的步骤包括利用位置标定器件来标定晶圆的源点。该位置标定器件为光学图样识别系统。
进一步地，上述光电芯片晶圆为激光二极管芯片晶圆。
进一步地，上述待测元件为光电芯片和/或由多个光电芯片构成的芭条。
进一步地，上述提取装置包括对各待测元件的提取所对应的位置移动量进行记录的第三记录单元，测量环节包括对各待测元件的测量参数和位置移动量或坐标一起记录的第四记录单元，待测单元的测量参数的晶圆映射由第四记录单元提供的数据用于重构测量参数的晶圆映射。
在光电芯片的传统生产过程中，单个芯片是不标定位置的，如果其物理属性不能在晶圆的层级测量，在传统检测模式下，就无法建立晶圆映射的标准，失去找出制程缺陷的能力。本发明借助于移动台的位置移动量或者提取装置的位置移动量，来标记芯片在晶圆上的坐标，实现芯片级参数测量后，对其参数的晶圆映射的重构，不同于在芯片上进行物理标记的方法，本发明的方法免除了在硬件层面上增加制程和检测环节的成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法的流程图；
图2是根据本发明第二实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法的流程图；
图3是根据本发明第二实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法所构建的晶圆映射的示意图；
图4是根据本发明第二实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法的待测元件在移动台上被提取的示意图；
图5是根据本发明第一和第二实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法的数据流转框图；
图6是根据本发明第三实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法的流程图；
图7是根据本发明第四实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法的流程图；以及
图8是根据本发明第三和第四实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法的的数据流转框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明的第一实施例，提供了一种移动台位置辅助芯片晶圆映射方法，该方法利用移动台位置辅助光电芯片晶圆映射，如图1所示，包括以下步骤：利用移动台把待测元件移动到提取位置，并记录移动台的位置移动量的步骤S11；将被提取的待测元件与对应的移动台位置移动量一起在测量环节中流转的步骤S13；以及利用各待测元件的结构参数、对应的移动台位置移动量、以及在测量环节中获得测量参数来重构该测量参数的晶圆映射的步骤S15。
在本实施例中，当晶圆在移动台上校准时，晶圆上各待测元件相对于提取位置的位置移动量均不相同，因此该位置移动量确认待测元件在晶圆上的位置信息，各待测元件的位置信息和在检测环节中获得的测量参数一起流转，从而满足了重构测量参数的晶圆映射的数据条件，在本发明中，对于同一光电芯片晶圆来说，当待测元件均为光电芯片时，其结构参数均相同，当待测元件为芭条时，其结构参数与芭条包含的光电芯片的数量相关，因此将待测元件的结构参数加入本发明的晶圆映射方法中，可实现单个光电芯片的测量参数的晶圆映射、由两个以上的光电芯片构成的芭条的测量参数的晶圆映射、以及光电芯片和芭条混测时测量参数的晶圆映射。
上述待测元件的结构参数可在提取时录入并随对应的运动台位置移动量一起在测量环节流转，也可在测量环节中录入。待测元件的结构参数主要包括形状尺寸、与其他待测元件之间的间隙，这些结构参数由光电芯片晶圆之前的制程所确定，可通过提取制程数据获得，当各待测元件均为结构参数相同的元件时，例如该待测元件均为单个光电芯片，步骤S15中各待测元件的结构参数可免提供。
在本发明中，位置移动量根据移动台的移动规则确定，例如当移动台是X-Y轴移动台，采用二维轴向运动量(x，y)标定位置移动量，当移动台是R-Theta移动台时，采用极限坐标(R，θ)标定位置移动量。
与在芯片上直接物理标记的方法不同，本发明的方法借助待测元件有确定位置关系的移动台的位置移动量，来标记待测元件在晶圆上的相对位置，实现了芯片级物理参数测量后、对其参数的晶圆映射的重构的目的。
