TWI596665B - 在一線鋸機器上安裝一錠之方法 - Google Patents

Description

在一線鋸機器上安裝一錠之方法

本揭示內容大體上係關於用於將錠切割為晶圓的線鋸機器，且更具體言之，係關於用於判定在該等線鋸上之錠之安裝位置的方法。

此申請案主張2011年12月29日申請之美國臨時專利申請案第61/581,281號的優先權，其整個揭示內容以參考之形式全部併入本文中。

半導體晶圓通常係由憑藉一線鋸機器切一錠而形成。此等錠通常係由矽或其他半導體或太陽能等級材料製成。該錠藉由一結合樑及一錠固持件連接至該線鋸之結構。該錠憑藉黏合劑結合至結合樑，並且該結合樑繼而憑藉黏合劑結合至該錠固持件。該錠固持件藉由任何適當之緊固系統連接至該線鋸結構。

在操作中，該錠係由將該錠切割為複數個晶圓之該線鋸中的移動線之一網所接觸。結合樑接著連接至一起重機，並且該等晶圓降下至一車上。

藉由已知鋸所切之晶圓可具有引起該等晶圓具有自設定標準偏離之奈米拓撲的表面缺陷。為改善偏離奈米拓撲，此等晶圓可經受額外處理步驟。此等步驟花費時間並且昂貴。因此，需要一較有效率及有效力系統以控制在一線鋸機器中所切之晶圓的奈米拓撲。

此節旨在介紹讀者可關於在下文中描述及/或主張之本 揭示內容之各種態樣的技術的各種態樣。咸信此討論能夠幫助提供讀者背景資訊以促進本發明之各種態樣的一較佳瞭解。相應地，應瞭解如此閱讀此等聲明，並且不作為對先前技術的承認而閱讀。

一第一態樣係一種判定在一錠固持件上之一錠的一安裝位置的方法。該錠固持件係用於將該錠附接至一線鋸機器。該線鋸機器係用於將錠切割為晶圓。該錠具有一長度。該方法包含：測量藉由線鋸機器自一測試錠切割之一測試晶圓的一測試表面，該測試錠具有一長度；判定經測量測試表面之一入口標示的一量值及一方向；判定測試錠之長度與錠之長度的一長度比；並且基於該長度比及自測試錠切割之測試晶圓的經測量測試表面的入口標示的量值及方向來判定在錠固持件上之錠的一安裝位置。

另一態樣係一種判定在一錠固持件上之一錠的一安裝位置的方法。該錠固持件係用於將該錠附接至一線鋸機器。該線鋸機器係用於將錠切割為晶圓。該方法包含：測量藉由線鋸機器自一測試錠先前切割之一測試晶圓的一測試表面；判定經測量測試表面之一不平整的一量值及一方向的至少一者；並且基於自測試錠切割之測試晶圓之經測量測試表面之不平整的量值及方向的至少一者來判定在錠固持件上之錠的一安裝位置。

仍另一態樣係藉由一線鋸自一錠切割之半導體或太陽能晶圓的一群體。該錠安裝於用於將該錠附接至線鋸的一錠 固持件。該錠自錠固持件之一中心偏移。在進行下游處理操作之前，該等晶圓具有實質上無入口標示的表面。

關於上文提到之態樣所注意之特徵存在各種細分。而且進一步特徵亦可併入上文提到之態樣。此等細分及額外特徵可個別或以任何組合存在。譬如，下文關於圖解說明之實施例之任何者討論的各種特徵可單獨或以任何組合而併入上文描述之態樣的任何者中。

貫穿圖式之數個視圖，對應參考字元指示對應部分。

參考圖1至圖3，展示一種用於藉由一線鋸機器103將一錠102切割為晶圓的系統100。該錠係由矽形成，但是亦可由其他適當之材料形成。系統100大體上可操作以判定在一夾持軌道105上之錠102的一安裝位置，以縮減或限制自錠102切割之晶圓之一表面中的不平整。本文描述之系統及方法之實施例可操作，以縮減或限制形成於藉由線鋸機器所切之晶圓之表面中的入口及/或出口標示，造成改良晶圓之表面的奈米拓撲。

