CN116995030B - 一种晶圆残片全自动切割方法及装置 - Google Patents
一种晶圆残片全自动切割方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116995030B CN116995030B CN202311253277.0A CN202311253277A CN116995030B CN 116995030 B CN116995030 B CN 116995030B CN 202311253277 A CN202311253277 A CN 202311253277A CN 116995030 B CN116995030 B CN 116995030B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cutting
- wafer
- full
- track
- fragment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 197
- 239000012634 fragment Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 238000009966 trimming Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 24
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 23
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 231100000817 safety factor Toxicity 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000013138 pruning Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
本发明提供了一种晶圆残片全自动切割方法及装置，属于半导体技术领域，该方法包括如下步骤：获取晶圆残片的完整图像并提取残片轮廓曲线，进行均匀偏移以获得残片轮廓更新曲线，然后将其转换到切割设备坐标系中；获取某个Mark点的中心位置和方向向量并转换到切割设备坐标系中；在切割设备坐标系下自Mark点向周围阵列晶粒轮廓，然后去除重合部分以形成切割轨迹，利用残片轮廓更新曲线修剪切割轨迹以获得实际切割轨迹。本发明提供的方法自动化程度高，有效提高了晶圆残片切割的稳定性和运行效率，并且与人工绘制外轮廓相比偏移距离的数值更小、精度更高，能够有效提高晶圆残片的利用率，并且避免切割轨迹冗余造成切割效率低。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，更具体地，涉及一种晶圆残片全自动切割方法及装置。
背景技术
晶圆制造过程中，由于晶圆本身为脆性材料，部分晶圆尤其是第三代半导体材料的晶圆解理性差，导致晶圆在后道封装测试制程（特别是切割）中产生了非完整圆片，也称“残片”。从残片中切割出完整的晶粒，能够有效提高晶圆的利用率、降低材料的损耗、提高晶粒的产率，是芯片制造过程中一个必要的补充技术。
目前晶圆残片的切割主要依靠半自动（或称手动）的方法，该方法的外轮廓主要通过人工在残片中绘制最大的内部矩形来生成，此种方法存在三个缺陷：1）采用半自动的残片切割方式需要人工干预，降低了系统的稳定性和运行效率；2）对于激光切割，为避免激光照射到高分子膜对其造成损伤，人工绘制的矩形或多边形相对于复杂的残片而言外轮廓偏小，使得残片上的部分可用晶粒无法被切割下来，导致残片的利用率低；3）对于刀轮机切割，为保证晶粒全部切割，人工绘制的矩形或多边形相对于复杂的残片而言外轮廓过大，导致切割轨迹冗余、切割效率低。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种晶圆残片全自动切割方法及装置，旨在解决现有的晶圆残片切割无法实现全自动的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一方面，提供了一种晶圆残片全自动切割方法，该方法包括如下步骤：
S1获取晶圆残片的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2对所述残片轮廓曲线进行均匀偏移以获得残片轮廓更新曲线，并将所述残片轮廓更新曲线转换到切割设备坐标系中；
S3获取晶圆残片上某个Mark点的图像并获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后将其转换到切割设备坐标系中；
S4在切割设备坐标系下根据步骤S3获得的信息，自Mark点向周围阵列若干晶粒轮廓，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪所述切割轨迹以获得实际切割轨迹，进而实现晶圆残片全自动切割。
作为进一步优选地，步骤S1中，利用第一相机获取晶圆残片的完整图像，所述第一相机的视场宽度大于晶圆尺寸；步骤S3中，利用第二相机获取晶圆残片上某个Mark点的图像，所述第二相机的视场宽度大于一个Mark点的面积，且像素精度在1μm/像素以上。
