一种雷射标记装置及雷射标记方法与流程

本发明涉及一种雷射标记装置及雷射标记方法。

背景技术

在半导体装置的制作过程中，在晶圆上形成较多的半导体芯片。为了按照生产批次(lot)区分那些半导体芯片，在与各半导体芯片对应的位置标注文字及/或数字。使用雷射束的雷射标记装置用于此种用途。先前，在进行切晶(dicing)后，对各芯片标记批次编号，但随着尖端技术的发展，可实现集成电路(ic)的超小型化及轻量化，因此为了提高作业效率，实现量产，在晶圆上对个别半导体芯片进行标记后进行切晶。然而，晶圆尺寸变大，相反地，晶圆的厚度变薄而晶圆弯曲(翘曲：warpage)成为较大的问题。

另一方面，形成有多个半导体芯片的晶圆因自身重量、晶圆表面的涂敷及其他加工等的影响而产生向固定方向弯曲的现象。晶圆的尺寸越大、厚度越薄且在硬化涂敷材质时收缩量越大则此种弯曲现象表现地越大。此时，当因弯曲现象产生的晶圆的加工面的高度偏差大于雷射束的焦点深度的情形时，根据加工面的位置而雷射输出密度(beamdensity)及雷射束的大小不同，从而产生标记质量下降、线宽亦不固定且标记位置亦错误的问题。

技术实现要素：

技术问题

本发明提供一种用以解决上述问题的雷射标记装置及雷射标记方法。

技术解决方案

本发明的一个态样的雷射标记装置包含：

雷射照射单元，其对加工对象物的第一面照射雷射束；及

加压单元，其对上述加工对象物的与上述第一面为相反面的第二面进行加压，以使上述加工对象物的上述第一面平坦化；且

上述加压单元可包含：

第一加压部，其通过接触方式对上述第二面的边缘区域进行加压；及

至少一个第二加压部，其通过非接触方式对上述第二面的中间区域进行加压而将与上述第二面的相隔距离保持为特定距离以内。

上述第二加压部可将上述第二加压部与上述第二面之间的相隔距离保持为50um以内。

上述第二加压部可具有朝向上述加工对象物的上述第二面喷射气体的至少一个喷射孔。

通过上述第二加压部而作用于上述加工对象物的压力可为0.01mpa至0.5mpa。

上述第一加压部可呈环形状，且通过负重而对上述第二面的上述边缘区域进行加压。

可在上述第二面的上述中间区域配置半导体图案，不在上述第二面的上述边缘区域配置半导体图案。

可还包含作业平台，上述作业平台安装上述加工对象物，且具有使上述加工对象物的上述第一面的一部分露出的开口部。

可还包含支持单元，上述支持单元支持上述加压单元，且将上述加压单元转移至上述加工对象物的上述第二面上。

上述支持单元可包含吸附支持上述加压单元的吸附部、及于上下方向上转移上述加压单元的驱动部。

上述支持单元可还包含防掉落部，上述防掉落部可于和上述加压单元重叠的第一位置与不和上述加压单元重叠的第二位置之间移动，以便防止上述加压单元掉落。

本发明的另一方面的雷射标记方法包含如下步骤：

将具有第一面及与上述第一面为相反面的第二面的加工对象物安装至作业平台上的步骤；

通过加压单元而对上述加工对象物的第二面进行加压，以便补偿上述加工对象物的高度偏差的步骤；及

对经加压的上述加工对象物的第一面照射雷射束而进行标记的步骤；且

对上述第二面进行加压的步骤，

可通过第一加压部而以接触方式对上述第二面的边缘区域进行加压，且

通过至少一个第二加压部而以非接触方式对上述第二面的中间区域进行加压。

可通过上述第二加压部而将上述第二加压部与上述第二面之间的相隔距离保持为50um以内。

上述第二加压部可朝向上述加工对象物的上述第二面喷射气体。

通过上述第二加压部而作用于上述加工对象物的压力可为0.01mpa至0.5mpa。

上述第一加压部可呈环形状，且通过上述第一加压部的负重而对上述第二面的上述边缘区域进行加压。

可于上述第二面的上述中间区域配置半导体图案，不于上述第二面的上述边缘区域配置半导体图案。

于上述第二面的加压步骤前，可还包含通过支持单元而将上述加压单元转移至上述加工对象物的上述第二面上的步骤。

有益效果

根据本发明的实施例的雷射标记装置及雷射标记方法，即便加工对象物在进行雷射标记作业前弯曲而不平坦，通过在对加工对象物的未形成半导体图案的边缘部分进行接触加压，对形成有半导体图案的加工对象物的中间部分进行非接触加压的状态下执行标记作业，亦可提供具有可靠性的标记质量。

