本發明涉及半導體晶圓加工,尤其涉及一種晶圓切割系統以及晶圓切割控制方法、裝置、介質。
背景技術:
1、晶圓是芯片的“母體”,經過一系列的加工和封裝后,晶圓會被切割成一個個獨立的芯片。這些芯片被安裝到各種電子設備中,如手機、電腦、汽車電子等,發揮著核心的計算和控制功能。
2、激光打標機是一種利用激光束在材料表面進行永久性標記的設備,廣泛應用于工業制造、電子、醫療、食品、包裝等多個領域。其工作原理是通過激光器產生高能量激光束,聚焦到材料表面后,使材料表面發生物理或化學變化,從而形成所需的圖案、文字或標識。
3、激光晶圓劃切是半導體制造中的關鍵工藝,需通過激光束沿晶圓切割道精確切割。專業激光劃切設備通常配備自動光學對準系統,但成本高昂。普通實驗室常用激光打標機進行晶圓切割,但因缺乏自動對準功能,難以直接用于晶圓劃切。而現有手動調節方案依賴操作者目視判斷切割道與激光路徑的對齊,存在精度低、效率差的問題。
技術實現思路
1、本技術實施例通過提供一種晶圓切割系統以及晶圓切割控制方法、裝置、介質,解決了現有技術中基于激光打標機進行晶圓切割存在精度低、效率低的技術問題。
2、為了解決上述技術問題,第一方面,本技術實施例提供了一種晶圓切割系統,所述系統包括:
3、三軸調整平臺,包括用于平放晶圓的載物面,且所述載物面能分別沿水平面內的x軸、y軸水平移動,且所述載物臺可相對所述水平面轉動,從而改變所述載物面相對于所述水平面的傾角;
4、激光打標機,可發射用于切割所述晶圓的激光束;
5、參考標定裝置,包括用于供所述激光束生成激光參考線的工作面,且所述工作面可沿z軸方向上下移動;
6、相機,用于獲取所述晶圓和/或所述激光參考線的圖像;
7、控制器,所述控制器的信號輸入端與所述相機相連接,用于接收所述相機所獲取的圖像信息,所述控制器的信號輸出端可輸出控制信號,所述控制信號可用于控制所述激光打標機、所述相機和/或所述三軸調整平臺。
8、進一步的,所述工作面與所述載物面上的所述晶圓相平齊。
9、第二方面,本技術實施例還提供了一種晶圓切割控制方法,所述方法包括:
10、獲取目標晶圓位于第一位置時,所述目標晶圓切割道和激光參考線的第一圖像;
11、基于所述第一圖像,獲取所述目標晶圓割道中心線和所述激光參考線之間的角度偏差δθ及其偏差方向;
12、基于所述角度偏差δθ及其偏差方向,調整所述目標晶圓的位置,消除所述目標晶圓切割道中心線和所述激光參考線之間的角度偏差δθ,所述目標晶圓的第二切割道中心線和所述激光參考線重合,所述目標晶圓位于第二位置;
13、獲取所述目標晶圓位于第二位置時,所述目標晶圓切割道和所述激光參考線的第二圖像,并基于所述第二圖像獲取所述目標晶圓切割道中心線與所述激光參考線之間的橫向位置偏差δl及其偏差方向;
14、基于所述橫向位置偏差δl及其偏差方向,調整所述目標晶圓的位置,消除所述目標晶圓切割道中心線和所述激光參考線之間的橫向位置偏差δl,所述目標晶圓切割道中心線和所述激光參考線重合,所述目標晶圓位于第三位置;
15、所述目標晶圓位于所述第三位置,沿所述目標晶圓切割道中心線進行激光切割。
16、進一步的,所述基于所述第一圖像,獲取所述目標晶圓割道中心線和所述激光參考線之間的角度偏差δθ及其偏差方向,具體包括:
17、基于所述第一圖像,分別提取所述目標晶圓切割道的邊緣輪廓和所述激光參考線的邊緣輪廓;
18、基于所述目標晶圓切割道邊緣輪廓和所述激光參考線邊緣輪廓,分別擬合得到所述目標晶圓的切割道中心線和所述激光參考線中心線;
19、分別獲取所述目標晶圓的切割道中心線的直線方程和所述激光參考線中心線的直線方程;
20、基于所述目標晶圓切割道中心線的直線方程和所述激光參考線中心線的直線方程獲得兩者的角度偏差δθ及其偏差方向。
