JP2009038329A - ウエハーのマーキング方法、次品ダイスのマーキング方法、ウエハーの位置決め方法及びウエハー検査機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも2個の参考マークを有するウエハーを提供し、前記ウエハーの表面には複数のダイスを含み、前記ウエハーの前記参考マークを同時に検査して前記ウエハーを位置決めする工程を実行し、レーザー光線で前記ウエハーにマーキングする。このほか、本発明は次品ダイスの様なウエハーのダイスのマーキングにも適用でき、従来のインクで次品ダイスにマーキングをする技術に比べて、ウエハーの汚損を抑え、作業時間を節約し、職場スペースを縮小し、また永久マーキング等の長所を具えており、更には現行のウエハー検査機又は印刷機台を利用し改造し易いという特徴をも兼ね備えている。
【選択図】図2B
Description
しかし、こうしたハイレベルパッケージ方式はコストが高いので、パッケージ前にダイスを検査して、後段でのパッケージ工程前にこうした次品ダイスを撥ねて不必要なパッケージコストを節約できることがベストである。
これを考慮して現在ではウエハー検査後、良品と次品のダイスを明確に識別するために、通常インクでダイスにマーキングをするが、ダイスの機能検査と不良品マーキングの工程との相違に基づいて大体オンラインとオフライン等の二種類のマーキング工程に分けられる。
いわゆる次品ダイスのオンラインマーキング工程は検査機台がウエハーにあるダイスの機能を検査した後、直ちに検査機台が出力した検査結果に基づいて検出された次品ダイスにインクポイントを記す、つまりウエハーを検査して次品ダイスにインクポイントを記す動作が一工程で完了するのである。
然しながら、検査機台が高価なのでその性能を効率的に利用する必要があるが、前記次品ダイスのオンラインインクマーキング工程では検査機台が汚れ易くなるだけでなく、その性能にも影響を及ぼすことから、目下業者の大半が次品ダイスのオフラインマーキング工程を採用しており、つまり検査機台がウエハーにある各ダイスの機能を検査した後、まずウエハーの各ダイスの検査結果に基づきウエハーマップを作成し、そしてウエハーを別の印刷機台に移して前記検査結果で作成されたウエハーマップに基づいてウエハーの次品ダイスにインクポイントを記して後続のダイス選別に便利なようにする。
最初に、検査機台でウエハー100にある各ダイス102の機能を検査した後、ウエハー100にある各ダイス102の分布配列並びに検査結果に基づいてウエハーマップ104を作成し、ウエハーマップ104はウエハー100に対応する次品ダイス106の相関位置106’及びウエハー100上に等距離に重複して現れた図形を記録するが、それは通常ダイス102間にある仕切ラインの特定マークである。
そしてウエハー100を印刷機台108に移動して印刷機台108のウエハー支持フレーム110上に置き、続いてウエハー100の位置決め工程を実行する。
従来の半導体機台では、例えば印刷機台108は通常X-Y平行移動台114を用いてウエハー支持フレーム110及びその上に置いたウエハー100を移動すると共に、カメラ112で順番にウエハー100の指定位置の特定マークを検知するに過ぎないが、ウエハーの位置決めに要する時間を節約するために、通常ウエハー100のサイズによって数箇所の指定位置を選択して位置決めするだけで、その後さらにウエハーマップ104に記録された次品ダイスの相関位置106’に基づいて印刷装置116でそのウエハー100上の対応する位置にインクマーキングをする。
前記インクマーキングの工程を実行する際、X-Y平行移動台114は常時ウエハー100を載せており、ウエハー100の各次品ダイス106を順番に印刷装置116のインクを記す位置に対応させて、次品ダイス106のマーキング工程を実行する。
またウエハー100の移動回数が多いほど、カメラ112が指定位置の特定マークと同じ図形の近隣マークを誤認する可能性が大きくなり、ウエハーマップ104と実際のウエハー100のダイス102の位置に誤差が生じ易くなり、さらには誤って標示する機会も多くなる。
さらに、ウエハーのインクポイントは一定時間が経過すると変質したり脱落したりする現象が発生し易くなるので、検査データが事後追跡の参考根拠として長期に保存することができず、且つウエハーは化学薬剤で洗浄して改めてインクマーキング工程を実行する必要があり、時間のロスはもとより更に洗浄機台や化学薬剤及び改めてマーキングするインク等のコストも増大する。
また、従来の半導体機台や印刷機台のウエハーの位置決め方式は位置決め時間が長すぎたり位置決めが不正確等の問題を起こし易い。
そこで業者は新しいウエハーの位置決め方法が必要となるが、それは位置決めに要する時間を効率的に短縮するだけでなく、位置決めが不正確となる問題をも解決することができ、さらにまた現行の半導体工程やその他のウエハーマーキングや次品ダイスのマーキング等の工程の実行にも適用できる。