根据本发明的第二实施例，提供了一种位置辅助芯片晶圆映射方法，该方案利用移动台位置辅助光电芯片晶圆映射，如图2所示，包括以下步骤：标定移动台上的晶圆的源点的步骤S21；将源点移动至提取位置并且记录移动台的位置移动量以作为坐标原点的步骤S23；利用移动台把待测元件移动到提取位置，并记录移动台的位置移动量的步骤S25；将被提取的待测元件和由移动台位置移动量标定的坐标一起在测量环节中流转的步骤S27；以及利用各待测元件的结构参数、坐标、以及在测量环节中获得的测量参数来重构测量参数的晶圆映射的步骤S29。
下面结合图3和图4对本发明第二实施例的位置辅助芯片晶圆映射方法进行描述。移动台10采用X-Y轴移动台，包括载台11、X轴驱动单元11和Y轴驱动单元，载台11由X轴驱动单元11和Y轴驱动单元选择驱动，实现将晶圆上的某个待测元件移动至拾取单元30的正下方，以待拾取，该移动台10是具有数字处理功能的非常精密的设备。
晶圆(切割未拾取，芭条、芯片尚在蓝膜衬底上)被加载移动台的载台上，由位置标定器件(例如光学图样识别系统)来定义晶圆的源点，记录下对应的X-Y轴移动台的坐标位置(x0，y0)。然后，移动台把芯片(或者芭条)移动到提取位置P，移动台记载其位置移动量(xi，yj)，根据芯片尺寸和间隔信息，来对应标定芯片在晶圆上的行列坐标(i，j)，即位于第i行第j列。该芯片被提取，脱离蓝膜衬底，送到测量单元去完成参数测量，整个过程中，芯片的坐标使作为信息参数一起在测量环节流转的，检测的结果也和其坐标(i，j)一起存储。整个晶圆的芯片检测完成后，根据检测的参数和坐标(i，j)，重构该参数的晶圆映射。
与在芯片上直接物理标记的方法不同，本实施例的方法借助待测元件有确定位置关系的移动台的位置移动量，并将其转化为坐标，来标记芯片在晶圆上的位置，实现了芯片级物理参数测量后、对其参数的晶圆映射的重构目的。
根据本发明第一实施例和第二实施例的晶圆映射方法，特别针对激光二极管芯片晶圆，以实现芯片级物理参数测量后，对其参数的晶圆映射的重构。
根据本发明第一实施例和第二实施例的晶圆映射方法，在标定移动台上的晶圆的源点之前，还包括将晶圆加载在移动台上并进行位置校准的步骤。该位置校准的步骤可采用现有的位置校准方法，也可参照中国文献CN104422864A披露的晶圆测试中实现位置对准的确认方法进行，还可参照中国文献CN103063185A披露的单点确定晶圆测试范围的方法进行。
在本发明的第一实施例和第二实施例中，如图5所示，移动台包括用于对各待测元件对应的位置移动量进行记录的第一记录单元，测量环节包括用于对各待测元件的结构参数、对应的位置移动量或坐标、测量参数一起进行记录的第二记录单元，第一记录单元记录的数据提供给第二记录单元，第二记录单元提供的数据用于满足测量参数的晶圆映射的要求。
根据本发明的第三实施例，提供了一种位置辅助芯片晶圆映射方法，该方案利用提取装置位置辅助光电芯片晶圆映射，如图6所示，包括以下步骤：利用提取装置移动至晶圆的待测元件上，并记载提取装置的位置移动量的步骤S31；将被提取的待测元件与对应的提取装置的位置移动量一起在测量环节中流转的步骤S33；以及利用各待测元件的结构参数、对应的提取装置位置移动量、以及在测量环节中获得的测量参数来重构测量参数的晶圆映射的步骤S35。
与第一实施例不同之处在于，在本实施例中，提取装置由位移装置驱动，光电芯片晶圆的位置在校准后固定不动，通过记录提取装置的位置移动量来标定待测元件在晶圆上的位置。
本实施例通过借助和芯片有确定位置关系的提取装置的位置移动量，来间接标记芯片在晶圆上的相对位置，实现芯片级物理参数测量后，对其参数的晶圆映射的重构，不在硬件层面上增加制程和检测环节的成本。
根据本发明的第四实施例，提供了一种位置辅助芯片晶圆映射方法，该方案利用提取装置位置辅助光电芯片晶圆映射，如图7所示，包括以下步骤：标定晶圆的源点的步骤S41；将提取装置移动至源点并记载提取装置的位置移动量以作为坐标原点参照的步骤S43；利用提取装置移动至晶圆的待测元件上，并记载提取装置的位置移动量的步骤S45；将被提取的待测元件与对应的由位置移动量标定的坐标一起在测量环节中流转的步骤S47；以及利用各待测元件的结构参数、坐标、以及在测量环节中获得的测量参数来重构测量参数的晶圆映射的步骤S49。
与第二实施例不同之处在于，在本实施例中，提取装置由位移装置驱动，光电芯片晶圆的位置在校准后固定不动，通过记录提取装置的位置移动量来标定待测元件在晶圆上的位置。
