衬底切割控制与检查制造技术

一种晶圆衬底，所述晶圆衬底通过在两侧上对其进行照射并对已经从所述衬底反射的并且透射穿过所述衬底的光进行成像而被检查。所述衬底被支撑在工作台上，并且第一和第二照射源被设置用于在使用时分别照射由所述工作台支撑的所述衬底的第一表面以及由所述工作台支撑的所述衬底的第二表面。至少一个相机被适配用于当所述衬底被所述第一照射源和/或所述第二照射源照射时对从所述衬底接收到的光进行成像。可以在切割工艺期间进行检查。

【技术实现步骤摘要】
衬底切割控制与检查
本专利技术涉及检查系统、衬底切割设备、检查衬底的方法以及衬底切割工艺。
技术介绍
划片和开槽是半导体行业中公知的工艺，在半导体行业中，切割机用于加工工件或如半导体晶圆的衬底，所述工件或衬底例如可以包括硅，但不限于此。在本说明书中，术语“衬底”用于包含所有这些产品。传统地，例如使用圆锯机的机械切割机已经被用于此，然而最近激光切割机也已经变得普及，这些机器产生一个或多个激光束(例如，激光束阵列)并且将所述一个或多个激光束引导至衬底上。在激光切片(例如也被称为激光分割、激光切断、激光劈开)中，一个或多个激光束用于完全切穿衬底(如将衬底分割成单独的管芯)。在激光开槽(例如也被称为激光划刻、激光刻痕、激光刨削或激光开沟)中，一个或多个激光束用于将沟道或沟槽切割成衬底。接着，可以应用其他工艺，例如，通过沿着激光切割沟道使用物理锯来进行的完整分割。在本说明书中，术语“激光切割”将用于包括激光切片和激光开槽两者。针对激光切割(即，激光切片和激光开槽两者)，以两种方式对切割工艺进行控制：1)通过激光切割机很好地控制输入参数(例如，激光功率、激光频率等)，以及2)使用激光切割机内的成像系统来检验激光工艺的结果，或通过从机器上移除衬底并且在独立检查工具(例如，显微镜或3D分析器)上检查结果来检验激光工艺的结果。可以非常准确地控制激光工艺的输入参数。然而，目前检查激光工艺的结果具有明显的限制。虽然从机器上移除衬底来进行独立检查实现了高质量检查，但既消耗时间又消耗资源，并且由此仅适合于测试或定期质量控制。在生产期间，需要快速、在线检查。在现有机器情况下，通常通过从上方照射衬底并且然后使用相机获得来自衬底表面的反射图像来执行检查。然后检查相机图像。然而，此方法具有若干限制，例如：1)图像质量受到存在于衬底表面上的在激光切割工艺期间产生的污染物的限制。当然，可以在每次检查之前对衬底进行清洗，但这可能使生产力大幅度降低；2)成像技术仅对衬底的顶表面敏感，无法获得关于衬底材料的信息；以及3)成像技术在拓扑结构中的紧随的大偏差方面受到限制。例如，无法准确地检测到深且窄的切缝。可能通过
技术介绍
提到的已知现有技术是：US-B2-7494900、US-B2-9266192、US-A1-2011/0132885以及US-A1-2013/0329222。本专利技术的目的是克服这些问题并且实现更高的质量检查。此检查可以例如在切割操作期间执行。根据本专利技术，此目的是通过从衬底的下方和上方提供照射(即，使光入射到衬底的下外表面和上外表面两者上)来实现的。有利地，然后可以使用透射穿过衬底并且从衬底反射的光来获得图像。如上所述，从下方照射衬底。此照射的波长对衬底材料来说可以是特定的(吸收不应太高)或可以使用宽带照射(如‘白光”)。例如，当衬底安装在透明工作台上时，照射源可以是单个点光源，但在一个优选实施中，照射源被整合在工作台内。由于应对衬底上的每个点进行成像，所以工作台可以配备有例如单独光源(如LED)阵列，可以单独地控制所述单独光源以防止过度加热(请注意，理想情况下，应只检查并照射激光加工点)。在可替代优选实施中，可以例如通过激光器从侧面照射透明或半透明工作台，其中，工作台内的散射使光线从工作台的顶部射出。