作为进一步优选地，步骤S2中，当切割方法为激光切割时，向内均匀偏移第一距离，并利用下式确定第一距离/>：
式中，为晶圆残片下层高分子膜的损伤阈值，/>为激光的功率，/>为聚焦光斑的直径，/>为照射到高分子膜的光斑的能量比例，/>为照射到高分子膜的光斑的弓高，/>表示弓高为/>的弓形区域面积内光斑功率积分后占光斑总功率的比例，/>为轮廓测量误差，/>为切割速度，/>为切割安全系数。
作为进一步优选地，步骤S2中，当切割方法为刀轮切割时，向外均匀偏移第二距离，并利用下式确定第二距离/>：
式中，为轮廓测量误差，/>为切割安全系数。
作为进一步优选地，步骤S3中，利用模板匹配、边缘提取、关键点匹配或骨架抽取的方式根据图像获得该Mark点的中心位置和方向向量。
作为进一步优选地，步骤S4中，以步骤S3获得的某个Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓为元素，根据Mark点的方向向量和间距向周边阵列若干晶粒轮廓，从而覆盖所述晶圆残片。
按照本发明的另一方面，提供了一种晶圆残片全自动切割装置，其包括轨迹生成单元和激光切割单元，其中：
所述轨迹生成单元采用上述晶圆残片全自动切割方法确定实际切割轨迹；
所述激光切割单元根据所述实际切割轨迹进行晶圆残片全自动切割。
作为进一步优选地，将所述残片轮廓曲线向内均匀偏移第一距离以获得残片轮廓更新曲线，并利用下式确定第一距离/>：
式中，为晶圆残片下层高分子膜的损伤阈值，/>为激光的功率，/>为聚焦光斑的直径，/>为照射到高分子膜的光斑的能量比例，/>为照射到高分子膜的光斑的弓高，/>表示弓高为/>的弓形区域面积内光斑功率积分后占光斑总功率的比例，/>为轮廓测量误差，/>为切割速度，/>为切割安全系数。
按照本发明的又一方面，提供了一种晶圆残片全自动切割装置，其包括轨迹生成单元和刀轮切割单元，其中：
所述轨迹生成单元采用上述晶圆残片全自动切割方法确定实际切割轨迹；
所述刀轮切割单元根据所述实际切割轨迹进行晶圆残片全自动切割。
作为进一步优选地，将将所述残片轮廓曲线向外均匀偏移第二距离以获得残片轮廓更新曲线，并利用下式确定第二距离/>：
式中，为轮廓测量误差，/>为切割安全系数。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1．本发明提供的方法实现了晶圆残片切割轨迹的全自动生成，整个过程无需人工参与，自动化程度高，有效提高了晶圆残片切割的稳定性和运行效率，并且轮廓提取过程通过视觉技术实现了轮廓的均匀偏移，与人工绘制外轮廓相比偏移距离的数值更小、精度更高，能够有效提高晶圆残片的利用率，并且能够避免切割轨迹冗余造成切割效率低；
2．尤其是，本发明针对激光切割的偏移距离计算方法进行优化，能够在不损伤高分子膜的前提下达到最大的残片切割比例；
3．此外，本发明针对刀轮切割的偏移距离计算方法进行优化，能够在提高切割效率的同时保证残片的完整切割，避免切割轨迹冗余的问题。
附图说明
图1是本发明优选实施例提供的晶圆残片全自动切割方法的流程图；
图2是本发明优选实施例提供的激光切割时轮廓内部偏移的原理示意图；
图3是本发明优选实施例提供的刀轮切割时轮廓外部偏移的原理示意图；
图4是本发明优选实施例提供的激光切割时利用第一相机采集的图像进行轮廓提取和偏移的流程示意图；
图5是本发明优选实施例提供的刀轮切割时利用第一相机采集的图像进行轮廓提取和偏移的流程示意图；
图6是本发明实施例1提供的实际切割轨迹生成的流程图，其中（a）为残片晶圆的整体结构图，（b）为第二相机采集的Mark点的图像，（c）为切割轨迹示意图，（d）为实际切割轨迹示意图；
图7是本发明实施例3-8提供的实际切割轨迹的示意图，其中（a）为实施例3、4的实际切割轨迹，（b）为实施例5、6的实际切割轨迹，（c）为实施例7、8的实际切割轨迹；
图8是本发明实施例3、4中Mark点的示意图，其中（a）为多个Mark点的整体视图，（b）为①的放大图，（c）为②的放大图；
图9是本发明实施例5、6中Mark点的示意图，其中（a）为多个Mark点的整体视图，（b）为①的放大图，（c）为②的放大图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-激光光束，2-晶圆残片，2.1-晶圆残片轮廓，2.2-偏移后的晶圆残片轮廓，2.3-晶粒，2.4-沟道，3-高分子膜，4-Mark点的图像，4.1-Mark点方向线，5-切割轨迹，6-实际切割轨迹，7-刀轮。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，按照本发明的一方面，本发明优选实施例提供了一种晶圆残片全自动切割方法，该方法包括如下步骤：
S1标定相机的坐标使其统一到切割设备坐标系中，以此获得其对应的仿射变换矩阵，然后利用相机获取晶圆残片2的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2对残片轮廓曲线进行均匀偏移以获得残片轮廓更新曲线，然后根据该相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中；
