CN116277553A - 用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，包括：将粘附有切割胶带并且在切割胶带上贴附有需要被切割的晶圆的晶圆框架放置到吸盘上；利用切割刀片在晶圆外围的切割胶带空白区域上切割出切口；将切割刀片装在其上的移动部移动刀片对准距离，使得摄像机移动到切口上方；确定切口的中心线与摄像机的镜头中的对准线之间的偏差距离；以及根据偏差距离重新确定刀片对准距离的值。根据本发明，可以大大地降低芯片制造的成本，并且显著地提高晶圆的划片效率。

Description

用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法
技术领域
本发明涉及芯片的制造，尤其涉及用于补偿将晶圆切割成单个晶粒的晶圆切割刀片的位置误差的方法。
背景技术
在芯片制造工艺中，需要将切割胶带粘附到晶圆框架(也称作贴片环)上，接着将晶圆贴附到切割胶带上，然后在划片步骤中通过晶圆切割机将晶圆切割成单个的晶粒。图1以简化图示意性地显示了晶圆切割机的一部分，晶圆切割机1包括用于支承贴附有晶圆的晶圆框架3的吸盘5，位于吸盘5上方设置有刻度的丝杠7，以及可移动地设置在丝杆7上的移动部9，移动部9上装有摄像机11和旋转切割刀片13，摄像机11的中心线11c与旋转切割刀片13的中心线13c之间的距离称作刀片对准距离H。在对晶圆进行切割时，先将摄像机11的镜头中的对准线与晶圆上的特征点对齐，然后切割机控制系统控制移动部9沿着丝杆7移动对准距离H，使得刀片中心线13c与晶圆上的切割线对齐，并且沿着该切割线对晶圆进行切割，随后移动部9沿着丝杆7继续移动与晶粒宽度相同的距离(该距离也称作晶粒节距)，并且沿着另一切割线对晶圆进行切割，直到沿着与该切割线平行的方向对整个晶圆完成切割。
由于切割刀片13是易耗品，在使用一段时间之后需要及时更换。在切割刀片更换之后，新安装的切割刀片的位置难免会存在一定误差，使得刀片对准距离H发生变化，因而，在每次更换切割刀片之后需要对切割刀片的位置误差进行补偿，否则会导致切割刀片中心线与晶圆上的切割线不能对齐，使得晶圆被错误地切割，从而损坏晶圆或所获得的晶粒。现有的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法采用将裸硅片(光片)借助于切割胶带贴敷在晶圆框架上，然后手动地将贴附有裸硅片的晶圆框架放置在切割机的吸盘上，接着利用新更换的切割刀片在裸硅片上切出一个切口，并将摄像机朝着切口移动对准距离H，随后手动移动摄像机的位置使得摄像机镜头中的对准线与切口的中心线对准并且测量摄像机手动地移动距离，接着将摄像机手动地移动距离作为补偿值输入控制系统，使得控制系统随后在考虑该补偿值的基础上重新确定切割刀片的对准距离H。最后，对裸硅片进行冲洗之后将裸硅片从切割机取出，从而完成对晶圆切割刀片的位置误差的补偿或者调节。
由于切割刀片是易耗品且每次更换切割刀片都需要对晶圆切割刀片的位置误差进行补偿或者调节，这将导致需要使用很多裸硅片，而且裸硅片的存取以及对准调节过程都是通过手动操作完成的，这不仅导致成本显著提高，而且生产效率也大大降低。
因此，需要对现有的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法进行改进。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的上述至少一种缺陷，提出一种改进的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法。
根据本发明，提出一种用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，所述晶圆切割刀片被可拆卸地安装到晶圆切割机的移动部上并且用于对放置在所述晶圆切割机的吸盘上的晶圆进行切割，所述移动部被可移动地设置在所述晶圆切割机的带刻度的丝杆上，所述移动部上还安装有摄像机，所述摄像机的中心线与所述切割刀片的中心线之间间隔刀片对准距离，所述方法包括：
将粘附有切割胶带并且在所述切割胶带上贴附有需要被切割的晶圆的晶圆框架放置到所述吸盘上；
利用所述切割刀片在所述晶圆外围的切割胶带空白区域上切割出切口；
将所述移动部移动所述刀片对准距离，使得所述摄像机移动到所述切口上方；
确定所述切口的中心线与所述摄像机的镜头中的对准线之间的偏差距离；以及
根据所述偏差距离重新确定所述刀片对准距离的值。
优选地，根据所述偏差距离重新确定所述刀片对准距离的值包括：
