【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體加工的，具體涉及了一種芯片鍵合裝置、一種芯片鍵合方法，以及一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、在芯片到晶圓(chip?to?wafer)的鍵合過程中，常規(guī)方案是通過吸嘴上粘接的帶有參考點(diǎn)的校準(zhǔn)片作為中間媒介，其中校準(zhǔn)片上可以刻有高精度的圖案，然后采用兩套視覺系統(tǒng)分別識別待鍵合的芯片和校準(zhǔn)片，以及鍵合目標(biāo)晶圓和校準(zhǔn)片。之后，再將芯片和晶圓轉(zhuǎn)換到同一個校準(zhǔn)片坐標(biāo)系中，進(jìn)而實現(xiàn)芯片與晶圓的高精度對準(zhǔn)與鍵合。
2、但是，上述現(xiàn)有技術(shù)中采用的方案存在諸多問題。首先，校準(zhǔn)片作為中間媒介容易帶來額外誤差。其次，由于芯片的尺寸多種多樣，可以包括從1mm×1mm到26mm×33mm的多種尺寸范圍，因此不同尺寸的芯片需要對應(yīng)不同尺寸的鍵合頭吸嘴進(jìn)行吸附，因此需要針對每個鍵合頭吸嘴都配備專門的校準(zhǔn)片，這一做法成本很高。最后，借助校準(zhǔn)片作為中間定位媒介，需要進(jìn)行芯片和校準(zhǔn)片的一次定位及晶圓和校準(zhǔn)片的一次定位，共兩次定位，增加了鍵合流程和需要花費(fèi)的時間更多，從而導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)能降低。
3、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本領(lǐng)域亟需一種芯片鍵合技術(shù)，能夠避免采用校準(zhǔn)片作為中間媒介在鍵合過程中帶來的額外誤差，提高鍵合精度，簡化鍵合流程，從而提高鍵合效率，提升設(shè)備產(chǎn)能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯
2、為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本專利技術(shù)提供了一種芯片鍵合裝置，一種芯片鍵合方法，以及一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，能夠避免采用校準(zhǔn)片作為中間媒介在鍵合過程中帶來的額外誤差，提高鍵合精度，簡化鍵合流程，從而提高鍵合效率，提升設(shè)備產(chǎn)能。
3、具體來說，根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面提供的上述芯片鍵合裝置，包括：鍵合頭，用于吸附待鍵合的芯片，并調(diào)節(jié)其位姿；紅外視覺系統(tǒng)，用于穿透所述芯片，以采集其背面的第一標(biāo)記和所述芯片的目標(biāo)鍵合位置的第二標(biāo)記的圖像；以及控制器，被配置為：經(jīng)由所述紅外視覺系統(tǒng)，獲取帶有所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記的圖像；解析所述圖像，以確定所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記在所述圖像中的位姿；根據(jù)所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記在所述圖像中的位姿差異，調(diào)節(jié)所述鍵合頭的位姿，以使所述芯片對準(zhǔn)所述目標(biāo)鍵合位置；以及經(jīng)由所述鍵合頭，將所述芯片鍵合到所述目標(biāo)鍵合位置。
4、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述紅外視覺系統(tǒng)的景深小于所述芯片到所述目標(biāo)鍵合位置的距離，所述紅外視覺系統(tǒng)先聚焦所述第一標(biāo)記，以采集包含所述第一標(biāo)記的第一圖像，再聚焦所述第二標(biāo)記，以采集包含所述第二標(biāo)記的第二圖像，以供所述控制器分別確定所述第一標(biāo)記在所述第一圖像中的位姿，以及所述第二標(biāo)記在所述第二圖像中的位姿，或者
5、所述紅外視覺系統(tǒng)的景深大于或等于所述芯片到所述目標(biāo)鍵合位置的距離，所述紅外視覺系統(tǒng)采集同時包含所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記的第三圖像，以供所述控制器同時確定所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記在所述第三圖像中的位姿。
6、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述控制器被進(jìn)一步配置為：
7、在所述芯片到所述目標(biāo)鍵合位置的距離大于所述紅外視覺系統(tǒng)的景深時，控制所述紅外視覺系統(tǒng)分別采集所述第一圖像和所述第二圖像，以根據(jù)所述第一標(biāo)記在所述第一圖像中的位姿，以及所述第二標(biāo)記在所述第二圖像中的位姿，對所述鍵合頭的位姿進(jìn)行粗調(diào)節(jié)；控制所述鍵合頭升降所述芯片，以靠近所述目標(biāo)鍵合位置；以及在所述芯片到所述目標(biāo)鍵合位置的距離小于或等于所述紅外視覺系統(tǒng)的景深后，控制所述紅外視覺系統(tǒng)采集同時包含所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記的第三圖像，以根據(jù)所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記在所述第三圖像中的位姿，對所述鍵合頭的位姿進(jìn)行精調(diào)節(jié)。