S3利用模板匹配、边缘测量、关键点匹配或骨架抽取等方式，基于相机获取的晶圆残片2上某个Mark点的图像4获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后根据该相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中；
S4在切割设备坐标系下，以步骤S3获得的该Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓为元素、以Mark点的方向向量为方向、以Mark点的间距为距离，向周边阵列若干晶粒轮廓，并保证阵列的晶粒轮廓能够覆盖晶圆残片2，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹5，其中Mark点的间距、晶粒轮廓（根据晶粒2.3的形状确定）均由读取现有文件获得，包括但不限于晶圆的标准图案文件、晶圆的工艺文件，同时通过读取现有文件还可以获得晶圆的工艺参数如切割轨迹的组合方式、速度和功率等，按照晶粒2.3的形状连接Mark点元素形成精确的切割线，并按照现有文件中的切割轨迹的组合方式（往复、单向、从两侧向中间、从中间向两侧）沿切割线形成切割轨迹；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪步骤S4形成的切割轨迹以获得实际切割轨迹6。
进一步，优选采用两个倍率不同的相机分别进行轮廓提取和切割轨迹定位，其中步骤S1中，利用第一相机获取晶圆残片2的完整图像，第一相机的视场宽度大于晶圆尺寸，一般采用晶圆尺寸加上晶圆的定位误差，其中晶圆的定位误差为2mm～20mm；步骤S3中，利用第二相机获取晶圆残片2上某个Mark点的图像，第二相机的视场宽度大于一个Mark点的面积，保证能够覆盖一个Mark点，通常为0.5mm～5mm，且像素精度在1μm/像素以上，即每个像素的宽度在0.01μm～1μm之间。通过对第一相机和第二相机的倍率进行优化，利用低倍率相机（即第一相机）获取晶圆残片的完整图像，利用高倍率相机（即第二相机）获取晶圆残片上某个Mark点的图像，与使用单个大幅面相机相比能够在保证切割轨迹定位精度的同时，有效降低硬件成本，提高数据采集、传输和分析效率。
同时，优选使用单应性矩阵标定的方法对第一相机和第二相机的坐标进行标定。单应性矩阵标定可以使用任意可提取不少于3个特征点的图案作为标定板，包括但不限于九点标定板、棋盘格、圆形阵列等，以九点标定板为例：在切割设备上设定9个标定点，利用第一相机或第二相机分别获取9个点的像素坐标，根据标定点与像素坐标的关系获得各自的仿射变换矩阵。
进一步，步骤S1中，对晶圆残片2的完整图像依次通过阈值分割、区域尺度筛选和形态学开闭运算的图像处理方法，获得去除干扰区域的晶圆残片轮廓2.1，并提取晶圆残片轮廓2.1的边缘，以此获得残片轮廓曲线。
进一步，如图2、4所示，步骤S2中，当切割方法为激光切割时，向内均匀偏移第一距离以避免高分子膜3损伤，进而获得偏移后的晶圆残片轮廓2.2，第一距离/>的边界条件为使露出的激光光束1的光斑在高分子膜3上产生的能量不足以损伤高分子膜3，即：
式中，为晶圆残片下层高分子膜的损伤阈值（最大承受的激光能量密度），/>为激光的功率，/>为聚焦光斑的直径，/>为照射到高分子膜的光斑的能量比例（其中为照射到高分子膜的光斑的弓高，/>表示弓高为/>的弓形区域面积内光斑功率积分后占光斑总功率的比例，例如，当光斑为平顶光斑，则光斑在照射区域内的功率密度相同，则/>即为弓高为/>的弓形区域面积除以光斑面积，/>为第一相机的轮廓测量误差），/>为切割速度，/>为切割安全系数，利用上式确定的偏移距离与人工确定的偏移距离相比数值更小、精度更高，能够在不损伤高分子膜的前提下达到最大的残片切割比例，有效提高残片的利用率。
进一步，如图3、5所示，步骤S2中，当切割方法为刀轮切割时，由于切割晶圆残片2时刀轮7高于高分子膜3，即使超出晶圆残片轮廓2.1也不会损伤高分子膜3，因此为了提高切割效率并保证晶圆残片2的完整切割，晶圆残片轮廓2.1向外偏移第二距离以获得偏移后的晶圆残片轮廓2.2，并利用下式确定第二距离/>：
式中，为第一相机的轮廓测量误差，/>为切割安全系数，利用上式确定的偏移距离与人工确定的偏移距离相比数值更小、精度跟高，能够避免切割轨迹冗余造成的切割效率低的问题，同时还能够保证残片的完整切割。
按照本发明的另一方面，提供了一种晶圆残片全自动切割装置，其包括轨迹生成单元和激光切割单元，其中：
轨迹生成单元采用上述晶圆残片全自动切割方法确定实际切割轨迹，具体包括如下步骤：
S1标定相机的坐标使其统一到切割设备坐标系中，以此获得其对应的仿射变换矩阵，然后利用相机获取晶圆残片2的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2对残片轮廓曲线向内均匀偏移第一距离以获得残片轮廓更新曲线，并根据该相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中，第一距离/>利用下式进行确定：
；
S3利用相机获取晶圆残片2上某个Mark点的图像4并获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后根据该相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中；
