TWI645486B - 具有指示線之晶圓映對程序控制 - Google Patents

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TWI645486B TW103108547A TW103108547A TWI645486B TW I645486 B TWI645486 B TW I645486B TW 103108547 A TW103108547 A TW 103108547A TW 103108547 A TW103108547 A TW 103108547A TW I645486 B TWI645486 B TW I645486B
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Abstract

本發明揭示一種用於在一晶粒拾取程序中提供對準之方法，該方法可包含：基於一參考晶粒對準一半導體晶圓；藉由沿著跨越該晶圓延伸之一線拾取若干個晶粒來相對於該參考晶粒形成一指示線；及使用該參考線來監視拾取機器相對於該晶圓之一位置。一晶粒附接機器可包含用於自動實施此方法之一控制系統。

Description

具有指示線之晶圓映對程序控制 相關申請案交叉參考
本申請案主張於2013年3月12日提出申請之第61/777,638號美國臨時申請案之權益，該臨時申請案全文併入本文中。
本發明係關於半導體晶片處理，例如，一種提供自一晶圓可靠且精確拾取晶粒之晶圓映對程序。
晶圓通常在膠帶或塑膠箔上經切割，因此晶粒經含納(但可易於移除)例如以供儲存在疊片包裝、凝膠包裝、捲帶與捲軸包裝中或接合至一封裝中。個別晶粒可以各種方式移除，例如，抓握晶粒並自捲帶拉拽其，用一接針自捲帶推動晶粒，或藉由真空牽引帶遠離晶粒。經釋放晶粒通常由一真空工具拾取並視需要放置。某些系統包含：裝備有一噴射器針系統之一拾取及放置機器與晶粒接合器，該噴射器針系統按壓晶粒背側以幫助打破黏合箔之黏合力；以及具有經座標化之z軸運動之一真空拾取工具，該真空拾取工具在至接合位置之轉移之前固持晶粒。
通常使用指示各個晶粒在晶圓上之位置之一晶圓映對來促進自晶圓拾取晶粒。在一習用程序中，一或多個參考晶粒用以相對於晶圓或特定晶粒對準拾取位置，亦即，拾取工具(例如，晶粒附接(D/A)機 器)之位置。
圖1展示包括複數個半導體晶粒之一半導體積體電路晶圓之一示意性平面圖。一矽晶圓102可劃切成複數個半導體晶粒104以供進一步處理以在複數個半導體晶粒104中之每一者上形成平面電晶體、二極體及導體。在所有電路已製作於複數個半導體晶粒104上之後，晶粒104經單粒化(分離)且封裝至積體電路(未圖示)中。
圖2A1至圖2C2圖解說明使用一參考晶粒來對準之一習用拾取程序。特定而言，圖2A1至圖2C2針對該程序之三個步驟圖解說明一實體晶圓102及一對應晶圓映對110。晶圓102可預製作有可配置成群組之一或多個參考晶粒。在此實例中，晶圓102預製作有以下兩個參考晶粒群組：一上部參考晶粒群組105A及一下部參考晶粒群組105B，其各自包含對準成一列之相同數目之晶粒(在此實例中，五個晶粒)。在一第一步驟中，參考圖2A1及圖2A2，使用者可選擇參考晶粒群組中之一者(參考晶粒群組105A或參考晶粒群組105B)來用作用於後續晶粒拾取之一空間參考。選定參考晶粒群組105A或105B之每一端上之個別晶粒104(在所圖解說明實例中，選定參考晶粒群組105A或105B之最左側晶粒104及最右側晶粒104)可由軟體(例如)藉由在晶圓映對110上之此晶粒104上方添加一「+」或其他符號來在視覺上標記。如本文中所使用，選定參考晶粒群組(此處，群組105A或者105B)亦簡稱為參考晶粒105。
