專利名稱：識別用于拾放設備的參考集成電路的系統和方法
技術領域：
本發明一般地涉及電子電路，特別是涉及在從晶片鋸切之后，通過所謂的拾放設備(pick-and-place equipment)自動地拾取集成電路，以便組裝在另一電路中或者封裝中的操作。
本發明更專門地涉及識別集成電路晶片中的參考芯片，以便預置用于在鋸切之后自動拾取和放置所述芯片的設備。
背景技術：
從半導體或絕緣晶片制造作為無源或有源部件的集成電子電路通常在電路批量中進行，上述電路批量在同一晶片上可以是相同的或者可以是不相同的。一旦所述電路已經被制成，通常對它們進行測試，例如，借助于探頭測試板來檢測可能的失效電路。然后對這樣的失效電路加以標識，以便在鋸下來之后不被拾放設備從晶片中選出。
圖1以方框圖的形式十分簡略地表示用于從晶片P(例如，半導體晶片)制造集成電路IC的系統的一個實例。
一般來說，在同一晶片P上批量制造集成電路的工藝在第一制造工位1(由方框FE“前端”表示)中進行，在其中，集成電路被形成于晶片之上并且被測試。
標識可能的失效電路的第一種已知方法包括在這些電路上淀積墨滴(上墨)，以實現由與拾放設備有關的光學設備對它們的后繼識別。
適用本發明的第二種已知技術包括記錄包含失效(或者反過來說，有效)電路在晶片中的坐標(通常為直角坐標系)的文件，以實現后繼對它們的跟蹤。
在這樣一種情況下，包含好的和/或壞的晶片的坐標的文件與晶片P同時被傳送到由方框2表示的另一個生產工位(BE或“后端”)，在其中，在把晶片放置在粘性承載圓盤或薄膜上之后，晶片被鋸切(方框3，鋸切)。然后，由拾放設備(未示出)對在這個步驟中得到的已鋸開的晶片P進行處理，上述拾放設備具有用于從已傳送的坐標文件導出的映射(方框5，映射)來選擇正確的集成電路IC的元件(方框4，選擇)。不同的已測試晶片的映射連同晶片的標識符一起，以數字文件的形式在晶片制造工位和裝配工位被存儲，例如通過一個中心服務器(未示出)來傳送它們。
圖2和圖3借助于集成電路晶片P的示意平面圖、失效或有效電路的坐標的表格T，分別表示適用本發明的類型的拾放電路的操作。存儲在表格T中的不同集成電路的坐標X和Y對應于圖2的有效集成電路IC，或者對應于在圖2中用叉表示的失效集成電路DIC。由于本發明涉及無墨電路，所以，這樣的失效電路和正確電路在視覺上沒有被區分。
為了實現拾放設備相對于晶片的初始對準，通常選擇一個參考芯片(R，圖2)，拾放設備將根據文件坐標搜索上述參考芯片，允許在與所述晶片有關的文件中所包含的坐標的后繼處理。這個參考芯片使得能夠確認所述設備的參考系中的映射的原點位置。
例如，利用晶片中心的近似計算，以便根據從文件中讀取的坐標，將所述設備(更具體地說，是它的視覺或光學傳感器)對準于參考芯片R。然后，通過連續疊代來搜索與所述坐標相對應的芯片中的位置(通常是一個角)。從原理上來說，一旦知道了參考芯片在所述設備的參考系中的位置，則所述文件的其余部分將變為可解釋的。通常借助于晶片芯片的行掃描，從粘性承載圓盤拾取有效芯片，失效芯片則留在圓盤上。
例如，在美國專利第6,380,000號和第6,756,796號中，描述了這種類型的已知方法和系統。
對于具有相對大的尺寸的芯片，這樣一種方案是可以接受的，但是隨著芯片尺寸減小而變得不令人滿意。確實，晶片鋸切時通常由于承載不同芯片的膜的伸縮性而產生膨脹。這種膨脹被添加到對準公差將產生一種危險，即，近似對準將選擇一個錯誤的參考芯片(鄰近參考芯片的芯片)。在出現這種類型的錯誤的情況下，坐標文件的使用將變得不正確。
已經提出，使用晶片的兩個不同位置上的兩個參考芯片來糾正可能的定位公差。
這樣一種解決方案的缺點在于，如果拾放設備(例如，意外地)停止工作，如果這些參考芯片之一已經被拾取用于裝配，則在重新啟動時，不可能恢復參考。
可以設想記錄參考芯片的坐標，但是把它們留在承載薄膜上，并且不拾取它們用于裝配。其缺點是，如果出現在參考位置上的芯片為正確，則每塊晶片將損失兩個芯片。還有，最后拾取這些芯片，由于在掃描過程中需要一次回掃，所以對設備的效率將產生負面影響。而且，對于同一晶片承載不同尺寸和目的的若干芯片的情況，上述方法不能解決所述問題。
DE-A-10219346和JP-A-63136542公開了這樣的工藝，其中，在制成之后，芯片被加上標記。
