本發(fā)明涉及一種晶圓打印加工裝置及其方法,特別是關(guān)于一種在整平晶圓情況下進(jìn)行鐳射打印作業(yè)的鐳射打印裝置及其方法。
背景技術(shù):
近年來智能型手機(jī)已被消費(fèi)者視為生活的一部分,而各類穿戴式裝置則是越來越被接受,對(duì)應(yīng)于該些消費(fèi)性商品趨勢,可明確了解商品趨于小型化及計(jì)算能力強(qiáng)大化。而且這些消費(fèi)性商品基本上都是電子裝置,電子裝置要做小和計(jì)算能力變強(qiáng)其最快的辦法就是改善制作過程,而這類理論以『摩爾定律』最為有名;其中,在半導(dǎo)體制作過程中有一鐳射標(biāo)記制作過程是利用激光束來標(biāo)記晶圓表面,以便于后續(xù)晶圓切割等制作。
以下關(guān)于晶圓標(biāo)記的文獻(xiàn):TWI233197揭示一種芯片尺度標(biāo)記,包括一個(gè)鐳射系統(tǒng),用來執(zhí)行鐳射標(biāo)記;一個(gè)晶圓支架,其上安裝即將接受鐳射標(biāo)記的晶圓,晶圓支架包括安裝在晶圓支架中心,用來吸著該晶圓的一個(gè)真空板,以及安置在真空板周圍,具有面向鐳射系統(tǒng)的一個(gè)開放區(qū)的一個(gè)晶圓轉(zhuǎn)動(dòng)單元;一個(gè)照相機(jī),安置在晶圓支架上方,用來攝影該晶圓;以及一個(gè)翹曲移除單元,安置在晶圓支架上方,用來移除晶圓的翹曲。
TWI310582揭示一種晶圓的鐳射標(biāo)示方法,一晶圓系放置在一透光載板上,并令該晶圓的一背面平貼接觸該透光載板。當(dāng)鐳射標(biāo)示時(shí),鐳射光系通過該透光載板照射在該晶圓的背面,形成至少一鐳射標(biāo)記,解決現(xiàn)有薄化晶圓無法鐳射標(biāo)示的問題。
TWI351070揭示一種標(biāo)記晶圓的方法,其包括提供一具有至少兩個(gè)參考標(biāo)記的晶圓,此晶圓的一表面包含有多個(gè)晶粒,同時(shí)檢測晶圓的上述參考標(biāo)記以執(zhí)行一晶圓對(duì)應(yīng)的步驟,并且利用一鐳射光對(duì)上述晶圓作標(biāo)記。另,此發(fā)明也可適用于晶圓的晶粒例如劣品晶粒的標(biāo)記,其相對(duì)于現(xiàn)有利用油墨對(duì)劣品晶粒進(jìn)行標(biāo)記的技術(shù)而言,不僅具有可減少晶圓污染、作業(yè)時(shí)間和廠房空間、以及永久標(biāo)記等優(yōu)點(diǎn),還具有易于利用現(xiàn)有的晶圓測試機(jī)或油墨機(jī)臺(tái)進(jìn)行改造的特點(diǎn)。
TWI288431揭示一種用于在晶圓上標(biāo)記辨識(shí)記號(hào)的方法與裝置。在晶圓對(duì)準(zhǔn)之后,鐳射束被放射到晶圓上一預(yù)定部位上,故該辨識(shí)記號(hào)被刻記在晶圓上。在鐳射束被放射的時(shí)候,一氣體朝向晶圓上該預(yù)定部位吹氣以便移除放射雷束造成在晶圓表面上產(chǎn)生的粒子。提供一排氣部用于排空包括該等粒子的氣體。因此,可 防止粒子黏在晶圓表面上,故可以防止在以下步驟進(jìn)行時(shí)粒子造成的裝置故障。
但是,由于加工過程中為了旋轉(zhuǎn)晶圓而導(dǎo)致整平裝置需要移除后再次整平,而導(dǎo)致多次按壓晶圓表面,進(jìn)而增加晶圓良率變化;且,對(duì)于打印加工完成的晶圓并未記錄狀態(tài),導(dǎo)致無法實(shí)時(shí)檢控和事后檢查。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種鐳射打印裝置及其方法,其具有避免晶圓過度重復(fù)全面按壓導(dǎo)致應(yīng)力影響晶圓結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種鐳射打印裝置及其方法,其可利用第二影像系統(tǒng)紀(jì)錄晶圓實(shí)際加工后的狀態(tài)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種鐳射打印裝置及其方法,其通過由移動(dòng)系統(tǒng)做出旋轉(zhuǎn)及平移動(dòng)作,可以提供靈活的加工。
本發(fā)明的另一目的是提供一種鐳射打印裝置及其方法,因旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)由具有上圓環(huán)、下圓環(huán)及多個(gè)彈簧所組成的大齒輪圓環(huán)元件可最小化旋轉(zhuǎn)的誤差性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種鐳射打印裝置,其包括一鐳射系統(tǒng),所述鐳射系統(tǒng)上側(cè)具有一移動(dòng)系統(tǒng),所述移動(dòng)系統(tǒng)上側(cè)具有一晶圓整平系統(tǒng),所述晶圓整平系統(tǒng)上側(cè)具有一第一影像系統(tǒng);其特征在于:所述晶圓整平系統(tǒng)承載并整平翹曲待處理的一晶圓,由下側(cè)的所述移動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整所述晶圓至適當(dāng)位置由所述第一影像系統(tǒng)觀測所述晶圓確認(rèn)品項(xiàng)及定位,通過下側(cè)的所述鐳射系統(tǒng)對(duì)所述晶圓進(jìn)行鐳射蓋印處理。
