CN112017991A - 半导体装置的制造系统及使用该系统的标记方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种半导体装置的制造系统及使用该系统的标记方法。一种半导体装置的制造系统，其在布置有多个单元管芯的条带上标记识别码，该半导体装置的制造系统包括：控制器；制造历史管理器，其在控制器的控制下，收集关于多个单元管芯的公共识别信息以及关于多个单元管芯中的每个的个体识别信息；标记信息生成组件，其在控制器的控制下，对公共标识信息进行处理以生成公共标识码和第一坐标信息，并且对个体标识信息进行处理以生成个体标识码和第二坐标信息；以及标记设备，其在控制器的控制下，基于第一坐标信息而在至少两个单元管芯上同时标记公共识别码，并且基于第二坐标信息而在至少一个单元管芯上标记个体识别码。

Description

半导体装置的制造系统及使用该系统的标记方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年5月28日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0062345的韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体合并于此。

技术领域

各个实施例总体上涉及一种电子器件的制造设备，并且更具体地，涉及一种半导体装置的制造系统以及使用该系统的标记方法。

背景技术

半导体封装体可以通过芯片制造、安装和封装工艺来制造以及然后出货。

识别信息可以被标记在封装的半导体装置上，以用于已出货的半导体装置的后续管理，并且当特定的封装体中发生缺陷时，封装体的生产历史可以通过所标记的识别信息来跟踪和分析并且可以反映在批量生产中。

半导体装置的成品率和单价与制造所需的时间密切相关。因此，芯片制造、封装体制造以及识别信息标记的整个过程需要利用高可靠性以高速来执行。

发明内容

在一个实施例中，一种半导体装置的制造系统，其在布置有多个单元管芯(unitdie)的条带上标记识别码，多个单元管芯封装有半导体芯片，所述制造系统可以包括：控制器；制造历史管理器，其被配置为在所述控制器的控制下，收集关于所述多个单元管芯的公共识别信息以及关于所述多个单元管芯中的每个的个体识别信息；标记信息生成组件，其被配置为在所述控制器的控制下，对所述公共识别信息进行处理以生成公共识别码和第一坐标信息，并且对所述个体识别信息进行处理以生成个体识别码和第二坐标信息；以及标记设备，其在所述控制器的控制下，基于所述第一坐标信息而在至少两个单元管芯上同时标记所述公共识别码，并且基于所述第二坐标信息而在至少一个单元管芯上标记所述个体识别码。

在一个实施例中，一种标记方法是半导体装置的制造系统的标记方法，并且可以包括：如下步骤：当提供其中布置有封装了半导体芯片的多个单元管芯的条带时，所述半导体装置的制造系统收集关于所述多个单元管芯的公共识别信息和关于所述多个单元管芯中的每个的个体识别信息；如下步骤：所述半导体装置的制造系统对所述公共识别信息进行处理以生成公共识别码和第一坐标信息，并且对所述个体识别信息进行处理以生成个体识别码和第二坐标信息；以及如下步骤：所述半导体装置的制造系统基于所述第一坐标信息而在至少两个单元管芯上同时标记所述公共识别码，并且基于所述第二坐标信息而在至少一个单元管芯上标记所述个体识别码。

附图说明

图1是用于说明根据实施例的半导体装置的制造方法的流程图。

图2是根据实施例的半导体装置的制造系统的配置图。

图3是根据实施例的标记设备的配置图。

图4是用于说明根据实施例的标记方法的流程图。

图5至图9是用于说明根据实施例的标记方法的半导体装置的示例图。

图10是根据实施例的标记设备的配置图。

图11是用于说明根据实施例的标记方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，下面将参考附图通过实施例的各种示例来更详细地描述半导体装置的制造系统和使用该半导体装置的制造系统的标记方法。

