TWI594302B - 雷射標記裝置以及利用該裝置的雷射標記方法 - Google Patents

Description

雷射標記裝置以及利用該裝置的雷射標記方法

本發明是有關於一種雷射標記裝置以及利用該裝置的雷射標記方法，且有關於一種防止晶圓彎曲（翹曲：warpage），可執行迅速且準確的雷射標記的雷射標記裝置以及利用該裝置的雷射標記方法。

於半導體裝置的製程中，在晶圓上形成較多的晶片。為了按照生產批次（lot）區分該等晶片，於各晶片的表面標註文字及/或數字。使用雷射束的雷射標記裝置用於此種用途。先前，於切晶（dicing）後，對各晶片標記批次編號，但隨著尖端技術的發展，可實現積體電路（IC）的超小型化及輕量化，因此為了提高作業效率並實現量產，於晶圓上對個別晶片進行標記後進行切晶。然而，晶圓的尺寸變大，相反地，晶圓的厚度變薄而晶圓彎曲（翹曲：warpage）成為問題。

另一方面，形成有多個晶片的晶圓因自身重量、晶圓表面的塗敷及其他加工等的影響而產生向固定方向彎曲的現象。晶圓的尺寸越大、厚度越薄則此種彎曲現象表現地越大，以及於塗敷材質硬化時，收縮量越大則此種彎曲現象表現地越大。此時，於因彎曲現象產生的晶圓的加工面的高度偏差大於雷射束的焦點深度的情形時，根據加工面上的晶片的位置而雷射輸出密度（beam density）及雷射束的大小不同，從而產生標記品質下降、線寬亦不固定且標記位置亦發生錯誤的問題。

另一方面，於在雷射標記裝置對晶圓進行標記時，較理想的是一次性地對晶圓整體進行標記，但考慮雷射束的掃描儀移動極限或標記文字等的品質，於對晶圓的一部分進行標記後，移動或旋轉晶圓而對其他部分進行標記。即，於對晶圓的一部分面積進行標記後，旋轉或搬挪晶圓而依序對剩餘部分進行標記，從而對整體進行標記。於該情形時，晶圓移動，因此於再次開始標記時，在位於上方的相機再次確認晶片的位置後，開始進行標記。藉此，存在標記製程的時間變長的問題。

[發明欲解決的課題] 於本發明的一方面，提供一種防止晶圓彎曲，對形成於晶圓上的晶片執行迅速且準確的標記作業的雷射標記裝置。

於本發明的另一方面，提供一種防止晶圓彎曲，對形成於晶圓上的晶片執行迅速且準確的標記作業的雷射標記方法。 [解決課題的手段]

本發明的一實施例的雷射標記裝置是利用雷射束對晶圓所具備的半導體晶片執行標記（marking）作業，上述雷射標記裝置包含：雷射頭，其出射上述雷射束；平台，其安裝上述晶圓，且包含供上述雷射束透過而照射至上述半導體晶片的開口部（opening）；晶圓支持台，其以如下方式具備，即，支持上述晶圓的一部分，使上述晶圓可相對於上述平台而沿上下方向移動；及旋轉單元，其使上述平台旋轉。

上述旋轉單元可於上述晶圓支持台使上述晶圓相對於上述平台而向上部移動後，使上述平台旋轉特定角度。

上述旋轉單元可於使上述平台相對於上述晶圓而向下部移動後，使上述平台旋轉特定角度。

可對藉由因上述平台的旋轉而旋轉特定角度的上述開口部露出的上述半導體晶片照射上述雷射束來執行標記作業。

上述平台可包含用以藉由真空吸附上述晶圓的真空板。

可更包含對上述晶圓的邊緣部分施加按壓的壓力而防止上述晶圓彎曲的加壓構件。

可更包含對上述晶圓支持台、上述加壓構件及上述旋轉單元的驅動進行控制的控制部。

上述加壓構件能夠以可藉由驅動馬達而調節施加至上述晶圓的壓力的方式具備。

上述晶圓支持台與上述加壓構件以彼此連動的方式具備，若上述晶圓支持台移動，則於上述加壓構件對上述晶圓施加壓力的狀態下，上述加壓構件亦可與上述晶圓支持台一同移動。

可更包含使上述平台沿水平方向移動的移動台。

上述平台的上述開口部能夠以使上述晶圓的4分之1的區域露出的方式具備。

上述平台的上述開口部能夠以使上述晶圓的2分之1的區域露出的方式具備。

本發明的一實施例的雷射標記方法是利用雷射束對晶圓所具備的半導體晶片執行標記（marking）作業，上述雷射標記方法包含如下步驟：將上述晶圓安裝至包含開口部的平台上的步驟；對藉由上述開口部露出的上述半導體晶片照射上述雷射束而執行第1標記作業的步驟；於使上述晶圓相對於上述平台而向上方向移動後，使上述平台旋轉特定角度的步驟；使上述晶圓相對於上述平台向下方向移動而將上述晶圓安裝至上述平台上的步驟；及對因上述平台的旋轉而藉由上述開口部露出的上述半導體晶片照射上述雷射束來執行第2標記作業的步驟。