附图说明

图1是概略性地表示实施例的雷射标记装置的剖面图。

图2a及图2b是表示通过实施例的雷射标记装置进行雷射加工的加工对象物的例的图。

图3a及图3b是用以说明加工对象物弯曲的状态的图。

图4及图5是用以说明实施例的雷射标记装置的加压单元的图，图4是加压单元的俯视图，图5是图4的剖面图。

图6是表示实施例的雷射标记装置的支持单元的立体图。

图7是放大表示图6的一部分的图，且是用以说明支持单元的防掉落部的图。

图8a及图8b是另一实施例的加压单元的俯视图。

图9a至图9b是按照步骤表示实施例的雷射标记方法的图。

*符号说明

10：作业平台h：开口部

20：雷射照射单元30：加压单元

310：第一加压部320：第二加压部

321：喷射孔323：支持杆

325：关节构造物40：视觉相机

50：支持单元510：驱动部

520：吸附部530：防掉落部

550：移动框架110：第一面

120：第二面121：边缘区域

122：中间区域t：加工对象物

p：半导体图案

具体实施方式

以下，参照附图，详细地对本发明的实施例进行说明。在图式中，相同的附图标记表示相同的构成要素，为了说明的明确性，可夸张地表示各构成要素的尺寸或厚度。

如“第1”、“第2”等包含序数的用语可在说明各种构成要素时使用，但构成要素不受用语的限定。用语仅以将一个构成要素与其他构成要素区分为目的而使用。例如，可不脱离本发明的申请专利范围而将第1构成要素命名为第2构成要素，相似地亦可将第2构成要素命名为第1构成要素。所谓“及/或”的用语包含多个相关的项目的组合或多个相关的项目中的任一项目。

图1是概略性地表示实施例的雷射标记装置的剖面图。图2a及图2b是表示通过实施例的雷射标记装置而进行雷射加工的加工对象物(t)的例的图。图3a及图3b是用以说明加工对象物(t)弯曲的状态的图。

参照图1，雷射标记装置包含雷射照射单元(20)、安装加工对象物(t)的作业平台(10)及对上述加工对象物(t)进行加压的加压单元(30)。雷射标记装置可还包含视觉相机(40)。

雷射照射单元(20)对加工对象物(t)照射雷射束。雷射照射单元(20)可配置至加工对象物(t)的下部，对加工对象物(t)的下部表面照射雷射束而对加工对象物(t)执行特定的标记作业。

作业平台(10)包含使加工对象物(t)的下部表面的一部分露出的开口部(h)。通过雷射照射单元(20)照射的雷射束贯通开口部(h)而照射至加工对象物(t)的下部表面。

视觉相机(40)可拍摄加工对象物(t)所具备的半导体图案(p：参照图2a)而识别加工对象物(t)的加工位置。由此，可通过雷射照射单元(20)执行准确的加工作业。

参照图1、图2a及图2b，加工对象物(t)包含第一面(110)及该第一面(110)的相反面即第二面(120)。第一面(110)可为下部表面，第二面(120)可为上部表面。

可于加工对象物(t)的第二面(120)的中间区域(122)配置特定的半导体图案(p)，不于配置在第二面(120)的中间区域(122)的外围的边缘区域(121)配置特定的半导体图案(p)。

例如，加工对象物(t)可为晶圆，半导体图案(p)可为配置于晶圆上的多个半导体芯片。于该情形时，在第二面(120)配置多个半导体芯片，不于第一面(110)配置多个半导体芯片。多个半导体芯片配置至第二面(120)的中间区域(122)，不配置至第二面(120)的边缘区域(121)。

雷射标记装置对不配置半导体图案(p)的加工对象物(t)的第一面(110)照射雷射束而执行雷射标记作业。

然而，加工对象物(t)会因各种因素而如图3a般凸出地弯曲、或如图3b般凹陷地弯曲。例如，加工对象物(t)会因其本身的负重或于对加工对象物(t)表面进行涂敷、热处理或其他制程的过程中弯曲。因此，加工对象物(t)会产生高度偏差(δh)。

加工对象物(t)的尺寸越大、厚度越薄且于硬化涂敷材质时收缩量越大，则此种加工对象物(t)的高度偏差(δh)会表现地越大。加工对象物(t)的高度偏差(δh)可为4mm至10mm。

