高精度晶圆背刻对中系统沟槽对位方法
【专利摘要】本发明包括工业相机、工业激光、晶圆对位眼、器件图像等组成背刻沟槽装置，是利用计算机控制下的工业机相和激光器，对高精度要求的晶圆背刻系统的沟槽对位的方法。1.利用工业相机对位正面对位眼和器件，计算出沟槽位置，送激光校正“十字”线位置。2.对位相机取左对位眼图像，计算出晶圆的基础偏位，取右对位眼图像，确认晶圆的基础偏位。3.再将晶圆的基础偏位补偿给五位对中台。补偿给激光，背刻左右对眼位的“十字”线，计算出器件图像与对位眼图像的偏差，为非对位眼的器件图像作补偿。4.利用晶圆的基础偏位，找到正确标刻器件。利用器件图像和对位眼图像偏位值，叠加后补偿给激光。该发明具有成本低，使用便捷，精度高的特点。
【专利说明】高精度晶圆背刻对中系统沟槽对位方法
【技术领域】
[0001]基于激光标刻的精准技术和CXD工业相机的高分辨率图像处理技术，利用晶圆的多次成像的对位眼为基准，检测晶圆的器件沟槽的位置，为激光背刻图案提供高精度的定位。
【背景技术】
[0002]激光作为一种新工业加工技术，在计算机控制下可以在各种材料表面标刻图案和文字，本专利组合工业相机的捕捉晶圆产品的图案，利用晶圆的多次成像的对位眼为基准，检测晶圆的器件沟槽的位置，为激光背刻图案提供高精度的定位。
[0003]在一个晶圆上，通常有几百个乃至数千个芯片连在一起。它们之间留有SOum至150um的间隙，此间隙被称之为划片街区。将每一个具有独立电气性能的芯片分离出来的过程叫做划片或切割。
[0004]随着技术的进步、芯片的微型化以及晶圆利用率的提高，芯片的厚度不断增加而划片街区在不断的缩小。传统的晶圆正面划片(切割)方法，无论是机械划片(锯片切割)还是激光划片(切割)，都很容易伤及芯片。机械划片(锯片切割)过程中，划片街区的宽度受锯片的宽度影响，只能限制于某些固定宽的划片街区以上，否则会伤及芯片。激光划片(切害IJ)时产生的飞溅会容易溅射到芯片上，导致芯片的电性失效。
[0005]现行的晶圆背面划片(切割)可以有效的解决上述问题，为此，正确应用该技术的前提是能定位切割的位置必须对准正面的切割槽(街区中心)。由于芯片的晶格处在晶圆的正面，划片(切割)位置的精确定位就成为了难题。
[0006]1，晶圆为完成IC器件的多层电路图案的叠加，以达到器件的设计要求，会利用晶圆的对位图案(简称对位眼)，完成每次图案曝光的高精度对位，以保证图案的正确叠加的工艺。
[0007]2，成品晶圆的器件完成后，会在器件四周留下分离的切割沟槽。该沟槽与对位眼有必然关系，而与器件的外观图案的关联性是第二次图像的偏位值。
[0008]3，对位眼在整个晶圆中只有两处，而非覆盖晶圆的五处标刻位。要点:五个“十字”线必须在同一沟槽内，否则晶圆切割后均为报废的器件。利用对位眼补偿第二次图像的偏位值。
[0009]参考附图1:高精度晶圆背刻系统沟槽对位方法及装置的五个“十字”线位置示意图。
[0010]4，为改善切割工艺，新的工艺要求在晶圆的背面，标刻五处切割导向“十字”线，高精度对应正面的器件沟槽。
[0011]5，激光刻划标志可以控制在线宽十几个微米之内，其重复性达到几个微米，并可在电脑控制下，接受外部软件指令，调整标刻图案的位置和角度。
[0012]6，CXD工业相机可以捕捉微米级分辨率的图像，并计算出图像间的微米级的位置偏差，为高精度的应用奠定了理论和硬件基础。
[0013]7，CXD相机观测晶圆的正面图像，将位置偏差值通过电脑计算并通知激光电脑，调整激光图案位置，在晶圆背面完成同沟槽的图案刻划。
【发明内容】
[0014]本发明的目的就是充分利用计算机控制下的，工业相机和激光器，对高精度要求的晶圆背刻系统的沟槽对位的方法。
[0015]参考附图2:高精度晶圆背刻对中系统沟槽对位方法的原理示意图。
[0016]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
1，利用CXD工业相机对位正面对位眼和器件，计算出沟槽位置，将偏差值送激光校正“十字”线图案位置，高精度地标刻在晶圆的背面，保证“十字”线与沟槽位置对齐。
[0017]2，基础对位计算:对位相机取左对位眼的图像，对位相机电脑计算出晶圆的基础偏位，而后到右眼位取右对位眼图像，确认晶圆的基础偏位。
[0018]3,将晶圆的基础偏位；
3-1,补偿给五位对中台，以防止沟槽错位；
3-2，同时补偿给激光，背刻左右对眼位的“十字”线；
3-3，计算出器件图像与对位眼图像的偏差，为非对位眼的器件图像作出器件偏位补
m
\-ΖΧ ο
[0019]4，利用晶圆的基础偏位，找到正确标刻同一沟槽器件。而后利用器件图像和对位眼的补偿第二次图像偏位值，叠加补偿后给激光标刻背面“十字”线。
[0020]5，其特征在于，该装置包括CXD相机，工业激光，晶圆对位眼，器件图像等组成的背刻沟槽技术的依次连接。
[0021]6，根据权利要求1和权利要求2所述的高精度晶圆背刻对中系统沟槽对位方法，其特征在于，所述的CCD相机为一个，与激光分晶圆的两边安装。
[0022]
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1:高精度晶圆背刻系统沟槽对位方法的原理示意图。
[0024]1，晶圆-背刻的产品，有多次曝光和蚀刻工艺配合完成IC器件的生产；
2，激光-用于晶圆背刻“十字”线，引导晶圆的切割的器件分离工序；
3，激光保护板和底光-保护激光镜头在非工作状态下的清洁和保护功能，以及非工作状态下的操作人员的安全，以防激光灼伤眼睛；
4，五位对中台-为高精度“十字”线刻划的XY平移台，配合晶圆多处刻画“十字”
线.5，校正玻璃板-有五个“十字”窗，宽度2毫米，“十字”长度10毫米，顶面贴黑色即时贴，中间开窗标示涂黑位置。手工在底面45度涂满单层黑色。
[0025]6，“十字”薄膜-可视化检查，用于目测系统校正的结果。
[0026]7，相机保护板机构-保护无晶元的状况下的工业相机的安全防护；
8，对位相机-获取对位眼图像和器件图像。
[0027]图2:高精度晶圆背刻系统沟槽对位方法的五个“十字”线位置示意图。
[0028]1，9点-含左对位眼；
2，O点-不含对位眼，只有九颗器件；
3，3点-含右对位眼；
4，6点-不含对位眼，只有九颗器件；
5，12点-不含对位眼，只有九颗器件。
[0029]具体实施方法
下面结合附图和具体实施步骤对本发明进行详细说明
1，五个“十字”的走位:12点〉O点〉6点(带刻画)〉O点(带刻画)〉12点(带刻画)〉3(带刻画)〉9 (带刻画)〉12点
1-1，12点〉O点〉6点(带刻画):同一沟槽检查，及偏角计算。
[0030]1-2，保证“十字”刻画在同一沟槽，同时补偿晶圆的相应走位到十字沟槽近相机中心或合理的中心位置。
[0031]2，12点位和6点位是曝光眼，和相邻的晶格位，依据产品的设定，可以得到沟槽的相应位置和转角参数，为以后标刻点位的同沟槽的确定和对中台走位，作预先计算。
[0032]同时，长距离的角度计算会更精确，以弥补单眼相机的精度。
[0033]同时，为无眼晶格的沟槽对位，作实际补偿检测和计算。
[0034]同时，确认产品与设定值之间关联性，和基本精确度。
[0035]3，沟槽计算:
3-1，对位眼计算晶圆基础偏差:对位眼中的白点位是否超差眼平台，规范是位置误差< 2^12 um ;如果超出规范，报警不刻画。如果规范内，则补偿到激光的对位补偿计算中。
[0036]3-2，四晶格计算:在第二次曝光的偏差值基础上，补偿沟槽的位置叠加参数补偿给激光。
【权利要求】
1.基于激光标刻的精准技术和CCD工业相机的高分辨率图像处理技术，利用晶圆的多次成像的对位眼为基准，检测晶圆的器件沟槽的位置，为激光背刻图案提供高精度的定位。 现利用CCD工业相机对位正面对位眼和器件，计算出沟槽位置，将偏差值送激光校正“十字”线图案位置，高精度地标刻在晶圆的背面，保证“十字”线与沟槽位置对齐。 1)基础对位计算:对位相机取左对位眼的图像，对位相机电脑计算出晶圆的基础偏位，而后到右眼位取右对位眼图像，确认晶圆的基础偏位。 2)将晶圆的基础偏位， A补偿给五位对中台，以防止沟槽错位； B同时补偿给激光，背刻左右对眼位的“十字”线； C计算出器件图像与对位眼图像的偏差，为非对位眼的器件图像作出器件偏位补偿。 3)利用晶圆的基础偏位，找到正确标刻同一沟槽器件。而后利用器件图像和对位眼的补偿第二次图像偏位值，叠加补偿后给激光标刻背面“十字”线。
2.其特征在于，该装置包括CCD相机，工业激光，晶圆对位眼，器件图像等组成的背刻沟槽技术的依次连接。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的高精度晶圆背刻系统沟槽对位方法及装置，其特征在于，所述的CCD相机为一个，与激光分晶圆的两边安装。
【文档编号】B23K26/70GK104191094SQ201410401245
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】卢冬青 申请人:上海功源自动化技术有限公司