将所述偏差距离作为补偿值输入所述切割机的控制系统；以及基于所述补偿值重新确定所述刀片对准距离的值。
优选地，确定所述偏差距离包括：
调节所述摄像机的镜头的位置使得所述镜头中的对准线与所述切口的中心线对准，并且将所述摄像机的镜头的移动距离确定为所述偏差距离。
优选地，使得所述镜头中的对准线与所述切口的中心线对准包括：
使得摄像机镜头中对称地位于所述对准线两侧且平行于所述对准线的可移动线与所述切口的两条边缘对齐。
优选地，确定所述偏差距离包括：
利用机器视觉自动地确定所述切口的中心线并且计算所述切口的中心线与所述摄像机的镜头中的对准线之间的所述偏差距离。
优选地，所述摄像机被设置成根据所述摄像机的镜头到所述切割胶带的上表面的距离自动地对焦，使得所述摄像机的焦点正好位于所述切割胶带的上表面上。
优选地，在所述切口的整个长度靠近切口端部的80-90％的区域中来确定所述偏差距离。
优选地，在每次更换切割刀片之后执行所述方法。
根据本发明，通过在粘附于晶圆框架上的已有切割胶带上切割切口来确定切割刀片的对准距离的补偿值，这样就不需要利用诸如裸硅片的另外介质，这将大大地降低芯片制造的成本。而且，直接利用粘附在晶圆框架上并且贴附有晶圆实际产品的切割胶带，与采用裸硅片相比省略了很多不必要的额外操作步骤，这将使得晶圆的划片效率显著地提高。
附图说明
图1以简化图示意性地显示了晶圆切割机的一部分；
图2示意地显示了其上通过切割胶带而贴附有晶圆的晶圆框架；
图3示意地显示了摄像机镜头中的对准线与切口中心线之间的偏离；
图4示意地显示了摄像机镜头中的对准线与切口中心线相互对准；
图5是与图2类似的示意图，图中以箭头A示出了切割胶带所受到的张力，以及以放大图示出了切割胶带上的切口。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的优选实施例，本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。
图2示意地显示了其上通过切割胶带而贴附有晶圆的晶圆框架。如图2所示，大体圆形的晶圆框架3上粘有切割胶带15，晶圆17被贴附到位于晶圆框架3内侧的切割胶带15上，因而在晶圆17与晶圆框架3之间形成切割胶带空白区域B。
根据本发明的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，在更换切割刀片之后，通过机械手将贴附有需要被切割的晶圆17的晶圆框架3送入到切割机的吸盘上。
利用切割刀片在晶圆17外围的切割胶带空白区域B上切割出切口K，利用切割机的控制系统操作其上装有摄像机11的移动部9移动先前的刀片对准距离H，使得摄像机11移动到切口K上方。
摄像机镜头中显示一条对准线S(通常为实线)和对称地位于对准线S两侧且平行于对准线的可移动线M1和M2。移动摄像机11的位置可以使对准线S以及可移动线M1和M2同时一起移动，但在摄像机11保持不动的情况下对准线S也是保持不动的，但是通过控制系统可以使可移动线M1和M2相对于对准线S相向或者反向对称地移动。
当摄像机11移动到切口K上方时，摄像机镜头中的对准线与切口的中心线理想情况下是相互对准的，但实践中摄像机镜头中的对准线与切口的中心线并不对准，而是相互偏离的，因而在切割机的控制屏幕上会呈现图3所示状况。通过手动调节摄像机镜头的位置以及操作控制系统，可以使得可移动线M1和M2与切口K的两条边缘对齐，从而使得摄像机镜头中的对准线与切口的中心线对准，如图4所示。此时，操作切割机上的校准按钮，以将摄像机被手动地移动的距离作为补偿值输入控制系统，使得控制系统随后在考虑该补偿值的基础上重新确定切割刀片的新的对准距离H。
此外，可以借助于机器视觉使切割机的控制系统自动地确定切口中心线并且计算切口中心线与摄像机镜头中的对准线之间的偏差距离，并且将该偏差距离设定为补偿值，使得控制系统随后在考虑该补偿值的基础上重新确定切割刀片的新的对准距离H。例如，可以将切口图像转换成256灰度级，然后根据该灰度级来确定切口中心所在位置，如果由像素距离偏移识别的间隙值为0.0014mm，控制系统就自动地将0.0014mm设定为补偿值。
由于切割胶带是透明的，如果直接按照现有方式使摄像机镜头自动对焦，摄像机镜头的焦点必然落到切割胶带下面的吸盘上，这样，切割胶带及其上的切口图像就会不清晰。因而，无论是在手动地移动摄像机以确定补偿值还是借助于机器视觉自动地确定补偿值，对摄像机镜头的对焦范围进行控制以使切割胶带在摄像机镜头中清楚地成像都非常关键。根据本发明，摄像机被设置成根据摄像机镜头到切割胶带的上表面的距离来自动地对焦，以确保摄像机焦点正好位于透明的切割胶带的上表面上，从而获得切割胶带以及切口的清晰图像。
