TWI656039B - 噴墨印刷系統和處理晶圓的方法 - Google Patents

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Abstract

用於處理高容量中之晶圓的噴墨印刷系統。該噴墨印刷系統包括晶圓可被放置在其上之夾頭、及具有至少一噴嘴的噴墨印刷頭。每一夾頭係與單一照相機有關聯。每一夾頭包括2維目視基準。電子控制器組件被建構來拍攝含有該晶圓邊緣及該2維目視基準之單一影像，在每個實例中，晶圓已被放置在夾頭上。用於每一影像，該夾頭相對該照相機的位置及該晶圓相對該照相機之位置被決定。隨後，相對該夾頭的晶圓位置被計算，且基於此，該至少一噴嘴之引發被定時，且該印刷動作組件的運動被控制，以致該等液滴被精確地定位在該晶圓上。

Description

噴墨印刷系統和處理晶圓的方法
本發明有關噴墨印刷系統及用於處理晶圓之方法。更特別地是，本發明有關印刷系統及用於在短時間內處理高容量晶圓的方法。
US 6,436,843 B1揭示用於將塗覆材料施加在基板上之方法，其中印刷頭被設置在基板之上，該基板被夾頭所支撐。數位信號處理器提供控制信號，用於控制配送塗覆材料的液滴用之製程參數、及用於控制該印刷頭及該夾頭的相對位置。該印刷頭及該夾頭間之相對位置被決定的方式未被揭示。
US 2007/169806 A1揭示包括被安裝於硬式安裝件中的印刷頭及照相機之印刷組件，該照相機具有高放大能力。具有該印刷頭及該照相機之硬式安裝件被安裝在用於支撐晶圓的輸送帶之上。電腦/工作站被耦接至接收及處理來自該照相機的成像資料。以此設定，承載該印刷頭及該照相機之硬式安裝件可相對於在該輸送帶上的晶圓被校 準及登錄。具有高放大能力之照相機係相當昂貴的。
WO 2011/026880 A1揭示用於在基板上定中心印刷徑跡之系統及方法。首先，印刷站沈積第一印刷徑跡及標記元件。其次，第二印刷徑跡係於第二步驟中沈積，該第二印刷徑跡包括定中心中斷，其係相對於該標記元件被定位及定中心。主要有關對齊隨後施加的網印圖案之習知方法可包括檢查系統的使用，該檢查系統包括CCD照相機。該檢查系統可位於進來之基板的某些特色之位置，並可將該檢查結果傳達至系統控制器，用於該基板的定向及位置之分析，以在印刷頭之下於處理該基板之前輔助該基板的精確位置。
US 7,611,217 B2揭示用於噴墨液滴定位之方法及系統。該習知方法包括決定在基板上的墨水液滴之意欲沈積位置。為了那個目的，墨水液滴係使用噴墨印刷系統沈積在該基板上。隨後，在該基板上之沈積墨水液滴的沈積位置被定位，且該沈積位置係與該意欲位置作比較。然後，該沈積位置與該意欲位置間之差異被決定，且該沈積位置與該意欲位置間之差異係藉由調整該噴墨系統的控制參數被補償。
此方法係耗時的，因為其必需對於必需被處理之每一晶圓來做成。有鑒於此，該習知系統係不適合用於高容量噴墨印表機系統。
EP 1 888 336揭示一噴墨印刷系統，包括校準照相機及視覺照相機組件與在該校準照相機組件上之對位標記。 該視覺照相機組件包括高解析度照相機及具有比該高解析度照相機較大的視場之低解析度照相機，典型大約10毫米乘以10毫米。以該校準照相機，該等印刷頭間之位置誤差可藉由以該校準照相機注視著該印刷頭而被決定。當誤差被發現時，這些誤差可被調整。該視覺照相機組件及該校準照相機組件兩者能夠注視著該對位標記，以便協調視覺照相機組件及該校準照相機組件。一旦校準照相機組件與機器視覺照相機組件間之相對位置被得知，印刷頭、校準照相機組件、及機器視覺照相機組件間之相對定位可被電腦所決定，並可被使用於印刷頭及印刷頭滑座調整。再者，視覺照相機組件及印刷頭滑座機架間之相對定位可經過共用光條的使用而被得知。這可大致上允許電腦決定基板與印刷頭間之相對定位、及決定在其間之任何定位誤差。
為了精確地決定晶圓相對印刷頭的位置，包括高解析度及低解析度照相機之昂貴的雙重照相機視覺組件係需要的以及為校準照相機組件。該習知測量系統之準確度及精密度被各種照相機的位置之準確度所決定。有鑒於此，該各種照相機的滑座必需為很堅固，以便確保該二系統之照相機的相對位置保持原封不動。此堅固之可運動照相機滑座係昂貴的。