本發(fā)明的目的及解決的技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
基于上述實(shí)施例,所述晶圓整平系統(tǒng)包括一載體模塊、一固定模塊、一動(dòng)力模塊和一真空模塊;所述載體模塊由所述動(dòng)力模塊提供上升/下降的動(dòng)能;所述固定模塊位于所述晶圓上表面并與所述晶圓邊緣的整平裝置接觸,與所述載體模塊之間由磁力穩(wěn)定相對(duì)位置;所述動(dòng)力模塊通過電力驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)提供移動(dòng)動(dòng)力;所述真空模塊與所述晶圓最近的上表面由具有防靜電的材料構(gòu)成,并通過均勻細(xì)孔連接下方真空泵以吸附所述晶圓下方整平所述晶圓;所述真空模塊具有一缺口。
基于上述實(shí)施例,所述晶圓整平系統(tǒng)下側(cè)具有一第二影像系統(tǒng)。
基于上述實(shí)施例,所述移動(dòng)系統(tǒng)包括一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和一平移機(jī)構(gòu);所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)輔助所述晶圓整平系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所述晶圓,所述平移機(jī)構(gòu)為一XY滑臺(tái),使所述晶圓整平系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)X軸及Y軸移動(dòng)。
基于上述實(shí)施例,所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括一大齒輪圓環(huán)元件、一小齒輪元件和一動(dòng)力元件;所述動(dòng)力元件提供動(dòng)力帶動(dòng)所述小齒輪元件,所述小齒輪元件帶動(dòng)所 述大齒輪圓環(huán)元件,由所述大齒輪圓環(huán)元帶動(dòng)與其固定的真空模塊。
基于上述實(shí)施例,所述大齒輪圓環(huán)元件具有一上圓環(huán)、一下圓環(huán)和多個(gè)彈簧;所述上圓環(huán)堆疊在所述下圓環(huán)上方,所述彈簧部分位于所述上圓環(huán)上方,所述彈簧用于固定所述上圓環(huán)和下圓環(huán)。
基于上述裝置的鐳射打印方法,包括以下步驟:(a)由一晶圓整平系統(tǒng)乘載并整平翹曲的一晶圓;(b)由一第一影像系統(tǒng)觀測晶圓上表面特征,以測量多個(gè)芯片位置,進(jìn)而識(shí)別這些芯片的蓋印位置;(c)根據(jù)晶圓的這些蓋印位置信息,通過缺口使用一鐳射系統(tǒng),蓋印在晶圓的下表面;(d)使用一移動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)晶圓整平系統(tǒng);(e)使用一移動(dòng)系統(tǒng)平面移動(dòng)晶圓整平系統(tǒng),重復(fù)步驟(b)到步驟(e)實(shí)現(xiàn)晶圓的打印。
基于上述實(shí)施例,所述步驟(c)之后,所述晶圓整平系統(tǒng)的一動(dòng)力模塊將所述晶圓升高。
基于上述實(shí)施例,所述步驟(d)之后,所述晶圓整平系統(tǒng)的動(dòng)力模塊將所述晶圓降低。
基于上述實(shí)施例,所述步驟(c)之后,通過一第二影像系統(tǒng)觀測所述晶圓的背面特征,記錄多個(gè)蓋印狀態(tài)。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案,其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明主要由晶圓整平系統(tǒng)乘載晶圓,再利用移動(dòng)系統(tǒng)做出旋轉(zhuǎn)及平移動(dòng)作避免重復(fù)全面按壓晶圓,使晶圓表面應(yīng)力降低。2、本發(fā)明能減少晶圓與加工過程所產(chǎn)生的損害。3、本發(fā)明利用第二影像系統(tǒng)紀(jì)錄打印后使得晶圓結(jié)果可檢查及確認(rèn)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的爆炸示意圖;
