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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbilden von Eigenschaften
von einer Mehrzahl auf einem Wafer angeordneter Funktionschips,
insbesondere LED-Chips, mit den Verfahrensschritten: Bestimmen vorgewählter Eigenschaften
der Funktionschips, Speichern der Eigenschaften der Funktionschips
in einer Abbildungstabelle, und Festlegen einer Mehrzahl von Referenzchips
auf dem Wafer, um eine Zuordnung der gespeicherten Eigenschaften
zu den einzelnen Funktionschips zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft
auch einen Wafer mit einer Mehrzahl von Funktionschips, insbesondere
LED-Chips, und einer Mehrzahl von Referenzchips. Die Erfindung betrifft weiter
ein Verfahren zum Zuordnen von Eigenschaften von Funktionschips
zu deren Position auf einem Teilwafer.
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Bei
der Herstellung von Funktionsbausteinen, beispielsweise von LED-Chips
(Light Emitting Diode) auf einem Wafer werden die Bausteine nach bestimmten
Arbeitsgängen
und insbesondere nach ihrer Fertigstellung auf Funktionsfähigkeit
getestet und Eigenschaften der Funktionsbausteine bestimmt.
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Bei
einem einfachen Testverfahren wird nach jedem Arbeitsgang lediglich
zwischen guten (voll funktionsfähigen
oder eine bestimmte Anforderung erfüllenden) und schlechten (nicht
funktionsfähigen oder
eine bestimmte Anforderung nicht erfüllenden) Bausteinen unterschieden.
Die schlechten Bausteine werden entsprechend markiert. Nachteilig
an einem solchen Vorgehen ist, daß lediglich eine binäre Unterscheidung
gut/schlecht möglich
ist. Die als schlecht markierten Bausteine stehen für eine weitere
Verarbeitung oder Verwendung nicht zur Verfügung, auch wenn sie für Anwendungen
mit geringeren Anforderungen durchaus brauchbar wären. Darüber hinaus läßt ein solches
Verfahren keine Einteilung der Bausteine in differenzierte Gruppen
zu, beispielsweise eine Klassifizierung von LED-Bausteinen nach
ihrer Emissionswellenlänge.
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Ein
Ansatz, um eine derartige Einordnung von Funktionsbausteinen nach
ihrer Eigenschaften vornehmen zu können, besteht darin, die Eigenschaften
der Funktionsbausteine in eine Abbildungstabelle (eine sogenannte
Wafermap) entsprechend der Position des Bausteins auf dem Wafer
einzutragen. Die Abbildungstabelle wird dann gespeichert, um bei
weiteren Verarbeitungsschritten zur Verfügung zu stehen. Da sich die
Position der Funktionsbausteine durch das Sägen und Expandieren des Wafers
verändert,
ist in der Regel zusätzlich
ein Referenzbaustein auf dem Wafer angeordnet, der in Zusammenhang
mit der Wafermap eine eindeutige Zuordnung der gespeicherten Daten
zu den Funktionschips auf dem Wafer ermöglicht.
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Es
ist weiter bekannt, mehrere gleichartige Referenzchips auf dem Wafer
anzuordnen, um auch eine Weiterverarbeitung von bestimmten Teilen
eines Wafers zu ermöglichen.
So wird in dem amerikanischen Patent
US 6 216 055 B1 vorgeschlagen, neben dem
Referenzchip einen bzw. drei zusätzliche Hilfs-Referenzchips
einzusetzen, die derart angeordnet sind, daß in jeder Waferhälfte bzw.
jedem Waferquadranten ein Referenzchip liegt.
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Die
Verarbeitung von Teilen eines Wafers wird in der
US 6 216 055 B1 dadurch
bewerkstelligt, daß zunächst die
Wafermap des gesamten Wafers von einem Hostrechner geladen wird.
Wenn der halbe oder viertelte Teilwafer den Referenzchip enthält wird
ein Verschiebetisch zu einem Positionschip bewegt, und die andere
Hälfte
bzw. die anderen Quadranten werden aus der Wafermap entfernt. Wenn der
Teilwafer nicht in der Position der ersten Hälfte oder des ersten Quadranten
liegt, wird der Verschiebetisch zu Position des Hilfs-Referenzchips
bewegt, der in dieser Hälfte
oder Quadraten liegt, es wird bestimmt, zu welcher Hälfte oder
zu welchem Viertel der Teilwafer gehört, die Koordinaten des Referenzchips
werden berechnet und die andere Hälfte bzw. die anderen Quadranten
werden aus der Wafermap entfernt. Dieses Verfahren ist allerdings
auf die Verarbeitung von Teilwafern beschränkt, die einer Hälfte oder
einem Viertel eines gesamten Wafers entsprechen. Bei kleineren Bruchstücken kann
aus den Referenzchips nichtmehr ermittelt werden, zu welchem Waferteil
sie gehören.