本实施例通过借助和芯片有确定位置关系的提取装置的位置移动量，来间接标记芯片在晶圆上的坐标，实现芯片级物理参数测量后，对其参数的晶圆映射的重构，不在硬件层面上增加制程和检测环节的成本。
在本发明的第三实施例和第四实施例中，如图8所示，上述提取装置包括用于对各待测元件的提取所对应的位置移动量进行记录的第三记录单元，测量环节包括用于对各待测元件的结构参数、测量参数、位置移动量(坐标)一起记录的第四记录单元，第三记录单元记录的数据提供给第四记录单元，第四记录单元记录的数据用于满足测量参数的晶圆映射的要求。
在本发明中，将位置移动量转化为待测元件的坐标时，该坐标优选为行列坐标(i，j)，以便将晶圆映射找出的制程缺陷与在先制程能够精确对应。
需要指出的是，本发明虽然为‘边发射类型的光电芯片’推出的技术方案，也可以推广到其他类型的光电芯片(面发射类型的光电芯片，比如LED)的检测/量测过程中去，来辅助晶圆解离(切割)成独立芯片后，在制成检测中对物理参数晶圆映射(wafermapping)的逆推。同时，还可以应用于微机电系统(MEMS)、和探针卡(probecard)类型的芯片晶圆映射。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用移动台把待测元件移动到提取位置，并记录移动台的位置移动量的步骤；
将被提取的待测元件和对应的移动台位置移动量或者由所述移动台位置移动量标定的坐标一起在测量环节中流转的步骤；以及
利用各所述待测元件的结构参数、对应的所述移动台位置移动量或所述坐标、以及在测量环节中获得的测量参数来重构所述测量参数的晶圆映射的步骤。
2.根据权利要求1所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述坐标的标定方法包括以下步骤：
标定移动台上的晶圆的源点的步骤；以及
将所述源点移动至所述提取位置并且记录所述移动台的位置移动量以作为坐标原点参照的步骤。
3.根据权利要求2所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述标定移动台上的晶圆的源点的步骤包括利用位置标定器件来标定移动台上的晶圆的源点。
4.根据权利要求2所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述移动台为二维坐标移动台或极限坐标移动台。
5.根据权利要求1所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述芯片晶圆为边发射类光电芯片晶圆、微机电系统芯片晶圆或探针卡芯片晶圆。
6.根据权利要求1所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述待测元件为一个光电芯片和/或由两个以上的光电芯片构成的芭条。
7.根据权利要求1所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述移动台包括用于对各待测元件对应的位置移动量进行记录的第一记录单元，所述测量环节用于对各所述待测元件的测量参数、及位置移动量或坐标一起进行记录的第二记录单元，所述第二记录单元提供的数据用于重构所述测量参数的晶圆映射。
8.一种位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用提取装置移动至晶圆的待测元件上，并记载提取装置的位置移动量的步骤；
将被提取的待测元件与对应的提取装置的位置移动量或者由所述位置移动量标定的坐标一起在测量环节中流转的步骤；以及
利用各所述待测元件的结构参数、对应的提取装置位置移动量或所述坐标、以及在测量环节中获得的测量参数来重构所述测量参数的晶圆映射的步骤。
9.根据权利要求8所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述标定晶圆的源点的步骤包括利用位置标定器件来标定晶圆的源点。
10.根据权利要求8所述的位置辅助芯片晶圆映射方法，其特征在于，所述坐标的标定方法包括以下步骤：标定晶圆的源点的步骤；以及将提取装置移动至所述源点并记载提取装置的位置移动量以作为坐标原点参照的步骤。
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