图1是用于说明根据实施例的半导体装置的制造方法的流程图。

为了制造半导体装置，可以将多个晶片分组并且可以对每个晶片组执行单元处理(unit process)以在每个晶片上形成多个芯片(S101)。

在晶片上形成多个芯片之后，执行电性能测试以对良品和不良品进行分类，并将其个体化(individualize)。

可以在封装装置中制备诸如个体化芯片或PCB衬底的条带(S103)，并且可以将个体化的正常芯片安装在加载的条带上(S105)。然后，可以通过封装工艺来形成封装的单元管芯(S107)。在这个步骤中，单元管芯以矩阵形式布置在条带上。在一个实施例中，封装工艺可以包括清洁、模制以及底部填充工艺等；然而，本技术不限于此。

每个条带可以被分配为唯一识别号的批号。因此，在特定条带上以矩阵形式封装的单元管芯可以具有公共识别信息，即，公共批号。这样的识别信息可以被处理成标记信息(S109)，并且可以作为公共识别码被标记在已封装的单元管芯的模制剂表面(moldingagent surface)上(S111)。

条带上的经封装和标记的单元管芯可以沿着条带上的切割线被切割，以被单独地分离(S113)，并且可以经测试而出货。

从晶片供应到封装以制造半导体封装体的过程可以作为生产历史信息被储存和管理。

如上所述，半导体封装体的识别信息可以包括分配给每个条带的批号，并且可以被处理成条带上的每个单元管芯的公共识别码并被标记。另外，在本技术中，可以将针对单元管芯的处理历史作为个体识别信息进行管理，并且可以将个体识别信息处理成个体识别码并标记在在单元管芯上。

在一个实施例中，个体识别信息可以包括与在晶片的每个单元处理(包括晶片提供步骤到晶片封装步骤)中执行的处理的历史有关的信息，以及与型号名称、制造日期以及封装体的生产线有关的信息等。

在半导体装置出货后，可能会发生诸如缺陷之类的问题，并且在这种情况下，可以参考在单元管芯上标记的识别码来进行容易且快速的后续管理。具体地，在本技术中，除了每个条带的公共识别码之外，还标记每个单元管芯的个体识别码，从而可以针对每个单元管芯更准确并快速地跟踪生产历史。

在一个实施例中，可以在条带上完成了封装之后在个性化之前将公共识别信息同时标记在至少两个单元管芯上。此外，在标记公共识别信息之前或之后，可以将个体识别信息顺序地标记在条带上的每个单元管芯上，或者可以将个体识别信息同时标记在多个单元管芯上。

随着半导体封装体被小型化，封装体表面上用于标记识别信息的空间变窄。在本技术的实施例中，可以将个体识别信息生成为二维图像并标记在单元管芯表面上。二维图像可以以这样的形式来配置，其中可以通过专用读取器的扫描来识别嵌入信息，并且例如二维图像可以是条形码或QR码的形式；然而，本技术不限于此。

与一维识别信息相比，二维图像形式的个体识别信息可以在基本相同的占用空间中包括更多信息。因此，可以通过使用二维图像将与封装体有关的各种类型的信息设置到逐渐小型化的半导体封装体。

图2是根据一个实施例的半导体装置的制造系统的配置图。

参考图2，根据一个实施例的半导体装置的制造系统10包括控制器100、存储器120、用户界面130、制造历史管理器140、标记信息生成组件150和标记设备160。

控制器100可以控制半导体装置的制造系统10的全部操作。

存储器120可以包括ROM和RAM，并且半导体装置的制造系统10的操作所需的各种系统数据、固件代码以及软件代码等可以被储存并加载到存储器120中。

用户界面130可以包括输入设备界面和输出设备界面，以便提供操作员可以访问半导体装置的制造系统10的环境。

制造历史管理器140可以收集用于其中布置有单元管芯的每个条带的公共识别信息以及每个单元管芯的个体识别信息，并将收集的信息储存在存储器120中以进行管理。在一个实施例中，公共识别信息可以是共同分配给条带上以矩阵形式封装的单元管芯的批号。在一个实施例中，个体识别信息可以包括用于制造半导体封装体(即，单元管芯)的每个单元处理的历史，例如，关于针对晶片从供应到封装的每个完整单元处理的历史的信息，以及关于每个单元管芯的型号名称、制造日期和生产线的信息等。针对每个单元管芯的识别信息(包括公共识别信息和个体识别信息)可以被储存在存储器120中。