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Hier
setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet
ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, mit
dem auch die Funktionschips von kleineren Teilwafern oder Scheibenbruchstücken entsprechend
ihren in einer Wafermap gespeicherten Eigenschaften weiterverarbeitet
werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren zum Abbilden von Eigenschaften
von einer Mehrzahl auf einem Wafer angeordneter Chips nach Anspruch 1,
den Wafer nach Anspruch 6, sowie das Verfahren zum Zuordnen von
Eigenschaften von Funktionschips zu deren Position auf einem Teilwafer
nach Anspruch 10 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Nach
dem Prinzip der Erfindung ist bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art vorgesehen, daß die
Mehrzahl von Referenzchips jeweils mit einer eindeutigen Markierung
versehen werden. Dadurch kann die Position des jeweiligen Referenzchips
auf dem Wafer eindeutig zugeordnet werden.
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Die
Erfindung beruht also auf dem Gedanken, durch Einsatz eindeutig
unterscheidbarer Referenzbausteine eine Zuordnung der Funktionschips
zu ihren Positionen auf einem Wafer auch dann zu ermöglichen,
wenn nur ein kleines Teil- oder Bruchstück des gesamten Wafers verarbeitet
wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist vorgesehen, daß die
Referenzchips mit einer maschinenlesbaren Markierung versehen werden.
Dadurch kann die Erkennung der Markierung und die Zuordnung eines
Referenzchips zu seiner Position auf dem Wafer automatisiert erfolgen.
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Gemäß einer
Weiterbildung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jeder Referenzchip
jeweils mit einer ihm zugeordneten Ziffernfolge markiert. Dies gestattet
eine besonders einfache Kennzeichnung der Bausteine mit unterschiedlichen,
leicht unterscheidbaren Markierungen. Es liegt jedoch auch im Rahmen
der Erfindung als Markierungen beispielsweise eine alphanumerische
Codierung, eine Strichcodefolge oder andere grafische Symbole zu verwenden.
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In
vorstehendem Zusammenhang wird die jedem Referenzchip zugeordnete
Ziffernfolge bevorzugt in der Abbildungstabelle kodiert gespeichert,
so daß die
Position eines Referenzchips in der Abbildungstabelle anhand seiner
gespeicherten Ziffernfolge leicht ermittelt werden kann.
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In
diesem Zusammenhang ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Vorteil vorgesehen, daß die Referenzchips
gleichmäßig über den
Wafer verteilt festgelegt werden. Dabei bedeutet eine im wesentlichen
gleichmäßige Verteilung,
daß auf
dem Wafer jeweils etwa gleich große Gruppen einander benachbarter
Funktionschips einen Referenzchip enthalten. In den Randbereichen
kann es aufgrund der scheibenförmigen
Geometrie des Wafers zu Abweichungen kommen.
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Beispielsweise
können
Referenzchips in jeder k-ten Chipzeile vorgesehen sein und innerhalb dieser
Zeile jeweils durch k Funktionschips getrennt sein. Je nach Anzahl
der Funktionschips auf dem Wafer und der zu erwarteten Größe der Teilstücke, die
getrennt verarbeitet werden soll, liegt k beispielsweise zwischen
2 und etwa 20.
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Bei
einem gattungsgemäßen Wafer
weisen erfindungsgemäß die Mehrzahl
von Referenzchips jeweils eine eindeutige Markierung auf. Bevorzugt weisen
die Referenzchips eine maschinenlesbare Markierung auf. Insbesondere
ist jeder Referenzchip mit Vorteil mit einer ihm zugeordneten Ziffernfolge markiert.