本發明之目的係提供一減輕該先前技術領域之缺點的 噴墨印刷系統。更特別地是，本發明之目的係提供一噴墨印刷系統，其使用相當低成本的照相機，但以此照相機，該液體之沈積在該晶圓上能以圍繞理論上想要之位置的定位變動來施行，其在高容量晶圓之處理期間於該印刷工作的需求內保留在附近，縱使大量晶圓係在有限之時間段中被供給。
為了那個目的，本發明提供一噴墨印刷系統，其被建構來將液體材料的圖案噴繪在晶圓上，該等晶圓係以高容量供給，且每一晶圓具有在至少二不同方向中延伸之晶圓邊緣，該噴墨印刷系統包括：-至少一夾頭，晶圓可被放置在該夾頭上；-至少一噴墨印刷頭，其包括被建構來當該噴嘴係藉由控制信號所引發時排出液體之至少一噴嘴；-印刷動作組件，其支撐該至少一夾頭及該至少一噴墨印刷頭的至少一者，以致在該至少一夾頭上之2維印刷區域可被以藉由該至少一印刷頭所排出的液體所覆蓋；-電子控制器組件，被建構來產生控制信號以引發該至少一噴嘴，且被建構來控制該印刷動作組件，用於相對該至少一夾頭定位該至少一印刷頭，以致相對該夾頭排出該液體之定位變動係少於第一閾值；-該至少一夾頭之每一夾頭係與單一關聯照相機相關聯，該單一關聯照相機係指向該關聯夾頭，每一照相機具有2維矩陣的照相機像素，每一像素具有一像素坐標；-每一夾頭包括延伸在邊界內之配置區域； -每一夾頭包括2維目視基準；-其中該控制器組件被建構來：-控制該照相機，其係與該夾頭有關聯，以拍攝單一影像，在每個實例中，晶圓已被放置在該夾頭上，其中該影像包括該晶圓邊緣及該夾頭的2維目視基準；-藉由偵測該2維目視基準相對於該照相機像素坐標之位置，為每一影像決定該夾頭相對該照相機的位置；及-藉由偵測該晶圓W之晶圓邊緣相對於該照相機像素坐標的位置，為每一影像決定該晶圓相對該照相機之位置；-使用這些二位置決定，以為每一影像計算相對該2維目視基準且如此相對該夾頭的晶圓位置，而具有小於第二閾值之準確度，並基於該相對位置，隨後將該至少一印刷頭的至少一噴嘴之引發定時，且控制該印刷動作組件之運動，以致藉由該噴墨印刷頭所排出的液體被定位在該晶圓上，而具有少於該第一與第二閾值之總和的定位變動。
由於夾頭上之該2維目視基準的存在，以被放置在該夾頭上面之晶圓並以相當低成本的照相機、更特別地簡單之CCD照相機，該夾頭及該晶圓間之相對位置可藉由拍攝該夾頭之單一影像被很正確地決定。這能藉由比較該夾頭上之2維目視基準及如藉由該照相機所拍攝之影像中所登錄的晶圓邊緣間之相對位置而被施行。該照相機的支撐 結構不必需為堅固的，因為該照相機相對該印刷頭之位置不會扮演決定該晶圓相對該印刷頭的位置之角色。該液體相對該夾頭的定位變動當然係藉由該印刷動作組件所決定，該印刷動作組件留意該夾頭及該印刷頭間之相對運動，且必需低於第一閾值。該定位變動係以長度的量值表達、譬如以微米單位。此印刷動作組件無論如何必需為堅固的，以便能夠相對彼此以可重複的精確性將液滴或液體徑跡沈積在晶圓上。以根據本發明之組構，該晶圓在該夾頭上的位置之決定可被迅速地及以少於該第二閾值的準確度施行，亦即藉由在晶圓已被放置在該夾頭上之後拍攝單一影像及基於該影像的一些隨後的計算。該準確度亦係以長度的量值、譬如以微米單位表達。另外，該晶圓相對該夾頭之位置的決定能被以照相機組件獲得，該照相機組件與該先前技術領域系統相比較係低成本的。因此，已在該晶圓上被排出之液體的定位變動係少於該第一及該第二閾值之總和。
本發明的噴墨印刷系統之額外優點係其能處理在其表面不具有參考標示的晶圓。
本發明亦提供將液體材料的圖案噴繪在晶圓上之方法，該等晶圓係以高容量供給，該方法包括：-提供根據本發明的噴墨系統；及為每一晶圓的處理重複以下步驟：-拾取晶圓及將晶圓放置在夾頭上；-控制該夾頭之關聯照相機，以拍攝包括該晶 圓邊緣及該夾頭的2維目視基準之單一影像；-藉由偵測該2維目視基準相對於該照相機像素坐標之位置，決定該夾頭相對該照相機的位置；及-藉由偵測該晶圓之晶圓邊緣相對於該照相機像素坐標的位置，決定該晶圓相對該照相機之位置；-使用這些二位置決定，以計算相對該2維目視基準且如此相對該夾頭的晶圓位置，而具有少於第二閾值之準確度，並基於該相對位置，隨後將該至少一印刷頭的至少一噴嘴之引發定時，且控制該印刷動作組件之運動，而具有少於該第一閾值的定位變動，以致藉由該噴墨印刷頭所排出的液體被定位在該晶圓上，且具有少於該第一與第二閾值之總和的定位變動。
