镭射打印装置及其方法与流程

本发明涉及一种晶圆打印加工装置及其方法，特别是关于一种在整平晶圆情况下进行镭射打印作业的镭射打印装置及其方法。

背景技术：

近年来智能型手机已被消费者视为生活的一部分，而各类穿戴式装置则是越来越被接受，对应于该些消费性商品趋势，可明确了解商品趋于小型化及计算能力强大化。而且这些消费性商品基本上都是电子装置，电子装置要做小和计算能力变强其最快的办法就是改善制作过程，而这类理论以『摩尔定律』最为有名；其中，在半导体制作过程中有一镭射标记制作过程是利用激光束来标记晶圆表面，以便于后续晶圆切割等制作。

以下关于晶圆标记的文献：TWI233197揭示一种芯片尺度标记，包括一个镭射系统，用来执行镭射标记；一个晶圆支架，其上安装即将接受镭射标记的晶圆，晶圆支架包括安装在晶圆支架中心，用来吸着该晶圆的一个真空板，以及安置在真空板周围，具有面向镭射系统的一个开放区的一个晶圆转动单元；一个照相机，安置在晶圆支架上方，用来摄影该晶圆；以及一个翘曲移除单元，安置在晶圆支架上方，用来移除晶圆的翘曲。

TWI310582揭示一种晶圆的镭射标示方法，一晶圆系放置在一透光载板上，并令该晶圆的一背面平贴接触该透光载板。当镭射标示时，镭射光系通过该透光载板照射在该晶圆的背面，形成至少一镭射标记，解决现有薄化晶圆无法镭射标示的问题。

TWI351070揭示一种标记晶圆的方法，其包括提供一具有至少两个参考标记的晶圆，此晶圆的一表面包含有多个晶粒，同时检测晶圆的上述参考标记以执行一晶圆对应的步骤，并且利用一镭射光对上述晶圆作标记。另，此发明也可适用于晶圆的晶粒例如劣品晶粒的标记，其相对于现有利用油墨对劣品晶粒进行标记的技术而言，不仅具有可减少晶圆污染、作业时间和厂房空间、以及永久标记等优点，还具有易于利用现有的晶圆测试机或油墨机台进行改造的特点。

TWI288431揭示一种用于在晶圆上标记辨识记号的方法与装置。在晶圆对准之后，镭射束被放射到晶圆上一预定部位上，故该辨识记号被刻记在晶圆上。在镭射束被放射的时候，一气体朝向晶圆上该预定部位吹气以便移除放射雷束造成在晶圆表面上产生的粒子。提供一排气部用于排空包括该等粒子的气体。因此，可 防止粒子黏在晶圆表面上，故可以防止在以下步骤进行时粒子造成的装置故障。

但是，由于加工过程中为了旋转晶圆而导致整平装置需要移除后再次整平，而导致多次按压晶圆表面，进而增加晶圆良率变化；且，对于打印加工完成的晶圆并未记录状态，导致无法实时检控和事后检查。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种镭射打印装置及其方法，其具有避免晶圆过度重复全面按压导致应力影响晶圆结构的特点。

本发明的另一目的是提供一种镭射打印装置及其方法，其可利用第二影像系统纪录晶圆实际加工后的状态。

本发明的另一目的是提供一种镭射打印装置及其方法，其通过由移动系统做出旋转及平移动作，可以提供灵活的加工。

本发明的另一目的是提供一种镭射打印装置及其方法，因旋转结构由具有上圆环、下圆环及多个弹簧所组成的大齿轮圆环元件可最小化旋转的误差性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种镭射打印装置，其包括一镭射系统，所述镭射系统上侧具有一移动系统，所述移动系统上侧具有一晶圆整平系统，所述晶圆整平系统上侧具有一第一影像系统；其特征在于：所述晶圆整平系统承载并整平翘曲待处理的一晶圆，由下侧的所述移动系统调整所述晶圆至适当位置由所述第一影像系统观测所述晶圆确认品项及定位，通过下侧的所述镭射系统对所述晶圆进行镭射盖印处理。