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Die
Erfindung enthält
auch ein Verfahren zum Zuordnen von Eigenschaften von Funktionschips
zu deren Position auf einem Teilwafer, mit den Verfahrensschritten:
- – Bereitstellen
eines Wafers mit einer Mehrzahl von Funktionschips,
- – Bestimmen
vorgewählter
Eigenschaften der Funktionschips,
- – Speichern
der Eigenschaften der Funktionschips in einer Abbildungstabelle,
- – Festlegen
einer Mehrzahl von Referenzchips auf dem Wafer, um eine Zuordnung
der gespeicherten Eigenschaften zu den einzelnen Funktionschips
zu ermöglichen,
wobei die Mehrzahl von Referenzchips jeweils mit einer eindeutigen
Markierung versehen werden,
- – Teilen
des Wafers um mehrere Teilwafer zu erzeugen,
- – Auswählten eines
Teilwafers,
- – Erfassen
der Position eines Referenzchips auf dem Teilwafer, und
- – Zuordnen
von Eigenschaften von Funktionschips des Teilwafers zu deren Position
auf Grundlage der erfaßten
Position des Referenzchips, dessen eindeutiger Markierung und der
in der Abbildungstabelle gespeicherten Eigenschaften der Funktionschips.
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Unter
einem Teilwafer wird in diesem Zusammenhang ein Teilstück eines
Wafers verstanden, unabhängig
davon, ob es durch gezielte Teilung oder durch einen Bruch etwa
während
des Fertigungsablaufs entstanden ist.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Referenzchips
mit einer maschinenlesbaren Markierung versehen und die Erfassung der
Position eines Referenzchips und dessen Markierung erfolgt automatisch.
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In
diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn jeder Referenzchip
jeweils mit einer ihm zugeordneten Ziffernfolge markiert wird, die
beim Erfassungsschritt automatisch gelesen wird.
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Die
jedem Referenzchip zugeordnete Ziffernfolge wird bevorzugt in der
Abbildungstabelle kodiert gespeichert. Auch werden, wie oben beschrieben,
zweckmäßig im wesentlichen
gleichmäßig über den
Wafer verteilte Referenzchips festgelegt.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen, Merkmale und Details der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung der Ausführungsbeispiele
und den Zeichnungen.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang
mit den Zeichnungen näher
erläutert
werden. Es sind jeweils nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen
Elemente dargestellt. Dabei zeigt
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1 eine
schematische Darstellung des Erfassens und Speichern von Eigenschaftsdaten
von Funktionschips eines Wafers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
und
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2 ein
Teilstück
des Wafers von 1 nach dem Sägen des Wafers und Expandieren
der Chips.
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Mit
Bezug auf 1 ist ein Halbleiterwafer 10 gezeigt,
der neben einer Mehrzahl von LED-Chips 12 eine Mehrzahl
von Referenzchips 14 aufweist. Der übersichtlichen Darstellung
halber ist in 1 1 ein Array von 16 × 16 Chips
gezeigt, das neben den LED-Chips 12 elf Referenzchips 14 enthält. Es versteht
sich, daß ein
realer Wafer 10 auch weit mehr Chips, beispielsweise in
einem 216 × 216
Array enthalten kann.
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Die
elf Referenzchips 14 der 1 sind gleichmäßig über den
Wafer 10 verteilt und in maschinenlesbarer Form mit den
Zah len 1 bis 11 markiert. Dadurch ist jeder Referenzchip anhand
seiner Ziffernfolge eindeutig identifizierbar. Die Markierung erfolgt,
wie in der Explosionsdarstellung der 2 ersichtlich,
im Ausführungsbeispiel
für jeden
Referenzchip mit einer zweistelligen Ziffernfolge. Dabei wird ein
Zeichensatz verwendet, der besonders für die automatische optische
Zeichenerkennung (OCR) geeignet ist.
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Beim
Bausteintest der LED-Chips 12 auf dem Wafer wird für jeden
LED-Chip die Emissionswellenlänge λ, die emittierte
Leistung Ie und die Durchlaßspannung
Uf bestimmt. Die ermittelten Werte werden
für jede
Meßgröße einem
einer Reihe von vorbestimmten Intervallen (Bins) zugeordnet. Beispielsweise
wird im Ausführungsbeispiel
die ermittelte Durchlaßspannung
Uf einem von sechs Spannungsintervallen,
die emittierte Leistung Ie einem von 16
Leistungsintervallen und die Emissionswellenlänge λ einem von 22 Wellenlängenintervallen
zugeordnet. Die Ordnungszahlen des jeweiligen Intervalls, BinUf BinIe bzw. Binλ,
liegen dann zwischen 1 und 6, bzw. 1 und 16, bzw. 1 und 22. Aus
diesen Ordnungszahlen wird eine kombinierte Ordnungszahl Bincomb = BinIe·132
+ Binλ·6 + BinUf ermittelt, die alle Meßwerte eines
LED-Chips in einem einzigen Wert zusammenfaßt.