以此方法，晶圓上之液體的配置可被以相當低成本之噴墨印刷系統很正確地及精確地施行。該噴墨印刷系統可為低成本的，因為僅只單一簡單之CCD照相機可被需要，其拍攝該相關聯夾頭及被放置在該夾頭上的整個晶圓之影像。在已拍攝該影像之後，該拍攝係在新的晶圓已被放置在該夾頭上之後的每一情況下被施行，計算足夠決定該晶圓相對該印刷頭之位置。這可被迅速地做成。因為該晶圓邊緣的長度及該2維目視基準之尺寸可為巨大的、典型為公分之數量級，用於決定該晶圓邊緣及該2維目視基準的位置所涉及之像素的數目係大的，且因此，該夾頭之2維目視基準及該晶圓邊緣之相對位置的決定之準確度可為非常好，甚至以低成本照相機。以低成本照相機，該準 確度的閾值可為比50微米更小，但具有稍微改善之CCD照相機，該CCD照相機設有較佳的CCD感測器，其準確度可被顯著地改善，且典型係比5微米更小。
其次，本發明之各種實施例將參考被顯示於該等圖面中的範例而被討論。
10‧‧‧噴墨印刷系統
14‧‧‧夾頭
16‧‧‧噴墨印刷頭
18‧‧‧第一導引件(印刷動作組件)
19‧‧‧平台
20‧‧‧第二導引件(印刷動作組件)
21‧‧‧門架
22‧‧‧主控制器(電子控制器組件)
23‧‧‧滑座
24‧‧‧印刷頭控制器(電子控制器組件)
26‧‧‧照相機
28‧‧‧目視基準
281‧‧‧基準邊緣
282‧‧‧基準邊緣
283‧‧‧基準邊緣
284‧‧‧基準邊緣
30‧‧‧校準照相機
32‧‧‧環型光源
B‧‧‧邊界
B1‧‧‧邊界部分
B2‧‧‧邊界部分
B3‧‧‧邊界部分
B4‧‧‧邊界部分
I‧‧‧影像
W‧‧‧晶圓
We‧‧‧晶圓邊緣
We1‧‧‧晶圓邊緣部分
We2‧‧‧晶圓邊緣部分
We3‧‧‧晶圓邊緣部分
We4‧‧‧晶圓邊緣部分
圖1顯示噴墨印刷系統之範例的立體圖，其中本發明之各種實施例被實施；圖2顯示具有相關聯的照相機之夾頭的概要側視圖；及圖3顯示藉由該噴墨印刷系統之照相機所拍攝的影像之範例。
該等圖面顯示噴墨印刷系統的範例，其中本發明之各種實施例被併入。應注意的是該等實施例亦可被獨立地應用，且本發明不被限制於該等圖面中所顯示之範例。在下面，各種實施例將被敘述，藉此參考數字將被使用以參考該等圖面。該等參考數字在此中被使用於說明，但不具有限制的效果。實施例亦可被以與該圖面中所顯示之範例不同的方式來實施。
一般而言，該揭示內容有關噴墨印刷系統10，其被建構來將液體材料之圖案噴繪在以高容量被供給的晶圓W 上。此噴墨印刷系統10之範例被顯示在圖1中。
每一晶圓W具有在至少二不同方向中延伸的晶圓邊緣We。該系統包括至少一夾頭14，晶圓W能被放置在該夾頭上。此配置將藉由晶圓處理系統、諸如晶圓拾取及放置組件被自動地施行，該晶圓拾取及放置組件被建構來拾取所供給的晶圓W，並將所拾取之晶圓W放置於該噴墨印刷系統10的至少一夾頭14上。為該目的，該晶圓處理系統可包括被建構來拾取單一晶圓W之至少一吸入頭。該晶圓處理系統可為該噴墨印刷系統的一部分，但不需是必然的。該晶圓處理系統可被分開地供給及鄰接該噴墨印刷系統、譬如鄰接該噴墨印刷系統或局部地在該噴墨印刷系統上方被定位。
該噴墨印刷系統10另包括至少一噴墨印刷頭16，其包括至少一噴嘴，其中該至少一噴嘴被建構來當該噴嘴被控制信號所引發時排出液體。被該噴嘴所排出之液體可採取點滴或連續流的形式。該噴墨印刷系統亦包含支撐該至少一夾頭14及該至少一噴墨印刷頭16之至少一者的印刷動作組件(第一導引件18、第二導引件20)，以致在該至少一夾頭14上之二維印刷區域可被以藉由該至少一噴墨印刷頭16所排出的液體所覆蓋。於一實施例中，每一噴墨印刷頭16包括複數個噴嘴。在圖1所示範例中，該印刷動作組件包括於Y方向中延伸之第一導引件18，每一者具有二夾頭14的二平台19係可沿著該Y方向運動。在該範例中所顯示之噴墨印刷系統10包括於X方向中橫向 地延伸在該第一導引件18之上的門架21。該門架21包括第二導引件20，滑座23係可在該第二導引件上沿著該X方向運動。該滑座23承載該至少一印刷頭16。於X及Y方向中之組合運動提供以藉由該至少一印刷頭16所排出的液體覆蓋二維區域之可能性。在另一選擇實施例中，該等夾頭可被固定，且該門架21可為能於該Y方向中運動。在又另一選擇實施例中，該至少一印刷頭16可被固定，且該等夾頭14可為能於X及Y方向中運動。該等夾頭14亦可為能繞著Z軸旋轉，以對齊該印刷頭的主要方向與晶圓邊緣之主要方向或與該晶圓上的圖案或結構對齊。另一選擇或另外，該至少一印刷頭16可為繞著Z軸能旋轉地安裝，以對齊該印刷頭16的主要方向與晶圓邊緣之主要方向或與該晶圓上的圖案或結構對齊。於各種實施例中，夾頭14之數目也同樣可被變動。具有一夾頭14、或就此而言具有任何數目之夾頭14的實施例係同樣可施行的。