本发明的目的及解决的技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

基于上述实施例，所述晶圆整平系统包括一载体模块、一固定模块、一动力模块和一真空模块；所述载体模块由所述动力模块提供上升/下降的动能；所述固定模块位于所述晶圆上表面并与所述晶圆边缘的整平装置接触，与所述载体模块之间由磁力稳定相对位置；所述动力模块通过电力驱动的马达提供移动动力；所述真空模块与所述晶圆最近的上表面由具有防静电的材料构成，并通过均匀细孔连接下方真空泵以吸附所述晶圆下方整平所述晶圆；所述真空模块具有一缺口。

基于上述实施例，所述晶圆整平系统下侧具有一第二影像系统。

基于上述实施例，所述移动系统包括一旋转机构和一平移机构；所述旋转机构辅助所述晶圆整平系统旋转所述晶圆，所述平移机构为一XY滑台，使所述晶圆整平系统实现X轴及Y轴移动。

基于上述实施例，所述旋转机构包括一大齿轮圆环元件、一小齿轮元件和一动力元件；所述动力元件提供动力带动所述小齿轮元件，所述小齿轮元件带动所 述大齿轮圆环元件，由所述大齿轮圆环元带动与其固定的真空模块。

基于上述实施例，所述大齿轮圆环元件具有一上圆环、一下圆环和多个弹簧；所述上圆环堆叠在所述下圆环上方，所述弹簧部分位于所述上圆环上方，所述弹簧用于固定所述上圆环和下圆环。

基于上述装置的镭射打印方法，包括以下步骤：(a)由一晶圆整平系统乘载并整平翘曲的一晶圆；(b)由一第一影像系统观测晶圆上表面特征，以测量多个芯片位置，进而识别这些芯片的盖印位置；(c)根据晶圆的这些盖印位置信息，通过缺口使用一镭射系统，盖印在晶圆的下表面；(d)使用一移动系统旋转晶圆整平系统；(e)使用一移动系统平面移动晶圆整平系统，重复步骤(b)到步骤(e)实现晶圆的打印。

基于上述实施例，所述步骤(c)之后，所述晶圆整平系统的一动力模块将所述晶圆升高。

基于上述实施例，所述步骤(d)之后，所述晶圆整平系统的动力模块将所述晶圆降低。

基于上述实施例，所述步骤(c)之后，通过一第二影像系统观测所述晶圆的背面特征，记录多个盖印状态。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明主要由晶圆整平系统乘载晶圆，再利用移动系统做出旋转及平移动作避免重复全面按压晶圆，使晶圆表面应力降低。2、本发明能减少晶圆与加工过程所产生的损害。3、本发明利用第二影像系统纪录打印后使得晶圆结果可检查及确认。

附图说明

图1是本发明的最佳实施型态的爆炸示意图；

图2是本发明的最佳实施型态第一示意图；

图3是本发明的最佳实施型态的晶圆整平系统结构示意图；

图4是本发明的最佳实施型态的晶圆整平系统升高示意图；

图5是本发明的最佳实施型态的晶圆整平系统爆炸示意图；

图6是本发明的最佳实施型态的旋转机构爆炸示意图；

图7a是本发明的最佳实施型态的旋转机构第一示意图；

图7b是本发明的最佳实施型态的旋转机构第二示意图；

图7c是本发明的最佳实施型态的旋转机构第三示意图；

图7d是本发明的最佳实施型态的旋转机构第四示意图；

图8是本发明的最佳实施型态第二示意图；

图9是本发明的最佳实施型态第三示意图；

图10是本发明的最佳实施型态第四示意图；

图11是本发明的最佳实施型态第一流程图；

图12是本发明的最佳实施型态第二流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～图12所示，为本发明提供的一种镭射打印装置及其方法。如图1所示，本发明的装置包括一镭射系统10、一晶圆整平系统20、一第一影像系统30和一移动系统40。

