康耐视机器视觉系统在晶圆切割道检测中的应用

在半导体制造中，晶圆切割是决定芯片良率的关键一步。面对切割道检测中的重重挑战，如何实现精准定位与高效检测?本文将深入解析高低双倍率视觉系统的创新解决方案，助您攻克技术难点，切实提升生产效能。

01什么是划片?

Wafer dicing(晶圆切割)是半导体制造流程中的一个关键步骤，指的是将一个完成芯片制造的整片晶圆(wafer)切割成一个个单独的芯片(die)的过程。这一步通常是在晶圆上的所有电路图形都制作完成、并且通过了测试之后进行。切割方法以自动化执行来保证精度与准确性，切割后的单个裸晶用于后续工序，最后构建在电子设备中。

首先，标准半导体制造采用“减薄后切割”方法。晶圆在切割前会被称为背面研磨(back side grinding)的工艺打薄到几十μm的厚度，贴在专用的Dicing Tape上并固定在切割环(Frame)上从而降低了在后续的过程中的机械应力导致晶圆破裂的风险。在切割后使用自动pick-and-place系统将die拾取封装,安装在各种电子设备中发挥它的作用。

02机器视觉任务

为确保切割精度、保护良品率、提升自动化水平;用于避免偏切、误切、切到有效芯片区域，在Dicing工艺中机器视觉的关键任务为：

1.自动识别晶圆上切割道或网格线的位置;

2.有时还需根据Die的标记(如晶圆ID、对准标记、图案对称性)确定旋转角度和坐标原点。

而在此过程中，需要获取清晰明暗对比强烈的工件表面、镭射痕迹与刀痕图像。由两套固定倍率的镜头组成的视觉系统进行切换。低倍与高倍系统在工作中“先看全局、再看细节”，每种倍率在流程中承担明确分工。

03对镜头与光源的挑战

1.防水雾与飞溅：切割过程中有高压去离子水冷却与微粒飞溅，伴随雾化液滴极易污染镜头与光源，要求从结构上光源与镜头具备防护设计;

2. 结构紧凑：刀头周边空间紧凑，需在刀头、吸嘴、吹气嘴间集成视觉模块;

3. 镜头成像一致性高：定位精度需达到微米级，倍率切换，单支镜头与批量多支镜头差异不能影响图像测量精度;

4. 低角度分区照明环光：切割道往往反差不明显，需强化边缘对比且避免反光干扰。

04解决方案

使用 REL07519C/REL7519C 镜头搭配 RELW40 环形光源，可在 Dicing 应用中有效应对关键成像挑战，优势如下：

05关键参数