8、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述紅外視覺系統(tǒng)中還包括調(diào)節(jié)模塊，用于分別聚焦所述第一標(biāo)記和/或所述第二標(biāo)記，以采集其清晰圖像。
9、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述芯片的背面設(shè)有多個所述第一標(biāo)記，所述目標(biāo)鍵合位置對應(yīng)地設(shè)有多個所述第二標(biāo)記，所述控制器被進(jìn)一步配置為：根據(jù)至少一個所述第一標(biāo)記和其對應(yīng)的第二標(biāo)記在所述圖像中的位置差異，確定所述鍵合頭在水平面內(nèi)的x方向和y方向的平移調(diào)節(jié)量；根據(jù)多個所述第一標(biāo)記和其對應(yīng)的多個第二標(biāo)記在所述圖像中的位置差異，確定所述鍵合頭在所述水平面內(nèi)的rz方向的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量；以及根據(jù)所述平移調(diào)節(jié)量和所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)所述鍵合頭的位姿，以使所述芯片對準(zhǔn)所述目標(biāo)鍵合位置。
10、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，還包括：平移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，連接所述控制器，用于根據(jù)所述平移調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)所述鍵合頭在所述水平面內(nèi)的位置；以及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，連接所述控制器，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)所述鍵合頭在所述水平面內(nèi)的第一姿態(tài)。
11、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述紅外視覺系統(tǒng)的探測表面平行于各所述第二標(biāo)記所在的平面，所述控制器被進(jìn)一步配置為：解析所述圖像，以確定一個所述第一標(biāo)記在所述x方向的第一成像長度，并確定另一所述第一標(biāo)記在所述x方向的第二成像長度，其中，兩個所述第一標(biāo)記沿所述y方向分布，并具有相同的真實長度；根據(jù)所述第一成像長度與所述第二成像長度的差異，以及兩個所述第一標(biāo)記沿所述y方向的間距，確定所述芯片的背面相對各所述第二標(biāo)記所在平面的第一傾斜角度；以及根據(jù)所述第一傾斜角度，確定所述鍵合頭在rx方向的第一傾斜調(diào)節(jié)量。
12、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述控制器還被配置為：解析所述圖像，以確定一個所述第一標(biāo)記在所述y方向的第三成像長度，并確定另一所述第一標(biāo)記在所述y方向的第四成像長度，其中，兩個所述第一標(biāo)記沿所述x方向分布，并具有相同的真實長度；根據(jù)所述第三成像長度與所述第四成像長度的差異，以及兩個所述第一標(biāo)記沿所述x方向的間距，確定所述芯片的背面相對各所述第二標(biāo)記所在平面的第二傾斜角度；以及根據(jù)所述第二傾斜角度，確定所述鍵合頭在ry方向的第二傾斜調(diào)節(jié)量。
13、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，還包括：傾斜調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，連接所述控制器，用于根據(jù)所述第一傾斜調(diào)節(jié)量和/或所述第二傾斜調(diào)節(jié)量，調(diào)平所述鍵合頭。
14、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述紅外視覺系統(tǒng)中包括多個探測模塊，分別用于采集對應(yīng)的至少一個所述第一標(biāo)記和至少一個所述第二標(biāo)記的圖像。
15、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，還包括：升降機(jī)構(gòu)，用于升降所述鍵合頭，以使所述鍵合頭靠近所述目標(biāo)鍵合位置，并將所述芯片鍵合到所述目標(biāo)鍵合位置。
16、進(jìn)一步地，在本專利技術(shù)的一些實施例中，所述目標(biāo)鍵合位置包括待鍵合的晶圓上預(yù)留的貼片區(qū)域，所述芯片鍵合裝置中還包括：晶圓卡盤，用于吸附所述晶圓，以配合所述鍵合頭將所述芯片鍵合到其上預(yù)留的貼片區(qū)域。