镭射系统10是指镭射(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，LASER)产生装置，主要由激发来源、增益介质、共振结构这三个要素产生受激辐射的光加以放大既为镭射，其可以运用的范围非常广泛，利用无加工应力及精准特质被精密加工及半导体界广泛使用，一般会在周围提供集尘装置用于收集加工所产生的粉尘。

如图5、图6所示，晶圆整平系统20包括一载体模块21、一固定模块22、一动力模块23和一真空模块24。载体模块21分为承载晶圆50的六爪结构与位于晶圆下方固定的底座，承载晶圆50的六爪结构由动力模块23提供上升/下降的动能，而载体模块21位于晶圆下方固定的底座与晶圆50下表面边缘接触；固定模块22是一位于晶圆50上表面并与晶圆50边缘的整平装置接触，与载体模块21之间由磁力稳定相对位置；动力模块23是通过电力驱动的马达提供移动动力；真空模块24与晶圆50最近的上表面由具有防静电的材料构成，并通过均匀细孔连接下方真空泵以吸附晶圆50下方整平晶圆50，且具有一缺口，该缺口不吸附晶圆50以方便加工。

如图1、图2所示，第一影像系统30是位于晶圆50上方以观测晶圆50上表面的影像装置，其电连接在后方终端装置以交换取得图像，并确认晶圆的芯片布局状况(品项/定位)，再交由镭射系统10镭射盖印在晶圆50下表面。

如图1、图2、图6和图7所示，移动系统40包括一旋转机构41和一平移机构42。旋转机构41是辅助晶圆整平系统20旋转晶圆50的结构，如图7a所示，旋转机构41包括一大齿轮圆环元件411、一小齿轮元件412和一动力元件413，由动力元件413提供动力带动小齿轮元件412，再由小齿轮元件412带动大齿轮圆环元件411，最后与大齿轮圆环元件411固定的真空模块24跟着转动。平移机构42为一XY滑台，可使晶圆整平系统20实现X轴及Y轴移动(如图10所示)。

较佳实施例，如图1、图2所示，晶圆整平系统20下侧具有一第二影像系统31，第二影像系统31用于在打印加工结束后，在晶圆50退出本装置前，进行记录晶圆50实际打印加工后的结果，以便于后续追朔及改善制成问题。另，在大齿轮圆环元件411部分具有一上圆环4111、一下圆环4112和多个弹簧4113，如图7a、图8所示，上圆环4111堆叠在下圆环4112上方，而弹簧4113部分位于上圆环4111上方，但实际中，弹簧4113用于固定上圆环4111和下圆环4112；如图9所示，上圆环4111和下圆环4112由于弹簧4113使其相互固定产生些微交错效果，而小齿轮元件412与大齿轮圆环元件411的接触因此变得更紧密，进而提升旋转真空模块24的稳定度。

如图11所示，为本发明提供的一种镭射打印方法，其步骤如下：

步骤601：由一晶圆整平系统乘载并整平翘曲的一晶圆；

步骤602：由一第一影像系统观测晶圆的上表面特征，以测量多个芯片位置，进而识别这些芯片的盖印位置；

步骤603：根据晶圆的这些盖印位置信息，通过缺口使用一镭射系统，盖印在晶圆的下表面；

步骤604：使用一移动系统旋转晶圆整平系统；

步骤605：使用一移动系统平面移动晶圆整平系统，重复上述步骤(602)至步骤(605)实现晶圆的打印。

较佳实施例中，如图12所示，在步骤(603)之后，晶圆整平系统的一动力模块将晶圆升高(步骤6032)；在步骤(604)之后，晶圆整平系统的动力模块将晶圆降低(步骤6041)；在步骤(603)之后，通过一第二影像系统观测晶圆的背面特征，以记录多个盖印状态(步骤6031)。

以下就以本发明一种镭射打印装置及其方法的最佳实施型态为例，针对本发明的实施过程做一详细的说明。

如图2、图3和图12的步骤(601)所示，固定模块22与晶圆50上表面边缘接触，载体模块21与晶圆50下表面边缘接触，且真空模块24以气压方式吸附晶圆50部分下表面(如图6所示)，通过以上条件整平该晶圆50。此时，如图10所示，晶圆整平系统20和晶圆50位于平移机构42的位置A处。

