[發明專利]一種高精度晶圓背刻系統的方法及裝置

在審

• 申請號: 201410324083.X
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104241168A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 盧冬青
• 申請（專利權）人: 上海功源自動化技術有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及晶圓激光背刻技術的方法和裝置，尤其是涉及一種基于CCD影像技術定位方法，用于晶圓翹曲管理，以及高精度的晶格溝槽激光背刻的方法和裝置。?

背景技術

激光作為一種新工業加工技術，在計算機控制下可以在各種材料表面標刻圖案和文字，本專利組合工業相機的捕捉產品的圖案，利用相機參數位置校正激光，為激光背刻圖案提供高精度的定位。?

由于相機和激光分布產品的兩側，通常技術無法檢測相機與激光的零位基準的校正，包括在后續的生產中，激光的漂移，或相機捕捉圖像的計算誤差等諸多因素造成激光刻劃的偏離，均無法得到檢測和及時的校正。?

在一個晶圓上，通常有幾百個及至數千個芯片連在一起，它們之間留有80um～150um的間隙，此間隙被稱之為劃片街區。將每一個具有獨立電氣性能的芯片分離出來的過程叫做劃片或切割。隨著技術的進步，芯片的微型化以及晶圓利用率的提高，芯片的厚度不斷增加而劃片街區在不斷的縮小。傳統的晶圓正面劃片（切割）方法，無論是機械劃片（鋸片切割）還是激光劃片（切割），都很容易傷及芯片。機械劃片（鋸片切割）過程中，劃片街區的寬度受鋸片的寬度影響，只能限制于某些固定寬的劃片街區以上，否則會傷及芯片。激光劃片（切割）時產生的飛濺會容易濺射到芯片上，導致芯片的電性失效。?

現行的晶圓背面劃片可以有效的解決上述問題，為此正確應用技術的前提是能定位切割的位置必須對準正面的切割槽（街區中心）。由于芯片的晶格處在晶圓的正面，劃片（切割）位置的精確定位就成了難題。?

1、晶圓為完成IC器伯的多層電路圖案的疊加，以達到器件的設計要求，會利用晶圓的對位圖案（簡稱對位眼），完成每次圖案的高精度對位，以保證圖案的正確疊加的工藝。?

2、成品晶圓的器件完成后，會在器件四周留下分離的切割溝槽。該溝槽與對位眼有必然關系，而與器件的外觀圖案的關聯性是第二次圖像的偏位值。?

3、對位眼在整個晶圓中只有兩處，而非覆蓋晶圓的五處標刻位。要點：五個“十字”線必須在同一溝槽內，否則晶圓切割后均為報廢的器件。利用對位眼補償第二次圖像的偏位值。?

?參考附圖2：高精度晶圓背刻系統溝槽對位方法及裝置的五個“十字”線位置示意圖。?

4、為改善切割工藝，新的工藝要求在晶圓的背面，標刻五處切割導向“十字”線，高精度對應正面的器件溝槽。?

5、激光刻劃標志可以控制在線寬十幾個微米之內，其重復性達到幾個微米，并可在電腦控制下，接受外部軟件指令，調整標刻圖案的位置和角度。?

6、CCD工業相機可以捕捉微米級分辨率的圖像，并計算出圖像間的微米級的位置偏差，為高精度的應用奠定了理論和硬件基礎。CCD相機安裝在晶圓的正面圖像，而激光則安裝在晶圓背面，由于機加工誤差和安裝誤差，相機和激光的零位基準不可能合一。?

7、由于任何晶圓在多道工序（藝）后，必然存在非球形翹曲。本發明的晶圓標刻需要在20微米內標刻“十字”的，均勻分布與四寸晶圓的五個位置?？紤]到工作環境對材料和晶圓的翹曲的因素，本專利提供機臺和晶圓的翹曲度控制系統。?

發明內容

本發明的目的是利用ROBOT搬運手，將晶圓從晶圓料盒中取出，送到旋轉翹曲臺，控制晶圓的翹曲度，然后送對中臺的相機對位，激光完成“十字”圖像標刻。?

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：?

1、ROBOT手搬運晶圓：將晶圓從晶圓料盒中取出和放入，送晶圓到旋轉臺測預對中和放下，送晶圓到標刻臺。

2、由預對中相機捕捉晶圓圖像位置，送ROBOT手調整到晶圓與旋轉臺中心合一后，放晶圓在旋轉臺上，真空旋轉臺吸住并旋轉晶圓，由旋轉臺底部的激光位移傳感器，檢測晶圓的圓周的軸向位移，得到晶圓的翹曲度。?

3、對中臺的校正方法是利用玻璃片的透光特性，捕捉到激光的刻劃圖案，用于相機圖案的校正。同時利用電腦屏幕的尺寸，直觀的觀測補償的效果。?

4、對位相機與激光的組合，完成晶圓背刻的對中系統的方法和裝置，其特征是利用相機捕捉晶圓的對位眼和晶格的圖像，將偏差值通過圖像計算和送達激光的電腦，由激光電腦修正“十字”圖像的位置，跟隨晶圓溝漕標刻“十字”線。?

5、XY平臺用于產品走位到達多個“十字”溝槽的標刻位，真空壓板是保證晶圓在標刻時的平整性，提高標刻的精度。?

該發明具有以下特點：?

1、成本低，使用便捷，精度高，可直接彌補相機和激光安裝缺陷，提高應用精度。