[发明专利]判断特别是模塑成型晶圆的碟形工件的变形量的方法与装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种判断一碟形工件的一变形量之一方法与一装置，所述碟形工件特别是指一模塑成型晶圆。

背景技术

尽管不限于在半导体技术领域，但本发明及基于其上的问题将被阐明为关于模塑成型晶圆(mould wafer)。

在半导体技术领域，碟形工件(disc-shaped workpieces)在本案中指的是晶圆，一般为在线性加工链中处理，亦即在数个连续的装置的流动线生产下，实施协调的方法步骤。

在本案的晶圆加工中，在进一步加工前，晶圆的精确对位是必要的，特别是在从晶圆切割出数个单芯片之前或在电性接触芯片之前。为达此目的，使用了称为工件校准装置，其在半导体业界已知称为晶圆对准系统(wafer alignment systems)。

从先前技术的观点来看，例如在美国专利公告第6,275,742B1号揭示一对准系统，并能通过一光学方法从事一碟形工件(特别是指一晶圆)的精确对齐。

日本专利公开第01-267403 A号揭示一装置用以判断一碟形工件的偏向，其可能通过一光学检测设备以判断使用所述装置的工件的圆周点的变形量。

判断碟形工件(特别是晶圆)的变形量的其它装置和方法也揭露于日本专利公开第10-078310A号与第06-163661A号、美国专利公开第2006/0280085A1号、美国专利公告第4,750,141A号以及美国专利公告第7,301,623 B1号。

通常所有这些已知的方法都不能精确地确定变形量，因为量测方法或夹持装置已干扰了量测结果。

最近，在半导体业界出现了一个趋势，对于已知的复合晶圆(compound wafers)或模塑成型晶圆(mould wafers)，亦即针对组装、人工生产的晶圆，其为由个别芯片组装成一晶圆状的结构而形成，所述多个芯片再由一塑料封胶化合物黏成一碟形结构。这种类型的模塑成型晶圆，以及传统的薄硅晶圆或其类似者，在先前热和机械加工时，皆有一圆形结构条件，而且还表现出在轴向方向的偏向，在这样的方式下，这些碟形工件不再为平面状，而成为偏向或变形的样貌。

图4为一模塑成型晶圆的一平面示意图，具有参考数字3，塑料成型基材被标记为31以及嵌入其中的半导体芯片被标记为30。在移除一保护膜之后，半导体芯片30即暴露在模塑成型晶圆3的一上表面。

因为个别半导体芯片30的小尺寸，为了后续加工步骤，必得精确的定位模塑成型晶圆3，故必须提供精确的对准，而且模塑成型晶圆3的偏向性质的知识在此是需要的。

这导致精确地判断这种类型的一碟形工件的偏向量或变形量(deflection or deformation)的问题。这个问题变得更为紧迫，是因模塑成型晶圆3代表一些个别芯片组装成为使用一封胶化合物的一晶圆状结构的一组合体，由于硅和塑料的热膨胀系数不同，模塑成型晶圆3具有一个较高的固有曲率，在这种情况下，没有任何模塑成型晶圆3与其它模塑成型晶圆3彼此相同。因此，考虑到数个模塑成型晶圆3的个别偏向，精确的对准是唯一可行的，从而使线性加工在组装线的大尺度上成为可能。

也可限制偏向量程度，从而舍弃不能进一步加工的模塑成型晶圆3。

发明内容

因此，本发明的目的是指定一种判断特别是模塑成型晶圆的碟形工件的变形量的方法和装置，这使得有更精准判断变形量成为可能，而且没有因量测技术本身所造成的量测结果的可察觉的失真。

依据本发明的方法具有权利要求1的特征以及根据权利要求1的对应装置，具有优于已知方法之优点，亦即使得精确判断变形(翘曲)量成为可能。

本发明的概念是，在消除工件和安装单元之间的初始偏心量之后，翘曲量可在一定义的高度位置被量测。

根据本发明，在工件更精确的对准后，工件从预定的高度位置的任何数量的周围量测点的偏向量，可以通过相对安装单元自己的轴旋转安装单元或通过相对安装单元的轴旋转探测器单元来加以判断。

因此，根据本发明，沿着一个特定的量测半径的量测周长的一个变形量的二维代表，可以由使用各自量测点的偏移来产生。基于此信息，在碟形工件的进一步加工，偏向量可以通过机械和/或加工后热处理被考虑或修正，和/或倘若超过一预定的限制量，则碟形工件可能被舍弃。

根据本发明，安装单元不仅为可旋转的，更为高度上可调整者以及横向可调整。因此，预定的高度位置能被精确地调整以量测这些量测点的偏移量，以及预定的高度位置也可例如根据本发明的装置的温度变化或振动得到补偿。

在从属权利要求项中，为有关本发明的主要标的物的有利发展和改良。