前記実施例において、ウエハー200は4個の参考マーク204を有し、それはレーザー光線で作成した標示であって、ウエハー200の異なるダイス202上にあり、また相対的に距離が遠いダイス202を選んで、位置がそれる誤差を併せて考慮に入れる方が好ましい。
レーザー光線は標示する参考マーク204のサイズや形状をプログラム化して制御し易いので、業者が異なる見地から、例えば識別が容易で且つダイス図形と異なる図形を選ぶと、後続のウエハー200の位置決めプロセスで誤判定をしてウエハー200の位置決めが不正確となることを防止できる。
半導体工程全体においてウエハー200の周囲にあるダイスは膜が厚く若しくは工程温度等の影響でウエハー200周囲にあるダイスはウエハー中央のダイスに比べて条件が劣るためにその性能に通常影響を及ぼし易く、またウエハー200自体が円形であることから、ウエハー200周囲にあるダイスは不完全なダイスであることが多く、本実施例が参考マークを形成するのに適している。
然しながら、当業者もまた異なるニーズによって異なる数量、位置、形式若しくはサイズの参考マーク204を選び、例えばウエハー200のサイズと位置決め精度の条件により、2個又は2個以上の参考マーク204を選んで位置決めの検知を行い、又は参考マーク204がウエハー200のダイス202間の仕切ラインに標示されるか、若しくはウエハー200がダイス202を含まない別の表面上に標示され、マスクを通してウエハー200の表面に形成された図形を含むことができるが、本発明はこの限りではない。
前記実施例において、参考マーク204の参考位置と図形を記録した検知システム装置206を提供し、その記録された参考マーク204の参考位置と図形は同じ製品の一個又は多数のウエハー200が提供する参考マークの位置や図形等のデータで作成されたウエハーマップ220に依ることができ、管理や工程の便宜上、同じ製品のウエハー200の参考マーク204は同様な位置であるのが好ましい。
前記検知システム装置206は少なくとも一つの視覚機構208を含むことができ、検知システム装置206に記録された前記参考マーク204の参考位置と図形及びウエハー200の参考マーク204の実際位置と図形を比較すると共に、ウエハー200図形や色などの条件の違いや変化を検査し記録することができ、工程の条件が変更になったか否かの参考基準とする。
前記視覚機構208の数は可視範囲やその他の条件により変更することができる。
ウエハー200の参考マーク204の実際位置と図形及び検知システム装置206に記録された参考マークの参考位置と図形が一致すると、ウエハー200の位置決め工程は完了する。
前記実施例において、検知システム装置206の視覚機構208はカメラを含むことができるが、当業者もまた異なる場合によりその他の検知方式を選ぶことができ、例えば検知システム装置206に接続した一本又は一本以上の光ファイバーを提供すると共に検知システム装置206に記録された参考マーク204の参考位置に基づいて光ファイバーに対応する位置を調整し、ウエハー200の参考マーク204の実際位置と図形を同時に検知し比較する。
また検知システム装置206に記録された参考マーク204の参考位置と図形及びウエハー200の参考マークの実際位置と図形を比較して一致しない場合、人為的若しくはその他の方法で再度確認を行う。
本発明の実施例は検知システム装置206を利用し、それには少なくとも一つの視覚機構208を含み、ウエハー200の参考マーク204を同時に検査することができ、そうするとウエハーの位置決め時間を短縮できるだけでなく、ウエハー200の位置決めプロセスにおいてモーターでウエハー200を載せて動かす必要がないので、機械移動の限界によりウエハー200の位置決めの精度に影響が出るのを回避することができる。
前記実施例において、ウエハー200の移動で片寄りが生じてマーキングしようとするウエハーの位置にバイアスが生じるのを回避するために、前記ウエハー200のマーキング工程で、ウエハー200の位置が固定されて動かない方が好ましい。
然しながら、レーザー光線の焦点深度により、ウエハー200の位置に多少の上下調整をして、好ましいレーザーマーキングの図形を形成する。
前記実施例では波長が約532ナノメートルのNd-YAGレーザー使用を例に取り、前記波長の範囲でウエハー200に形成するマーキングは黒色で、ダイス間に強烈なコントラストを生じることから視覚機構208が判別し易く、間違って撥ねることがなく、さらに粉塵が少ない等の長所もある。