該印刷動作組件包括電子控制器組件(印刷頭控制器22、主控制器24)，其被建構來產生至該至少一噴嘴之控制信號，且其被建構來控制該印刷動作組件，用於相對該至少一夾頭14定位該至少一印刷頭16，以致相對該夾頭沈積該液體的定位變動係少於第一閾值。該定位變動係以譬如以微米單位表示之長度的量值。其將為清楚的是該電子控制器組件可包括彼此通訊之各種電子控制器單元。譬如，該印刷頭16可具有其自身的印刷頭控制器22，並產 生用於引發該等噴嘴之控制信號。該印刷動作組件可具有一或多個電子控制器組件、譬如用於每一驅動器有一控制器組件。主控制器24可與該各種驅動器控制器及該印刷頭控制器22通訊，以協調該各種驅動器控制器及該印刷頭控制器22。
該至少一夾頭14的每一夾頭14係與被引導至該相關聯夾頭14之單一相關聯的照相機26有關聯。每一照相機26具有2維矩陣之照相機像素。此用辭包括單一照相機26係與超過一個夾頭14有關聯的實施例。該照相機26之每一像素具有一像素坐標。該照相機或諸照相機26可為相當簡單及低成本的CCD照相機。
圖2顯示具有相關聯照相機26之夾頭14的概要側視圖。該圖面清楚地顯示該照相機26被定位在該夾頭14上方，以拍攝實質上該夾頭14之整個上表面及被放置在其上面的晶圓W之影像I。此影像I的範例被顯示在圖3中。
於另一選擇實施例中，單一照相機26可為與超過一夾頭14有關聯，以致該照相機可拍攝在其上面放置晶圓W之數個夾頭14的影像。
每一夾頭14包括一延伸在邊界B內之配置區域。該邊界B可為在該夾頭14的平坦上面上之虛擬邊界。換句話說，每一夾頭14具有實質上平坦的上表面，晶圓W可被放置在該上表面上。在該平坦的表面內，特定區域被標示為該配置區域。該配置區域係藉由可能看不見之邊界B 所限制及不能被該夾頭14的任何結構特色所界定。其可為剛好是該虛擬邊界B，該等晶圓W必需藉由該晶圓處理系統放置在該虛擬邊界內。
每一夾頭14包括2維目視基準28。較佳地是，該2維目視基準28包括目視邊緣，其在二方向中延伸，且實質上係平行於被放置在該夾頭14上之晶圓W的晶圓邊緣We之至少二方向。
於一範例被顯示在該等圖面中的實施例中，該2維目視基準28可包括四個筆直之基準邊緣281、282、283、284，其劃定一長方形配置區域的界限。於此實施例中，該2維目視基準之二維方向係相對彼此正交。於此實施例中，該等晶圓W將同樣為長方形。
於另一選擇實施例中，該2維目視基準可包括單一圓形目視基準邊緣28。於此實施例中，待處理之晶圓W同樣將為圓形。圓形目視基準邊緣28以及圓形之晶圓邊緣在無盡數目之方向中延伸，且該噴墨印刷系統將能夠決定圓形晶圓W相對該圓形目視基準邊緣28的配置之偏心率。
其將為清楚的是該2維目視基準28之很多變動，且該晶圓邊緣We的輪廓係可施行的。譬如，用於該2維目視基準28，圓形或另一選擇之彎曲目視邊緣及筆直邊緣的組合係可施行的。用於該2維目視基準28，異於多邊形組構之其他長方形組構係亦可施行的。用於該晶圓邊緣We之輪廓，類似變動係亦可施行的。
上述控制器組件被建構，以控制與該夾頭14有關聯之該照相機26，以於晶圓已被放置在該夾頭14上之每一情況拍攝單一影像I。該影像I包括該該晶圓邊緣We與該夾頭14的2維目視基準28。另外，用於每一影像I，藉由偵測該2維目視基準28相對於該照相機像素坐標之位置，該控制器組件被建構來決定該夾頭14相對該照相機26的位置。用於每一影像I，藉由偵測該晶圓W之晶圓邊緣We相對於該照相機像素坐標的位置，該控制器組件額外地被建構來決定該晶圓W相對該照相機26之位置。用於每一影像I，基於這些二位置決定，該控制器組件被建構來計算該晶圓相對該2維目視基準28及相對該夾頭14的位置，並具有少於第二閾值之準確度。此準確度係以譬如以微米單位表示之長度的量值。基於該相對位置，該控制器組件被建構，以隨後將該至少一印刷頭16之至少一噴嘴的引發定時，且控制該印刷動作組件的運動，以致藉由該噴墨印刷頭16所排出之液體被定位在該晶圓W上，且具有少於該第一與第二閾值之總和的定位變動。