奈米拓撲已經界定為在約0.2mm至約20mm的一空間波長內的一晶圓表面之偏離。此空間波長非常接近地對應於經處理半導體晶圓之奈米尺度上的表面特徵。先前界定已經由針對半導體工業之一全球貿易協會之國際半導體設備材料產業協會(SEMI)提出(SEMI文件3089)。奈米拓撲測量晶圓之一表面之標高偏離，並且不考慮晶圓之厚度變化(正如傳統平坦測量)。已經發展數個計量方法以偵測並且 記錄此等種類之表面變化。譬如，來自入射光之經反射光的測量偏離允許偵測非常小的表面變化。此等方法係用於測量波長內之峰至谷(PV)變化。可基於在已經將表面切割之後但是在該表面經受拋光之前之表面之採取的測量而預計或評估晶圓之一經完成表面的奈米拓撲。

線鋸機器103(即，一線鋸機器)係用於切割由一半導體材料(例如，矽)或一光伏打材料製成的錠102。該線鋸機器103亦可用於將其他材料之錠切割為晶圓。

線鋸機器103係用於憑藉網線104將錠102切割(即，切或鋸)為晶圓的類型。錠102連接至一結合樑101，該結合樑101繼而連接至一夾持軌道105。該夾持軌道105在本文中可互換地稱為一「錠固持件」。

夾持軌道105連接至線鋸機器103。線網104在切割錠102時沿圍繞三個線導引器106之一迂迴路徑行進。如圖1至圖3中展示，為清楚之目的，極度地誇大線104之經縮減數目、及線之間距。線導引器106之一或多者可連接至一驅動源以旋轉該等導引器，並且繼而繞迴路旋轉線網104。

線導引器106具有反向末端108、110，其等藉由一軸承114連接至線鋸機器103的一框架112(僅展示其一部分)。雖然亦可使用任何適當類型之軸承(例如，滾子軸承)，但是該等軸承114係典型滾珠軸承。一溫控流體與該等軸承114熱連通以調節該等軸承之溫度。該流體與軸承之至少一部分或繼而與該軸承接觸之一結構接觸。該流體循環通過一溫控系統以調節流體之溫度，並且繼而調節該等軸承114 的溫度。

在操作中，測量藉由線鋸機器103自一測試錠切割之一測試晶圓之一測試表面的一形狀以校準系統100。在切割測試錠之前，測試錠安裝於錠固持件105之一中心位置處，如圖2中展示。在此位置中，錠102之末端與線導引器106之末端108、110之間的距離相等。

可藉由可操作以測量晶圓表面之任何適當之工具測量測試晶圓之表面的形狀。亦可在藉由線鋸機器103切割之前測量此測試錠之長度。該等測量可以一電腦可讀取媒體、一電腦儲存裝置或其他類型之計算裝置的形式儲存。

接著作出測試晶圓之經測量測試表面中的一不平整(例如，一入口標示)的一量值及一方向的一判定。此判定可藉由分析採取之測試晶圓之測試表面的形狀的測量而作出。此分析可藉由一處理器或其他計算裝置而執行。

與位於晶圓之測試表面上或鄰近於晶圓之測試表面的一具體平面相比，量值係不平整的實體尺寸。不平整之量值係測試表面自具體平面偏離的距離。具體平面可界定測試晶圓之一平均表面高度或測試晶圓之一想要高度。不平整之方向指示不平整安置於具體平面的哪一側。即，該方向指示不平整安置於具體平面之下方(即，一負方向)或在具體平面上方(即，一正方向)。

不平整可係一入口標示，其等係相對較靠近晶圓之一邊緣定位之晶圓的表面中的變形(即，變化)。入口邊緣係在將錠切割為晶圓之操作期間藉由線網104接觸的錠102之第 一部分。

