紅外鏡頭SWIR系列在硅晶圓共位貼合技術(shù)中的應用

硅晶圓共位貼合如有圖所示是一種用于半導體芯片精密對準和鍵合到基板上的先進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)利用短波紅外 (SWIR) 光實(shí)現高精度定位和高效鍵合。

目前常見(jiàn)的芯片貼合工藝

芯片對芯片 (CoC)：將芯片直接粘合到其他芯片上，可通過(guò)焊接、粘合劑或直接鍵合等方式實(shí)現；芯片對晶圓 (CoW)：將芯片粘合到晶圓上，類(lèi)似于CoC，但晶圓比芯片大得多。CoW常用于創(chuàng )建堆疊芯片，可提升性能或功能；晶圓對晶圓 (WoW)：將晶圓直接粘合到其他晶圓上，是最復雜的工藝，用于創(chuàng )建三維集成電路 (3D IC)。3D IC 相比傳統二維 IC 擁有更高性能、更低功耗和更小尺寸等優(yōu)勢。

客戶(hù)需求

客戶(hù)希望使用紅外光檢測分割后的硅晶圓片內部裂紋，并使用可見(jiàn)光觀(guān)察表面。硅晶圓內部缺陷會(huì )導致不良品，因為硅晶圓被切割模塑后無(wú)法透視對其成像，因此客戶(hù)希望在晶圓階段進(jìn)行內部裂痕檢查。同時(shí)隨著(zhù)IMX990芯片的出現，單個(gè)相機和鏡頭可以同時(shí)在可見(jiàn)光和紅外光下進(jìn)行成像。

技術(shù)流程

芯片預處理：將芯片從硅晶圓上切割下來(lái)，并將其精確放置于可擴展的粘合劑薄膜上；SWIR 光輔助對準：利用 SWIR 光穿過(guò)基板照射芯片上的對準標記，機器視覺(jué)系統精準識別標記位置并計算偏移量；精細定位：基于機器視覺(jué)反饋，微調芯片位置，實(shí)現像素級對準精度。

直接鍵合：移除粘合劑薄膜，在預設壓力和溫度下，將芯片直接鍵合到基板上。

關(guān)鍵部件

鏡頭：我們使用我司的VS-THV1.5-110CO/S-SWIR型號鏡頭，用于觀(guān)察和定位芯片；相機傳感器 (IMX990)：相機型號為“IMX990”的相機傳感器，用于捕捉芯片和基板的圖像，以便精準對齊；紅外光源 (IR)：發(fā)射紅外光，穿透芯片照射基板上的定位標記，幫助鏡頭清晰識別。

技術(shù)優(yōu)勢

高精度：SWIR 光穿透性強，可精準定位芯片底部的對準標記，實(shí)現優(yōu)于傳統可見(jiàn)光方法的定位精度；高效率：機器視覺(jué)系統自動(dòng)識別和反饋對準信息，顯著(zhù)提升操作效率和良品率；可擴展性：該技術(shù)可適用于各種尺寸和類(lèi)型的芯片，具有廣泛的應用前景。

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)

SWIR光 (Short-wave infrared light)：短波紅外光，波長(cháng)在 1 到 3 微米之間，穿透性強，對散射不敏感；對準標記 (Alignment mark)：用于芯片與基板精確對準的微觀(guān)圖案；機器視覺(jué) (Machine vision)：利用攝像頭和圖像處理技術(shù)，獲取并分析物體視覺(jué)信息；直接鍵合 (Direct bonding)：將芯片直接壓在基板上并形成牢固鍵合的工藝。