於一實施例中，其範例被顯示在該等圖面中，該夾頭14之2維基準28具有與該配置區域的尺寸為相同大小之尺寸，以致當該影像I被拍攝時，被定位在該照相機之像素矩陣的遠側部分之照相機像素捕捉該2維基準的部分。於此實施例中，該2維基準28相對該照相機之位置決定的準確度被最佳化。
於一實施例中，該第一閾值係5微米或更少。以滿足 此需求之印刷動作組件，該噴墨印刷系統係能夠以可重複的精確性在晶圓上印刷圖案。譬如用於光伏電池之生產，此第一閾值足夠獲得品質優良的光伏電池。
於一實施例中，該第二閾值係50微米或更少、更佳地係5微米或更少。此準確度足夠用於光伏電池之生產，導引徑跡的圖案被以如在此中所揭示之噴墨印刷系統印刷在該光伏電池上。
於一實施例中，其範例被顯示在該等圖面中，該噴墨印刷系統10可被建構用於處理長方形晶圓W，其具有四晶圓邊緣部分We1、We2、We3、We4。二晶圓邊緣部分We1、We3係平行及在第一方向中延伸，且其他二晶圓邊緣部分We2、We4係亦平行及於第二方向中延伸。該第一及該第二方向係實質上正交的。每一夾頭14具有被具體化為在第三方向中延伸之二筆直目視邊緣281、283的至少一個第一2維目視基準部分、及被具體化為在第四方向中延伸之二筆直目視基準邊緣282、283的至少一個第二2維目視基準部分。該第三及該第四方向係正交的。當晶圓W已被放置在該夾頭14上時，該第一方向係實質上平行於該第三方向，且該第二方向係實質上平行於該第四方向。長方形之晶圓可譬如被使用於由矽所製成的光伏電池之生產。
在該實施例的進一步精製中，每一夾頭14可具有被具體化為筆直目視基準邊緣281、282、283、284的四個2維目視基準部分，該等筆直目視基準邊緣281、282、 283、284係與該配置區域的邊界B之關聯邊界部分B1、B2、B3、B4共線的。較佳地係，該四個目視基準邊緣281、282、283、284沿著該配置區域之關聯邊界部分B1、B2、B3、B4的長度之主要部分延伸。該2維目視基準部分281、282、283、284的長度越大，則決定該目視基準部分281、282、283、284之位置涉及更多照相機像素，且該位置決定的準確度係更佳。於此實施例中，當晶圓W被放置在該夾頭14上時，該四個筆直之目視基準邊緣281、282、283、284實質上平行地延伸且係毗連相關聯的晶圓邊緣部分We1、We2、We3、We4。
於未被顯示在該等圖面中之另一選擇實施例中，待處理的晶圓可為圓形及具有單一晶圓邊緣We。每一夾頭可具有被具體化為圓形之目視基準邊緣的2維目視基準28。於該實施例中，該圓形目視基準邊緣28之直徑將為稍微大於待處理晶圓W的直徑。該配置區域之邊界B係圓形，且與該圓形目視基準邊緣28重合。此一噴墨印刷系統被建構來處理圓形晶圓。圓形晶圓譬如被使用於晶片及LED或MEMS的生產。
應注意的是圓形晶圓W可被設置在噴墨系統之實施例上，其中該2維目視基準28包括筆直的目視基準邊緣，如在該範例中所示，譬如四個正交之筆直目視基準邊緣281、282、283、284。另一選擇係，長方形晶圓W亦可在該噴墨印刷系統的實施例中被處理，其中該2維目視基準28包括圓形之目視基準邊緣。
於一實施例中，其範例被顯示在圖1中，每一噴墨印刷頭16可為與校準照相機30有關聯，該校準照相機30被固定地連接至該關聯的噴墨印刷頭16。該校準照相機30可被建構來測量液體之數量的位置，該液體係藉由該關聯的噴墨印刷頭16被排出在該至少一夾頭14之其中一者上、或被定位在該夾頭14上的晶圓W上。該液體之數量的位置之測量係相對該夾頭14被施行，以便為著校準該系統之目的，決定該噴墨印刷頭16相對該夾頭14的位置。此一校準可在該系統的維護之後或在已處理大量晶圓W之後被施行，其中以該校準照相機之位置的測量具有少於第三閾值之準確度。此準確度係譬如以微米單位表示之長度的量值。於一實施例中，該第三閾值可為5微米或更少。其明確地係不意欲在已藉由該噴墨印刷系統10處理每個晶圓W之後發生該校準。液體之數量譬如可為一或多個液滴或液體的連續流，以在該夾頭14或晶圓W上形成液體之徑跡。