レーザー光線の波長範囲を選択する他に、ウエハー200へのレーザーマーキングのプロセスで粉塵が生じてウエハー200の表面を汚損するのを防止するために、ウエハー200へのレーザーマーキングの工程を実行すると同時に、粉塵除去工程も実行し、例えば吸気法によってマーキングプロセスで形成される粉塵を除去し、又はウエハー200のダイス202がある表面を重力方向に向けて、粉塵を重力作用で直接落下させ、ウエハー表面が汚損されないようにし、又はウエハー200のダイス202がある表面を重力方向に向けると同時に粉塵除去の吸気工程を実行する。
前記実施例において、ウエハーの検査結果に基づいてできたウエハーマップ220に記録された次品ダイス222は、前記レーザー光線の経路を変更することにより、ウエハー200がウエハーマップ220に対応して記録された次品ダイス222に不良品マーク222’を記す。
前記実施例において、レーザー装置210が提供するレーザー光線は光学モジュール212を経由してレーザー光線のX軸方向とY軸方向を変えて、レーザー光線をウエハー200が必要とする例えば次品ダイス222’が示す箇所のような位置にマーキングを行うことができる。
前記実施例において、光学モジュール212は例えば少なくとも1個の反射鏡を含んで、反射鏡の角度を変えることでレーザー光線を効率的に反射させてその経路を変更することができ、また反射鏡の角度の変更は僅かに動かすだけなので、モーターでのウエハー移動に比べてスピードアップされ高精度である。しかし本発明は前記実施例に限られず、レーザー装置210は例えば微動モーターの駆動によりレーザー光線の経路を変更することもでき、移動速度と機械の感度は何れも従来技術でのモーター駆動でウエハー移動させるX-Y平行移動台に比べて優れている。
前記マスク240には少なくとも一つの符号を設け、レーザー光線がマスク240の前記符号を通過して、ウエハー200に例えば次品ダイスのようにマスク240に設けられた符号と同様の態様のマークを形成する。
また、マスク240は図2Dに示すように液晶マスク240’とすることもできる。前記液晶マスク240’は上下2枚の透明基板で液晶分子を挟んで製作した透射式液晶マスクで、少なくとも1個の符号242を設け、且つ符号242の形状、サイズ及び表示位置は何れも液晶分子の方向転換制御可能なマトリクス配列を呈する駆動制御ユニット244を通して制御することができる。
前記液晶マスク240’はウエハー検査結果によって出来たウエハーマップに記録された次品ダイスの位置に基づいて符号242の所在位置を同時に設定してレーザー光線を前記液晶マスク240’の符号242に併せて通し、また同時にウエハー200に次品ダイスの不良マークを形成することで、マーキング工程の時間をさらに効率的に短縮することができる。
液晶マスク240’がウエハー200のマーキングしようとする範囲全体をカバーできない場合、ウエハー200を幾つかのパートに分けて、液晶マスク240’でそれぞれウエハーの幾つかのパートにウエハーのマーキング工程を回数を分けて実行することができる。
本発明はレーザー光線を利用してウエハーにマーキングし、次品ダイスへのマーキングのサイズが制御し易く、各種異なるサイズのダイスのニーズに応じられる一方で、次品ダイスに永久マーキングすることができ、従来のインクマーキングで環境や時間等の要因でぼやけたり識別し難くかったりして、ウエハーを洗浄後に改めてマーキング工程を実行しなければならなかった問題を効率的に解決した。
また別に、本発明が提供する次品ダイスのマーキング方法は現行の印刷機台を利用して改造し易いという特徴を具えている。
また、前記実施例で本発明の別途実施例で提供したウエハーの位置決め方法を採用し、ウエハーの位置決め時間を節約できるだけでなく、さらにウエハーの位置決め精度をも高めることができると共にその他例えばリトグラフやエッチング工程及びスキャン式電子顕微鏡等の検査機台の測量工程のようなウエハーの位置決めが必要な半導体工程にも適用し易い。
このほか、前記ウエハー検査機300はさらにウエハーの複数のダイスを検査して前記次品ダイス位置ファイルを作成するための検査装置310を含む。
検査装置310がウエハー200のダイスに含まれている次品ダイスを検出すると、前記レーザー装置320がレーザー光線で直ちに検出された次品ダイスに不良品マーキングをすることができる。前記ウエハー検査機300では、さらにレーザー光線の経路を変更するための光学モジュール212を含み、且つ粉塵が多く出ないようにレーザー光線の波長範囲は355から655ナノメートルの間にあることが好ましい。
前記実施例で、従来のウエハー検査機台を使用してウエハー検査結果を受信できるレーザー装置を増設して接続したり改造したりすれば、機台の廃棄を減らすことで機台コストを節減できるだけでなく、職場スペースをも縮小することができる。
102 ダイス
104 ウエハーマップ
106 次品ダイス
106’ウエハーマップのウエハーに対応する次品ダイスの相関位置
108 印刷機台
110 ウエハー支持フレーム
112 カメラ
114 X-Y平行移動台
116 印刷装置
200 ウエハー
202 ダイス
