晶圆解键合方法技术

一种晶圆解键合方法，获得解键合工位的第一图像，处理转换为坐标系统，获得刀尖位置(row

【技术实现步骤摘要】
晶圆解键合方法


[0001]本专利技术涉及半导体制程领域，具体涉及一种晶圆解键合方法。

技术介绍

[0002]在半导体制程领域中，有所谓系统封装（System in Package，SIP），是将多片载有集成电路的半导体晶圆层层迭设而成，而在此类系统封装的制程中，为了使半导体晶圆能层层迭设，对于半导体晶圆单片的厚度要求薄化，所以必须对具有厚度的半导体晶圆在加载集成电路后对背面进行薄化加工（研磨切削），然而当晶圆厚度减薄至100微米或以下时，在对晶圆做处理时会因应力导致晶圆弯曲变形，甚至会因自身强度不足导致发生碎片，从而无法对这种超薄的晶圆进行直接加工处理。因此，为了能加工处理这类超薄晶圆，需要将晶圆先与一载片临时键合以加强其结构强度，键合后可对晶圆进行减薄、TSV的制造、再布线层的制造、形成内部互联等工艺制作，然后再将晶圆与载片进行分离，即需要对晶圆和载片进行解键合。另一方面，薄化之后的晶圆堆叠在一起后，若要分离也需要对紧贴结合的两晶圆进行解键合。
[0003]在现有技术中，晶圆的解键合大多使用刀片在X轴上做相对晶圆的平移运动来实现。存在对位不准或者位置调节不灵活等问题，导致无法精确的通过刀片运动实现晶圆和载片的解键合或两晶圆的解键合，甚至存在损坏晶圆的风险。
[0004]因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本专利技术所要研究解决的课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种晶圆解键合方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种晶圆解键合方法，包括：首先，通过镜头组件获得解键合工位的一第一图像，对该第一图像进行二值化处理，将该第一图像转换为一坐标系统，其中解键合工位中的刀尖位置为(row
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)，待解键合物中的缺口中间位置为(row
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)；然后，计算刀片的刀尖位置接触到待解键合物中的缺口中间位置所需要的Z轴位移量dz1：其中，刀尖位置与缺口中间位置的垂直像素距离dr1为：其中，Rz为第一图像中Z轴的每个像素点对应的真实空间中的尺寸，单位为mm/pixel；Tz为Z轴和镜头组件图像摄取光路的纵向夹角，单位为Degree；根据所述Z轴位移量dz1对刀片进行驱动，使其到达一第一位置，通过镜头组件对
解键合工位再次进行拍照，获得一第二图像；对所述第二图像进行二值化处理，分别获得此刻的刀尖位置(row
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)以及待解键合物中的缺口中间位置(row
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)；计算刀片的刀尖位置与待解键合物中的缺口中间位置的垂直像素误差δr1：若误差大于abs(δr1)>δz，则说明Z轴方向的Rz、Tz不准确，需要重新校准Rz和Tz，校准公式为：δz为刀尖的Z轴运动误差；于此同时，计算刀片的刀尖位置接触到待解键合物中的缺口中间位置所需要的X轴位移量dx2：刀尖位置与缺口中间位置的垂直像素距离dc2为：其中，Rx为第二图像中X轴的每个像素点对应的真实空间中的尺寸，单位为mm/pixel；Tx为X轴和镜头组件图像摄取光路的横向夹角，单位为Degree；根据所述X轴位移量dx2对刀片进行驱动，使其达到一第二位置，通过镜头组件对解键合工位再次进行拍照，获得一第三图像；对所述第三图像进行二值化处理，分别获得此刻的刀尖位置(row
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)以及待解键合物中的缺口中间位置(row
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)；计算刀片的刀尖位置与待解键合物中的缺口中间位置的水平像素误差δc2：其中，Ds为刀尖位置和缺口中间位置的确认间距；若误差大于abs(δc2)>δx，则说明X轴方向的Rx、Tx不准确，需要重新校准Rx和Tx，校准公式为：其中，δx为刀尖的X轴运动误差；当校准完成后，于所述第二位置计算刀片的刀尖完成解键合所需要的X轴位移量dxf以及Z轴位移量dzf；
其中，刀尖位置与缺口中间位置的水平像素距离为dc，垂直像素距离为dr：最后，按照计算出的相对距离(dxf, dzf)驱动刀片的刀尖移动至待解键合物中的缺口中间位置，解键合时刀尖的插入深度为D。
[0007]上述技术方案中的有关内容解释如下：1．上述方案中，所述待解键合物为两晶圆，或为一晶圆与一载片；所述解键合工位为所述刀片对晶圆承载台上的待解键合物进行或准备进行解键合时的位置。