此一校準照相機30係有利的，用於很精確地決定該系統之印刷頭16相對該系統的夾頭14之位置。因為此校準僅只必需被偶而施行一次，譬如，在該印刷頭16的維護之後或在已處理數千個晶圓W之後，其實際上未影響該噴墨印刷系統的生產能力。
於一實施例中，其範例被顯示在該等圖面中，每一照相機26可具有關聯的環型光源32，其具有與該關聯照相機26之照相機軸L共線的中心軸L。該環型光源32將光 引導至該關聯夾頭14。
該環型照相機26以均勻之方式將光放射在具有晶圓W的夾頭14上，而沒有不想要之陰影。這對於藉由與該環型照相機26有關聯的照相機26所拍攝之影像I的品質係有益的。
本發明亦提供將液體材料的圖案噴繪在晶圓W上之方法，該等晶圓係以高容量供給。該方法包括：- 提供如申請專利範圍第1至6項的任一項之噴墨系統10；及為每一晶圓W的處理重複以下步驟：- 拾取晶圓W及將晶圓放置在該夾頭14上；- 控制該夾頭14之關聯照相機26，以拍攝包括該晶圓邊緣We及該夾頭14的2維目視基準28之單一影像I；- 藉由偵測該2維目視基準28相對於該照相機像素坐標之位置，決定該夾頭14相對該照相機26的位置；及- 藉由偵測該晶圓W之晶圓邊緣We相對於該照相機像素坐標的位置，決定該晶圓W相對該照相機26之位置；- 使用這些二位置決定，以計算相對該目視基準邊緣28且如此相對該夾頭14的晶圓位置，而具有少於第二閾值之準確度，並基於該相對位置，隨後將該至少一印刷頭16的至少一噴嘴之引發定時，且控制該印刷動作 組件18、20之運動，而具有少於該第一閾值的定位變動，以致藉由該噴墨印刷頭16所排出的液體被定位在該晶圓W上，且具有少於該第一與第二閾值之總和的定位變動。
如上面所說明，該方法能以相當低成本之噴墨印刷系統被施行。高產量的晶圓可被獲得。用於光伏電池，每夾頭14之晶圓生產典型可為每夾頭每分鐘至少四個晶圓。以圖1所示範例、亦即具有四個夾頭14的實施例，該生產能力可為4*5*60=1200個晶圓每小時。
於一實施例中，該第一閾值係5微米或更少，且該第二閾值係50微米或更少、最好是5微米或更少。以此等閾值，譬如，在光伏電池上之徑跡可被以充分的精確度印刷，以獲得品質優良之光伏電池。用於該噴墨印刷系統10的其他應用，其他閾值可為能施行的。
於一實施例中，其中該噴墨印刷系統10包括被固定地連接至該相關聯噴墨印刷頭16之校準照相機26，該方法可包括在該系統的維護之後或在已處理大量晶圓之後施行的校準操作。此校準操作可包括：- 決定其相對位置必需被校準的該噴墨印刷頭16及該夾頭14；- 將該噴墨印刷頭16定位在該相對位置必需被校準之夾頭14上方；- 將來自該噴墨印刷頭16的液體之數量排出在該夾頭14上或在被放置於該夾頭14上的晶圓W上； - 啟動該校準照相機30，其被固定地連接至該噴墨印刷頭16；- 以該校準照相機30施行測量，以用少於該第三閾值之準確度決定藉由該關聯的噴墨印刷頭16相對該夾頭14、更特別地是相對該夾頭14之2維目視基準28所排出的液體之數量的位置；及- 為著校準之目的，基於該測量決定該噴墨印刷頭16相對該夾頭14的位置。
於一實施例中，該第三閾值可為5微米或更少。由於校準照相機之存在，該噴墨印刷系統10保持正確及精密被確保，縱使該至少一印刷頭已用於維護被移去或當數千個晶圓W已被處理時。
上述各種實施例可被彼此獨立地實施，並可被以各種方式彼此組合。於該詳細敘述及該等申請專利範圍中所使用之參考數字不會限制該實施例的敘述也不會限制該等申請專利範圍，且僅只被使用於澄清。

Claims (16)

  1. 一種噴墨印刷系統(10)，被建構來將液體材料的圖案噴繪在複數晶圓(W)上，該等晶圓的每一者具有在至少二不同方向中延伸之晶圓邊緣(We)，該噴墨印刷系統包括：至少一夾頭(14)，晶圓(W)可被放置在該夾頭上；至少一噴墨印刷頭(16)，其包括被建構來當該噴嘴係藉由控制信號所引發時排出液體之至少一噴嘴；印刷動作組件，其支撐該至少一夾頭(14)及該至少一噴墨印刷頭(16)的至少一者，以致在該至少一夾頭(14)上之2維印刷區域可被以藉由該至少一噴墨印刷頭(16)所排出的液體所覆蓋；控制器組件，被建構來產生控制信號(S1、S2、S3)以引發該至少一噴嘴，且被建構來控制該印刷動作組件(18、20