在由圖2B1及圖2B2所圖解說明之一第二步驟中，一拾取/晶粒附接機器開始自晶圓102上之任何位置拾取晶粒104，同時使用選定參考晶粒105來檢查拾取機器與晶圓102之相對定位。如在圖2C1及圖2C2中所展示，拾取程序可繼續直至拾消耗晶圓102上之所有或實質上所有晶粒104。
然而，選定參考晶粒105通常在晶圓102中僅提供兩個點(參考晶 粒105之每一端處之個別晶粒104)，以使得拾取工具/晶粒附接機器常常不能偵測相對於晶圓102之不正確對準。因此，拾取/晶粒附接機器可使一列及/或行滑移，此可由於晶粒附接處組裝之未通過測試晶粒而導致一最終測試處之低良率。
因此，需要相對於一晶圓更可靠地對準一拾取/晶粒附接機器(例如)以減少或實質上消除拾取晶圓上之一不正確晶粒位置之可能性。
根據本發明之教示，一種自動化程序可提供於晶粒附接(D/A)機器軟體中以在一正常拾取之前形成一指示線，因此允許該D/A機器隨後監視其自身。
在一項實施例中，一種用於在一晶粒拾取程序中提供對準之方法包括：基於一參考晶粒對準一半導體晶圓；藉由沿著跨越該晶圓延伸之一線拾取若干個晶粒來相對於該參考晶粒形成一指示線；及使用參考線來監視拾取機器相對於該晶圓之一位置。
在另一實施例中，一種處理具有一晶粒陣列之一晶圓之方法包括：一拾取機器基於一參考晶粒對準一晶圓；藉由沿著跨越該晶圓延伸之一線拾取若干個晶粒來相對於該參考晶粒形成一指示線；自該晶圓拾取複數個晶粒；及在拾取程序期間，使用該指示線驗證該拾取機器相對於該晶圓之位置。
在另一實施例中，一種半導體晶圓包括：一晶粒陣列；一參考晶粒；及一指示線，其相對於該參考晶粒延伸，該指示線包括沿著跨越該晶圓延伸之一線之若干個所拾取晶粒，其中該指示線可由一拾取機器用於位置驗證。
102‧‧‧矽晶圓/晶圓/實體晶圓
104‧‧‧半導體晶粒/晶粒/個別晶粒/最左側晶粒/最右側晶粒
104A‧‧‧特定晶粒位置
105A‧‧‧上部參考晶粒群組/參考晶粒群組/選定參考晶粒群組/群組/可用參考晶粒
105B‧‧‧下部參考晶粒群組/參考晶粒群組/選定參考晶粒群組/群組/可用參考晶粒/參考晶粒
110‧‧‧對應晶圓映對/晶圓映對
120‧‧‧指示線
150‧‧‧實例性晶粒附接機器/機器/拾取機器
152‧‧‧控制系統
154‧‧‧拾取裝置或設備/晶粒附接頭
160‧‧‧處理器
162‧‧‧非暫時性記憶體
164‧‧‧軟體或其他電腦可讀邏輯或指令/軟體/邏輯
220‧‧‧彈出訊窗
下文參考圖式論述實例性實施例，其中：圖1圖解說明包括複數個半導體晶粒之一半導體積體電路晶圓之 一示意性平面圖；圖2A1至圖2C2圖解說明使用一選定參考晶粒來對準之一習用拾取程序；圖3A1至圖3D2圖解說明根據一項實施例之用於使用一參考線或「指示線」之D/A機器對準及驗證之一實例性程序；圖4A1至圖4C2圖解說明根據一項實施例之用於形成一指示線之一實例性程序；圖5A及圖5B分別圖解說明根據一項實施例之一實體晶圓及一對應晶圓映對，展示具有一Z字形或鋸齒組態之一實例性指示線；圖6A及圖6B分別圖解說明根據一項實施例之一實體晶圓及一對應晶圓映對110，展示一實例性單列指示線；圖7圖解說明根據各項實施例之用於使用本文中所揭示之技術中之任一者(特定而言)藉由採用使用用於位置驗證及/或錯誤偵測之一參考線之晶圓映對控制程序處理晶圓之一實例性晶粒附接(D/A)機器；圖8圖解說明根據一項實施例之可在一控制系統之軟體/邏輯中體現之一實例性晶圓映對控制方法；圖9A1及圖9A2分別圖解說明一實體晶圓及一對應晶圓映對，展示藉由機器之一精確拾取之一實例；且圖9B1及圖9B2圖解說明根據一實例性實施例之在拾取程序期間之一錯誤之一實例。
根據本發明之教示，一指示線形成於晶圓上且用於拾取位置之驗證，此允許D/A機器驗證每一列及行之位置。舉例而言，一自動化程序可形成於該D/A機器軟體內以在於拾取程序之前處理每一晶圓之開始處形成指示線，藉此允許D/A機器監視其自身。
