一种激光晶圆切割设备的制作方法

专利2022-05-10  1



1.本发明涉及一种激光晶圆切割设备,属于晶圆切割技术领域。


背景技术:

2.最早的晶圆是用划片系统进行切割,一是通过划片法和钻石划线法;另一种是锯片法(切割法),厚晶片的出现使得锯片法成为划片工艺的首选。由于锯片法(切割法)划出的芯片边缘效果较好,芯片侧边较少产生裂纹和崩角,所以这种方法仍然占据了世界芯片切割市场的较大份额,特别是在非集成电路晶圆切割领域,目前金刚石锯片切割是最常见的方法。但因切割是机械力直接作用在晶圆表面,在晶体内部会产生应力损伤。具有一定的局限性,对于厚度在100微米以下的晶圆,机械切割极易导致晶圆崩边、破碎及晶片破损。
3.激光切割作为非机械式接触加工,可以避免机械切割带来的弊端。由于激光具有一致性好、能量集中、自动化程度高和便于实现大规模生产等特点,可通过激光切割较复杂的晶圆芯片,不需要去离子水,不存在刀具破损问题,并可连续作业。但现有激光切割设备在加工过程存在因结构变形引起的光路偏移,影响切割精度,导致零件安装及装配时存在误差。同时在切割过程中会对切割头光学镜头造成污染。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题在于提供一种激光晶圆切割设备,可避免激光切割过程中光路偏移并便于装调。
5.为了解决上述问题,本发明采用的技术方案如下:
6.一种激光晶圆切割设备,包括大理石平台、气浮平台、x轴运动机构、y轴运动机构、z轴直线电机、支架、滑台、激光器、安装板、45度镜光路组件、分光系统、45度镜光路组件、切割头及切割头支架,
7.所述大理石平台包括一级平台和设置在一级平台上的二级平台,
8.所述y轴运动机构对称安装在一级平台的两侧,所述x轴运动机构安装在y轴运动机构上并可沿x轴方向运动,所述气浮平台与x轴运动机构固接,所述支架和z轴直线电机安装在二级平台的中部,所述激光器、分光系统及45度镜光路组件安装在二级平台的两端,所述滑台安装在支架上,所述安装板安装在滑台上,所述45
°
镜架安装在安装板上,所述安装板的底部安装镜片套筒,
9.所述切割头支架与z轴直线电机固接,所述切割头安装在切割头支架上,切割头位于气浮平台的上方。
10.采用上述装置,在x轴、y轴和z轴三个方向安装直线电机可保证运行在μm精度。支架安装在大理石平台的二级平台上,滑台安装在支架上,通过滑台可以实现x方向微调,保证光路路径准确。二级平台采用一体加工,整体刚性好,避免了支架变形导致的光路偏移,并避免了平面度误差导致的光路难调。z轴方向可上下移动调节定位,消除光路高度上装配误差。
11.进一步,所述y轴运动机构包括y轴直线电机、y向导轨和安装在y向导轨上的y向滑块,所述y向滑块与y轴直线电机连接,所述x轴运动机构包括底座、安装在底座上的x轴直线电机、x向滑块及x向导轨,所述x向滑块与x轴直线电机连接,所述底座的两端分别与一级平台两侧的y向滑块固接。
12.在上述y轴运动机构种,y向滑块在y轴直线电机的驱动下沿着y向导轨运动,x轴运动机构的底座随着y向滑块一起移动,能够沿y轴方向移动;x向滑块在x轴直线电机的驱动下沿着x向导轨移动。
13.进一步,所述45
°
镜架与分光系统之间以及所述分光系统与45度镜光路组件之间均安装有光路保护管。光路保护管可保证操作人员免受激光造成的伤害。
14.进一步,所述镜片套筒和切割头之间连接有伸缩软管。伸缩软管起到柔性连接,同时密封保护镜片免受粉尘污染。
15.进一步,所述切割头支架的底部安装有气嘴。气嘴用于保护切割头,在晶圆切割时,气嘴对着晶圆切割吹气,避免粉尘聚集在切割头底部。
16.进一步,所述切割头的前端安装有ccd,可对晶圆进行视觉定位,保证切割位置准确。其结构紧凑,安装方便。
17.综上,与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