S4在切割设备坐标系下，以步骤S3获得的该Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓为元素、以Mark点的方向向量为方向、以Mark点的间距为距离，向周边阵列若干晶粒轮廓以覆盖晶圆残片，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹5；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪步骤S4形成的切割轨迹以获得实际切割轨迹6；
激光切割单元根据实际切割轨迹进行晶圆残片全自动切割。
整个晶圆残片全自动切割装置自动化程度高，有利于向自动化和智能化产线的集成，并且能够在不损伤高分子膜的前提下达到最大的残片切割比例，有效提高残片的利用率，避免了人工参与导致的残片利用率低、效率低的问题。
按照本发明的又一方面，提供了一种晶圆残片全自动切割装置，其包括轨迹生成单元和刀轮切割单元，其中：
轨迹生成单元采用上述晶圆残片全自动切割方法确定实际切割轨迹，具体包括如下步骤：
S1标定相机的坐标使其统一到切割设备坐标系中，以此获得其对应的仿射变换矩阵，然后利用相机获取晶圆残片2的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2对残片轮廓曲线向外均匀偏移第二距离以获得残片轮廓更新曲线，并根据该相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中，第二距离/>利用下式进行确定：
；
S3利用相机获取晶圆残片2上某个Mark点的图像4并获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后根据该相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中；
S4在切割设备坐标系下，以步骤S3获得的该Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓为元素、以Mark点的方向向量为方向、以Mark点的间距为距离，向周边阵列若干晶粒轮廓以覆盖晶圆残片，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹5；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪步骤S4形成的切割轨迹以获得实际切割轨迹6；
刀轮切割单元根据实际切割轨迹进行晶圆残片全自动切割。
整个晶圆残片全自动切割装置自动化程度高，有利于向自动化和智能化产线的集成，并且能够避免切割轨迹冗余造成的切割效率低的问题，解决了人工参与导致的效率低的问题。
下面根据具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步说明。
实施例1
S1使用九点标定板，利用单应性矩阵标定的方法将第一相机和第二相机的坐标统一到切割设备坐标系中，以此获得各自的仿射变换矩阵，然后利用第一相机获取晶圆残片2的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2因切割方法激光切割，对残片轮廓曲线向内均匀偏移第一距离以获得残片轮廓更新曲线，并根据第一相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中，图6的（a）中，2.1为晶圆残片轮廓，2.2为偏移后的晶圆残片轮廓，2.4为沟道；
S3利用第二相机获取晶圆残片2上某个Mark点的图像4，如图6中（b）所示，通过模板匹配的方式获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后根据第二相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中，其中Mark点的中心位置即为Mark点方向线4.1的交点；
S4在切割设备坐标系下，以步骤S3获得的某个Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓（四边形）为元素、以Mark点的方向向量为方向、以Mark点的间距为距离，向周边阵列若干晶粒轮廓，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹5，如图6中（c）所示；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪步骤S4形成的切割轨迹以获得实际切割轨迹6，如图6中（d）所示。
实施例2
同实施例1，仅因切割方法为刀轮切割，步骤S2中对残片轮廓曲线向外均匀偏移第二距离以获得残片轮廓更新曲线。
实施例3
S1以棋盘格作为标定板，利用单应性矩阵标定的方法将第一相机和第二相机的坐标统一到切割设备坐标系中，以此获得各自的仿射变换矩阵，然后利用第一相机获取晶圆残片2的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2因切割方法激光切割，对残片轮廓曲线向内均匀偏移第一距离以获得残片轮廓更新曲线，并根据第一相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中；