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Die
kombinierten Ordnungszahlen aller Funktionschips werden zeilenweise
eine Abbildungstabelle 20 eingetragen. Die Abbildungstabelle 20 enthält für jede Zeile
n des Wafers Datenwerte dnl, ... dnk, ... wobei die Datenwerte dnk bei
den Funktionschips gerade den beschriebenen kombinierte Ordnungszahlen
entsprechen.
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Für die Referenzchips 14 wird
in die Abbildungstabelle 20 als Datenwert dnk ein
Wert oberhalb der höchstmöglichen
Ordnungszahl Bincomb geschrieben. Im Ausführungsbeispiel,
bei dem die größtmögliche Ordnungszahl
Bincomb 2250 beträgt, wird einem Referenzchip,
der als Markierung die Zahl Z trägt,
in der Abbildungstabelle 20 der Datenwert dnk =
BCEQU+Z zugewiesen. Dabei ist BCEQU = 3000 gewählt.
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Die
Datenwerte der Abbildungstabelle 20 werden in einer Datenbank 30 in
dreistelliger Hexadezimaldarstellung abgelegt.
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Beim
Auslesen eines Datenwerts d aus der Datenbank 30 bzw. der
Abbildungstabelle 20 wird zunächst festgestellt, ob d größer als
BCEQU ist. Falls ja, handelt es sich bei dem zugeordneten Chip auf dem
Wafer 10 um einen Referenzchip 14, und zwar um
den Referenzchip mit der zugeordneten Zahl Z = d-BCEQU. Wird beispielsweise der dreistelligem
Hexadezimalwert BC7 ausgelesen, der dem Dezimalwert d = 3015 entspricht,
handelt es sich bei dem zugeordneten Chip um den Referenzchip mit
der Ziffernfolge Z = 15.
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Ist
d kleiner als BCEQU, so handelt es sich dem Chip um einen Funktionschip.
Die Eigenschaften des Chips sind dann in den Ordnungszahlen kodiert,
die über
- BinIe = Int (d/132),
- Binλ =
Int ((d mod 132)/6), und
- BinUf = d mod 6
erhalten werden.
Wird beispielsweise der dreistelligem Hexadezimalwert 3E7 ausgelesen,
der dem Dezimalwert d = 999 entspricht, hat der zugeordnete Chip
die Ordnungszahlen BinIe = 7, Binλ =
12 und BinUf = 3. Spezielle Einträge in der
Abbildungstabelle können
schlechte oder nicht vorhandene Chips anzeigen.
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2 zeigt
ein Teilstück 40 des
Wafers 10 nach dem Sägen
des Wafers und Expandieren der Funktionschips. Ein Ausschnitt 42 des
Teilstücks 40, der
den Referenzchip 44 mit der Ziffernfolge ”09” enthält, ist
vergrößert dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel
befinden sich neben dem Referenzchip 44 fünf weitere
Referenzchips 14 auf dem Teilstück 40. Wird die maschinenlesbare
Ziffernfolge auf nur einem der Referenzchips erfaßt, kann
die ursprüngliche
Position des Teilstücks 40 in
dem Wafer 10 rekonstruiert werden. Es ist daher für alle LED-Chips 12 des
Teilstücks 40 in
einfacher Weise möglich,
den zugehörigen
Dateneintrag d in der Abbildungstabelle 20 aufzufinden.
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Darüber hinaus
ist nach dem Auffinden des ersten Referenzchips 14 die
grobe Position aller anderen Referenzchips relativ zum ersten Referenzchip bekannt.
Dadurch kann die Ausrichtung des Teilstücks 40 auf allen Anlagen
beschleunigt werden.
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Das
Teilstück 40 muß für die Anwendung
des geschilderten Verfahrens nicht das Ergebnis einer gezielten
Teilung des Wafers sein, es kann sich auch um ein Bruchstück handeln,
das im Fertigungsablauf des Wafers entstanden ist und weiterverarbeitet
werden soll. Wegen der eindeutigen Markierung der Referenzchips 14 ist
ein Bruchstück
erst dann nicht mehr verwendbar, wenn es keinen einzigen Referenzchip 14 mehr
trägt.
Der Verlust einzelnen Referenzchips ist unschädlich. Insgesamt wird durch
die Erfindung eine genaue Zuordnung von jedem der LED-Chips 12 zu
seiner Position auf dem Wafer ermöglicht.