EP-A-1424723公開了一種在制造過程中產生幾何圖案的芯片標記方法，這種方法需要一個后制造步驟，讓所述圖案變為可用光學方法識別。
發明內容
本發明的一個方面就是克服在從晶片鋸下芯片之后，用于組裝集成電路芯片的方法和系統所存在的所有或某些缺點。
本發明的另一個方面瞄準于解決將由拾放設備處理的晶片上的原點位置的對準問題。
本發明的又一個方面還瞄準于提供一種不會導致有效芯片的損失的解決方案。
本發明的再一個方面還瞄準于提供一種與提供所述芯片的批量生產步驟兼容的解決方案。
本發明的還一個方面還瞄準于提供一種與傳統的拾放設備兼容的解決方案。
根據本發明的一個方面，提供一種用于將集成電路芯片拾放設備對準于承載這些電路的晶片的原點位置的方法，其中，在所述晶片上光學搜索在集成電路的制造過程中在參考芯片上形成的至少一種參考圖案，所述參考圖案不同于其它芯片上的光學可識別圖案，并且包括在晶片的鈍化層或者在最后金屬化層中可光學識別的幾何圖案。
根據本發明的這個方面，幾個參考芯片分布于晶片中。
本發明的另一個方面提供一種借助于視覺識別的拾放設備的集成電路裝配系統。
本發明的又一個方面提供一種包含至少一個參考芯片的集成電路晶片，所述參考芯片包括至少一種可光學識別的圖案，上述可光學識別圖案不同于在晶片中形成的其它芯片的圖案，并通過晶片的最后金屬層或者通過鈍化層的不同掩膜形成。
下面將結合附圖，在特定的各實施例的非限制性的說明中，詳細地討論本發明的特征和優點。
圖1，如上所述，以方框圖的形式示意性表示用于制造適用本發明的實施例的類型的集成電路的系統；圖2，如上所述，是傳統集成電路晶片的示意平面圖；圖3，如上所述，示意性表示含有失效或有效集成電路的坐標的文件的結構；圖4是根據本發明的實施例的集成電路晶片的十分示意性平面圖；圖4A更詳細地表示圖4，圖解根據本發明的實施例的參考芯片的圖案的實例；以及圖5以示意截面圖的形式圖解根據本發明的實施例的參考芯片的圖案的形成方法。
具體實施例方式
在不同的附圖中，相同的元件被分配以相同的參考數字。為了簡明起見，只有那些對理解本發明有用的步驟和元件才在附圖中加以表示并且將在下面進行說明。特別是，由本發明處理的、在任何晶片(半導體、絕緣體等)上的無源和/或有源集成電路的制造尚未詳細討論，本發明兼容于所有傳統的晶片。還有，基于視覺識別和借助于坐標文件的處理的拾放設備尚未詳細討論，本發明再次兼容于已知的設備。
本發明的一個實施例的特征就是在晶片承載的集成電路中，提供一個或多個含有兼容于視覺識別的圖案的參考芯片，它們不同于在晶片上制造的集成電路的圖案。本發明的一個實施例提供至少兩個特定參考芯片，它們具有可以被拾放設備識別的一種或多種圖案。
圖4是根據本發明的一個實施例的晶片P′的十分簡略的平面圖。如上所述，晶片P′包括有效和失效集成電路芯片IC和DIC。根據這個實施例，在晶片P′上提供含有特殊圖案的兩個參考芯片RC，上述特殊圖案不同于電路IC的可視識別圖案。
圖4A表示取自圖4的作為實例的芯片RC的放大圖。該圖表示可以由傳統拾放設備自動進行視覺識別的不同圖案，這些圖案不同于可能在集成電路上的那些圖案。例如，可以提供幾種由兩個垂直的不透明圖案11所環繞的若干直線平行不透明圖案10。例如，還可以提供環繞著圖案10和11的圖案12，可能它本身又被一個或多個直線圖案13所環繞。只要這些圖案單獨地和/或組合地可以被拾放設備識別為不同于集成電路芯片IC的圖案，就可以設想不透明圖案的不同組合。根據本說明書給出的功能指示，這樣的圖案的選擇處于本領域的技術人員的能力范圍之內。
根據本發明的一個優選實施例，參考芯片RC的位置被記錄在文件(FILE，圖1)中，與此同時記錄使得能夠識別晶片P′的數以及通過它們各自的坐標的有效或失效芯片的映射。
一旦被制成和測試，所述晶片被常規地傳送到安裝或鋸切和組裝工位(2，圖1)。類似地，含有該晶片的各芯片的映射的文件被常規地傳送到通常是很遠的這個工位。
在組件安裝側，通過實施類似于通常的從晶片中心和這些參考芯片的已記錄近似位置的搜索算法的算法，由拾放設備來搜索各參考芯片。然而，這里不存在把參考芯片以外的芯片當作基礎的危險。對于近似定位指向另一芯片IC或DIC的情形來說，所述設備檢測到缺少參考圖案，并且開始環繞這個其它芯片的螺旋形搜索，以便找到所述參考芯片。