於上述第2標記作業結束後，可更包含如下步驟：於使上述晶圓相對於上述平台而向上方向移動後，使上述平台旋轉特定角度的步驟；使上述晶圓相對於上述平台向下方向移動而將上述晶圓安裝至上述平台上的步驟；及對因上述平台的旋轉而藉由上述開口部露出的上述半導體晶片照射上述雷射束來執行第3標記作業的步驟。

可更包含於將上述晶圓安裝至上述平台上後，利用加壓構件對上述晶圓的邊緣施加按壓的壓力的步驟。

上述晶圓可藉由支持上述晶圓的一部分的晶圓支持台而沿上下方向移動。

上述加壓構件能夠以於對上述晶圓施加壓力的狀態下，與上述晶圓支持台連動的方式具備。

上述加壓構件可藉由驅動馬達而調節對上述晶圓施加之壓力。

上述平台可包含用以藉由真空吸附上述晶圓的真空板。

上述平台及上述雷射束中的至少一者能夠以可沿水平方向移動的方式具備。 [發明之效果]

根據上述本發明的解決課題的手段，可藉由安裝晶圓的真空板及對晶圓的邊緣部分施加壓力的加壓構件而防止會形成於晶圓的彎曲。

又，藉由僅向上下移動晶圓，可將晶圓的移動最小化，無需再次確認半導體晶片的位置而執行迅速且準確的標記作業。

以下，參照隨附圖式，詳細地對本發明的實施例進行說明，以便在本發明所屬的技術領域內具有常識者可容易地實施。然而，本發明能夠以各種不同的形態實現，並不限定於此處所說明的實施例。而且，為了於圖中明確地說明本發明，省略與說明無關的部分，於整篇說明書中對相似的部分標註相似的符號。

於整篇說明書中，在記載為某個部分與其他部分“連接”時，不僅包含“直接連接”的情形，而且亦包含於其等中間隔以其他元件而“電性連接”的情形。又，於記載為某個部分“包含”某個構成要素時，只要無特別相反的記載，則指可更包含其他構成要素，而並非是指排除其他構成要素。

圖1是概略性地表示本發明的一實施例的雷射標記裝置100的剖面圖。

參照圖1，雷射標記裝置100包含雷射頭10、安裝晶圓W的平台S、視覺相機20、晶圓支持台30、加壓構件40、移動台50、旋轉單元60及控制部80。

雷射頭10可出射雷射束。雷射頭10配置至平台S的下方，可對藉由平台S的開口部O露出的晶圓W所具備的半導體晶片照射雷射束而執行標記作業。包含雷射頭10的雷射系統可包含：雷射振盪器（未圖示），其產生雷射束；反射鏡（未圖示），其為了向晶圓的下方引導自雷射振盪器出射的雷射束而形成路徑；檢流計式掃描儀（未圖示），其用以使雷射束偏轉特定角度；及f-theta透鏡（未圖示），其用以修正雷射束的像差等。可於平台S上安裝晶圓W。參照圖2a及圖2b，平台S可包含多個孔P，包含多個孔P的平台S可成為真空板70。真空板70的下部可連接於真空泵，可藉由真空泵的作動而吸附固定安裝於真空板70上的晶圓W。晶圓W真空吸附至真空板70上，藉此晶圓W能夠以不會因自外部施加的力而移動的方式固定，亦可防止會發生於晶圓W的彎曲。又，於與晶圓W接觸的真空板70的表面，能夠以不會對晶圓W所具備的晶片的電路造成影響的方式附著抗靜電用墊（未圖示）、例如碳素橡膠。該碳素橡膠可防止晶圓W因於使晶圓W自真空板70脫離的過程中產生的衝擊而碎裂。

