晶圆切割路径生成及激光切割方法技术

本发明专利技术公开了晶圆切割路径生成方法及激光切割方法，包括如下步骤：获得切割区域信息；扫描切割区域，获得切割区域形貌并生成扫描区域的拟合面信息；根据拟合面信息获取当前拍照高度，依据当前拍照高度用精定位相机执行图像采集；依据设定阈值评价当前切割图像，若达到阈值，则依据当前图像位置和当前拍照位置分析生成切割路径的当前第一三维切割点信息；若达不到阈值，调整拍照高度获取多个高度下的多个切割图像，对多个切割图像执行评价，选择最佳第一图像位置及对应的调整拍照位置分析生成当前第一三维切割点信息；生成多个三维切割点信息，拟合生成切割路径并执行切割方法。按照本发明专利技术的切割路径生成方法及切割方法，显著提高晶圆切割精度。高晶圆切割精度。高晶圆切割精度。

【技术实现步骤摘要】
晶圆切割路径生成及激光切割方法


[0001]本专利技术属于半导体加工
，具体涉及一种晶圆切割路径生成及激光切割方法，更具体的，涉及一种晶圆隐形切割中的晶圆切割路径生成及激光隐形切割方法。

技术介绍

[0002]现有的激光隐形切割设备大多采用了视觉引导技术进行加工，即先采集晶圆图像，然后依据图像处理生成切割路径进行激光切割。采集图像的质量对切割路径规划的影响一定程度决定了隐形切割的质量，由于高精度视觉定位场合中，相机视野很小，焦距也很小，导致在一个高度上无法清楚地识别芯片，为了获取清晰的图像，现有的技术会使用相应的测距传感器来测量晶圆表面的形貌，然后根据表面起伏调整相机测量高度采集图像。
[0003]现有技术中通常通过非接触式的方法来测量晶圆表面形貌，但是常用的测量方法中的形貌采集质量也存在各自的局限性，例如激光三角测距受被测物表面倾斜和粗糙度影响，白光共聚焦角度量程有限，结构光测量不利于测量表面结构复杂的物体，激光干涉测量法不适合大尺寸物体检测，也不适合测量凹凸变化大的复杂曲面，其它的例如立体视觉存在结构复杂、精度不高的问题，核磁共振仪不能测量磁金属物体，超声波测量技术对温度比较敏感等。
[0004]上述的非接触式测量方法所获取的形貌质量，第一方面受到本身测量装置的局限性而无法获取高精度的测量结果，第二方面，由于晶圆材料包括硅、锗、碳化硅、砷化镓、氧化锌、金刚石、氮化铝、二氧化硅、蓝宝石等，不同材料的折射和反射率不一样，测得的形貌可靠性差，第三方面，受到整个切割系统的影响(晶圆的切割中包含了承载，高速运动测量调整等多个工序)，切割过程中的高速运动或者是图像采集过程中整个设备的震动，也可能会造成晶圆图像采集中的聚焦平面脱离或者是未能实时获取运动的微小变化所带来的图像影响，图像产生拖影影响切割路径的生成和规划。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种晶圆切割路径的生成方法和激光切割方法，获得晶圆轮廓图像并准确定位切割路径，进一步基于扫描的晶圆表面形貌，和精定位的方式来定位切割路径，根据切割路径实施切割，能够显著提高晶圆切割精度。
[0006]本专利技术公开了一种晶圆切割路径生成方法，包括如下步骤：
[0007]采用轮廓相机采集晶圆轮廓图像信息，获得切割区域信息；
[0008]获得切割区域表面形貌信息并生成扫描区域的拟合面信息；
[0009]在一切割图像采集位置根据拟合面信息获取当前拍照高度，依据所述当前拍照高度用精定位相机执行当前切割图像采集；
[0010]依据设定阈值评价当前切割图像，
[0011]若达到阈值，则依据当前图像位置和所述当前拍照位置分析生成切割路径的当前三维切割点信息；
[0012]若达不到阈值，调整拍照高度获取多个高度下的多个切割图像，对所述多个切割图像执行评价，选择最佳图像位置及对应的调整拍照位置分析生成当前三维切割点信息；
[0013]更新切割图像采集位置重复上述步骤对应生成多个三维切割点信息，拟合生成切割路径。
[0014]在其中一个实施方式中，当采用芯片图像实现定位时，三维切割点信息的三个维度的坐标中的，X坐标和Y坐标来自于切割图像中的芯片位置的X坐标和Y坐标乘以精定位相机与切割载台的标定变换矩阵，加上修正参数D，其中Z坐标来自于最佳图像位置下的拍照高度参数。
[0015]进一步的，依据设定阈值评价当前切割图像的方法为：
[0016]基于灰度匹配定位切割图像，获取当前所述切割图像与模板图像之间的归一化互相关值，所述相关值与所述设定阈值比较。
[0017]进一步的，获得切割区域表面形貌信息并生成扫描区域的拟合面信息还包括：将晶圆定位，并获得定位后的变换拟合面信息。
[0018]进一步的，将晶圆定位，并获得定位后的变换拟合面信息的方法为：所述精定位相机采集不同位置的至少一幅芯片图像，根据多个芯片位置生成拟合曲线，和模板对比获取精对准角度并执行角度调整完成定位，并获得定位后的变换拟合面信息。