具有約300mm之一直徑之錠的入口標示(entry marks)通常指(refer to)在晶圓之表面中的變形，而變形之位置係在切割錠期間藉由線網104首先接觸之錠的邊緣約50mm內。當變形位於靠近晶圓之一出口邊緣時，其他不平整可稱為出口標示。出口邊緣係在將錠切割為晶圓之操作期間藉由線網104接觸之錠的最後部分。

切割一測試錠及測量得到之測試晶圓之至少一者的測試表面的上文描述程序可以週期間隔重複以校準系統100。系統100之校準確保不平整的量值及方向(安裝位置基於該量值及方向)之測量係準確的。例如，在線鋸機器103中之組件中之切割操作期間的小改變可影響不平整的量值及方向。因此，週期校準確保經判定安裝位置正確，提供下文討論之想要結果。

在校準之後，接著判定在錠固持件105上之一錠102的一安裝位置。此安裝位置係基於自測試錠切割之測試晶圓之測試表面中的不平整之量值及方向。安裝位置亦係基於一長度比而判定。該長度比係測試錠之長度與安裝於錠固持件105上之錠102的長度之比。長度比之使用計入一測試錠中產生之不平整中之差異，該測試錠具有不同於稍後藉由線鋸機器切割之其他錠的一長度。

在判定錠102之安裝位置中，判定一偏移距離及一偏移方向二者。偏移距離係錠102之中心自錠固持件105之中心偏移的距離。偏移方向界定相對於錠102之中心安裝之錠 固持件105之中心的方向。

偏移距離等效於入口標示之量值。例如，若入口標示具有2個測量單位之一量值，則偏移距離亦係2個測量單位。在其他實施例中，偏移距離可等於入口標示之量值的一倍數或分數。

在一些實施例中，可接著基於長度比調整(即，縮減或增加)偏移距離。然而，其他實施例可不基於長度比而調整偏移距離。

在操作中，當錠102之長度大於測試錠之長度時，可基於長度比而增加偏移距離；或當錠102之長度小於測試錠之長度時，可基於長度比而減少偏移距離。增加或減少偏移距離之量係藉由將偏移距離乘以長度比而判定。

在其他實施例中，使用諸如乘以另一數目的其他方法演算長度比，並且二者之乘積可乘以先前判定之偏移距離。

在一些實施例中，偏移方向經判定為不平整之方向的相反方向。即，若不平整之方向係負的，則偏移方向係正的，並且反之亦然。在操作中，若偏移方向係負的，則錠102向右平移，如圖3中展示。同樣地，若偏移方向係正的，則錠102向左平移。在其他實施例中，此等方向之每一者可反轉。

在判定偏移距離及方向之後，憑藉附接至結合樑101之機械緊固件或藉由另一其他適當之緊固系統，錠102接著安裝於錠固持件105。如圖3中展示，因為偏移方向係負的，所以錠102安裝於錠固持件105之相對於中心右平移之 一位置中。因而，距離D1(錠102與線導引器106之末端108之間的距離)因此大於距離D2(錠之相反末端與線導引器之另一末端110之間的距離)。應瞭解為清楚之目的，極度誇大此等距離D1、D2。

經安裝錠102接著藉由線鋸機器103切割為晶圓。因為錠102之偏移安裝位置，與測試晶圓之該等表面相比，此等晶圓具有具縮減之量值之不平整的表面。而且，在經受下游處理操作之前，在一「原切」狀態中，晶圓之表面可實質上無不平整。基於測試晶圓之表面之形狀的相同測量，使用上文描述之方法，接著可將額外錠安裝於錠固持件。另外，可測量一經切割晶圓之表面以校準系統並且調整後續安裝之錠的安裝位置。