使用指示線可確保依晶圓映對資料可靠且精確拾取晶圓。舉例 而言，該技術可提供一種在D/A機器上之拾取及放置操作期間快速偵測晶圓映對至晶圓對準中之錯誤之方法。其可藉由向總成操作者警示可導致拾取及組裝不正確晶粒之晶圓映對至晶圓對準中之錯誤來改良品質。
在某些實施例中，指示線與晶圓參考晶粒交叉，此可確保可靠定向。
圖3A1至圖3D2圖解說明根據一項實施例之使用一參考線或「指示線」之D/A機器對準及驗證之一實例性程序。特定而言，圖3A1至圖3D2針對該程序之四個步驟圖解說明一實體晶圓102及一對應晶圓映對110。在由圖3A1及圖3A2圖解說明之一第一步驟中，使用一選定參考晶粒105來對準晶圓102。舉例而言，一使用者可自預形成在晶圓102上之可用參考晶粒105A及105B選擇參考晶粒105B。接著，如由圖3B1及圖3B2所圖解說明，D/A機器藉由沿著跨越該晶圓延伸之一直線拾取若干個晶粒104來在晶圓102及晶圓映對110兩者上形成一指示線120。
在某些實施例中，指示線120可藉由沿著跨越晶圓102完全延伸之一線拾取每一晶粒104而形成。
在其他實施例中，指示線120可藉由沿著跨越晶圓102延伸之一線拾取至少約50%而非所有晶粒104而形成。舉例而言，指示線120可藉由拾取沿著跨越該晶圓延伸之一線之大部分延伸之一連續列之晶粒104，或藉由沿著跨越該晶圓延伸之一線以一交替方式拾取晶粒104(例如，藉由沿著一線或沿著跨越晶圓102延伸之一線之一實質部分拾取每隔一個晶粒104)而形成。
在又其他實施例中，指示線120可藉由沿著跨越晶圓102延伸之一線拾取介於25%與50%之間之晶粒104而形成。舉例而言，指示線120可藉由沿著跨越該晶圓延伸之一線以一交替方式(以沿著跨越晶圓 102延伸之線拾取總共25%至50%之晶粒104之一方式)拾取晶粒104而形成。
在又其他實施例中，指示線120可包含跨越晶圓102延伸之兩個或兩個以上毗鄰列，其中每一列具有根據上文所論述之各項實施例中之任一者拾取之晶粒104之所有或某一部分。舉例而言，指示線120可藉由沿著一第一列拾取每一晶粒104及藉由沿著毗鄰第一列之一第二列以一交替方式(舉例而言，每隔一個晶粒)拾取晶粒而形成，藉此形成一「線鋸」狀指示線120，例如，如在下文論述之實例性實施例中所展示。
在某些實施例中，指示線120可經形成以使得其與參考晶粒105(舉例而言，選定參考晶粒105B)交叉。如本文中所使用，「交叉」包含(a)兩個線或分段完全交叉，(b)一第一線或分段延伸穿過一第二線或分段之一端點晶粒，及(c)一第一線或分段與一第二線或分段共用一端點晶粒。因此，交叉線或分段共用至少一個晶粒104。
接著，如圖3C1及圖3C2所圖解說明，D/A機器開始自晶圓102上之任何位置拾取晶粒104。如在圖3D1及圖3D2中所展示，拾取程序可繼續直至消耗晶圓102上之所有或實質上所有晶粒104。在拾取程序期間，D/A機器可將指示線120用於D/A機器位置與晶圓映對至晶圓對準之自驗證。
圖4A1至圖4C2圖解說明根據一項實施例之用於形成指示線120(亦即，對應於上文所論述之圖3B1及圖3B2中展示之步驟)之一實例性程序。特定而言，圖4A1至圖4C2針對該程序之三個步驟圖解說明一實體晶圓102及一對應晶圓映對110。
如在圖4A1及圖4A2中所展示，藉由沿著跨越晶圓102延伸之一或多個列拾取晶粒104來在晶圓102及晶圓映對110上開始指示線120之形成。在此實例中，藉由沿著一第一列以一交替方式拾取晶粒104來開 始指示線120之形成。在完成第一列之指示線120之後，拾取一毗鄰第二列之晶粒104，如在圖4B1及圖4B2中所展示，因此形成具有一實質上Z字形或鋸齒形狀之指示線120。
如在圖4C1及圖4C2中所展示，指示線120可經定位以使得其與參考晶粒105B交叉，此可提供可靠定向。在所圖解說明之實例中，第二列之指示線120共用參考晶粒105B之最左側晶粒。在一替代實施例中，指示線120可與參考晶粒105B間隔開一或多個列或行。