如图1、图2所示，第一影像系统30观测晶圆50上表面特征，以测量多个芯片位置，进而识别这些芯片的多个盖印位置。

如图2至图7a所示，根据晶圆的这些盖印位置信息，通过真空模块24的缺口(如图7a所示)使用镭射系统10，盖印在晶圆50的下表面。

由图3所示状态变化至图4所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模块21的六爪结构(如图4所示)撑起晶圆50，使真空模块24与晶圆50没有接触/摩擦的可能风险；再由动力元件413驱动小齿轮元件412做逆时针旋转，带动大齿轮圆环元件411做顺时针旋转，最终带动真空模块24由图7a所示状态变化为图7b所示状态。

由图4所示状态变化至图3所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模块21的六爪结构(如图3所示)降下晶圆50，使真空模块24与晶圆50趋近接触；使用平移机构42将晶圆整平系统20及晶圆50从负X处移动至位置B处(如图10所示)。

如图1、图2所示，第一影像系统30观测晶圆50的上表面特征，以测量移动后多个芯片位置，进而识别这些芯片的多个盖印位置。

如图2至图7b所示，根据晶圆的这些盖印位置信息，通过真空模块24的缺口(如图7b所示)使用镭射系统10，盖印在晶圆50下表面。

由图3所示状态变化至图4所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模块21的六爪结构(如图4所示)撑起晶圆50，使真空模块24与晶圆50没有接触/摩擦的可能风险；再由动力元件413驱动小齿轮元件412做逆时针旋转，带动大齿轮圆环元件411做顺时针旋转，最终带动真空模块24由图7b所示状态变化为图7c所示状态。

由图4所示状态变化至图3所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模块21的六爪结构(如图3所示)降下晶圆50，使真空模块24与晶圆50趋近接触；使用平移机构42将晶圆整平系统20及晶圆50从正Y处移动至位置C处(如图10所示)。

如图1、图2所示，第一影像系统30观测晶圆50的上表面特征，以测量移动后多个芯片位置，进而识别这些芯片的多个盖印位置。

如图2至图7c所示，根据晶圆的这些盖印位置信息，通过真空模块24的缺口(如图7c所示)使用镭射系统10，盖印在晶圆50的下表面。

由图3所示状态变化至图4所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模块21的六爪结构(如图4所示)撑起晶圆50，使真空模块24与晶圆50没有接触/摩擦的可能风险；再由动力元件413驱动小齿轮元件412做逆时针旋转，带动大齿轮圆环元件411做顺时针旋转，最终带动真空模块24由图7c所示状态变化为图7d所示状态。

由图4所示状态变化至图3所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模 块21的六爪结构(如图3所示)降下晶圆50，使真空模块24与晶圆50趋近接触；使用平移机构42将晶圆整平系统20及晶圆50从正X处移动至位置D处(如图10所示)。

如图1、图2所示，第一影像系统30观测晶圆50上表面特征，以测量移动后多个芯片位置，进而识别该些芯片的多个盖印位置。

如图2至图7d所示，根据晶圆的这些盖印位置信息，通过真空模块24的缺口(如图7d所示)使用镭射系统10，盖印在晶圆50的下表面。

由图3所示状态变化至图4所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模块21的六爪结构(如图4所示)撑起晶圆50，使真空模块24与晶圆50没有接触/摩擦的可能风险；再由动力元件413驱动小齿轮元件412做顺时针旋转，带动大齿轮圆环元件411做逆时针旋转，最终带动真空模块24由图7d所示状态变化为图7a所示状态。

由图4所示状态变化至图3所示状态，是由位于周围的动力模块23将载体模块21的六爪结构(如图3所示)降下晶圆50，使真空模块24与晶圆50趋近接触；使用平移机构42将晶圆整平系统20及晶圆50从负Y处移动至位置A处(如图10所示)。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。