)，用於相對該至少一夾頭(14)定位該至少一印刷頭(16)，以致相對該夾頭沉積該液體之定位變動係少於第一閾值，該第一閾值是以長度單位表示的長度量；該至少一夾頭(14)之每一夾頭(14)係與單一關聯照相機(26)相關聯，該單一關聯照相機係指向該關聯夾頭(14)，每一照相機(26)具有2維矩陣的照相機像素，每一像素具有一像素坐標；每一夾頭(14)包括延伸在邊界(B)內之配置區域；每一夾頭(14)包括2維目視基準(28)；其中該控制器組件被建構來：控制該照相機(26)，其係與該夾頭(14)有關聯，以拍攝單一影像(I)，在每個實例中，晶圓已被放置在該夾頭(14)上，其中該影像(I)包括該晶圓邊緣(We)及該夾頭(14)的2維目視基準(28)；藉由偵測該2維目視基準(28)相對於該照相機像素坐標之位置，為每一影像(I)決定該夾頭(14)相對該照相機(26)的位置；及藉由偵測該晶圓(W)之晶圓邊緣(We)相對於該照相機像素坐標的位置，為每一影像(I)決定該晶圓(W)相對該照相機(26)之位置；使用此兩位置決定，以為每一影像(I)計算相對該2維目視基準(28)且如此相對該夾頭(14)的晶圓位置，而具有小於第二閾值之準確度，並基於該相對位置，隨後將該至少一印刷頭(16)的至少一噴嘴之引發定時，且控制該印刷動作組件之運動，以致藉由該噴墨印刷頭(16)所排出的液體被定位在該晶圓(W)上，而具有少於該第一與第二閾值之總和的定位變動，該定位變動是以長度單位表示的長度量，該第二閾值是以長度單位表示的長度量。
  2. 如申請專利範圍第1項之噴墨印刷系統，其中該夾頭(14)的2維目視基準(28)具有與該配置區域(A)之尺寸相同大小的尺寸，以致當該影像(I)被拍攝時，被定位在該照相機之像素矩陣的遠側部分之照相機像素捕捉該2維基準的部分。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨印刷系統，其中該第一閾值係5微米或更少。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨印刷系統，其中該第二閾值係50微米或更少。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨印刷系統，其中該系統被建構用於處理長方形晶圓(W)具有四晶圓邊緣部分(We1、We2、We3、We4)，其中二晶圓邊緣部分(We1、We3)係平行及在第一方向中延伸，且其中其他二晶圓邊緣部分(We2、We4)係平行及於第二方向中延伸，其中該第一及該第二方向係實質上正交的，其中每一夾頭(14)具有被具體化為在第三方向中延伸之二筆直目視邊緣(281、283)的至少一個第一2維目視基準部分、被具體化為在第四方向中延伸之二筆直目視邊緣(282、283)的至少一個第二2維目視基準部分，其中該第三及該第四方向係正交的，其中，當晶圓(W)已被放置在該夾頭(14)上時，該第一方向係實質上平行於該第三方向，且該第二方向係實質上平行於該第四方向。
  6. 如申請專利範圍第5項之噴墨印刷系統，其中每一夾頭(14)具有被具體化為筆直目視邊緣(281、282、283、284)的四個2維目視基準部分，該等目視邊緣(281、282、283、284)係與該配置區域的邊界(B)之關聯邊界部分(B1、B2、B3、B4)共線的，且當晶圓(W)被放置在該夾頭(14)上時，實質上平行地延伸及係毗連關聯之晶圓邊緣部分(We1、We2、We3、We4)。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨印刷系統，其中該等待處理的晶圓為圓形及具有單一晶圓邊緣(We)。
  8. 如申請專利範圍第7項之噴墨印刷系統，其中該2維目視基準(28)被具體化為圓形目視基準邊緣，其中該圓形目視基準邊緣的直徑係稍微大於該等待處理晶圓(W)之直徑，且其中該配置區域的邊界(B)係圓形及與該圓形目視基準邊緣重合。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨印刷系統，其中每一噴墨印刷頭(16)係與校準照相機(30)有關聯，該校準照相機(30)被固定地連接至該關聯的噴墨印刷頭(16)，且被建構來測量液體之數量的位置，該液體係藉由該關聯的噴墨印刷頭(16)被排出在該至少一夾頭(14)之其中一者上、或被定位在該夾頭(14)上的晶圓(W)上，其中該液體之數量的位置之測量係相對該夾頭(14)被施行，以便為著在該系統的維護之後或在已處理大量晶圓(W)之後校準該系統之目的，決定該噴墨印刷頭(16)相對該夾頭(14)的位置，其中以該校準照相機之位置的測量具有以長度單位表示之長度量的準確度。