18.1、本发明能够避免光路偏移,并避免了平面度误差导致的光路难调。z轴方向可上下移动调节定位,消除光路高度上装配误差。
19.2、本发明能够减少对切割头的维护次数,降低生产维护成本。
20.3、本发明采用伸缩软管,伸缩软管的一端随切割头上下运动的同时又能对切割头起到密封作用。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图。
22.图2为本发明另一角度的结构示意图。
23.图3为图2中a处的放大示意图。
24.图4为本发明所涉及的切割头支架下端的放大示意图。
25.图5为本发明所涉及的x轴运动机构、y轴运动机构的结构示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。根据下面的说明,本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是,所描述的实施例是本发明的优选实施例,而不是全部的实施例。
27.结合图1、图2所示,一种激光晶圆切割设备,包括大理石平台1、气浮平台2、x轴运动机构4、y轴运动机构5、z轴直线电机11、支架6、滑台7、激光器8、安装板9、45度镜光路组件10、分光系统13、45度镜光路组件14、切割头16及切割头支架19。所述大理石平台1包括一级平台1a和设置在一级平台1a上的二级平台1b。请结合图3与图4,所述y轴运动机构对称安装在一级平台1a的两侧,所述x轴运动机构4安装在y轴运动机构上并可沿x轴方向运动,所述气浮平台2与x轴运动机构4固接,所述支架6和z轴直线电机11安装在二级平台1b的中部,所
述激光器8、分光系统13及45度镜光路组件14安装在二级平台1b的两端,所述滑台7安装在支架6上,所述安装板9安装在滑台7上,所述45
°
镜架10安装在安装板9上,所述安装板9的底部安装镜片套筒18。
28.所述切割头支架19与z轴直线电机11固接,所述切割头16安装在切割头支架19上,切割头16位于气浮平台2的上方。所述切割头支架19的底部安装有气嘴15,气嘴用于保护切割头,在晶圆切割时,气嘴对着晶圆切割吹气,避免粉尘聚集在切割头底部。
29.参考图3与图4,所述镜片套筒18和切割头16之间连接有伸缩软管17,伸缩软管起到柔性连接,同时密封保护镜片免受粉尘污染。
30.结合图1与图3,所述切割头的前端安装有ccd,可对晶圆进行视觉定位,保证切割位置准确。其结构紧凑,安装方便。
31.结合图5所示,所述y轴运动机构5包括y轴直线电机5a、y轴直线导轨5b和安装在y向导轨上的y向滑块5c,所述y向滑块5c与y轴直线电机5a连接,所述x轴运动机构4包括底座4c、安装在底座上的x轴直线电机4a、x向滑块4d及x向导轨4b,所述x向滑块与x轴直线电机连接,所述底座4c的两端分别与一级平台1a两侧的y向滑块5c固接。
32.参考图2与图3,为了保证操作人员免受激光造成的伤害,所述45
°
镜架10与分光系统13之间以及所述分光系统13与45度镜光路组件14之间均安装有光路保护管12。
33.本发明在x轴、y轴和z轴三个方向安装直线电机可保证运行在μm精度。支架安装在大理石平台的二级平台上,滑台安装在支架上,通过滑台可以实现x方向微调,保证光路路径准确。二级平台采用一体加工,整体刚性好,避免了支架变形导致的光路偏移,并避免了平面度误差导致的光路难调。z轴方向可上下移动调节定位,消除光路高度上装配误差。
34.以上所述,仅是本发明优选实施例的描述说明,并非对本发明保护范围的限定,显然,任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例,可轻易想到替换或变化以获得其他实施例,这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。
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