於平台S形成有開口部O。開口部O可為使安裝於平台S上的晶圓W所具備的半導體晶片露出的區域。開口部O具有小於晶圓W上的將要進行標記的整體區域的面積，以沿平台S的上下方向貫通的方式形成。自位於平台S的下方的雷射頭10出射的雷射束可藉由開口部O而照射至晶圓W所具備的半導體晶片。開口部O可如圖2a所示般呈平台S的一面完全開放的形態，亦可如圖2b所示般呈平台S的一部分鑿開的形態。

開口部O的面積並無特別限制，但於開口部O的面積過大的情形時，由平台S支持晶圓W本身的部分的面積縮小，故而難以防止晶圓W彎曲的現象。又，於開口部O的面積過小的情形時，為了對晶圓W所具備的半導體晶片的將要進行標記的整體區域進行標記，使平台S旋轉的次數變多，因此對一片晶圓W進行標記作業所需的時間變長。因此，開口部O的面積可為平台S整體面積的一半以下。例如，如圖2a所示，開口部O能夠以使晶圓W的4分之1的區域露出的方式具備。或是，如圖2b所示，開口部O能夠以如下方式具備：以連接平台S的邊緣部分的形態使晶圓W的約4分之1的區域露出。

再次參照圖1，視覺相機20可拍攝晶圓W所具備的半導體晶片而識別半導體晶片的位置。可根據識別出的半導體晶片的位置資訊而掌握晶片的位置，利用自雷射頭10出射的雷射束而對半導體晶片執行標記作業。

晶圓支持台30可支持晶圓W的一部分。若自上方觀察晶圓支持台30，則可形成為環形，且能夠以支持晶圓W的邊緣部分的形態具備。又，晶圓支持台30可使邊緣部分被支持的晶圓W相對於平台S而沿上下方向A1移動。晶圓支持台30可藉由安裝於晶圓支持台30的驅動馬達的驅動而移動。

加壓構件40發揮對晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力而使晶圓W擴展的作用。因此，可發揮防止會發生於晶圓W的彎曲的作用。為此，加壓構件40包含加壓環40a。加壓環40a為了沿晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力，可形成為環形。加壓構件40可藉由驅動馬達而沿上下方向A2移動，可藉由沿上下方向的移動而對晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力或解除壓力。又，加壓構件40可藉由驅動馬達而調節施加至晶圓W的壓力。

晶圓支持台30與加壓構件40能夠以彼此連動的方式具備。若晶圓支持台30沿上下方向移動，則連接於晶圓支持台30的加壓構件40亦可沿上下方向移動。又，若於加壓構件40對晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力的狀態下，晶圓支持台30沿上下方向移動，則加壓構件40可與晶圓W及晶圓支持台30一同沿上下方向移動。

移動台50可沿水平方向、即可於X-Y平面上移動。於利用自雷射頭10出射的雷射束對藉由開口部O露出的晶圓W所具備的半導體晶片照射雷射束時，可移動雷射頭10本身進行照射，但雷射頭10亦可於固定的狀態下，藉由移動台50沿水平方向的移動而對半導體晶片照射雷射束。

旋轉單元60可使平台S旋轉。若於加壓構件40對晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力的狀態下，晶圓支持台30向上方向移動，則加壓構件40與晶圓W及晶圓支持台30一同向上方向移動。或是，於加壓構件40對晶圓W的邊緣部分施加壓力而使晶圓W固定的狀態下，旋轉單元60可使平台S相對於晶圓W而向下部移動。

藉此，晶圓W可與平台S彼此隔開，此時，平台S可藉由旋轉單元60而旋轉特定角度。於開口部O以使晶圓W的4分之1的區域露出的方式具備的情形時，平台S藉由旋轉單元60而旋轉的角度可成為90度。

平台S藉由旋轉單元60而旋轉，藉此開口部O亦可旋轉特定角度。可對藉由旋轉的開口部O露出的半導體晶片照射雷射束而執行標記作業。雷射束向旋轉的開口部O的照射可藉由因雷射頭10的移動或移動台50沿水平方向的移動引起的平台S的移動而執行。

連接於晶圓支持台30、加壓構件40及旋轉單元60的控制部80可對晶圓支持台30、加壓構件40及旋轉單元60的驅動進行控制。根據自控制部80施加的訊號，晶圓支持台30可相對於平台S而沿上下方向A1移動，加壓構件40可沿上下方向A2移動。又，根據自控制部80施加的訊號，旋轉單元60可使平台S旋轉特定角度，亦可使平台S相對於晶圓W而向下部移動。