21、進一步的,在所述獲取目標晶圓位于第一位置時,所述目標晶圓切割道和激光參考線的第一圖像之前還包括:
22、獲取所述目標晶圓位于第一位置時,所述目標晶圓切割道和相鄰晶圓切割道的圖像,其中,相鄰晶圓切割道指的是與所述目標晶圓切割道相鄰的晶圓切割道;
23、基于所述目標晶圓切割道和相鄰晶圓切割道圖像,獲取所述目標晶圓切割道中心線和所述相鄰晶圓切割道中心線的距離偏差δd及其偏差方向。
24、進一步的,在所述目標晶圓位于第三位置,沿所述目標晶圓切割道中心線進行激光切割之后還包括:
25、基于所述距離偏差δd及其偏差方向,調整所述相鄰晶圓的位置,使得所述相鄰晶圓切割道成為下一個待切割目標。
26、第三方面,本技術實施例還提供了一種晶圓切割控制裝置,所述裝置包括:
27、第一獲取模塊,用于獲取目標晶圓位于第一位置時,所述目標晶圓切割道和激光參考線的第一圖像;
28、第二獲取模塊,用于基于所述第一圖像,獲取所述目標晶圓割道中心線和所述激光參考線之間的角度偏差δθ及其偏差方向;
29、第一調整模塊,用于基于所述角度偏差δθ及其偏差方向,調整所述目標晶圓的位置,消除所述目標晶圓切割道中心線和所述激光參考線之間的角度偏差δθ,所述目標晶圓的第二切割道中心線和所述激光參考線重合,所述目標晶圓位于第二位置;
30、第三獲取模塊,用于獲取所述目標晶圓位于第二位置時,所述目標晶圓切割道和所述激光參考線的第二圖像,并基于所述第二圖像獲取所述目標晶圓切割道中心線與所述激光參考線之間的橫向位置偏差δl及其偏差方向;
31、第二調整模塊,用于基于所述橫向位置偏差δl及其偏差方向,調整所述目標晶圓的位置,消除所述目標晶圓切割道中心線和所述激光參考線之間的橫向位置偏差δl,所述目標晶圓切割道中心線和所述激光參考線重合,所述目標晶圓位于第三位置;
32、切割模塊,用于在所述目標晶圓位于第三位置時,沿所述目標晶圓切割道中心線進行激光切割。
33、進一步的,所述裝置還包括:
34、第四獲取模塊,用于獲取所述目標晶圓位于第一位置時,所述目標晶圓切割道和相鄰晶圓切割道的圖像,其中,相鄰晶圓切割道指的是與所述目標晶圓切割道相鄰的晶圓切割道;
35、第五獲取模塊,用于基于所述目標晶圓切割道和相鄰晶圓切割道圖像,獲取所述目標晶圓切割道中心線和所述相鄰晶圓切割道中心線的距離偏差δd及其偏差方向。
36、第三調整模塊,用于基于所述距離偏差δd及其偏差方向,調整所述相鄰晶圓的位置,使得所述相鄰晶圓切割道成為下一個待切割目標。
37、第四方面,本技術實施例還提供了一種晶圓切割控制裝置,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,所述處理器執行所述程序時實現如第二方面任一項所述的方法。
38、第五方面,本技術實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,該程序被處理器執行時實現如第二方面任一項所述的方法。
39、本技術實施例中提供的一個或多個技術方案,至少具有如下技術效果或優點:
40、(1)本技術實施例可以自動擬合出目標晶圓切割道中心線、相鄰晶圓切割道中心線和激光參考線,并計算出目標晶圓切割道中心線和相鄰晶圓切割道中心線的距離偏差值和偏差方向,目標晶圓切割道中心線和激光參考線的角度和橫向距離偏差值及偏差方向,為自動或手動調節提供精準數據和調節方向,解決了普通實驗室常用的激光打標機因缺乏自動對準功能,而依賴操作者目視判斷晶圓切割道與激光路徑的對齊,存在精度低、效率差等問題的情況,有效提高了精度和效率。
41、(2)本技術實施通過高清相機、旋轉相機支架、參考標定裝置和三軸調節平臺等常見且成本相對較低的組件集成,相較于專業激光劃切設備,大幅度降低了設備采購和維護成本,解決了普通實驗室在非專業設備下進行晶圓切割實驗的對準問題。