S3利用第二相机获取晶圆残片2上某个Mark点的图像4，通过边缘提取的方式获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后根据第二相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中，如图7中（a）和图8所示，其中M为Mark点；
S4在切割设备坐标系下，以步骤S3获得的某个Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓（六边形）为元素、以Mark点的方向向量为方向、以Mark点的间距为距离，向周边阵列若干晶粒轮廓，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹5；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪步骤S4形成的切割轨迹以获得实际切割轨迹6。
实施例4
同实施例3，仅因切割方法为刀轮切割，步骤S2中对残片轮廓曲线向外均匀偏移第二距离以获得残片轮廓更新曲线。
实施例5
S1以圆形阵列板作为标定板，利用单应性矩阵标定的方法将第一相机和第二相机的坐标统一到切割设备坐标系中，以此获得各自的仿射变换矩阵，然后利用第一相机获取晶圆残片2的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2因切割方法激光切割，对残片轮廓曲线向内均匀偏移第一距离以获得残片轮廓更新曲线，并根据第一相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中；
S3利用第二相机获取晶圆残片2上某个Mark点的图像4，通过关键点匹配的方式获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后根据第二相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中，如图7中（b）和图9所示，其中M为Mark点；
S4在切割设备坐标系下，以步骤S3获得的某个Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓（圆形）为元素、以Mark点的方向向量为方向、以Mark点的间距为距离，向周边阵列若干晶粒轮廓，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹5；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪步骤S4形成的切割轨迹以获得实际切割轨迹6。
实施例6
同实施例5，仅因切割方法为刀轮切割，步骤S2中对残片轮廓曲线向外均匀偏移第二距离以获得残片轮廓更新曲线。
实施例7
S1使用九点标定板，利用单应性矩阵标定的方法将第一相机和第二相机的坐标统一到切割设备坐标系中，以此获得各自的仿射变换矩阵，然后利用第一相机获取晶圆残片2的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2因切割方法激光切割，对残片轮廓曲线向内均匀偏移第一距离以获得残片轮廓更新曲线，并根据第一相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中；
S3利用第二相机获取晶圆残片2上某个Mark点的图像4，通过骨架抽取的方式获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后根据第二相机的仿射变换矩阵将其转换到切割设备坐标系中，如图7中（c）所示；
S4在切割设备坐标系下，以步骤S3获得的某个Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓（异形）为元素、以Mark点的方向向量为方向、以Mark点的间距为距离，向周边阵列若干晶粒轮廓，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹5；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪步骤S4形成的切割轨迹以获得实际切割轨迹6。
实施例8
同实施例7，仅因切割方法为刀轮切割，步骤S2中对残片轮廓曲线向外均匀偏移第二距离以获得残片轮廓更新曲线。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆残片全自动切割方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1获取晶圆残片的完整图像并提取残片轮廓曲线；
S2对所述残片轮廓曲线进行均匀偏移以获得残片轮廓更新曲线，并将所述残片轮廓更新曲线转换到切割设备坐标系中；
S3获取晶圆残片上某个Mark点的图像并获得该Mark点的中心位置和方向向量，然后将其转换到切割设备坐标系中；
S4在切割设备坐标系下根据步骤S3获得的信息，自Mark点向周围阵列若干晶粒轮廓，然后去除晶粒轮廓的重合部分以形成切割轨迹；