圖3a至圖3d是按照步驟表示本發明的一實施例的雷射標記方法的圖。

參照圖3a，首先將晶圓W安裝至平台S上。平台S可成為包含多個孔P的真空板70。於晶圓W安裝至平台S上後，晶圓W可藉由真空泵的作動而真空吸附至平台S上。

接著，參照圖3b，利用加壓構件40對晶圓W的邊緣施加按壓的壓力。加壓構件40包含加壓環40a，加壓環40a形成為環形而可沿晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力。

接著，藉由視覺相機20拍攝晶圓W所具備的半導體晶片而識別半導體晶片的位置。接著，根據識別出的半導體晶片的位置資訊而掌握晶片的位置，對藉由開口部O露出的半導體晶片照射自雷射頭10出射的雷射束而執行第1標記作業。

接著，參照圖3c，對藉由真空吸附而固定於平台S的晶圓W解除真空，於加壓構件40對晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力的狀態下，向上方向移動晶圓支持台30而使加壓構件40及晶圓W與晶圓支持台30一同向上方向移動。或是，可對藉由真空吸附而固定於平台S的晶圓W解除真空，於加壓構件40對晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力的狀態下，使平台S相對於晶圓W而向下部移動。

藉由以上步驟，晶圓W與平台S可彼此隔開。接著，利用旋轉單元60使平台S旋轉特定角度。於開口部O以使晶圓W的4分之1的區域露出的方式具備的情形時，平台S旋轉的角度可成為90度。

接著，參照圖3d，於加壓構件40對晶圓W的邊緣部分施加按壓的壓力的狀態下，向下方向移動晶圓支持台30而使加壓構件40及晶圓W與晶圓支持台30一同向下方向移動，將晶圓W安裝至平台S上。於晶圓W安裝至平台S上後，晶圓W可藉由真空泵的作動而真空吸附至平台S上。

接著，對因平台S的旋轉而藉由開口部O露出的半導體晶片照射自雷射頭10出射的雷射束來執行第2標記作業。雷射束向旋轉的開口部O的照射可藉由因雷射頭10的移動或移動台50沿水平方向的移動引起的平台S的移動而執行。

接著，於第2標記作業結束後，可反覆進行圖3c至圖3d中所述的標記製程而執行第3標記作業。於第3標記作業結束後，可再次反覆進行以上步驟，若對晶圓W所具備的半導體晶片完成標記，則可結束標記作業。於開口部O以使晶圓W的4分之1的區域露出的方式具備的情形時，若完成至第4標記作業，則可結束所有標記作業。

根據本發明的一實施例的雷射標記裝置及雷射標記方法，可藉由安裝晶圓W的真空板70及對晶圓W的邊緣部分施加壓力的加壓構件40而防止會形成於晶圓W的彎曲。又，藉由僅向上下移動晶圓W，可將晶圓W的移動最小化，無需再次確認半導體晶片的位置而執行迅速且準確的標記作業。

本發明的上述說明為示例，於本發明所屬的技術領域內具有常識者應可理解可不變更本發明的技術思想或必要特徵而容易地變形為其他具體的形態。因此，以上所述的實施例僅應理解為於所有方面均為示例，並不具有限定性。例如，說明為單一形態的各構成要素亦可分散實施，相同地，說明為分散形態的構成要素亦能夠以結合形態來實施。

本發明的範圍相比上述詳細說明而由下文將述的申請專利範圍界定，應解釋為根據申請專利範圍的含義、範圍及其等同的概念而導出的所有變更或變形的形態均包含於本發明的範圍內。

10‧‧‧雷射頭
20‧‧‧視覺相機
30‧‧‧晶圓支持台
40‧‧‧加壓構件
40a‧‧‧加壓環
50‧‧‧移動台
60‧‧‧旋轉單元
70‧‧‧真空板
80‧‧‧控制部
100‧‧‧雷射標記裝置
A1、A2‧‧‧上下方向
O‧‧‧開口部
P‧‧‧孔
S‧‧‧平台
W‧‧‧晶圓

圖1是概略性地表示本發明的一實施例的雷射標記裝置的剖面圖。 圖2a及圖2b是圖1所示的真空板的立體圖。 圖3a至圖3d是按照步驟表示本發明的一實施例的雷射標記方法的圖。

10‧‧‧雷射頭

20‧‧‧視覺相機

30‧‧‧晶圓支持台

40‧‧‧加壓構件

40a‧‧‧加壓環

50‧‧‧移動台

60‧‧‧旋轉單元

80‧‧‧控制部

100‧‧‧雷射標記裝置

A1、A2‧‧‧上下方向

S‧‧‧平台

W‧‧‧晶圓

Claims (20)