由于切割胶带在吸盘上受到的张力以及切割胶带材料本身的特性，切割胶带上的切口经常发生变形，切口的边缘并不是直的，如图5所示。在图5中，箭头A示意性地显示了切割胶带受到的张力方向。由于张力影响，如图5中上侧放大图所示，切口呈现中间宽两端窄的形状。这样，切割胶带上切口的切割深度/长度以及摄像机检查切口的位置是影响所确定的切割刀片位置误差补偿值是否准确的关键因素。根据本发明，将切口整个长度最后的80-90％的区域(即，靠近切口端部的区域)确定为摄像机的检查区域。在这个10％的区域中，切割胶带的切口变形最小，因而所获得的切割刀片位置误差补偿值的精确度是最高的，甚至可以实现与在裸硅片上切割切口而获得的切割刀片位置误差补偿值相同的精确度。
根据本发明，通过在粘附于晶圆框架上的已有切割胶带上切割切口来确定切割刀片的对准距离的补偿值，这样就不需要利用诸如裸硅片的另外介质，这将大大地降低芯片制造的成本。而且，直接利用粘附在晶圆框架上并且贴附有晶圆实际产品的切割胶带，与采用裸硅片相比省略了很多不必要的额外操作步骤，这将使得晶圆的划片效率显著地提高。
尽管已经结合本发明优选实施例进行了详细描述，但应当理解的是，这种详细描述仅是用于解释本发明而不构成对本发明的限制。本发明的范围由权利要求限定的技术方案来确定。

Claims (8)

1.一种用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，所述晶圆切割刀片被可拆卸地安装到晶圆切割机(1)的移动部(9)上并且用于对放置在所述晶圆切割机(1)的吸盘(5)上的晶圆进行切割，所述移动部(9)被可移动地设置在所述晶圆切割机(1)的带刻度的丝杆(7)上，所述移动部(9)上还安装有摄像机(13)，所述摄像机(11)的中心线(11c)与所述切割刀片(13)的中心线(13c)之间间隔刀片对准距离(H)，所述方法包括：
将粘附有切割胶带并且在所述切割胶带上贴附有需要被切割的晶圆(17)的晶圆框架(3)放置到所述吸盘(5)上；
利用所述切割刀片在所述晶圆(17)外围的切割胶带空白区域(B)上切割出切口(K)；
将所述移动部(9)移动所述刀片对准距离(H)，使得所述摄像机(11)移动到所述切口(K)上方；
确定所述切口(K)的中心线与所述摄像机的镜头中的对准线之间的偏差距离；以及
根据所述偏差距离重新确定所述刀片对准距离(H)的值。
2.如权利要求1所述的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，其特征在于，根据所述偏差距离重新确定所述刀片对准距离(H)的值包括：
将所述偏差距离作为补偿值输入所述切割机的控制系统；以及
基于所述补偿值重新确定所述刀片对准距离(H)的值。
3.如权利要求1所述的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，其特征在于，确定所述偏差距离包括：
调节所述摄像机的镜头的位置使得所述镜头中的对准线(S)与所述切口的中心线对准，并且将所述摄像机的镜头的移动距离确定为所述偏差距离。
4.如权利要求3所述的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，其特征在于，使得所述镜头中的对准线(S)与所述切口的中心线对准包括：
使得摄像机镜头中对称地位于所述对准线(S)两侧且平行于所述对准线(S)的可移动线(M1，M2)与所述切口(K)的两条边缘对齐。
5.如权利要求1所述的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，其特征在于，确定所述偏差距离包括：
利用机器视觉自动地确定所述切口的中心线并且计算所述切口的中心线与所述摄像机的镜头中的对准线之间的所述偏差距离。
6.如权利要求1所述的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，其特征在于，所述摄像机被设置成根据所述摄像机的镜头到所述切割胶带的上表面的距离自动地对焦，使得所述摄像机的焦点正好位于所述切割胶带的上表面上。
7.如权利要求1所述的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，其特征在于，在所述切口的整个长度靠近切口端部的80-90％的区域中来确定所述偏差距离。
8.如权利要求1所述的用于补偿晶圆切割刀片的位置误差的方法，其特征在于，在每次更换切割刀片之后执行所述方法。
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