S5利用步骤S2获得的残片轮廓更新曲线修剪所述切割轨迹以获得实际切割轨迹，进而实现晶圆残片全自动切割。
2.如权利要求1所述的晶圆残片全自动切割方法，其特征在于，步骤S1中，利用第一相机获取晶圆残片的完整图像，所述第一相机的视场宽度大于晶圆尺寸；步骤S3中，利用第二相机获取晶圆残片上某个Mark点的图像，所述第二相机的视场宽度大于一个Mark点的面积，且像素精度在1μm/像素以上。
3.如权利要求1所述的晶圆残片全自动切割方法，其特征在于，步骤S2中，当切割方法为激光切割时，向内均匀偏移第一距离，并利用下式确定第一距离/>：
式中，为晶圆残片下层高分子膜的损伤阈值，/>为激光的功率，/>为聚焦光斑的直径，为照射到高分子膜的光斑的能量比例，/>为照射到高分子膜的光斑的弓高，表示弓高为 /> 的弓形区域面积内光斑功率积分后占光斑总功率的比例，/>为轮廓测量误差，/>为切割速度，/>为切割安全系数。
4.如权利要求1所述的晶圆残片全自动切割方法，其特征在于，步骤S2中，当切割方法为刀轮切割时，向外均匀偏移第二距离，并利用下式确定第二距离/>：
式中，为轮廓测量误差，/>为切割安全系数。
5.如权利要求1所述的晶圆残片全自动切割方法，其特征在于，步骤S3中，利用模板匹配、边缘提取、关键点匹配或骨架抽取的方式根据图像获得该Mark点的中心位置和方向向量。
6.如权利要求1所述的晶圆残片全自动切割方法，其特征在于，步骤S4中，以步骤S3获得的某个Mark点的中心位置为原点、以晶粒轮廓为元素，根据Mark点的方向向量和间距向周边阵列若干晶粒轮廓，从而覆盖所述晶圆残片。
7.一种晶圆残片全自动切割装置，其特征在于，该晶圆残片全自动切割装置包括轨迹生成单元和激光切割单元，其中：
所述轨迹生成单元采用如权利要求1、2、5和6中任一项所述的晶圆残片全自动切割方法确定实际切割轨迹；
所述激光切割单元根据所述实际切割轨迹进行晶圆残片全自动切割。
8.如权利要求7所述的晶圆残片全自动切割装置，其特征在于，将所述残片轮廓曲线向内均匀偏移第一距离以获得残片轮廓更新曲线，并利用下式确定第一距离/>：
式中，为晶圆残片下层高分子膜的损伤阈值，/>为激光的功率，/>为聚焦光斑的直径，为照射到高分子膜的光斑的能量比例，/>为照射到高分子膜的光斑的弓高，表示弓高为 /> 的弓形区域面积内光斑功率积分后占光斑总功率的比例，/>为轮廓测量误差，/>为切割速度，/>为切割安全系数。
9.一种晶圆残片全自动切割装置，其特征在于，该晶圆残片全自动切割装置包括轨迹生成单元和刀轮切割单元，其中：
所述轨迹生成单元采用如权利要求1、2、5和6中任一项所述的晶圆残片全自动切割方法确定实际切割轨迹；
所述刀轮切割单元根据所述实际切割轨迹进行晶圆残片全自动切割。
10.如权利要求9所述的晶圆残片全自动切割装置，其特征在于，将所述残片轮廓曲线向外均匀偏移第二距离以获得残片轮廓更新曲线，并利用下式确定第二距离/>：
式中，为轮廓测量误差，/>为切割安全系数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311253277.0A CN116995030B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种晶圆残片全自动切割方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311253277.0A CN116995030B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种晶圆残片全自动切割方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116995030A CN116995030A (zh) | 2023-11-03 |
| CN116995030B true CN116995030B (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=88530565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311253277.0A Active CN116995030B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种晶圆残片全自动切割方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116995030B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117428351B (zh) * | 2023-12-21 | 2024-03-15 | 珠海市申科谱工业科技有限公司 | 一种晶圆的切割方法、装置、电子设备及介质 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4685180A (en) * | 1984-07-19 | 1987-08-11 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Contour shaping apparatus |