1. 一種雷射標記裝置，其是利用雷射束對晶圓所具備的半導體晶片執行標記作業，所述雷射標記裝置包含： 雷射頭，其出射所述雷射束； 平台，其安裝所述晶圓，且包含供所述雷射束透過而照射至所述半導體晶片的開口部； 晶圓支持台，其以如下方式具備，即，支持所述晶圓的一部分，使所述晶圓可相對於所述平台而沿上下方向移動；及 旋轉單元，其使所述平台旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射標記裝置，其中所述旋轉單元於所述晶圓支持台使所述晶圓相對於所述平台而向上部移動後，使所述平台旋轉特定角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的雷射標記裝置，其中所述旋轉單元於使所述平台相對於所述晶圓而向下部移動後，使所述平台旋轉特定角度。
4. 如申請專利範圍第2項所述的雷射標記裝置，其對藉由因所述平台的旋轉而旋轉特定角度的所述開口部露出的所述半導體晶片照射所述雷射束來執行標記作業。
5. 如申請專利範圍第1項所述的雷射標記裝置，其中所述平台包含用以藉由真空吸附所述晶圓的真空板。
6. 如申請專利範圍第1項所述的雷射標記裝置，其更包含對所述晶圓的邊緣部分施加按壓的壓力而防止所述晶圓彎曲的加壓構件。
7. 如申請專利範圍第6項所述的雷射標記裝置，其更包含對所述晶圓支持台、所述加壓構件及所述旋轉單元的驅動進行控制的控制部。
8. 如申請專利範圍第6項所述的雷射標記裝置，其中所述加壓構件以可藉由驅動馬達而調節施加至所述晶圓的壓力的方式具備。
9. 如申請專利範圍第6項所述的雷射標記裝置，其中所述晶圓支持台與所述加壓構件以彼此連動的方式具備，若所述晶圓支持台移動，則於所述加壓構件對所述晶圓施加壓力的狀態下，所述加壓構件亦與所述晶圓支持台一同移動。
10. 如申請專利範圍第1項所述的雷射標記裝置，其更包含使所述平台沿水平方向移動的移動台。
11. 如申請專利範圍第1項所述的雷射標記裝置，其中所述平台的所述開口部以使所述晶圓的4分之1的區域露出的方式具備。
12. 如申請專利範圍第1項所述的雷射標記裝置，其中所述平台的所述開口部以使所述晶圓的2分之1的區域露出的方式具備。
13. 一種雷射標記方法，其是利用雷射束對晶圓所具備的半導體晶片執行標記作業，所述雷射標記方法包含如下步驟： 將所述晶圓安裝至包含開口部的平台上的步驟； 對藉由所述開口部露出的所述半導體晶片照射所述雷射束而執行第1標記作業的步驟； 於使所述晶圓相對於所述平台而向上方向移動後，使所述平台旋轉特定角度的步驟； 使所述晶圓相對於所述平台向下方向移動而使所述晶圓安裝至所述平台上的步驟；及 對因所述平台的旋轉而藉由所述開口部露出的所述半導體晶片照射所述雷射束來執行第2標記作業的步驟。
14. 如申請專利範圍第13項所述的雷射標記方法，其於所述第2標記作業結束後，更包含如下步驟： 於使所述晶圓相對於所述平台而向上方向移動後，使所述平台旋轉特定角度的步驟； 使所述晶圓相對於所述平台向下方向移動而將所述晶圓安裝至所述平台上的步驟；及 對因所述平台的旋轉而藉由所述開口部露出的所述半導體晶片照射所述雷射束來執行第3標記作業的步驟。
15. 如申請專利範圍第13項所述的雷射標記方法，其更包含如下步驟：於將所述晶圓安裝至所述平台上後，利用加壓構件對所述晶圓的邊緣施加按壓的壓力的步驟。
16. 如申請專利範圍第15項所述的雷射標記方法，其中所述晶圓藉由支持所述晶圓的一部分的晶圓支持台而沿上下方向移動。
17. 如申請專利範圍第16項所述的雷射標記方法，其中所述加壓構件以於對所述晶圓施加壓力的狀態下，與所述晶圓支持台連動的方式具備。
18. 如申請專利範圍第15項所述的雷射標記方法，其中所述加壓構件可藉由驅動馬達而調節施加至所述晶圓的壓力。
19. 如申請專利範圍第13項所述的雷射標記方法，其中所述平台包含用以藉由真空吸附所述晶圓的真空板。
20. 如申請專利範圍第13項所述的雷射標記方法，其中所述平台及所述雷射束中的至少一者以可沿水平方向移動的方式具備。