在先前系統中，在藉由線鋸機器103自錠102切割晶圓時，一不平整(例如，一入口標示或出口標示)經常形成於晶圓之表面中。圖4之圖表展示自安裝於錠固持件105之中心處之一錠102(例如，測試錠)切割的六個晶圓之表面中的變化。y軸代表在晶圓之表面上之資料測量的相對位置，其以毫米測量；同時x軸代表針對不同資料組之每一晶圓的表面位移測量，以微米計。在y軸上，-150mm對應於藉由線鋸機器103之線網104首先接觸之該等晶圓之邊緣上的一初始點。而且在y軸上，150mm對應於藉由線網104最後接觸之該等晶圓之邊緣上的一點。如指示之區域A中展示，每一晶圓表面具有實質上對應於一存在於最接近晶圓之邊緣約前50mm中之一入口標示的不平整。圖5之圖表類 似於圖4之圖表，除了其展示根據上文描述之偏移安裝方法切割的六個晶圓的表面中的變化。如指示之區域A中展示，該等晶圓缺乏任何看得出的入口標示。

在操作期間，線鋸機器103之組件之溫度增加。咸信溫度中之此增加引起線鋸機器103之組件中的偏轉，其繼而引起線網104的偏轉。咸信線網104之此偏轉係形成於晶圓之表面中的不平整的原因。

偏移在錠固持件105上之錠102的安裝位置抵消(即，補償)晶圓之表面中之不平整的原因。錠102安裝於一位置中，該位置在與測試晶圓之經測量不平整的方向相反的一方向上自錠固持件105的中心偏移。錠102藉由基於不平整之量值的一偏移距離而自錠固持件105的中心隔開。據此，錠102之偏移安裝抵消形成測試晶圓中之不平整之系統偏置。

在生產具有表面不平整之晶圓的先前系統中，該等晶圓經受下游處理操作(例如，研磨、拋光等)，以移除不平整。本文描述之錠的偏移安裝位置縮減形成於藉由線鋸切割之晶圓的表面中之不平整。因此，根據上文描述之方法切割的晶圓無須經受移除表面不平整所需要的下游處理操作。

而且，整體晶圓形狀參數(例如，彎曲或翹曲)亦可藉由偏移在錠固持件105上之錠102的安裝位置而變更。

相應地，縮減在切割之後處理晶圓需要之時間及成本的量。而且，整體晶圓形狀參數(例如，彎曲或翹曲)亦可藉 由偏移在錠固持件上之錠的安裝位置而變更。

當介紹本揭示內容或其實施例之元件時，冠詞「一」(a、an)及「該」(the、said)旨在意謂存在該等元件之一或多者。術語「包括」、「包含」及「具有」旨在包含的，並且意謂除了列出之元件之外，可存在額外元件。

因為可不脫離本揭示內容之範疇而在上文中作出各種改變，所以旨在應使上文描述中含有及隨附圖式中展示的全部事項應該解釋為圖解說明的，並且不以一限制意義解釋。

100‧‧‧系統

101‧‧‧結合樑

102‧‧‧錠

103‧‧‧線鋸機器

104‧‧‧線網/線

105‧‧‧夾持軌道/錠固持件

106‧‧‧線導引器

108‧‧‧末端

110‧‧‧末端

112‧‧‧框架

114‧‧‧軸承

A‧‧‧區域

D1‧‧‧距離

D2‧‧‧距離

圖1係包含一錠及一線鋸機器之一系統的一透視圖；圖2係附接至線鋸機器之一中心的位置中之一錠的一前視圖；圖3係附接至線鋸機器之一偏移位置中之一錠的一前視圖；圖4係展示自附接至圖2之線鋸機器之中心的位置中之一錠切割的一晶圓之一表面之形狀的一圖表；及圖5係展示自附接至圖3之線鋸機器之偏移位置中之一錠切割的晶圓之一表面之形狀的一圖表。

100‧‧‧系統

101‧‧‧結合樑

102‧‧‧錠

103‧‧‧線鋸機器

104‧‧‧線網/線

105‧‧‧夾持軌道/錠固持件

106‧‧‧線導引器

108‧‧‧末端

110‧‧‧末端

114‧‧‧軸承

Claims (15)