标记信息生成组件150可以从存储器120接收关于每个单元管芯的识别信息，并且可以处理要标记在单元管芯的表面上的信息。在一个实施例中，标记信息生成组件150可以从存储器120接收公共识别信息，并且可以处理公共识别信息以生成公共标识码，该公共标识码为第一标识码。在一个实施例中，公共识别码可以被处理成一维图像；然而，本技术不限于此。在一个实施例中，标记信息生成组件150可以从存储器120接收个体识别信息，并且可以处理个体识别信息以生成个体识别码，该个体识别码为第二识别码。在一个实施例中，可以将个体识别码处理成二维图像；然而，本技术不限于此。

当将个体识别码处理成二维图像时，个体识别码可以包括指示其标记位置的查找器(finder)，使得专用读取器可以容易地从单元管芯获取二维图像。由于查找器指示了个体识别码的标记位置，而不是包括唯一信息，因此可以以基本上相同的形式将查找器标记在封装于条带上的单元管芯上。

为了从单元管芯读取识别信息，读取器可以检测查找器以掌握个体识别码的标记位置，并可以扫描在所掌握的位置处的个体识别码。

由标记信息生成组件150处理的标记信息可以包括关于要标记的公共识别码的第一坐标信息和关于要标记的个体识别码的第二坐标信息。

标记设备160可以基于与由标记信息生成组件150处理的公共识别码和个体识别码有关的信息而在单元管芯的表面上标记识别码。在一个实施例中，激光器可以用作标记设备160；然而，本技术不限于此。

图3是根据实施例的标记设备的配置图。

参考图3，标记设备160可以包括激光控制器161、激光振荡器163、分束器165、扫描器1671/1672和1673/1674以及驱动器1681和1683。

激光控制器161可以被配置为控制标记设备160的全部操作。在一个实施例中，激光控制器161可以包括能够储存标记设备160的操作所需的软件、控制数据、操作参数等的存储器，并可以调节要发射的激光束的强度和频率。

激光振荡器163可以被配置为在激光控制器161的控制下发射具有预定强度和频率的激光束。

分束器165可以被配置为将从激光振荡器163发射的激光束分散成至少两个激光束，并可以允许分散的激光束通过不同的路径传播。

扫描器1671/1672和1673/1674可以包括反射镜1672和1674以及使反射镜1672和1674以预定方向和角度旋转的电动机1671和1673。在一个实施例中，电动机1671和1673可以是振镜，并且反射镜1672和1674可以分别安装在电动机1671和1673上，以绕电动机1671和1673的轴线旋转。

由分束器165分散的激光束入射在反射镜1672和1674上，并且由驱动器1681和1683驱动的电动机1671和1673旋转反射镜1672和1674，从而可以使激光束发射到物体OBJ上的目标位置并且可以标记识别码。

激光控制器161可以基于从标记信息生成组件150提供的坐标信息来生成用于控制扫描器1671/1672和1673/1674的控制数据，并可以驱动驱动器1681和1683。因此，当通过驱动器1681和1683以与坐标信息相对应的预定方向和角度旋转时，扫描器1671/1672和1673/1674可以将识别码标记在物体OBJ上。

当通过分束器165将激光束分散成多个激光束时，可以通过使用从一个激光振荡器163发射的激光束而在物体OBJ的多个位置处标记识别码。即，可以通过分散的激光束将识别信息同时标记在条带上的多个单元管芯上。

物体OBJ可以是条带，其中形成有以矩阵形式布置的多个单元管芯。公共识别码被等同地标记在布置于条带上的多个单元管芯上，并且可以通过使用多个分散的激光束同时被标记在多个单元管芯上。