在因加工对象物(t)的高度偏差(δh)而雷射束的焦点脱离加工对象物(t)对准的情形时，无法实现标记，即便雷射束的焦点对准至加工对象物(t)的内部，在焦点位置改变的情形下，也会发生线宽不固定或标记位置错误等标记质量的下降的问题。

图4及图5是用以说明实施例的雷射标记装置的加压单元(30)的图，图4是加压单元(30)的俯视图，图5是图4的剖面图。

参照图1及图4，实施例的雷射标记装置为了修正或补偿此种加工对象物(t)的高度偏差(δh)而还包含对加工对象物(t)进行加压的加压单元(30)。于对加工对象物(t)的第一面(110)进行标记作业前或与此同时，加压单元(30)可对加工对象物(t)的第二面(120)进行加压。

加压单元(30)包含对第二面(120)的边缘区域(121)进行加压的第一加压部(310)。

第一加压部(310)通过接触方式而对第二面(120)的边缘区域(121)进行加压。

例如，第一加压部(310)可呈环形状。第一加压部(310)配置至加工对象物(t)的上部，可通过负重而对加工对象物(t)的边缘区域(121)进行加压。此时，于第二面(120)的边缘区域(121)未形成有半导体图案(p：参照图2a)，故而即便通过接触方式而对第一加压部(310)进行加压，加工对象物(t)的半导体图案(p)亦不会损伤。

于加工对象物(t)的高度偏差为特定范围以内的情形时，可通过此种第一加压部(310)而减少或消除加工对象物(t)的高度偏差。例如，当加工对象物(t)的高度偏差未满4mm的情形时，可通过第一加压部(310)将加工对象物(t)的高度偏差减小至标记质量不会下降的范围。

然而，对于加工对象物(t)的高度偏差脱离特定范围的情形时，例如于4mm以上的情形时，仅通过接触方式对加工对象物(t)的边缘部分进行加压的情形会在减小加工对象物(t)的高度偏差的方面有限。例如，对于通过第一加压部(310)而仅对加工对象物(t)的边缘部分进行加压的情形，加工对象物(t)的中间部分会凸出或凹陷地弯曲。并且，对于加工对象物(t)的尺寸变大的情形，仅对加工对象物(t)的边缘部分进行加压的情形会难以补偿由加工对象物(t)的中间部分产生的高度偏差。

考虑此种方面，实施例的雷射标记装置还包含对第二面(120)的中间区域(122)进行加压的第二加压部(320)。

参照图4及图5，第二加压部(320)通过非接触方式而对第二面(120)的中间区域(122)进行加压。通过第二加压部(320)而作用于加工对象物(t)的压力可为0.01mpa至0.5mpa。此处，通过非接触方式对第二面(120)的中间区域(122)进行加压的含义为如下概念：不仅包含向下部方向按压第二面(120)的中间区域(122)，而且包含向上部方向提拉第二面(120)的中间区域(122)。

第二加压部(320)可利用贝努里原理对加工对象物(t)提供抽吸力或提供斥力。第二加压部(320)可为贝努里夹盘。因此，第二加压部(320)可将与第二面(120)的相隔距离(g)保持为特定距离以内。例如，可通过第二加压部(320)而将第二加压部(320)与加工对象物(t)的第二面(120)之间的相隔距离(g)保持为50um以下。

第二加压部(320)可具有朝向第二面(120)喷射高压气体的至少一个喷射孔(321)。由横跨环形状的第一加压部(310)的支持杆(bar)(323)支持第二加压部(320)。支持杆(323)可通过关节构造物325而气动连接。通过支持杆(323)供给的气体可通过喷射孔(321)而朝向加工对象物(t)喷射。

随着通过第二加压部(320)喷射的高压气体排出至第二加压部(320)与加工对象物(t)之间而产生贝努里效应，因此会产生抽吸力。相反地，于第二加压部(320)与加工对象物(t)之间较特定距离更接近的情形时，会因通过第二加压部(320)喷射的高压气体而对加工对象物(t)作用斥力。

例如，当第二加压部(320)与加工对象物(t)之间的距离为50um至10mm的情形时，可通过第二加压部(320)产生吸力而向上部方向对加工对象物(t)作用力。因此，当加工对象物(t)如图3b般向下部凹陷地弯曲的情形时，加工对象物(t)可通过第二加压部(320)而平坦化。

例如，当第二加压部(320)与加工对象物(t)之间的相隔距离为10um以下的情形时，可通过第二加压部(320)产生斥力而向下部方向对加工对象物(t)作用力。因此，当加工对象物(t)如图3a般向上部凸出地弯曲的情形时，加工对象物(t)可通过第二加压部(320)而平坦化。

