DE19733412B4 - Verfahren zur automatischen Nachbeschriftung von Wafern. - Google Patents

Abstract

Verfahren zur automatischen Nachbeschriftung von Wafern mit den Verfahrensschritten:
a) Transportieren eines Wafers, welcher eine Randaussparung aufweist, von einer Entnahmekassette (11) zu einer Positioniereinheit (16) einer Beschriftungskammer (14);
b) Ausrichten des Wafers, so dass die Waferidentifizierung unterhalb einer Lesestation (15) positioniert ist;
c) Lesen der Waferidentifizierung innerhalb der Beschriftungskammer (14) mittels der Lesestation (15);
d) Übermitteln der Waferidentifizierung an eine zentrale Dateneinheit;
e) Ausrichten des Wafers durch Hindrehen mittels Drehens eines Drehtellers der Positioniereinheit (15), so dass die Waferidentifizierung unter einer Lasereinheit (13) positioniert ist, unter Zuhilfenahme der Randaussparung;
f) Nachbeschriften des Wafers an vorbestimmter Stelle mit der Lasereinheit (13);
g) Ausrichten des Wafers durch Rückdrehen mittels Drehen des Drehtellers der Positioniereinheit (15), so dass die Waferidentifizierung unterhalb der Lesestation (15) positioniert ist unter Zuhilfenahme der Randaussparung;
h) Lesen der Waferidentifizierung nach dem Nachbeschriften zum Überprüfen der Waferidentifizierung auf Lesbarkeit und...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbeschriftung von Wafern. Die Beschriftung enthält eine Kodierung und wird mit einem Laser aufgebracht.
• Die DE 33 24 551 A1 offenbart ein Verfahren zur automatischen Beschriftung von Halbleiteroberflächen durch Laserstrahlung.
• Die US-A-4,585,931 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zur automatischen Identifizierung von Halbleiterwafern. Dabei werden Markierungen auf den Wafern gelesen, wobei die Wafer in Kassetten transportiert und mit einem Handhabungsgerät zwischen den einzelnen Bestandteilen der Anordnung transportiert werden.
• Die DE 41 07 069 A1 offenbart ein Verfahren zum Lesen von Strichkodierungen auf Halbleiteroberflächen mittels eines Laserstrahlsystems.
• Die GB 1 584 343 A offenbart eine Vorrichtung zur Aufbringung von Identifizierungssymbolen auf Wafern durch einen Schneidvorgang mittels Diamant oder durch eine Laserbeschriftung, wobei eine Leseeinheit zur Kontrolle der Beschriftung vorgesehen ist, und wobei die Beschriftung radial auf dem Wafer aufgebracht wird. Zum Lesen der Identifizierungssymbole rotiert der Wafer mit konstanter Geschwindigkeit.
• Die JP 08 288 188 A offenbart ein Erkennungssystem für Waferbeschriftungen und zur Nachbearbeitung derselben.
• Die JP 09 069 477 A Patent Abs. of JP offenbart eine Vorrichtung zur Klassifizierung von Halbleiterwafern mit einer Beladestation, einer Identifizierungseinrichtung, einer Förder- und Ausrichtstation sowie einer Übergabestation.
• Vor der Fertigung werden Halbleiterwafer auf der Vorderseite mit einer Waferidentifizierung versehen. Diese Waferidentifizierung oder Markierung wird per Laser eingeschmolzen und dient zur Unterscheidung der Wafer bzw. zur Unterscheidung von gesamten Fertigungslosen. Weiterhin sind Informationen über die Zuordnung von Fertigungs- und Produktdaten enthalten. Somit trägt jeder Wafer mit seiner Markierung die wesentlichen Informationen zu seiner Identifizierung und zur Bestimmung der Prozessierung auf dem Wafer. Daraus resultiert die Forderung, dass diese Wafermarkierung bis zum letzten Fertigungsschritt lesbar sein muss.
• Durch die zunehmende Prozessanzahl und die Verwendung von sog. CMP-Prozessen (chemisches und mechanisches Polieren) auf der Wafervorderseite wird die vorderseitig aufgebrachte Markierung zunehmend durch das Auftragen und Abtragen von Schichten belastet. Dies führt letztendlich zur kompletten Auslöschung der aufgebrachten Markierungen. Diese Problematik tritt erst mit der vermehrtem Anwendung von CMP-Prozessen auf. Durch Einsatz von Nachbeschriftungsverfahren an geeigneter Stelle kann eine dauerhafte Identifizierung der Wafer innerhalb von Prozesslinien aufrechterhalten werden.
