高精度晶圆键合对准标记定位算法

"该文提出了一种用于晶圆键合的对准标记定位算法，旨在提高定位精度、实时性和适应性。通过对准标记的逐级定位，结合Canny检测器和改进的高斯拟合法，实现了亚像素级别的轮廓拟合，并通过中心对称特征精确找到对准标记的中心位置，从而达到高精度的定位效果。实验结果显示，该算法能实现约0.06μm的重复定位误差，满足晶圆键合工艺的严格要求。" 晶圆键合设备中的对位标记算法是确保键合精度的核心技术。传统的定位方法可能无法满足现代微电子制造中对微米甚至亚微米级别精度的需求。本文提出的算法首先利用分级金字塔模型对对准标记进行多级定位，这种方法可以快速锁定目标区域的大概位置，减少了计算复杂度，提高了实时性。 接着，算法结合Canny边缘检测器，这是一种广泛用于图像处理中的边缘检测技术，能够有效地找出图像中的边缘，对于对准标记的轮廓识别至关重要。然后，采用改进的高斯拟合法对亚像素轮廓进行拟合，进一步细化定位结果，使定位精度提升到亚像素级别。这种方法比像素级别的定位更为精确，对于微小尺寸的对准标记尤其关键。 在亚像素轮廓拟合的基础上，考虑到对准标记通常具有中心对称的特性，算法利用这一特点，通过改进后的最小二乘法快速拟合出对准标记的中心位置。最小二乘法是一种优化算法，可以找到最佳拟合曲线，从而实现对准标记的精确定位。 实验验证表明，这种新型的对准标记定位算法在快速定位目标区域的同时，其重复定位误差仅为0.06μm，远低于晶圆键合过程中的容错范围，因此能满足晶圆键合工艺对精度、实时性和适应性的严格要求。这一成果对于提升微电子制造中的晶圆键合质量，尤其是在半导体芯片制造等领域具有重要意义，有助于推动微电子技术的发展。 关键词：晶圆键合，对准标记定位，高精度，亚像素，边缘检测，最小二乘法，高斯拟合，Canny检测器，分级金字塔模型。