[0008]2．上述方案中，还包括对所述第一图像的预处理，所述预处理的步骤为：一、对与第一图像进行二值化运算，得出所述晶圆承载台在第一图像中的高度H，裁去第一图像中晶圆承载台的部分，消除晶圆承载台对后续运算的影响，仅保留含有刀片和待解键合物的部分；二、针对裁切后的第一图像，对刀片和待解键合物分别进行目标位置的计算，将刀片的区域和待解键合物的区域从第一图像中筛选出来；在区域分隔的过程中，采用阈值函数提取目标区域，并根据特征将两种区域进行提取；所得刀片的区域为第一区域，待解键合物的区域为第二区域。
[0009]3．上述方案中，所述预处理还包括：针对所述第一区域，将刀片的形状定义为直角三角形，并采用直线拟合的方法确定刀尖的位置；针对所述第二区域，先将缺口周围的一区域提取为ROI区域，然后在该ROI区域中找出待解键合物中的缺口中间位置，并确定待解键合物的目标位置。
[0010]4．上述方案中，Tx在理想状态下为90，若X轴沿正方向运动时，图像中刀片是从左向右进入镜头组件方向，则夹角是90度范围，反之则是
‑
90度范围；Tz在理想状态下为0，若Z轴沿正方向运动时，图像中刀片是向上走，则夹角为180度范围，反之为0度范围。
[0011]5．上述方案中，于步骤一中，获得刀尖位置的方法为：对二值化后的所述第一图像中的刀片区域进行直线的拟合，筛选出最符合特征的两条直线，再将这两条直线的交点作为所述刀尖位置。
[0012]6．上述方案中，于步骤一中，获得待解键合物中的缺口中间位置的方法为：求出二值化后的所述第一图像中的待解键合物区域的外接矩形，再将所得区域相减，获得所述缺口中间位置。
[0013]7．上述方案中，“准备进行解键合”指的是刀片已经抵近两晶圆的间隙，需要进行位置的确认或校准，以便进行下一步的晶圆解键合。
[0014]8．上述方案中，所述镜头组件包括一第一镜头，该第一镜头位于所述解键合工位的Y轴方向的一侧，所述图像摄取光路沿Y轴方向位于所述解键合工位及所述第一镜头之
间。
[0015]9．上述方案中，还包括一曝光组件，该曝光组件与所述第一镜头位于所述解键合工位的Y轴方向的同侧或异侧。
[0016]10．上述方案中，所述第一镜头为远心镜头。
[0017]本专利技术的工作原理及优点如下：本专利技术一种晶圆解键合方法，先通过镜头组件获得解键合工位的第一图像，对第一图像处理转换为坐标系统，刀尖位置(row本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆解键合方法，其特征在于：包括：首先，通过镜头组件获得解键合工位的一第一图像，对该第一图像进行二值化处理，将该第一图像转换为一坐标系统，其中解键合工位中的刀尖位置为(row
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)，待解键合物中的缺口中间位置为(row
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)；然后，计算刀片的刀尖位置接触到待解键合物中的缺口中间位置所需要的Z轴位移量dz1：其中，刀尖位置与缺口中间位置的垂直像素距离dr1为：其中，Rz为第一图像中Z轴的每个像素点对应的真实空间中的尺寸，单位为mm/pixel；Tz为Z轴和镜头组件图像摄取光路的纵向夹角，单位为Degree；根据所述Z轴位移量dz1对刀片进行驱动，使其到达一第一位置，通过镜头组件对解键合工位再次进行拍照，获得一第二图像；对所述第二图像进行二值化处理，分别获得此刻的刀尖位置(row
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)以及待解键合物中的缺口中间位置(row
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)；计算刀片的刀尖位置与待解键合物中的缺口中间位置的垂直像素误差δr1：若误差大于abs(δr1)>δz，则说明Z轴方向的Rz、Tz不准确，需要重新校准Rz和Tz，校准公式为：δz为刀尖的Z轴运动误差；于此同时，计算刀片的刀尖位置接触到待解键合物中的缺口中间位置所需要的X轴位移量dx2：刀尖位置与缺口中间位置的垂直像素距离dc2为：其中，Rx为第二图像中X轴的每个像素点对应的真实空间中的尺寸，单位为mm/pixel；Tx为X轴和镜头组件图像摄取光路的横向夹角，单位为Degree；根据所述X轴位移量dx2对刀片进行驱动，使其达到一第二位置，通过镜头组件对解键合工位再次进行拍照，获得一第三图像；对所述第三图像进行二值化处理，分别获得此刻的刀尖位置(row
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)以及待解键合物中的缺口中间位置(row
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)；计算刀片的刀尖位置与待解键合物中的缺口中间位置的水平像素误差δc2：
其中，Ds为刀尖位置和缺口中间位置的确认间距；若误差大于abs(δc2)>δx，则说明X轴方向的Rx、Tx不准确，需要重新校准...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海洲，叶薇薇，陈禹彤，
申请(专利权)人：江苏匠岭半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：