• Die Nachbeschriftung muss automatisch erfolgen, damit keine falsche oder mehrfache oder doppelte Wafermarkierung während des Nachschriftungsprozesses aufgebracht wird.
• Die Verwendung von sog. Hardmarks ist verbunden mit Spritzern bei der Einbringung der Markierung. Dies beruht darauf, dass energiereiche Laserstrahlung das Wafermaterial nicht nur anschmilzt, sondern teilweise verdampft. Dies führt zu Ausbeuteverlusten. Die Verwendung von sog. Softmarks alternativ zu den tieferen Hardmarks führt jedoch dazu, dass eine auf einem Wafer aufgebrachte Markierung während der Prozessierung zur Herstellung von Halbleiterbauelementen unlesbar wird.
• Bisherige Anordnungen zur Waferbeschriftung bestehen aus einer Beschriftungskammer, die mit einer Lasereinheit gekoppelt ist. Innerhalb der Beschriftungskammer ist lediglich eine Positioniereinheit zur Aufnahme und zur exakten Ausrichtung eines Wafers vorgesehen. Eine nach dem Beschriftungsprozess durchgeführte Beschriftungskontrolle mit einem Lesesystem geschieht außerhalb der Beschriftungskammer und außerhalb des Wirkungsbereiches der Positioniereinheit. Dies führt zumindest bei Nachbeschriftungsprozessen zu einem starken Durchsatzrückgang und je nach Ablauf des Beschriftungsprozesses zur einer schlechteren Positionierung der Nachbeschriftung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Nachbeschriftung von Wafern zur Verfügung zu stellen, die neben der Beschriftung eine Beschriftungskontrolle mit einem Lesegerät durchführt, wobei der Durchsatz an Wafern erhöht wird.
• Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die Merkmale des Patentanspruchs.
• Im folgenden wird anhand von schematischen Figuren ein den Gegenstand der Erfindung nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel beschrieben.
• 1 zeigt eine Anordnung zur automatischen Beschriftung und Nachbeschriftung von Wafern nach dem Stand der Technik.
• 2 zeigt eine Anordnung zur automatischen Beschriftung und Nachbeschriftung von Wafern.
• Für die automatische Beschriftung ist eine Lesestation bzw. ein Lesesystem in der Beschriftungskammer oder über der Positioniereinheit 16 (Aligner) angebracht. Somit ist eine auf einem Wafer aufgebrachte Markierung lesbar, wenn der Wafer in der Beschriftungskammer 14 auf der Positioniereinheit 16 liegt.
• Als Positioniereinheit/Aligner 16 wird eine Station zum Ausrichten der Waferlage in die drei Raumkoordinaten, sowie bezüglich der Rotationswinkel bezeichnet. Diese Station ist normalerweise in der Beschriftungskammer 14 untergebracht. Die Beschriftungskammer 14 ist die Bearbeitungsstation, in der der Wafer direkt von der Lasereinheit 13 beschriftet bzw. markiert wird.
• Nachdem für eine Beschriftung und insbesondere für eine Nachbeschriftung eine genaue Ausrichtung des Wafers notwendig ist, ergeben sich wesentliche Vorteile dadurch, dass sich ein auf der Positioniereinheit 16, beispielsweise ein Drehteller mit Vakuumhalterung (sog. Chuck), lediglich zwischen der Lesestation 15 und der richtigen Positionierung zur Laserbeschriftung durch die Lasereinheit 13 hin- und hergedreht werden muss. Eine Entnahme des Wafers von der Positioniereinheit 16, ein Transport zu einer externen Lesestation 15 und ein Rücktransport in die Beschriftungskammer 16 entfällt.
• Als Hilfe zur Positionierung eines Wafers sind die Wafer mit einer Randaussparung versehen (genotcht). Das Lesesystem ist derart installiert, dass der Beschriftungsort der in Endposition genotchten und nachbeschrifteten Wafer direkt roter dem Lesesystem steht. Hierdurch wird gerade für die Nachbeschriftung ein optimaler Durchsatz erreicht, da für die Beschriftung ein richtig ausgerichteter Wafer notwendig ist.
• Beim Nachbeschriftungsprozess wird vor dem Beschriftungsvorgang die Waferidentifizierung mit der Lesestation 15 innerhalb der Beschriftungskammer 14 gelesen. Diese Informationen werden an eine zentrale Dateneinheit weitergegeben und anschließend wird der Wafer an vorbestimmter Stelle nachbeschriftet.