圖2是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)第一示意圖;
圖3是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的晶圓整平系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的晶圓整平系統(tǒng)升高示意圖;
圖5是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的晶圓整平系統(tǒng)爆炸示意圖;
圖6是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)爆炸示意圖;
圖7a是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第一示意圖;
圖7b是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第二示意圖;
圖7c是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第三示意圖;
圖7d是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第四示意圖;
圖8是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)第二示意圖;
圖9是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)第三示意圖;
圖10是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)第四示意圖;
圖11是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)第一流程圖;
圖12是本發(fā)明的最佳實(shí)施型態(tài)第二流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1~圖12所示,為本發(fā)明提供的一種鐳射打印裝置及其方法。如圖1所示,本發(fā)明的裝置包括一鐳射系統(tǒng)10、一晶圓整平系統(tǒng)20、一第一影像系統(tǒng)30和一移動(dòng)系統(tǒng)40。
鐳射系統(tǒng)10是指鐳射(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,LASER)產(chǎn)生裝置,主要由激發(fā)來源、增益介質(zhì)、共振結(jié)構(gòu)這三個(gè)要素產(chǎn)生受激輻射的光加以放大既為鐳射,其可以運(yùn)用的范圍非常廣泛,利用無加工應(yīng)力及精準(zhǔn)特質(zhì)被精密加工及半導(dǎo)體界廣泛使用,一般會(huì)在周圍提供集塵裝置用于收集加工所產(chǎn)生的粉塵。
如圖5、圖6所示,晶圓整平系統(tǒng)20包括一載體模塊21、一固定模塊22、一動(dòng)力模塊23和一真空模塊24。載體模塊21分為承載晶圓50的六爪結(jié)構(gòu)與位于晶圓下方固定的底座,承載晶圓50的六爪結(jié)構(gòu)由動(dòng)力模塊23提供上升/下降的動(dòng)能,而載體模塊21位于晶圓下方固定的底座與晶圓50下表面邊緣接觸;固定模塊22是一位于晶圓50上表面并與晶圓50邊緣的整平裝置接觸,與載體模塊21之間由磁力穩(wěn)定相對(duì)位置;動(dòng)力模塊23是通過電力驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)提供移動(dòng)動(dòng)力;真空模塊24與晶圓50最近的上表面由具有防靜電的材料構(gòu)成,并通過均勻細(xì)孔連接下方真空泵以吸附晶圓50下方整平晶圓50,且具有一缺口,該缺口不吸附晶圓50以方便加工。
如圖1、圖2所示,第一影像系統(tǒng)30是位于晶圓50上方以觀測晶圓50上表面的影像裝置,其電連接在后方終端裝置以交換取得圖像,并確認(rèn)晶圓的芯片布局狀況(品項(xiàng)/定位),再交由鐳射系統(tǒng)10鐳射蓋印在晶圓50下表面。
如圖1、圖2、圖6和圖7所示,移動(dòng)系統(tǒng)40包括一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)41和一平移機(jī)構(gòu)42。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)41是輔助晶圓整平系統(tǒng)20旋轉(zhuǎn)晶圓50的結(jié)構(gòu),如圖7a所示,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)41包括一大齒輪圓環(huán)元件411、一小齒輪元件412和一動(dòng)力元件413,由動(dòng)力元件413提供動(dòng)力帶動(dòng)小齒輪元件412,再由小齒輪元件412帶動(dòng)大齒輪圓環(huán)元件411,最后與大齒輪圓環(huán)元件411固定的真空模塊24跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。平移機(jī)構(gòu)42為一XY滑臺(tái),可使晶圓整平系統(tǒng)20實(shí)現(xiàn)X軸及Y軸移動(dòng)(如圖10所示)。