使用这些技术，可以“即时”(即，在切割工艺期间)测量所有所需切割工艺条件：包括确定沟槽宽度、沟槽/切缝位置、沟槽/切缝深度以及剩余模具。随着反馈回路的添加，可以基于“即时”测量结果来自动调整工艺。优选系统提供光学器件以在相机上对透射光进行成像。在从下方的照射是宽带照射的情况下，可以使用滤光器来增加信噪比。在激光切割工艺期间，由于衬底厚度的局部减少，所以可以通过增加透射光使被移除的材料(即，激光沟槽或激光划片切缝)可视化。通过在相机上对透射光进行成像，可以使衬底的吸收图案可视化。因此，此吸收图案提供了激光工艺的实时信息，并且可以从此相机图像获得激光切缝的深度、宽度和位置。本文中描述的方法还可以用于实现衬底对准。这可能在衬底的顶表面不含有用于准确定位衬底的充分信息的情况(如，可能是用于存储器晶圆(例如，模塑晶圆)的情况)下特别有用。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于检查衬底的检查系统，所述衬底基本上是平坦的并且具有位于其相对侧上的第一和第二主表面，所述检查系统包括：工作台，所述工作台用于在使用时支撑所述衬底；第一照射源，所述第一照射源被设置用于在使用时照射由所述工作台支撑的所述衬底的所述第一表面；第二照射源，所述第二照射源被设置用于在使用时照射由所述工作台支撑的所述衬底的所述第二表面；以及至少一个相机，所述至少一个相机被适配用于当所述衬底被所述第一照射源和/或所述第二照射源照射时对从所述衬底接收到的光进行成像。根据本专利技术的第二方面，提供了一种衬底切割设备，所述衬底切割设备包括根据第一方面的检查系统以及衬底切割装置。根据本专利技术的第三方面，提供了一种检查衬底的方法，所述衬底基本上是平坦的并且具有位于其相对侧上的第一和第二主表面，所述方法包括以下步骤：i)照射所述衬底的所述第一表面；ii)照射所述衬底的所述第二表面；以及iii)对从所述衬底接收的光进行成像。有利地，优选在衬底切割期间同时执行步骤i)、ii)和iii)以提高效率、缩短加工时间并且实现“即时”加工。根据本专利技术的第四方面，提供了一种衬底切割工艺，所述衬底切割工艺包括执行第三方面的衬底检查方法。还描述了用于在衬底切割工艺期间支撑衬底的工作台，所述工作台包括：用于在使用时将所述衬底支撑于其上的表面；所述工作台内的空腔；照射源，所述照射源安装在所述空腔内，从而使得由所述照射源发出的光在使用时逃逸出所述空腔并且入射到所述衬底上。所述表面可以包括透明窗口，所述衬底在使用时被支撑在所述窗口的第一侧上，所述空腔被定位成邻近所述窗口的与所述第一侧相对的第二侧。所述表面可以包括开口，所述开口在使用时位于被支撑的所述衬底的下方，所述开口通向所述空腔。照射源可以包括单独光源的阵列。可单独控制所述阵列的光源。还描述了用于支撑衬底的工作台，所述工作台包括：透明或半透明本体,所述本体具有用于在使用时将衬底的下表面支撑于其上的上表面；以及与所述上表面相对的下表面，其中，所述下表面从内部反射光。本体可以包括至少一个侧壁，所述至少一个侧壁从内部反射光。所述或每个内反射表面可以包括镜像表面。检查系统可以包括这种工作台和照射源，所述照射源在使用时可操作用于照射所述工作台的侧部。照射源可以包括激光器。检查系统可以包括光学引导系统，所述光学引导系统在使用时可操作用于将照射源发出的光引导至侧部。检查系统可以包括：上照射源，所述上照射源被设置用于在使用时照射由所述工作台支撑的所述衬底的上表面；以及至少一个相机，所述至少一个相机被适配用于对从所述衬底接收到的光进行成像。本专利技术的其他方面和特征将在所附权利要求书中陈述。附图说明现在将参照如下附图描述本专利技术。图1A示意性地示出了根据本专利技术的第一实施例的在划片操作期间使用的检查系统。图1B示意性地示出了在图1A的划片操作期间拍摄的相机图像。