• Nach dem Beschriftungsvorgang wird die auf dem Wafer aufgebrachte Beschriftung erneut unter die in der Beschriftungskammer 14 positionierte Lesestation gebracht und die Markierung wird auf Lesbarkeit und auf Inhalt überprüft. Dabei befindet sich der Lesekopf einer Lesestation 15 nahe über der Waferoberfläche.
• Entsprechend 1, wo der Stand der Technik dargestellt wird, sind folgende Verfahrwege eines Wafers bei der Beschriftung notwendig:
• Transportweg 1:
• – Wafer von einer Entnahmekassette 11 zur Beschriftungskammer 14 mit der Positioniereinheit 16,
• – Wafer ausrichten, so dass die Beschriftungsposition richtig unter der Lesestation positionierbar ist,
• Transportweg 2:
• – Wafer unter Lesestation 15 fahren,
• – Beschriftungsinhalt für Nachbeschriftungsprozess lesen,
• Transportweg 3:
• – Wafer in Beschriftungskammer 14 fahren,
• – Wafer unter die Lasereinheit 13 positionieren,
• – Wafer beschriften,
• – Wafer in Position für die Lesestation 15 ausrichten,
• Transportweg 4:
• – Wafer unter Lesestation 15 fahren,
• – Beschriftungsqualität prüfen,
• Transportweg 5:
• – Wafer in Ablagekassette 12 transportieren.
• Ein entsprechend der Erfindung ausgelegtes Nachbeschriftungsverfahren und eine dabei verwendete Anordnung mit den beschriebenen Einheiten weist lediglich die Transportwege 6 und 7 auf.
• Transportweg 6:
• – Wafer von Entnahmekassette 11 zur Beschriftungskammer 14 auf Positioniereinheit 16 transportieren,
• – Wafer ausrichten, so dass die Beschriftungsposition richtig unter dem Lesesystem 15 positioniert ist,
• – Beschriftung/Markierung lesen,
• – Wafer unter die Lasereinheit 13 positionieren,
• – Wafer beschriften,
• – Wafer unter Lesesystem 15 positionieren,
• – Beschriftungsqualität prüfen,
• Transportweg 7:
• – Wafer in Ablagekassette 12 transportieren.
• Das letztgenannte Verfahren bietet somit die Möglichkeit einer rationellen automatischen Waferbeschriftung mit einer Beschriftungskontrolle. Ein die Transportwege bedienendes Handhabungsgerät ist lediglich zum Transport der Wafer aus der Entnahmekassette 11 zur Beschriftungskammer 14 und von der Beschriftungskammer 14 zur Ablagekassette 12 notwendig. Somit kann auch der Durchsatz des Beschriftungssystems wesentlich erhöht werden.
• Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren kann sowohl eine Nachbeschriftung, wie auch eine Erstbeschriftung von Wafern vorgenommen werden. Bei der Erstbeschriftung von Wafern müssen die Informationen zur Ausgestaltung der auf dem Wafer anzubringenen Markierung von einer Zentraleinheit zur Verfügung gestellt werden. Die Lesestation 15 kann genauso wie bei der Nachbeschriftung die aufgebrachte Markierung lesen und entsprechend kontrollieren.

Claims (1)

1. Verfahren zur automatischen Nachbeschriftung von Wafern mit den Verfahrensschritten: a) Transportieren eines Wafers, welcher eine Randaussparung aufweist, von einer Entnahmekassette (11) zu einer Positioniereinheit (16) einer Beschriftungskammer (14); b) Ausrichten des Wafers, so dass die Waferidentifizierung unterhalb einer Lesestation (15) positioniert ist; c) Lesen der Waferidentifizierung innerhalb der Beschriftungskammer (14) mittels der Lesestation (15); d) Übermitteln der Waferidentifizierung an eine zentrale Dateneinheit; e) Ausrichten des Wafers durch Hindrehen mittels Drehens eines Drehtellers der Positioniereinheit (15), so dass die Waferidentifizierung unter einer Lasereinheit (13) positioniert ist, unter Zuhilfenahme der Randaussparung; f) Nachbeschriften des Wafers an vorbestimmter Stelle mit der Lasereinheit (13); g) Ausrichten des Wafers durch Rückdrehen mittels Drehen des Drehtellers der Positioniereinheit (15), so dass die Waferidentifizierung unterhalb der Lesestation (15) positioniert ist unter Zuhilfenahme der Randaussparung; h) Lesen der Waferidentifizierung nach dem Nachbeschriften zum Überprüfen der Waferidentifizierung auf Lesbarkeit und Inhalt.