圖5A及圖5B分別圖解說明一實體晶圓102及一對應晶圓映對110，展示具有類似於圖4C1及圖4C2中所展示之一Z字形或鋸齒組態之另一指示線120。在特定系統或情景中，指示線120之此組態可提供優於一筆直單列指示線之一進一步優點。舉例而言，Z字形或鋸齒組態可藉由偵測列及行位置兩者中之錯誤來提供額外錯誤保護。
圖6A及圖6B分別圖解說明一實體晶圓102及一對應晶圓映對110，展示一筆直單列指示線120之一實例。
圖7圖解說明如本文中所揭示之用於使用本文中所揭示之技術中之任一者(特定而言)藉由採用使用用於位置驗證及/或錯誤偵測之一參考線之晶圓映對控制程序處理晶圓(例如，上文所論述之晶圓102中之任一者)之一實例性晶粒附接(D/A)機器150。D/A機器150可包含經組態以控制用於自一晶圓102拾取晶粒之一拾取裝置或設備154之一控制系統152。控制系統152可包含用於執行D/A機器150之控制操作(包含拾取、位置驗證及錯誤偵測功能)之任何適合硬體及/或軟體。舉例而言，如所展示，控制系統152可包含一處理器160及非暫時性記憶體162，該非暫時性記憶體儲存(a)用於執行本文所揭示之功能性中之任一者(例如，下文關於圖8論述之方法)之軟體或其他電腦可讀邏輯或指令164及(b)一或多個晶圓映對110。非暫時性記憶體162可包含一或若干任何適合記憶體裝置，例如，暫存器記憶體、處理器快取記憶 體、磁性記憶體、隨機存取記憶體(RAM)、任何類型之唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、磁碟等。非暫時性記憶體162亦可包含一或多個資料庫。另一選擇係，可藉由控制系統152之韌體提供本文中所揭示之某些或所有功能性。
圖8圖解說明根據一項實施例之可在控制系統152之軟體/邏輯164中體現之一實例性晶圓映對控制方法200。在步驟202處，D/A機器150裝載晶圓102並對準晶圓102與晶圓映對110。在步驟204處，機器150接著使晶圓旋轉90度至拾取軸。在步驟206處，機器150使一晶粒附接頭154移動至含有一參考晶粒105(其可係使用者自多個可用參考晶粒選擇的)之列。在步驟208處，機器150接著執行跨越晶圓102延伸之一或多個列之一完全或部分拾取以形成一指示線120，例如，如上文所論述。
在步驟210處，機器150接著使晶圓102旋轉回至一拾取定向。在步驟212處，一操作者可接著起始一自動化拾取程序，其中D/A機器150正常運行，且可在適合時間(舉例而言，以規則間隔，在每一列或行之後，在拾取預定義數目個晶粒之後等)執行機器之位置之自驗證。在自動化拾取程序期間，其中D/A機器150垂直於指示線120之伸長方向移動，以使得機器150通過每一通道上之指示線120。舉例而言，參考圖3B1至圖3C2，拾取機器150水平移動以拾取每一水平列，且因此通過每一水平通道上之垂直定向之指示線120。因此，機器150可藉由比較晶圓102之每一列中之實際晶粒之位置與晶圓映對110來驗證機器在每一水平通道上相對於晶圓之位置。
在步驟214處，機器150可偵測一錯誤。舉例而言，機器150可判定在晶圓映對指示存在一晶粒之一位置處不存在實際晶粒，或反之亦然，此可指示實際機器位置係自由晶圓映對指示之位置偏離一個(或多個)晶粒。當偵測到一錯誤時，機器150可產生一錯誤信號且將該錯 誤信號顯示給操作者且該操作者可視情況校正錯誤，如216處所指示。舉例而言，機器150可產生指示存在一錯誤之一彈出訊窗，且可進一步提供錯誤之細節。軟體可接著促使使用者驗證錯誤及/或在實際晶圓處執行晶粒位置之一校正。在校正錯誤之後，拾取操作可以此方式繼續直至完成，如218處所指示。