个体识别码可以针对每个单元管芯以不同的形状被标记，并且在标记个体识别码时，可以通过使用单个激光束为每个单元管芯顺序地标记个体识别码。

图4是用于说明根据实施例的标记方法的流程图，以及图5至图9是用于说明根据实施例的标记方法的半导体装置的示例图。

参考图4和图5，可以向标记设备160提供其中布置有已封装的单元管芯220的条带210(S201)。

在激光控制器161的控制下，可以从激光振荡器163发射具有预定强度和频率的激光束(S203)。

可以通过分束器165将发射的激光束分散成多个激光束(S205)。

驱动器1681和1683可以根据从激光控制器161提供的控制数据来驱动扫描器1671/1672和1673/1674。分散的激光束分别入射到扫描器1671/1672和1673/1674的反射镜1672和1674上，然后朝向条带210上的单元管芯220发射，从而将公共识别码同时标记在具有与分散的激光束的数量相对应的数量的单元管芯上(S207)。

参考图6，从激光振荡器163发射的激光束可以通过分束器165被分散成第一激光束和第二激光束。激光控制器161可以控制公共识别码使其通过第一激光束被标记在条带210的第一区域R1上，并可以使其通过第二激光束被标记在条带210的第二区域R2上。第一激光束可以从形成在第一区域R1的一个边缘处的单元管芯A到形成在第一区域R1的另一边缘处的单元管芯B来连续地标记公共识别码。同时，第二激光束可以从形成在第二区域R2的一个边缘处的单元管芯C到形成在第二区域R2的另一边缘处的单元管芯D来连续地标记公共识别码。即，可以通过第一激光束和第二激光束将公共识别码同时标记在两个单元管芯上。

在一个实施例中，由分散的激光束标记的公共识别码可以包括如图7所示的查找器310和批号320中的至少一个。查找器310可以是指示个体识别码(其为二维图像代码)的标记位置的图像。批号320可以是分配给每个条带的识别码。

图6示出了将激光束分散成两个激光束并且将公共识别码同时标记在两个单元管芯上的示例；然而，本技术不限于此，并且当然可以将激光束分散成两个或多个激光束。

当通过至少两个分散的激光束将公共识别码310和320标记在了条带210上的所有单元管芯220上时，可以停止分束(S209)。在一个实施例中，为了停止分束，激光控制器161可以调节激光振荡器163相对于入射激光束的角度；然而，本技术不限于此。

当停止分束时，从激光振荡器163发射的一个激光束可以从扫描器1671/1672和1673/1674的反射镜1672或1674反射并朝向单元管芯发射，从而可以标记个体识别码(S211)。

在一个实施例中，个体识别码的标记开始位置可以被选择为在公共识别码的标记结束位置之中的与在条带210的纵向方向上的一端或另一端最靠近的位置，或者在标记结束位置之中的与条带210的边缘相对应或与条带210的边缘最靠近的位置。在另一方面，可以选择在与条带210的端部或边缘最靠近的位置处已完成标记公共识别码的激光束，并且可以使用已完成公共识别码的标记的位置作为开始位置而开始个体识别码的标记。

例如，如图6所示，由于激光束被分散成两个激光束以标记公共识别码，因此个体识别码的标记可以从已经完成标记的位置B与D之间的相对于条带210的纵向方向最靠近一端或另一端的单元管芯D开始。

参考图8，可以从设置在条带210的另一端的单元管芯D到设置在条带210的一端的单元管芯A连续地标记个体识别码。

参考图9，个体识别码330可以标记在查找器310内部。

当所有单元管芯220都被标记有公共识别码310和320以及个体识别码330时，可以停止激光束的发射。然后，可以沿着条带210的切割线切割单元管芯并将其进行个体化(S213)。

如上所述，相同地标记在条带210上所布置的所有单元管芯220上的公共识别码310和320可以通过使用多个分散的激光束同时标记在在多个单元管芯220上。当在所有单元管芯220上标记了公共识别码310和320时，可以在每个单元管芯220上标记不同地生成的个体识别码330。