1. 一種判定在一錠(ingot)固持件上之一錠的一安裝位置的方法，該錠固持件係用於將該錠附接至一線鋸機器以將該錠切割(slicing)為晶圓，該錠具有一長度，該方法包括：測量藉由該線鋸機器自一測試錠切割之一測試晶圓的一測試表面，該測試錠具有一測試長度；判定沿經測量的該測試表面之一入口標示的一量值(magnitude)及一方向；判定該測試錠之該測試長度與該錠之該長度的一長度比；及基於該長度比及來自該測試錠之該測試晶圓之經測量的該測試表面的該入口標示的該量值及該方向來判定在該錠固持件上之該錠的該安裝位置。
2. 如請求項1之方法，其中該入口標示係在該測試晶圓之經測量的該測試表面中的一不平整(irregularity)。
3. 如請求項1之方法，其中判定該錠之該安裝位置包含判定自該錠固持件之一中心的一偏移距離，該偏移距離係使用該長度比及該測試晶圓之經測量的該測試表面之該入口標示的該量值的至少一者來判定。
4. 如請求項3之方法，其中該偏移距離首先使用該測試晶圓之經測量的該測試表面之該入口標示的該量值而判定，並且接著基於該長度比進行縮減或增加的一者。
5. 如請求項4之方法，其中在該錠之該長度小於該測試錠 之該測試長度時，該偏移距離基於該長度比而縮減。
6. 如請求項4之方法，其中在該錠之該長度大於該測試錠之該測試長度時，該偏移距離基於該長度比而增加。
7. 如請求項3之方法，其中判定該錠之該安裝位置包含判定自該錠固持件之該中心的一偏移方向，其中該偏移方向係基於該測試晶圓之該測試經測量表面之該入口標示的該方向且其中該偏移方向與該入口標示之該方向相反。
8. 如請求項3之方法，其進一步包括將該錠安裝於該錠固持件之經判定安裝位置處，該經判定之安裝位置自該錠固持件之該中心隔開達該偏移距離。
9. 如請求項1之方法，其進一步包括：將該錠安裝於該錠固持件之該經判定安裝位置處；及將該錠切割為晶圓，其中與自該測試錠切割之該測試晶圓之該測試表面上的不平整相比，該等晶圓之表面具有經縮減之量值的不平整。
10. 一種判定在一錠固持件上之一錠之一安裝位置的方法，該錠固持件係用於將該錠附接至一線鋸機器以將該錠切割為晶圓，該方法包括：測量藉由該線鋸機器自一測試錠先前(previously)切割的一測試晶圓的一測試表面；判定經測量的該測試表面之一不平整的一量值及一方向的至少一者；及使用自該測試錠切割之該測試晶圓之經測量的該測試 表面的該不平整的該量值及該方向的至少一者來判定在該錠固持件上之該錠的該安裝位置，其中判定該錠之該安裝位置包括判定自該錠固持件之一中心的一偏移距離及自該錠固持件之該中心的一偏移方向。
11. 如請求項10之方法，其中該測試晶圓之該測試表面中的該不平整係一入口標示。
12. 如請求項10之方法，其中該偏移距離係基於該測試晶圓經測量的之該測試表面之該不平整的該量值。
13. 如請求項10之方法，其中該偏移方向係基於在該測試晶圓之經測量的該測試表面上之該不平整的該方向，且其中該偏移方向係與該不平整之該方向相反。
14. 如請求項10之方法，其進一步包括將該錠安裝於該錠固持件之該經判定安裝位置處，該經判定安置位置在該偏移方向上自該錠固持件之該中心隔開達該偏移距離。
15. 如請求項10之方法，其進一步包括：將該錠安裝於該錠固持件之該經判定安裝位置處；及憑藉該線鋸機器將該錠切割為晶圓，其中該等晶圓之該等表面缺乏一入口標示。