圖9A1及圖9A2分別圖解說明一實體晶圓102及一對應晶圓映對110，展示藉由機器150之一精確拾取之一實例，而圖9B1及圖9B2圖解說明在拾取程序期間之一錯誤之一實例。如圖9A1及圖9A2中所展示，正被拾取之晶圓102之晶粒圖案匹配晶圓映對110。相反，在圖9B1及圖9B2中，正被拾取之晶圓102之晶粒圖案不匹配晶圓映對110。特定而言，機器150針對一特定晶粒位置104A偵測在晶圓上不存在晶粒，而晶圓映對110指示應存在一晶粒。因此，機器150可判定機器150之實際位置自由藉由一或多個晶粒之晶圓映對指示之位置偏離。作為回應，機器150可產生指示存在一錯誤之一彈出訊窗220，且可進一步提供錯誤之細節。在某些實施例中，機器150將停留在其中偵測到一錯誤之每一列上，且僅在某一預定義使用者互動(例如，以校正對準錯誤)之後才繼續進行拾取下一列。在其他實施例中，機器150即使在偵測到錯誤之後仍可繼續拾取全晶圓，且接著為使用者產生一錯誤報告。
儘管在本發明中詳細闡述所揭示實施例，但應理解，可在不背離該等實施例之精神及範疇之情況下對該等實施例做出各種改變、置換及變更。

Claims (14)

  1. 一種用於在一晶粒拾取(picking)程序中提供對準之方法，該方法包括：基於一參考晶粒對準一半導體晶圓；在拾取一晶粒之前形成一指示線(indicator line)，該指示線係藉由沿著跨越該晶圓延伸之一線拾取若干個晶粒而相對於該參考晶粒形成；及使用該指示線來監視一拾取機器(picking machine)相對於該晶圓之一位置。
  2. 如請求項1之方法，其包括形成該指示線以使得其與該參考晶粒交叉。
  3. 如請求項1之方法，其中形成該指示線包括沿著跨越該晶圓延伸之該線拾取每一晶粒。
  4. 如請求項1之方法，其中形成該指示線包括僅沿著跨越該晶圓延伸之該線拾取該等晶粒中之某些晶粒。
  5. 如請求項1之方法，其中形成該指示線包括沿著跨越該晶圓延伸之該線拾取大部分(most)而非所有該等晶粒。
  6. 如請求項1之方法，其中形成該指示線包括沿著跨越該晶圓延伸之該線以一交替方式拾取晶粒。
  7. 如請求項1之方法，其中形成該指示線包括沿著跨越該晶圓延伸之該線拾取每隔一個晶粒(every other die)。
  8. 如請求項1之方法，其中形成該指示線包括形成一Z字(zig-zag)形或鋸齒(saw tooth)形狀，其係藉由沿著跨越該晶圓延伸之一第一線拾取所有或實質上所有該等晶粒，且沿著毗鄰且平行於該第一線之一第二線以一交替方式拾取晶粒。
  9. 如請求項1之方法，其中該參考晶粒包括該晶圓之多個個別晶粒。
  10. 一種用於處理具有一晶粒陣列(an array of dice)之一晶圓之方法，該方法包括：一拾取機器基於一參考晶粒對準一晶圓；在拾取一晶粒之前由該拾取機器形成一指示線，該指示線係藉由沿著跨越該晶圓延伸之一線拾取一數量之晶粒而相對於該參考晶粒形成；該拾取機器自該晶圓拾取複數個晶粒；及在拾取程序期間，該拾取機器使用該指示線來驗證(verify)該拾取機器相對於該晶圓之位置。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包括該拾取機器識別(identify)一映對位置(map location)錯誤，且將該錯誤指示給一操作者。
  12. 如請求項10之方法，其包括形成該指示線以使得其與該參考晶粒交叉。
  13. 如請求項10之方法，其中形成該指示線包括形成一Z字形或鋸齒形狀，其係藉由沿著跨越該晶圓延伸之一第一線拾取所有或實質上所有該等晶粒，且沿著毗鄰且平行於該第一線之一第二線以一交替方式拾取晶粒。
  14. 如請求項10之方法，其中該參考晶粒包括該晶圓之多個個別晶粒。
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