在多个单元管芯220上同时标记公共识别码310和320，使得标记时间可以最小化。此外，个体识别码330的标记从已完成公共识别码310和320的标记的位置之中的与在条带210的纵向方向上的一端最靠近的位置或条带210的边缘开始，从而可以基本上防止由于驱动扫描器1671/1672和1673/1674以便改变光束照射位置而所造成的时间损失。

图10是根据实施例的标记设备的配置图。

图10所示的标记设备170可以包括激光控制器171，多个激光振荡器1731和1733，多个分束器1751和1753，多个扫描器1771/1772、1773/1774、1775/1776和1777/1778，以及多个驱动器1781、1783、1785和1787。激光控制器171可以被配置为独立地控制激光振荡器1731和1733。在一个实施例中，激光振荡器1731和1733中的每个可以由单独的控制器控制。

从多个激光振荡器1731和1733发射的激光束可以分别通过多个分束器1751和1753而被分散。例如，当分束器1751和1753中的每个将入射在其上的激光束分散成两个激光束时，可以将四个激光束沿着不同的路径发射到条带上。

多个扫描器1771/1772、1773/1774、1775/1776和1777/1778分别由多个驱动器1781、1783、1785和1787驱动，从而可以将公共识别信息同时标记在条带上的四个单元管芯上。此外，当完成了公共识别信息的标记时，可以停止分束，并且可以通过从激光振荡器1731和1733发射的独立激光束将个体识别码同时标记在两个单元管芯上。

图11是用于说明根据实施例的标记方法的流程图。

参考图11，可以将其中布置有已封装的单元管芯220的条带210提供给标记设备160和170(S301)。

在激光控制器161和171的控制下，可以从激光振荡器163和1731/1733分别发射各自具有预定强度和频率的激光束(S303)。

由激光控制器161和171选择的驱动器(驱动器1681和1683中之一，驱动器1781和1783中之一，以及驱动器1785和1787中之一)可以根据控制数据来驱动扫描器(扫描器1671/1672和1673/1674中之一、扫描器1771/1772和1773/1774之一，以及扫描器1775/1776和1777/1778中之一)。将从扫描器(扫描器1671/1672和1673/1674中之一、扫描器1771/1772和1773/1774中之一，以及扫描器1775/1776和1777/1778中之一)反射的激光束朝向条带210上的单元管芯220发射，从而标记个体识别码(S305)。具体地，在使用图10中所示的标记设备170的情况下，可以将个体识别码同时标记在两个单元管芯上。

当条带210上的所有单元管芯220上都标记了个体识别码时，可以通过分束器165和1751/1753来分散激光束(S307)。可以将分散的激光束通过对应的扫描器1671/1672、1673/1674、1771/1772、1773/1774、1775/1776和1777/1778朝向条带210发射，从而可以将公共识别码同时标记在具有与分散的激光束的数量相对应的数量的单元管芯上(S309)。

当所有的单元管芯220都标记有公共识别码时，可以停止激光束的发射。然后，可以沿着条带210的切割线切割单元管芯并将其个体化(S311)。

尽管上面已经描述了各种实施例，但是本领域技术人员将理解，所描述的实施例仅是示例。因此，本文中所描述的半导体装置的制造系统和使用其的标记方法不应基于所描述的实施例而受到限制。

Claims (17)

1.一种半导体装置的制造系统，其在布置有多个单元管芯的条带上标记识别码，所述单元管芯封装有半导体芯片，所述半导体装置的制造系统包括：

控制器；

制造历史管理器，其被配置为在所述控制器的控制下，收集关于所述多个单元管芯的公共识别信息以及关于所述多个单元管芯中的每个的个体识别信息；

标记信息生成组件，其被配置为在所述控制器的控制下，对所述公共识别信息进行处理以生成公共识别码和第一坐标信息，并且对所述个体识别信息进行处理以生成个体识别码和第二坐标信息；以及