如上所述，第二加压部(320)通过非接触方式而对加工对象物(t)的中间部分作用抽吸力或斥力，因此可使加工对象物(t)的中间部分平坦化。因此，当加工对象物(t)的高度偏差为4mm以上的情形时，也可通过第一加压部(310)及第二加压部(320)而将加工对象物(t)的高度偏差减小至标记质量不会下降的范围。

图6是表示实施例的雷射标记装置的支持单元(50)的立体图。

参照图6，雷射标记装置可还包含支持单元(50)，上述支持单元(50)支持加压单元(30)，且将加压单元(30)转移至加工对象物(t)的第二面(120)上。

支持单元(50)包含吸附支持加压单元(30)的吸附部(520)、及在上下方向(z1方向)上转移所吸附的加压单元(30)的驱动部(510)。

吸附部(520)对第一加压部(310)的上部表面提供负(-)压，因此真空吸附第一加压部(310)。由此，由支持单元(50)支持加压单元(30)。

驱动部(510)可为马达或汽缸。随着驱动部(510)作动，设置有吸附部(520)的移动框架(550)于上下方向(z1方向)上移动。因此，可将加压单元(30)转移至加工对象物(t)的第二面(120)上。

例如，移动框架(550)通过驱动部(510)而下降直至加压单元(30)接近或接触加工对象物(t)的第二面(120)为止。于此种状态下，解除通过吸附部(520)实现的吸附而将加压单元(30)放置至加工对象物(t)的第二面(120)上，之后移动框架(550)通过驱动部(510)而上升。

图7是放大表示图6的一部分的图，且是用以说明支持单元(50)的防掉落部(530)的图。参照图6及图7，支持单元(50)可还包含防止加压单元(30)意外掉落的防掉落部(530)。

防掉落部(530)可在和加压单元(30)重叠的第一位置(531)与不和加压单元(30)重叠的第二位置(532)之间移动。防掉落部(530)呈字形狀，可在与加压单元(30)的重力方向交叉的方向上移动。例如，防掉落部(530)可在水平方向、例如x1方向上移动。

当防掉落部(530)位于第一位置(531)时，即便加压单元(30)意外地自吸附部(520)掉落，也由防掉落部(530)支持加压单元(30)，因此可防止加压单元(30)意外掉落。

另一方面，在上述实施例中，以加压单元(30)的第二加压部(320)为单个的例为中心而进行了说明。然而，加压单元(30)的第二加压部(320)的个数并不限制于单个，可视需要为多个。例如，第二加压部(320)也可如图8a或图8b般为多个。

图9a至图9b是按照步骤表示实施例的雷射标记方法的图。

参照图9a，可于作业平台(10)上安装加工对象物(t)。加工对象物(t)包含未形成半导体图案(p)的第一面(110)、及形成有半导体图案(p)的第二面(120)。加工对象物(t)的第一面(110)的一部分可通过作业平台(10)的开口部(h)而暴露于雷射照射单元(20)。

支持单元(50)吸附支持加压单元(30)。加压单元(30)呈相隔配置于加工对象物(t)的上部的状态。

参照图9b，加压单元(30)通过支持单元(50)而朝向安装于作业平台(10)的加工对象物(t)下降。加压单元(30)通过支持单元(50)转移而与加工对象物(t)的第二面(120)接触。

若加压单元(30)与加工对象物(t)接触，则支持单元(50)于解除对加压单元(30)的吸附后上升。

参照图9c，加压单元(30)的第一加压部(310)呈与第二面(120)的边缘区域(121)接触的状态，第二加压部(320)呈远离第二面(120)的中间区域(122)的状态。

在此种状态下，第一加压部(310)通过负重而对加工对象物(t)的边缘部分进行接触加压，第二加压部(320)喷射高压气体而对加工对象物(t)的中间部分进行非接触加压。因此，可通过包含第一加压部(310)及第二加压部(320)的加压单元(30)而补偿加工对象物(t)的高度偏差。例如，通过加压单元(30)补偿的加工对象物(t)的高度偏差可为4mm至10mm。

参照图9d，视觉相机(40)拍摄高度偏差得到补偿的加工对象物(t)的半导体图案(p)而识别半导体图案(p)的位置。根据识别出的半导体图案(p)的位置信息掌握加工位置而对加工对象物(t)的第一面(110)执行标记作业。

以上对本发明的实施例进行了说明，但该实施例仅为示例，于本技术领域内具有常识者应理解可根据该实施例实现各种变形及等同的其他实施例。