本發明的實施例的優點在于，不管芯片的尺寸如何，都可以正確地使用在表示集成電路晶片的映射的文件中記錄的坐標。
本發明的實施例的另一個優點在于，如果在處理過程中拾放設備停止工作，則由于用作參考的(各)晶片已經保留在粘膜上，所以可再次找到所述參考芯片。
通過優選地使用幾種參考芯片，可以糾正例如由不同尺寸的集成電路包含在同一晶片上的事實引起的、承載各芯片的膜的不均勻膨脹。
在幾種類型的芯片包含在同一晶片中的那些應用中，在實施本發明的實施例的過程中，兩個參考芯片已經足夠，而在傳統情況下，如果在不同尺寸的芯片被處理之前就進行組裝，則曾經被用作參考位置的芯片存在丟失的危險。
如果由拾放設備所執行的視覺識別僅涉及集成電路芯片的一部分，則由本發明提供的特殊圖案必須不同于這個檢查區中的正確芯片的圖案。
根據本發明的一個優選實施例，借助于特殊的鈍化掩膜來形成參考芯片的可光學識別圖案。鈍化掩膜的選擇與這樣一個事實有關，即，通常，在用于集成電路制造的不同掩膜中，該掩膜是最廉價的掩膜。
圖5十分簡略地以截面圖的形式表示借助于這樣一種鈍化掩膜來形成圖案的方法。例如，在晶片P上形成不同部件(未示出)之后，在最后的金屬化層上整板淀積鈍化層21，在金屬化層中尤其已經形成了芯片連接導電焊盤22。這樣的焊盤至少在對應于集成電路芯片的區域中形成，不管它們是有效IC或失效DIC，并且在參考芯片RC(相同的掩膜)的相應區域中形成。為了簡單起見，沒有示出晶片P中的芯片的其它蹤跡和層次。
借助于第一傳統掩膜，在焊盤22上面形成開口23以恢復芯片觸點。當承載芯片RC的區域暴露時，疊加第二特殊掩膜，以便完全掩蓋參考芯片中的這些區域，由此實現參考芯片RC和正常芯片IC之間的光學區分。
根據一個簡化的實施例，使用單個掩膜，它所包括的所述芯片圖案之一(通常，同一掩膜復制若干芯片)表示所述特定參考芯片。然而，本實施例被保留用于可允許通過光刻曝光的芯片損失的情形。
根據另一個可替代的實施例，在最后的金屬化層中提供圖案區分。所使用的鈍化掩膜在整個晶片中保持相同，并且由金屬層來提供參考芯片和普通芯片之間的區別。
當然，對本領域的技術人員來說，對本發明的實施例的各種變動、修改和改進將容易地作出。特別是，基于以上給出的功能描述的本發明的實施例的實際實施處于本領域的技術人員的能力范圍之內。還有，雖然已經就直線幾何圖案的實例描述了本發明的實施例，但是可以設想任何類型的圖案，只要它們是不可能在有效芯片上被復制的圖案或圖案組合。這些圖案的選擇最好被執行以便與集成電路的若干范圍兼容。可替代地，根據所制造的晶片的類型，可以使用幾種類型的參考圖案。在這種情況下，例如，在傳送含有芯片坐標的文件的同時，以數字文件的形式將這些圖案傳送到裝配工位。
這樣的變動、修改和改進試圖成為此項公開內容的一部分，并且試圖處于本發明的精神實質和范圍以內。因此，以上的說明僅借助于實例，并且不試圖成為限制性的。本發明僅受到在下列權利要求書及其等價物中所規定的限制。
權利要求
1.一種用于將集成電路(IC)芯片拾放設備對準于承載這些電路的晶片(P′)的原點位置的方法，其中，在所述晶片上光學搜索在集成電路制造過程中形成于參考芯片(RC)上的至少一個參考圖案，所述參考圖案不同于其它芯片上的可光學識別圖案，并且其中，所述參考芯片(RC)包括可在所述晶片的鈍化層或者在最后金屬化層中光學識別的幾何圖案(10，11，12，13)。
2.如權利要求1所述的方法，其中，幾個參考芯片(RC)分布于晶片(P′)中。
3.一種借助于可視識別拾放設備的集成電路(IC)裝配系統，包括用于實施權利要求1所述方法的裝置。
4.一種集成電路(IC)晶片(P′)，包括至少一個參考芯片(RC)，該參考芯片在鈍化層或者在最后金屬層中包括至少一個可光學識別的圖案(10，11，12，13)，其不同于在晶片中形成的其它芯片(IC)的圖案。
全文摘要
一種用于將集成電路芯片拾放設備對準于承載這些電路的晶片的原點的方法和系統，包括在所述晶片上光學搜索在集成電路的制造過程中形成于參考芯片上的至少一個參考圖案，所述參考圖案不同于其它芯片的可光學識別的圖案。
文檔編號H01L21/50GK1866492SQ20061007168
公開日2006年11月22日 申請日期2006年3月28日 優先權日2005年3月29日
發明者瓊-露易斯·夏奧德奧 申請人:St微電子公司