  10. 如申請專利範圍第9項之噴墨印刷系統，其中該準確度係5微米或更少。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨印刷系統，其中每一照相機(26)具有關聯的環型光源(32)，其具有與該關聯照相機(26)之照相機軸(L)共線的中心軸(L)，其中該環型光源(32)將光引導至該關聯夾頭(14)。
  12. 一種將液體材料的圖案噴繪在晶圓(W)上之方法，該等晶圓係以高容量供給，該方法包括：提供如申請專利範圍第1至11項的任一項之噴墨系統(10)；及為每一晶圓(W)的處理重複以下步驟：拾取晶圓(W)及將晶圓放置在夾頭(14)上；控制該夾頭(14)之關聯照相機(26)，以拍攝包括該晶圓邊緣(We)及該夾頭(14)的2維目視基準(28)之單一影像(I)；藉由偵測該2維目視基準(28)相對於該照相機像素坐標之位置，決定該夾頭(14)相對該照相機(26)的位置；及藉由偵測該晶圓(W)之晶圓邊緣(We)相對於該照相機像素坐標的位置，決定該晶圓(W)相對該照相機(26)之位置；使用此兩位置決定，以計算相對該2維目視基準(28)且如此相對該夾頭(14)的晶圓位置，而具有少於第二閾值之準確度，並基於該相對位置，隨後將該至少一印刷頭(16)的至少一噴嘴之引發定時，且控制該印刷動作組件之運動，而具有少於該第一閾值的定位變動，以致藉由該噴墨印刷頭(16)所排出的液體被定位在該晶圓(W)上，且具有少於該第一與第二閾值之總和的定位變動，該定位變動是以長度單位表示的長度量，該第一閾值是以長度單位表示的長度量，該第二閾值是以長度單位表示的長度量。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第一閾值係5微米或更少，且其中該第二閾值係50微米或更少。
  14. 如申請專利範圍第12或13項之方法，其中該噴墨印刷系統(10)的每一噴墨印刷頭(16)係與校準照相機(30)有關聯，該校準照相機(30)被固定地連接至該關聯的噴墨印刷頭(16)，且被建構來測量液體之數量的位置，該液體係藉由該關聯的噴墨印刷頭(16)被排出在該至少一夾頭(14)之其中一者上、或被定位在該夾頭(14)上的晶圓(W)上，其中該液體之數量的位置之測量係相對該夾頭(14)被施行，以便為著在該系統的維護之後或在已處理大量晶圓(W)之後校準該系統之目的，決定該噴墨印刷頭(16)相對該夾頭(14)的位置，其中以該校準照相機之位置的測量具有以長度單位表示之長度量的準確度，且其中該方法包括在該系統的維護之後或在已處理大量晶圓之後施行校準操作，其中該校準操作包括：決定其相對位置必需被校準的該噴墨印刷頭(16)及該夾頭(14)；將該噴墨印刷頭(16)定位在該相對位置必需被校準之夾頭(14)上方；將來自該噴墨印刷頭(16)的液體之數量排出在該夾頭(14)上或在被放置於該夾頭(14)上的晶圓(W)上；啟動該校準照相機(30)，其被固定地連接至該噴墨印刷頭(16)；以該校準照相機(30)施行測量，以用該準確度決定藉由該關聯的噴墨印刷頭(16)相對該夾頭(14)、更特別地是相對該夾頭(14)之2維目視基準(28)所排出的液體之數量的位置；及為著校準之目的，基於該測量決定該噴墨印刷頭(16)相對該夾頭(14)的位置。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該準確度係5微米或更少。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中被排出以用該校準照相機施行測量的液體之數量係至少一液滴或至少一液體徑跡。
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