【应用案例】红外镜头SWIR系列在硅晶圆共位贴合技术中的应用

硅晶圆共位贴合如有图所示是一种用于半导体芯片精密对准和键合到基板上的先进技术，该技术利用短波红外 (SWIR) 光实现高精度定位和高效键合。

目前常见的芯片贴合工艺

★ 芯片对芯片 (CoC)：将芯片直接粘合到其他芯片上，可通过焊接、粘合剂或直接键合等方式实现；

★ 芯片对晶圆 (CoW)：将芯片粘合到晶圆上，类似于CoC，但晶圆比芯片大得多。CoW常用于创建堆叠芯片，可提升性能或功能；

★ 晶圆对晶圆 (WoW)：将晶圆直接粘合到其他晶圆上，是最复杂的工艺，用于创建三维集成电路 (3D IC)。3D IC 相比传统二维 IC 拥有更高性能、更低功耗和更小尺寸等优势。

客户需求

客户希望使用红外光检测分割后的硅晶圆片内部裂纹，并使用可见光观察表面。

硅晶圆内部缺陷会导致不良品，因为硅晶圆被切割模塑后无法透视对其成像，因此客户希望在晶圆阶段进行内部裂痕检查。

同时随着IMX990芯片的出现，单个相机和镜头可以同时在可见光和红外光下进行成像。

技术流程

★ 芯片预处理：将芯片从硅晶圆上切割下来，并将其精确放置于可扩展的粘合剂薄膜上；

★ SWIR 光辅助对准：利用 SWIR 光穿过基板照射芯片上的对准标记，机器视觉系统精准识别标记位置并计算偏移量；

★ 精细定位：基于机器视觉反馈，微调芯片位置，实现像素级对准精度。

★ 直接键合：移除粘合剂薄膜，在预设压力和温度下，将芯片直接键合到基板上。

关键部件

★ 镜头：我们使用我司的VS-THV1.5-110CO/S-SWIR型号镜头，用于观察和定位芯片；

★ 相机传感器 (IMX990)：相机型号为“IMX990”的相机传感器，用于捕捉芯片和基板的图像，以便精准对齐；

★ 红外光源 (IR)：发射红外光，穿透芯片照射基板上的定位标记，帮助镜头清晰识别。

技术优势

★ 高精度：SWIR 光穿透性强，可精准定位芯片底部的对准标记，实现优于传统可见光方法的定位精度；

★ 高效率：机器视觉系统自动识别和反馈对准信息，显著提升操作效率和良品率；

★ 可扩展性：该技术可适用于各种尺寸和类型的芯片，具有广泛的应用前景。

关键术语

★ SWIR光 (Short-wave infrared light)：短波红外光，波长在 1 到 3 微米之间，穿透性强，对散射不敏感；

★ 对准标记 (Alignment mark)：用于芯片与基板精确对准的微观图案；

★ 机器视觉 (Machine vision)：利用摄像头和图像处理技术，获取并分析物体视觉信息；

★ 直接键合 (Direct bonding)：将芯片直接压在基板上并形成牢固键合的工艺。

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