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種芯片鍵合裝置，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述紅外視覺系統(tǒng)的景深小于所述芯片到所述目標(biāo)鍵合位置的距離，所述紅外視覺系統(tǒng)先聚焦所述第一標(biāo)記，以采集包含所述第一標(biāo)記的第一圖像，再聚焦所述第二標(biāo)記，以采集包含所述第二標(biāo)記的第二圖像，以供所述控制器分別確定所述第一標(biāo)記在所述第一圖像中的位姿，以及所述第二標(biāo)記在所述第二圖像中的位姿，或者
3.如權(quán)利要求2所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述控制器被進(jìn)一步配置為：
4.如權(quán)利要求2所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述紅外視覺系統(tǒng)中還包括調(diào)節(jié)模塊，用于分別聚焦所述第一標(biāo)記和/或所述第二標(biāo)記，以采集其清晰圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述芯片的背面設(shè)有多個所述第一標(biāo)記，所述目標(biāo)鍵合位置對應(yīng)地設(shè)有多個所述第二標(biāo)記，所述控制器被進(jìn)一步配置為：
6.如權(quán)利要求5所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，還包括：
7.如權(quán)利要求5所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述紅外視覺系統(tǒng)的探測表面平行于各所述第二標(biāo)記所在的平面，所
8.如權(quán)利要求7所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述控制器還被配置為：
9.如權(quán)利要求8所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，還包括：
10.如權(quán)利要求5所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述紅外視覺系統(tǒng)中包括多個探測模塊，分別用于采集對應(yīng)的至少一個所述第一標(biāo)記和至少一個所述第二標(biāo)記的圖像。
11.如權(quán)利要求1所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，還包括：
12.如權(quán)利要求1所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述目標(biāo)鍵合位置包括待鍵合的晶圓上預(yù)留的貼片區(qū)域，所述芯片鍵合裝置中還包括：
13.一種芯片鍵合方法，其特征在于，包括以下步驟：
14.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)指令，其特征在于，所述計算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時，實施如權(quán)利要求13所述的芯片鍵合方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種芯片鍵合裝置，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述紅外視覺系統(tǒng)的景深小于所述芯片到所述目標(biāo)鍵合位置的距離，所述紅外視覺系統(tǒng)先聚焦所述第一標(biāo)記，以采集包含所述第一標(biāo)記的第一圖像，再聚焦所述第二標(biāo)記，以采集包含所述第二標(biāo)記的第二圖像，以供所述控制器分別確定所述第一標(biāo)記在所述第一圖像中的位姿，以及所述第二標(biāo)記在所述第二圖像中的位姿，或者
3.如權(quán)利要求2所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述控制器被進(jìn)一步配置為：
4.如權(quán)利要求2所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述紅外視覺系統(tǒng)中還包括調(diào)節(jié)模塊，用于分別聚焦所述第一標(biāo)記和/或所述第二標(biāo)記，以采集其清晰圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，所述芯片的背面設(shè)有多個所述第一標(biāo)記，所述目標(biāo)鍵合位置對應(yīng)地設(shè)有多個所述第二標(biāo)記，所述控制器被進(jìn)一步配置為：
6.如權(quán)利要求5所述的芯片鍵合裝置，其特征在于，還包括：
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：谷洪陽，
申請(專利權(quán))人：拓荊鍵科海寧半導(dǎo)體設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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