图2A示意性地示出了根据本专利技术的第二实施例的在开槽操作期间使用的检查系统。图2B示意性地示出了在图2A的开槽操作期间拍摄的相机图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检查衬底的检查系统，其特征在于：所述衬底基本上是平坦的并且具有位于其相对侧上的第一和第二主表面，所述检查系统包括：工作台，所述工作台用于在使用时支撑所述衬底；第一照射源，所述第一照射源被设置用于在使用时照射由所述工作台支撑的所述衬底的所述第一表面；第二照射源，所述第二照射源被设置用于在使用时照射由所述工作台支撑的所述衬底的所述第二表面；以及至少一个相机，所述至少一个相机被适配用于当所述衬底被所述第一照射源和/或所述第二照射源照射时对从所述衬底接收到的光进行成像。

【技术特征摘要】
2017.04.26 US 15/497,7541.一种用于检查衬底的检查系统，其特征在于：所述衬底基本上是平坦的并且具有位于其相对侧上的第一和第二主表面，所述检查系统包括：工作台，所述工作台用于在使用时支撑所述衬底；第一照射源，所述第一照射源被设置用于在使用时照射由所述工作台支撑的所述衬底的所述第一表面；第二照射源，所述第二照射源被设置用于在使用时照射由所述工作台支撑的所述衬底的所述第二表面；以及至少一个相机，所述至少一个相机被适配用于当所述衬底被所述第一照射源和/或所述第二照射源照射时对从所述衬底接收到的光进行成像。2.根据权利要求1所述的检查系统，其特征在于：包括第一和第二相机，所述第一相机被定位成接收来自所述第一照射源的从所述第一表面反射的光，并且所述第二相机被定位成接收来自所述第二照射源的透射穿过所述衬底的光，可选地，所述第一和第二相机都被定位在所述衬底的第一侧上方。3.根据权利要求1所述的检查系统，其特征在于：所述第一和第二照射源被设置用于在各自的频率范围内发出光，所述第一和第二频率范围不同。4.根据权利要求1所述的检查系统，其特征在于：所述第一照射源被设置用于在使用时发出紫外光，所述紫外光的波长在约10nm至约400nm的范围内。5.根据权利要求1所述的检查系统，其特征在于：所述第二照射源被设置用于在使用时发出宽带波长光，可选地，所述检查系统包括所述宽带光的光学路径中的滤光器。6.根据权利要求1所述的检查系统，其特征在于：所述第二照射源被设置用于在使用时发出红外光，所述红外光的波长在约600nm至约2000nm的范围内。7.根据权利要求1所述的检查系统，其特征在于：所述工作台是透明的或半透明的。8.根据权利要求7所述的检查系统，其特征在于：所述第二照射源设置在所述工作台的外部，从而使得所述第二照射源在其发出的光透射穿过所述工作台后照射所述衬底的所述第二表面。9.根据权利要求8所述的检查系统，其特征在于：所述工作台包括：上表面，所述衬底在使用时被支撑在所述上表面上；以及与所述上表面相对的下表面，所述下表面从内部反射来自所述第二照射源的光。10.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于：所述工作台包括至少一个侧壁，所述至少一个侧壁从内部反射光。11.根据权利要求9所述的检查系统，其特征在于：所述第二照射源在使用时可操作用于照射所述工作台的侧部，可选地，所述第二照射源包括激光器，可选地，所述检查系统包括光学引导系统，所述光学引导系统在使用时可操作用于将从所述第二照射源发出的光引导至所述侧部。12.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡雷尔·梅科尔·理查德·范·德·斯塔姆，圭多·马蒂纳斯·亨里克斯·克尼佩斯，鲁斯兰·理佛维奇·赛百克汉格洛夫，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG