高精度晶圓背刻對中系統(tǒng)溝槽對位方法
【專利摘要】本發(fā)明包括工業(yè)相機(jī)、工業(yè)激光、晶圓對位眼、器件圖像等組成背刻溝槽裝置，是利用計算機(jī)控制下的工業(yè)機(jī)相和激光器，對高精度要求的晶圓背刻系統(tǒng)的溝槽對位的方法。1.利用工業(yè)相機(jī)對位正面對位眼和器件，計算出溝槽位置，送激光校正“十字”線位置。2.對位相機(jī)取左對位眼圖像，計算出晶圓的基礎(chǔ)偏位，取右對位眼圖像，確認(rèn)晶圓的基礎(chǔ)偏位。3.再將晶圓的基礎(chǔ)偏位補償給五位對中臺。補償給激光，背刻左右對眼位的“十字”線，計算出器件圖像與對位眼圖像的偏差，為非對位眼的器件圖像作補償。4.利用晶圓的基礎(chǔ)偏位，找到正確標(biāo)刻器件。利用器件圖像和對位眼圖像偏位值，疊加后補償給激光。該發(fā)明具有成本低，使用便捷，精度高的特點。
【專利說明】高精度晶圓背刻對中系統(tǒng)溝槽對位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]基于激光標(biāo)刻的精準(zhǔn)技術(shù)和CXD工業(yè)相機(jī)的高分辨率圖像處理技術(shù)，利用晶圓的多次成像的對位眼為基準(zhǔn)，檢測晶圓的器件溝槽的位置，為激光背刻圖案提供高精度的定位。

【背景技術(shù)】
[0002]激光作為一種新工業(yè)加工技術(shù)，在計算機(jī)控制下可以在各種材料表面標(biāo)刻圖案和文字，本專利組合工業(yè)相機(jī)的捕捉晶圓產(chǎn)品的圖案，利用晶圓的多次成像的對位眼為基準(zhǔn)，檢測晶圓的器件溝槽的位置，為激光背刻圖案提供高精度的定位。
[0003]在一個晶圓上，通常有幾百個乃至數(shù)千個芯片連在一起。它們之間留有SOum至150um的間隙，此間隙被稱之為劃片街區(qū)。將每一個具有獨立電氣性能的芯片分離出來的過程叫做劃片或切割。
[0004]隨著技術(shù)的進(jìn)步、芯片的微型化以及晶圓利用率的提高，芯片的厚度不斷增加而劃片街區(qū)在不斷的縮小。傳統(tǒng)的晶圓正面劃片(切割)方法，無論是機(jī)械劃片(鋸片切割)還是激光劃片(切割)，都很容易傷及芯片。機(jī)械劃片(鋸片切割)過程中，劃片街區(qū)的寬度受鋸片的寬度影響，只能限制于某些固定寬的劃片街區(qū)以上，否則會傷及芯片。激光劃片(切害IJ)時產(chǎn)生的飛濺會容易濺射到芯片上，導(dǎo)致芯片的電性失效。
[0005]現(xiàn)行的晶圓背面劃片(切割)可以有效的解決上述問題，為此，正確應(yīng)用該技術(shù)的前提是能定位切割的位置必須對準(zhǔn)正面的切割槽(街區(qū)中心)。由于芯片的晶格處在晶圓的正面，劃片(切割)位置的精確定位就成為了難題。
[0006]1，晶圓為完成IC器件的多層電路圖案的疊加，以達(dá)到器件的設(shè)計要求，會利用晶圓的對位圖案(簡稱對位眼)，完成每次圖案曝光的高精度對位，以保證圖案的正確疊加的工藝。
[0007]2，成品晶圓的器件完成后，會在器件四周留下分離的切割溝槽。該溝槽與對位眼有必然關(guān)系，而與器件的外觀圖案的關(guān)聯(lián)性是第二次圖像的偏位值。
[0008]3，對位眼在整個晶圓中只有兩處，而非覆蓋晶圓的五處標(biāo)刻位。要點:五個“十字”線必須在同一溝槽內(nèi)，否則晶圓切割后均為報廢的器件。利用對位眼補償?shù)诙螆D像的偏位值。
[0009]參考附圖1:高精度晶圓背刻系統(tǒng)溝槽對位方法及裝置的五個“十字”線位置示意圖。
[0010]4，為改善切割工藝，新的工藝要求在晶圓的背面，標(biāo)刻五處切割導(dǎo)向“十字”線，高精度對應(yīng)正面的器件溝槽。
[0011]5，激光刻劃標(biāo)志可以控制在線寬十幾個微米之內(nèi)，其重復(fù)性達(dá)到幾個微米，并可在電腦控制下，接受外部軟件指令，調(diào)整標(biāo)刻圖案的位置和角度。
[0012]6，CXD工業(yè)相機(jī)可以捕捉微米級分辨率的圖像，并計算出圖像間的微米級的位置偏差，為高精度的應(yīng)用奠定了理論和硬件基礎(chǔ)。
[0013]7，CXD相機(jī)觀測晶圓的正面圖像，將位置偏差值通過電腦計算并通知激光電腦，調(diào)整激光圖案位置，在晶圓背面完成同溝槽的圖案刻劃。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的就是充分利用計算機(jī)控制下的，工業(yè)相機(jī)和激光器，對高精度要求的晶圓背刻系統(tǒng)的溝槽對位的方法。
[0015]參考附圖2:高精度晶圓背刻對中系統(tǒng)溝槽對位方法的原理示意圖。
[0016]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
1，利用CXD工業(yè)相機(jī)對位正面對位眼和器件，計算出溝槽位置，將偏差值送激光校正“十字”線圖案位置，高精度地標(biāo)刻在晶圓的背面，保證“十字”線與溝槽位置對齊。
[0017]2，基礎(chǔ)對位計算:對位相機(jī)取左對位眼的圖像，對位相機(jī)電腦計算出晶圓的基礎(chǔ)偏位，而后到右眼位取右對位眼圖像，確認(rèn)晶圓的基礎(chǔ)偏位。
[0018]3,將晶圓的基礎(chǔ)偏位；
3-1,補償給五位對中臺，以防止溝槽錯位；
3-2，同時補償給激光，背刻左右對眼位的“十字”線；
3-3，計算出器件圖像與對位眼圖像的偏差，為非對位眼的器件圖像作出器件偏位補
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[0019]4，利用晶圓的基礎(chǔ)偏位，找到正確標(biāo)刻同一溝槽器件。而后利用器件圖像和對位眼的補償?shù)诙螆D像偏位值，疊加補償后給激光標(biāo)刻背面“十字”線。
[0020]5，其特征在于，該裝置包括CXD相機(jī)，工業(yè)激光，晶圓對位眼，器件圖像等組成的背刻溝槽技術(shù)的依次連接。
[0021]6，根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的高精度晶圓背刻對中系統(tǒng)溝槽對位方法，其特征在于，所述的CCD相機(jī)為一個，與激光分晶圓的兩邊安裝。
[0022]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1:高精度晶圓背刻系統(tǒng)溝槽對位方法的原理示意圖。
[0024]1，晶圓-背刻的產(chǎn)品，有多次曝光和蝕刻工藝配合完成IC器件的生產(chǎn)；
2，激光-用于晶圓背刻“十字”線，引導(dǎo)晶圓的切割的器件分離工序；
3，激光保護(hù)板和底光-保護(hù)激光鏡頭在非工作狀態(tài)下的清潔和保護(hù)功能，以及非工作狀態(tài)下的操作人員的安全，以防激光灼傷眼睛；
4，五位對中臺-為高精度“十字”線刻劃的XY平移臺，配合晶圓多處刻畫“十字”
線.5，校正玻璃板-有五個“十字”窗，寬度2毫米，“十字”長度10毫米，頂面貼黑色即時貼，中間開窗標(biāo)示涂黑位置。手工在底面45度涂滿單層黑色。
[0025]6，“十字”薄膜-可視化檢查，用于目測系統(tǒng)校正的結(jié)果。
[0026]7，相機(jī)保護(hù)板機(jī)構(gòu)-保護(hù)無晶元的狀況下的工業(yè)相機(jī)的安全防護(hù)；
8，對位相機(jī)-獲取對位眼圖像和器件圖像。
[0027]圖2:高精度晶圓背刻系統(tǒng)溝槽對位方法的五個“十字”線位置示意圖。
[0028]1，9點-含左對位眼；
2，O點-不含對位眼，只有九顆器件；
3，3點-含右對位眼；
4，6點-不含對位眼，只有九顆器件；
5，12點-不含對位眼，只有九顆器件。
[0029]具體實施方法
下面結(jié)合附圖和具體實施步驟對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
1，五個“十字”的走位:12點〉O點〉6點(帶刻畫)〉O點(帶刻畫)〉12點(帶刻畫)〉3(帶刻畫)〉9 (帶刻畫)〉12點
1-1，12點〉O點〉6點(帶刻畫):同一溝槽檢查，及偏角計算。
[0030]1-2，保證“十字”刻畫在同一溝槽，同時補償晶圓的相應(yīng)走位到十字溝槽近相機(jī)中心或合理的中心位置。
[0031]2，12點位和6點位是曝光眼，和相鄰的晶格位，依據(jù)產(chǎn)品的設(shè)定，可以得到溝槽的相應(yīng)位置和轉(zhuǎn)角參數(shù)，為以后標(biāo)刻點位的同溝槽的確定和對中臺走位，作預(yù)先計算。
[0032]同時，長距離的角度計算會更精確，以彌補單眼相機(jī)的精度。
[0033]同時，為無眼晶格的溝槽對位，作實際補償檢測和計算。
[0034]同時，確認(rèn)產(chǎn)品與設(shè)定值之間關(guān)聯(lián)性，和基本精確度。
[0035]3，溝槽計算:
3-1，對位眼計算晶圓基礎(chǔ)偏差:對位眼中的白點位是否超差眼平臺，規(guī)范是位置誤差< 2^12 um ;如果超出規(guī)范，報警不刻畫。如果規(guī)范內(nèi)，則補償?shù)郊す獾膶ξ谎a償計算中。
[0036]3-2，四晶格計算:在第二次曝光的偏差值基礎(chǔ)上，補償溝槽的位置疊加參數(shù)補償給激光。
【權(quán)利要求】
1.基于激光標(biāo)刻的精準(zhǔn)技術(shù)和CCD工業(yè)相機(jī)的高分辨率圖像處理技術(shù)，利用晶圓的多次成像的對位眼為基準(zhǔn)，檢測晶圓的器件溝槽的位置，為激光背刻圖案提供高精度的定位。 現(xiàn)利用CCD工業(yè)相機(jī)對位正面對位眼和器件，計算出溝槽位置，將偏差值送激光校正“十字”線圖案位置，高精度地標(biāo)刻在晶圓的背面，保證“十字”線與溝槽位置對齊。 1)基礎(chǔ)對位計算:對位相機(jī)取左對位眼的圖像，對位相機(jī)電腦計算出晶圓的基礎(chǔ)偏位，而后到右眼位取右對位眼圖像，確認(rèn)晶圓的基礎(chǔ)偏位。 2)將晶圓的基礎(chǔ)偏位， A補償給五位對中臺，以防止溝槽錯位； B同時補償給激光，背刻左右對眼位的“十字”線； C計算出器件圖像與對位眼圖像的偏差，為非對位眼的器件圖像作出器件偏位補償。 3)利用晶圓的基礎(chǔ)偏位，找到正確標(biāo)刻同一溝槽器件。而后利用器件圖像和對位眼的補償?shù)诙螆D像偏位值，疊加補償后給激光標(biāo)刻背面“十字”線。
2.其特征在于，該裝置包括CCD相機(jī)，工業(yè)激光，晶圓對位眼，器件圖像等組成的背刻溝槽技術(shù)的依次連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的高精度晶圓背刻系統(tǒng)溝槽對位方法及裝置，其特征在于，所述的CCD相機(jī)為一個，與激光分晶圓的兩邊安裝。
【文檔編號】B23K26/70GK104191094SQ201410401245
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】盧冬青 申請人:上海功源自動化技術(shù)有限公司