标记设备，其被配置为在所述控制器的控制下，基于所述第一坐标信息而在至少两个单元管芯上同时标记所述公共识别码，并且基于所述第二坐标信息而在至少一个单元管芯上标记所述个体识别码。

2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造系统，其中，所述公共识别信息包括查找器，所述查找器指示所述个体识别信息的标记位置。

3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造系统，其中，所述公共识别信息还包括分配给每个条带的批号。

4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造系统，其中，所述个体识别信息包括与针对制造所述单元管芯的每个单元处理的历史有关的信息，以及与每个单元管芯的型号名称、制造日期以及生产线有关的信息。

5.根据权利要求1所述的半导体装置的制造系统，其中，所述标记信息生成组件被配置为将所述个体识别码生成为二维图像。

6.根据权利要求1所述的半导体装置的制造系统，其中，所述标记设备包括：

激光控制器，其被配置为控制激光束的强度和频率；

至少一个激光振荡器，其被配置为在所述激光控制器的控制下发射具有受控的强度和频率的激光束；

至少一个分束器，其被配置为接收和传输从所述至少一个激光振荡器发射的激光束；以及

扫描器，其被配置为接收从所述至少一个分束器传输的激光束，并用所述激光束照射所述单元管芯。

7.根据权利要求6所述的半导体装置的制造系统，其中，所述至少一个分束器被配置为当所述公共识别码被标记时，将所述激光束分散为多个激光束，并且当所述个体识别码被标记时，发射或反射所述激光束。

8.根据权利要求7所述的半导体装置的制造系统，其中，所述扫描器控制所述多个分散的激光束同时发射到所述单元管芯以标记所述公共识别码。

9.根据权利要求6所述的半导体装置的制造系统，其中，所述标记设备包括N个激光振荡器，其中N是等于或大于2的自然数，以及

所述激光控制器独立地控制所述N个激光振荡器，以在N个单元管芯上同时标记所述个体识别码。

10.一种半导体装置的制造系统的标记方法，包括：

如下步骤：当提供其中布置有封装了半导体芯片的多个单元管芯的条带时，所述半导体装置的制造系统收集关于所述多个单元管芯的公共识别信息以及关于所述多个单元管芯中的每个的个体识别信息；

如下步骤：所述半导体装置的制造系统对所述公共识别信息进行处理以生成公共识别码和第一坐标信息，并且对所述个体识别信息进行处理以生成个体识别码和第二坐标信息；以及

如下步骤：所述半导体装置的制造系统基于所述第一坐标信息而在至少两个单元管芯上同时标记所述公共识别码，并且基于所述第二坐标信息而在至少一个单元管芯上标记所述个体识别码。

11.根据权利要求10所述的标记方法，其中，所述公共识别信息包括查找器，所述查找器指示所述个体识别信息的标记位置。

12.根据权利要求11所述的标记方法，其中，所述公共识别信息还包括分配给每个条带的批号。

13.根据权利要求10所述的标记方法，其中，所述个体识别信息包括与针对制造所述单元管芯的每个单元处理的历史有关的信息，以及与每个单元管芯的型号名称、制造日期和生产线有关的信息。

14.根据权利要求10所述的标记方法，其中，将所述个体识别码生成为二维图像。

15.根据权利要求10所述的标记方法，其中，标记设备是使用激光束的标记设备，以及

所述标记步骤包括：

如下步骤：当标记所述公共识别码时，将所述激光束分散为多个激光束，并且用所述多个分散的激光束同时照射所述单元管芯。

16.根据权利要求10所述的标记方法，其中，标记设备包括N个激光振荡器，其中N是等于或大于2的自然数，以及

所述标记步骤包括：

如下步骤：激光控制器独立地控制所述N个激光振荡器，以在N个单元管芯上同时标记所述个体识别码。

17.根据权利要求10所述的标记方法，其中，在标记所述公共识别码的步骤之前或之后执行标记所述个体识别码的步骤。

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