[发明专利]高精度晶圆背刻对中系统沟槽对位方法

说明书

技术领域

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。 

背景技术

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。 

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80um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。 

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（切割）时产生的飞溅会容易溅射到芯片上，导致芯片的电性失效。 

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。 

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。 

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。 

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。 

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。 

 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。 

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。 

6， CCD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。 

7， CCD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

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。 

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。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 

1， 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。 

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。 

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偿。 

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。 

5， 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。 

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。 

  

附图说明

图1：高精度晶圆背刻系统沟槽对位方法的原理示意图。 

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；