204 参考マーク
206 検知システム装置
208 視覚構造
210 レーザー装置
212 光学モジュール
220 ウエハーマップ
222 ウエハーマップに記録された次品ダイス
222’不良品マーク
230 光イコライザー
240 マスク
240’液晶マスク
242 符号
244 駆動制御ユニット
250 光結像セット
300 ウエハー検査機
302 載置台
310 検査装置
315 制御装置
320 レーザー装置
Claims (14)
- 少なくとも2個の参考マークを有するウエハーを提供し、前記ウエハーの表面には複数のダイスを含み、前記ウエハーの前記参考マークを同時に検査して前記ウエハーを位置決めする工程を実行し、レーザー光線で前記ウエハーにマーキングすることを特徴とするウエハーのマーキング方法。
- 前記ウエハーを位置決めする工程が、前記参考マークの参考位置と図形を記録する検査システム装置を提供し、前記検査システム装置に記録された前記参考マークの参考位置と図形及び前記ウエハーの前記参考マークの位置と図形を比較して、前記ウエハーの前記参考マークの位置と図形及び前記検査システム装置に記録された前記参考マークの参考位置と図形が一致すると、前記ウエハーを位置決めする工程が完了する内容を含むことを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 前記ウエハーは少なくとも一つの次品ダイスを含み、前記レーザー光線が前記ウエハーの前記次品ダイスにマーキングすることを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 前記レーザー光線で前記ウエハーにマーキングする前記工程を実行する際、前記ウエハーの位置が固定されて動かないことを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 前記レーザー光線の経路を変更することによって前記ウエハーにマーキングすることを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 前記レーザー光線が液晶マスクを用いて前記ウエハーにマーキングすることを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 前記レーザー光線の波長範囲が355から655ナノメートルの間にあることを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 前記ウエハーの周囲に複数の不完全なダイスを有し、前記参考マークが前記ウエハーの前記異なる不完全なダイス上に標示されることを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 前記ウエハーの前記参考マークがレーザー光線で標示されることを特徴とする請求項1に記載するウエハーのマーキング方法。
- 少なくとも2個の参考マークを有するウエハーを提供し、また前記ウエハーの前記参考マークを同時に検査する検査システム装置を提供する内容を含むウエハー位置決め方法であって、前記検査システム装置は前記参考マークの参考位置と図形を記録することを特徴とするウエハー位置決め方法。
- 前記検査システム装置に記録された前記参考マークの参考位置と図形及び前記ウエハーの前記参考マークの位置と図形を比較して、前記ウエハーの前記参考マークの位置と図形及び前記検査システム装置に記録された前記参考マークの参考位置と図形が一致すると、前記ウエハーを位置決めする工程が完了する内容を含むことを特徴とする請求項10に記載するウエハー位置決め方法。
- 前記検査システム装置に記録された前記参考マークの参考位置と図形及び前記ウエハーの前記参考マークの位置と図形を比較して、前記ウエハーの前記参考マークの位置と図形及び前記検査システム装置に記録された前記参考マークの参考位置と図形が一致しない場合、前記検査システム装置に記録された前記参考マークの参考位置と図形及び前記ウエハーの前記参考マークの位置と図形を人為的に再度確認する内容を含むことを特徴とする請求項10に記載するウエハー位置決め方法。
- 少なくとも一つの次品ダイスを含むウエハーを載置するための載置台と、各次品ダイスをマーキングするためのレーザー光線を発することができるレーザー装置と、前記レーザー装置のマーキング動作を制御するための次品ダイス位置ファイルを読取ることができる制御装置とを含むことを特徴とするウエハー検査機。
- ウエハーの複数のダイスを検査し、前記次品ダイス位置ファイルを作成するための検査装置をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載するウエハー検査機。
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