較佳實(shí)施例,如圖1、圖2所示,晶圓整平系統(tǒng)20下側(cè)具有一第二影像系統(tǒng)31,第二影像系統(tǒng)31用于在打印加工結(jié)束后,在晶圓50退出本裝置前,進(jìn)行記錄晶圓50實(shí)際打印加工后的結(jié)果,以便于后續(xù)追朔及改善制成問題。另,在大齒輪圓環(huán)元件411部分具有一上圓環(huán)4111、一下圓環(huán)4112和多個(gè)彈簧4113,如圖7a、圖8所示,上圓環(huán)4111堆疊在下圓環(huán)4112上方,而彈簧4113部分位于上圓環(huán)4111上方,但實(shí)際中,彈簧4113用于固定上圓環(huán)4111和下圓環(huán)4112;如圖9所示,上圓環(huán)4111和下圓環(huán)4112由于彈簧4113使其相互固定產(chǎn)生些微交錯(cuò)效果,而小齒輪元件412與大齒輪圓環(huán)元件411的接觸因此變得更緊密,進(jìn)而提升旋轉(zhuǎn)真空模塊24的穩(wěn)定度。
如圖11所示,為本發(fā)明提供的一種鐳射打印方法,其步驟如下:
步驟601:由一晶圓整平系統(tǒng)乘載并整平翹曲的一晶圓;
步驟602:由一第一影像系統(tǒng)觀測晶圓的上表面特征,以測量多個(gè)芯片位置,進(jìn)而識(shí)別這些芯片的蓋印位置;
步驟603:根據(jù)晶圓的這些蓋印位置信息,通過缺口使用一鐳射系統(tǒng),蓋印在晶圓的下表面;
步驟604:使用一移動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)晶圓整平系統(tǒng);
步驟605:使用一移動(dòng)系統(tǒng)平面移動(dòng)晶圓整平系統(tǒng),重復(fù)上述步驟(602)至步驟(605)實(shí)現(xiàn)晶圓的打印。
較佳實(shí)施例中,如圖12所示,在步驟(603)之后,晶圓整平系統(tǒng)的一動(dòng)力模塊將晶圓升高(步驟6032);在步驟(604)之后,晶圓整平系統(tǒng)的動(dòng)力模塊將晶圓降低(步驟6041);在步驟(603)之后,通過一第二影像系統(tǒng)觀測晶圓的背面特征,以記錄多個(gè)蓋印狀態(tài)(步驟6031)。
以下就以本發(fā)明一種鐳射打印裝置及其方法的最佳實(shí)施型態(tài)為例,針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施過程做一詳細(xì)的說明。
如圖2、圖3和圖12的步驟(601)所示,固定模塊22與晶圓50上表面邊緣接觸,載體模塊21與晶圓50下表面邊緣接觸,且真空模塊24以氣壓方式吸附晶圓50部分下表面(如圖6所示),通過以上條件整平該晶圓50。此時(shí),如圖10所示,晶圓整平系統(tǒng)20和晶圓50位于平移機(jī)構(gòu)42的位置A處。
如圖1、圖2所示,第一影像系統(tǒng)30觀測晶圓50上表面特征,以測量多個(gè)芯片位置,進(jìn)而識(shí)別這些芯片的多個(gè)蓋印位置。
如圖2至圖7a所示,根據(jù)晶圓的這些蓋印位置信息,通過真空模塊24的缺口(如圖7a所示)使用鐳射系統(tǒng)10,蓋印在晶圓50的下表面。
由圖3所示狀態(tài)變化至圖4所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖4所示)撐起晶圓50,使真空模塊24與晶圓50沒有接觸/摩擦的可能風(fēng)險(xiǎn);再由動(dòng)力元件413驅(qū)動(dòng)小齒輪元件412做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)大齒輪圓環(huán)元件411做順時(shí)針旋轉(zhuǎn),最終帶動(dòng)真空模塊24由圖7a所示狀態(tài)變化為圖7b所示狀態(tài)。
由圖4所示狀態(tài)變化至圖3所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖3所示)降下晶圓50,使真空模塊24與晶圓50趨近接觸;使用平移機(jī)構(gòu)42將晶圓整平系統(tǒng)20及晶圓50從負(fù)X處移動(dòng)至位置B處(如圖10所示)。