| JPH0875432A (ja) * | 1994-07-08 | 1996-03-22 | Seiko Seiki Co Ltd | 切断ライン測定装置 |
| DE102008007603A1 (de) * | 2007-02-02 | 2008-08-14 | Suss Microtec Test Systems Gmbh | Verfahren zur besseren Ausnutzung von Halbleitermaterial |
| KR20100045604A (ko) * | 2008-10-24 | 2010-05-04 | (주) 예스티 | 웨이퍼 컷팅방법 |
| CN106206431A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-12-07 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种制作异形硅单晶抛光片的方法 |
| CN107292924A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-24 | 镇江超纳仪器有限公司（中外合资） | 一种对激光加工形成的激光槽的特征自动识别方法 |
| CN107634032A (zh) * | 2016-07-18 | 2018-01-26 | 南亚科技股份有限公司 | 晶片及晶片制造方法 |
| JP2019160990A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社ディスコ | 位置付け方法 |
| CN113871348A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-31 | 东莞市译码半导体有限公司 | 一种新的激光切割工艺技术 |
| CN114599934A (zh) * | 2019-10-31 | 2022-06-07 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 用于测量har结构的形状偏差的fib-sem 3d断层成像术 |
| CN114999908A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-02 | 深圳市青虹激光科技有限公司 | 晶圆加工方法、设备以及计算机可读存储介质 |
| CN115592287A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-13 | 西安铂力特增材技术股份有限公司（Cn） | 针对孔隙及窄间隙特征的增减材制造方法 |
| CN115890012A (zh) * | 2022-09-23 | 2023-04-04 | 武汉帝尔激光科技股份有限公司 | 晶圆切割路径生成及激光切割方法 |
| CN116689985A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-05 | 北京中电科电子装备有限公司 | 一种不规则排放晶粒的切割轨迹确定方法 |
| CN116797570A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-22 | 太原科技大学 | 一种基于图像处理的半导体工件切割路径规划算法 |
-
2023
- 2023-09-27 CN CN202311253277.0A patent/CN116995030B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4685180A (en) * | 1984-07-19 | 1987-08-11 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Contour shaping apparatus |
| JPH0875432A (ja) * | 1994-07-08 | 1996-03-22 | Seiko Seiki Co Ltd | 切断ライン測定装置 |
| DE102008007603A1 (de) * | 2007-02-02 | 2008-08-14 | Suss Microtec Test Systems Gmbh | Verfahren zur besseren Ausnutzung von Halbleitermaterial |
| KR20100045604A (ko) * | 2008-10-24 | 2010-05-04 | (주) 예스티 | 웨이퍼 컷팅방법 |
| CN107634032A (zh) * | 2016-07-18 | 2018-01-26 | 南亚科技股份有限公司 | 晶片及晶片制造方法 |
| CN106206431A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-12-07 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种制作异形硅单晶抛光片的方法 |