[0019]进一步的，所述调整拍照高度以设定的步进距离调整，至少包括当前高度方向向上及向下多次高度调整。
[0020]进一步的，晶圆设置在切割载台上，还包括采用轮廓相机采集晶圆轮廓图像信息，获得切割区域信息之前的标定步骤；通过所述标定步骤获得轮廓相机、表面形貌探测装置、精定位相机及切割载台的位置关系；
[0021]或统一轮廓相机、表面形貌探测装置、精定位相机及切割载台的坐标系。
[0022]进一步的，所述切割图像采集位置为芯片位置，所述三维切割点信息根据切割线与芯片要求的距离及调整拍照高度获得。
[0023]本专利技术还提出了一种依据所生成的晶圆切割路径执行激光切割的方法，在拟合生成切割路径之后还包括，根据所述生成的切割路径执行激光切割；
[0024]重复上述切割路径生成步骤及激光切割步骤直至全部切割任务完成。
[0025]本专利技术还提出了一种依据所生成的晶圆切割路径执行激光切割的方法，
[0026]在拟合生成切割路径之后还包括，根据所述生成的切割路径执行激光切割；
[0027]重复上述切割路径生成步骤及激光切割步骤直至第一方向的切割任务完成；
[0028]控制切割载台旋转使晶圆旋转90
°
，获得变换后的拟合面信息；
[0029]完成第二方向的切割任务，所述第一方向和第二方向垂直。
[0030]本专利技术还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0031]本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。。
[0032]按照本专利技术实现晶圆切割路径的生成方法和激光切割方法，能获得下述有益效果：
[0033](1)本专利技术采用使用白光共聚焦测量晶圆表面形貌，精定位相机定位拍照时，拍照
高度根据拟合出来的形貌变化而变化，在完成拟合分析之后进行调整拍照并对拍照图像实时分析。如果分析图像发现图像中图案的匹配得分较低，就在对应位置连续调整拍照高度，触发拍照，使用图案匹配度最高的那张图以及对应的位置信息来分析隐形切割的切割道，对每一条切割道定位都是选用清晰图片分析产生，能够提高定位精度。
[0034](2)本专利技术考虑到晶圆切割时放置在聚酯薄膜胶带上，由于聚酯薄膜胶带的应力，晶圆在切割过程中会产生膨胀和移动，本专利技术在每次的定位切割中都是通过定位出一部分切割路径，接着隐形切割的方式，而不是定位出全部切割路径后实施隐形切割，从而降低了膨胀和移动对切割路径定位精度和切割精度的影响。
[0035](3)采用本专利技术的方法，最终切割线与芯片X和Y方向的间距、切割线与切割道表面的距离(隐切切割深度)，精度均控制在1μm以内。
附图说明
[0036]图1为按照本专利技术实现的晶圆切割路径生成的流程示意图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆切割路径生成方法，其特征在于，包括如下步骤：采用轮廓相机采集晶圆轮廓图像信息，获得切割区域信息；获得切割区域表面形貌信息并生成扫描区域的拟合面信息；在一切割图像采集位置根据拟合面信息获取当前拍照高度，依据所述当前拍照高度用精定位相机执行当前切割图像采集；依据设定阈值评价当前切割图像，若达到阈值，则依据当前图像位置和所述当前拍照位置分析生成切割路径的当前三维切割点信息；若达不到阈值，调整拍照高度获取多个高度下的多个切割图像，对所述多个切割图像执行评价，选择最佳图像位置及对应的调整拍照位置分析生成当前三维切割点信息；更新切割图像采集位置重复上述步骤对应生成多个三维切割点信息，拟合生成切割路径。2.如权利要求1所述的晶圆切割路径生成方法，其特征在于，依据设定阈值评价当前切割图像的方法为：基于灰度匹配定位切割图像，获取当前所述切割图像与模板图像之间的归一化互相关值，所述相关值与所述设定阈值比较。3.根据权利要求1或2所述的晶圆切割路径生成方法，其特征在于，获得切割区域表面形貌信息并生成扫描区域的拟合面信息还包括：将晶圆定位，并获得定位后的变换拟合面信息。4.如权利要求1或2所述的晶圆切割路径生成方法，其特征在于，将晶圆定位，并获得定位后的变换拟合面信息的方法为：所述精定位相机采集不同位置的至少一幅芯片图像，根据多个芯片位置生成拟合曲线，和模板对比获取精对准角度并执行角度调整完成定位，并获得定位后的变换拟合面信息。5.如权利要求1或2所述的晶圆切割路径生成方法，其特征在于，所述调整拍照高度以设定的步进距离调整，至少包括当前高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈州尧，艾辉，姚峰，张亮，何成，
申请(专利权)人：武汉帝尔激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：