如圖1、圖2所示,第一影像系統(tǒng)30觀測晶圓50的上表面特征,以測量移動(dòng)后多個(gè)芯片位置,進(jìn)而識(shí)別這些芯片的多個(gè)蓋印位置。
如圖2至圖7b所示,根據(jù)晶圓的這些蓋印位置信息,通過真空模塊24的缺口(如圖7b所示)使用鐳射系統(tǒng)10,蓋印在晶圓50下表面。
由圖3所示狀態(tài)變化至圖4所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖4所示)撐起晶圓50,使真空模塊24與晶圓50沒有接觸/摩擦的可能風(fēng)險(xiǎn);再由動(dòng)力元件413驅(qū)動(dòng)小齒輪元件412做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)大齒輪圓環(huán)元件411做順時(shí)針旋轉(zhuǎn),最終帶動(dòng)真空模塊24由圖7b所示狀態(tài)變化為圖7c所示狀態(tài)。
由圖4所示狀態(tài)變化至圖3所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖3所示)降下晶圓50,使真空模塊24與晶圓50趨近接觸;使用平移機(jī)構(gòu)42將晶圓整平系統(tǒng)20及晶圓50從正Y處移動(dòng)至位置C處(如圖10所示)。
如圖1、圖2所示,第一影像系統(tǒng)30觀測晶圓50的上表面特征,以測量移動(dòng)后多個(gè)芯片位置,進(jìn)而識(shí)別這些芯片的多個(gè)蓋印位置。
如圖2至圖7c所示,根據(jù)晶圓的這些蓋印位置信息,通過真空模塊24的缺口(如圖7c所示)使用鐳射系統(tǒng)10,蓋印在晶圓50的下表面。
由圖3所示狀態(tài)變化至圖4所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖4所示)撐起晶圓50,使真空模塊24與晶圓50沒有接觸/摩擦的可能風(fēng)險(xiǎn);再由動(dòng)力元件413驅(qū)動(dòng)小齒輪元件412做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)大齒輪圓環(huán)元件411做順時(shí)針旋轉(zhuǎn),最終帶動(dòng)真空模塊24由圖7c所示狀態(tài)變化為圖7d所示狀態(tài)。
由圖4所示狀態(tài)變化至圖3所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模 塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖3所示)降下晶圓50,使真空模塊24與晶圓50趨近接觸;使用平移機(jī)構(gòu)42將晶圓整平系統(tǒng)20及晶圓50從正X處移動(dòng)至位置D處(如圖10所示)。
如圖1、圖2所示,第一影像系統(tǒng)30觀測晶圓50上表面特征,以測量移動(dòng)后多個(gè)芯片位置,進(jìn)而識(shí)別該些芯片的多個(gè)蓋印位置。
如圖2至圖7d所示,根據(jù)晶圓的這些蓋印位置信息,通過真空模塊24的缺口(如圖7d所示)使用鐳射系統(tǒng)10,蓋印在晶圓50的下表面。
由圖3所示狀態(tài)變化至圖4所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖4所示)撐起晶圓50,使真空模塊24與晶圓50沒有接觸/摩擦的可能風(fēng)險(xiǎn);再由動(dòng)力元件413驅(qū)動(dòng)小齒輪元件412做順時(shí)針旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)大齒輪圓環(huán)元件411做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),最終帶動(dòng)真空模塊24由圖7d所示狀態(tài)變化為圖7a所示狀態(tài)。
由圖4所示狀態(tài)變化至圖3所示狀態(tài),是由位于周圍的動(dòng)力模塊23將載體模塊21的六爪結(jié)構(gòu)(如圖3所示)降下晶圓50,使真空模塊24與晶圓50趨近接觸;使用平移機(jī)構(gòu)42將晶圓整平系統(tǒng)20及晶圓50從負(fù)Y處移動(dòng)至位置A處(如圖10所示)。
上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明,各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的,凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換,均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。