| CN107292924A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-10-24 | 镇江超纳仪器有限公司（中外合资） | 一种对激光加工形成的激光槽的特征自动识别方法 |
| JP2019160990A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社ディスコ | 位置付け方法 |
| CN114599934A (zh) * | 2019-10-31 | 2022-06-07 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 用于测量har结构的形状偏差的fib-sem 3d断层成像术 |
| CN113871348A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-31 | 东莞市译码半导体有限公司 | 一种新的激光切割工艺技术 |
| CN114999908A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-09-02 | 深圳市青虹激光科技有限公司 | 晶圆加工方法、设备以及计算机可读存储介质 |
| CN115890012A (zh) * | 2022-09-23 | 2023-04-04 | 武汉帝尔激光科技股份有限公司 | 晶圆切割路径生成及激光切割方法 |
| CN115592287A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-13 | 西安铂力特增材技术股份有限公司（Cn） | 针对孔隙及窄间隙特征的增减材制造方法 |
| CN116797570A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-22 | 太原科技大学 | 一种基于图像处理的半导体工件切割路径规划算法 |
| CN116689985A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-05 | 北京中电科电子装备有限公司 | 一种不规则排放晶粒的切割轨迹确定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116995030A (zh) | 2023-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116995030B (zh) | 一种晶圆残片全自动切割方法及装置 | |
| WO2021169335A1 (zh) | 一种锂电池极耳激光焊点视觉在线检测方法 | |
| CN111681222B (zh) | 一种刀痕崩边自动检测判断方法及其应用的划片机 | |
| CN109767445B (zh) | 一种高精度的pcb缺陷智能检测方法 | |
| CN108645867B (zh) | 大口径光学晶体表面微缺陷的快速寻位与批量检测方法 | |
| CN112069902A (zh) | 一种变电站屏柜压板识别方法及系统 | |
| CN103791836B (zh) | 基于激光扫描共聚焦技术的数控刀具刃口测量方法 | |
| CN107160046A (zh) | 一种视觉辅助大幅面机床板材切割的相机标定方法 | |
| CN112505055B (zh) | 一种电路板的漏铜检测方法以及装置 | |
| CN110852315A (zh) | 环形文字快速识别方法及装置 | |
| CN115272204A (zh) | 一种基于机器视觉的轴承表面划痕检测方法 | |
| CN108417505B (zh) | 一种对晶圆进行缺陷扫描的分析方法及缺陷扫描设备 | |
| CN115423864A (zh) | 晶圆图像中芯片切割道自动定位方法 | |
| CN114549393B (zh) | 图像标注方法、装置、设备及计算机存储介质 | |
| CN111724354A (zh) | 一种基于图像处理的多株小麦穗长与小穗数的测量方法 | |
| CN116417367A (zh) | 去除晶圆异常管芯的方法、装置及工具 | |
| CN114359240A (zh) | 芯片分选防错位方法、装置、终端及存储介质 | |
| CN113987989A (zh) | 一种芯片制造用的封装分割装置及其分割方法 | |
| CN110231004B (zh) | 核燃料颗粒包覆层厚度检测方法及装置 | |
| CN116681879A (zh) | 一种光学图像边界层转捩位置的智能判读方法 | |
| CN116824483A (zh) | 基于排列组合最优解的木材最大价值锯切算法 | |
| CN112414943B (zh) | 半导体芯片缺陷定位方法和定位模块 | |
| CN204439569U (zh) | 一种高精密全自动fpc缺陷检测装置 | |
| CN114146955A (zh) | 一种led晶粒的排列方法、成品方片 | |
| CN102386115A (zh) | 半导体制造工艺测试方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |