本发明涉及晶圆加工技术领域，尤其涉及一种sic晶圆隐形划片机及晶圆隐形加工方法。
背景技术：
随着信息化时代的到来，我国的电子信息、通讯和半导体集成电路等行业发展迅速，我国已经成为世界上二极管晶圆、可控晶圆等集成电路各种半导体晶圆的制造大国。
传统的sic晶圆通常是利用机械式刀片记性切割，需要晶圆切割道比较宽，而且容易造成材料的损伤和损耗，因此，开发出具有高精度划片机来解决目前存在的问题迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种sic晶圆隐形划片机及晶圆隐形加工方法，本发明采用优化的定位切割系统实现对晶圆的精准切割。
本发明采用的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种sic晶圆隐形划片机，包括机箱，所述机箱内部设置有机架，还包括：料盒、扫描平台、定位切割单元、加工载台、第一夹取单元和第二夹取单元；
所述料盒用于储放晶圆，所述料盒放置在所述扫描平台上；
所述扫描平台活动安装在所述机架上，可进行上下移动；
所述第一夹取单元和第二夹取单元活动安装在所述机架上；所述第一夹取单元和第二夹取单元位于扫描平台与加工载台之间；
所述第一夹取单元用于从料盒中取出晶圆，并将晶圆输送给第二夹取单元；
所述第二夹取单元用于将第一夹取单元取出的晶圆输送给加工载台；
所述机架上安装有支撑平台，所述支撑平台由上下两层支撑板搭接而成，所述加工载台活动安装在下层支撑板上；
所述定位切割单元包括小视场相机、大视场相机、全景相机和同轴影像系统；
所述全景相机安装在机架上，位于第一夹取单元的上方；
所述小视场相机、大视场相机和同轴影像系统位于加工载台的上方；
所述小视场相机、大视场相机和同轴影像系统安装在同一个连接件上，所述连接件活动安装在上层支撑板上，可进行上下移动。
进一步的，所述加工载台通过xy方向直线电机模组活动安装在所述下层支撑板上，加工载台下方还安装有旋转电机，用于实现加工载台的旋转。加工载台通过xy方向直线电机，可以实现在x、y方向上的自由运动，同时通过旋转电机，实现自身的旋转，从而进行切割定位。
进一步的，所述第一夹取单元包括移动夹爪和定位轨道，所述移动夹爪通过y方向直线移动模组安装在所述机架上，所述定位轨道安装在所述机架上，且所述定位轨道位于所述第二夹取单元下方，移动夹爪将取出的晶圆放置到定位轨道上进行固定，以便第二夹取单元夹取该晶圆。
进一步的，所述同轴影像系统包括ccd相机、纳米电机、聚焦镜和激光测距仪，所述ccd相机、纳米电机、聚焦镜和激光测距仪皆安装在所述连接件上，所述纳米电机位于聚焦镜的上方，用于对聚焦镜进行微调。
进一步的，所述扫描平台通过第一z方向直线移动模组安装在所述机架上。
进一步的，所述第二夹取单元包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手和第二机械手通过yz方向直线移动模组安装在所述机架上。第一机械手用于从晶圆传输轨道上吸取晶圆放到加工载台上进行加工，而第二机械手用于从加工载台上吸取已经加工完成的晶圆到晶圆传输轨道上进行回收。
进一步的，还包括工控机电脑单元和人机交互单元，所述料盒、扫描平台、定位切割单元、加工载台、第一夹取单元和第二夹取单元皆通过所述工控机电脑单元控制运作；所述人机交互单元与所述工控机电脑单元连接，实现人机交互。
进一步的，所述连接件通过第二z方向直线移动模组安装在所述机架上，使连接件可在机架上沿z方向进行上下运动。
进一步的，所述料盒内部设置有多层用于放置晶圆的储放层。
另一方面，本发明还提供一种sic晶圆隐形加工方法，包括：
步骤1：上电并打开工控机电脑单元，初始化整体设备；
步骤2：将晶圆装入料盒；
步骤3：对料盒进行扫描，确认需要进行切割的料盒层数，并进行记录存储；
步骤4：调入相应产品切割参数文件，开始加工；
步骤5：从料盒中取出需要进行加工的晶圆，并将其放入加工载台；
步骤6：调用大视场相机，对晶圆进行调平；
步骤7：调用小视场相机，抓取晶圆的切割道，进行切割定位；
步骤8：根据切割参数文件以及切割定位信息，调用同轴影像系统进行切割，切割完毕后回收至料盒。
进一步的，所述步骤1之前还包括对大视场相机、小视场相机和同轴影像系统的旋转中心进行调试；
大视场相机的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到大视场相机的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与大视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为大视场相机的旋转中心坐标，完成对大视场相机的调试；
小视场相机的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到小视场相机的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与小视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为小视场相机的旋转中心坐标，完成对小视场相机的调试；
同轴影像系统的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到同轴影像系统中聚焦镜的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与小视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为同轴影像系统的旋转中心坐标，完成对同轴影像系统的调试。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
a、扫描平台可以准确无误的扫描出料盒每层有无晶圆，且系统能够进行记录并选择需要加工的晶圆进行加工。
b、大、小视场相机以及同轴影像系统的旋转中心只需要至少找三次特征点就可以完成旋转中心的校正，而且加工载台在旋转时，旋转角度不一定必须是90°。
c、第一机械手和第二机械手的双机械手设置，可以实现加工放置晶圆和回收晶圆两个工作流程分开互不干扰，提高效率。
d、采用同轴影像系统对晶圆进行切割，保证切割激光与ccd影像处于同一根轴线上，使切割和观察为一体，方便加工和工艺优化。
e、同轴影像系统里面装有纳米电机和激光测距仪，在加工时，结合聚焦镜结合纳米电机和激光测距仪可实现对晶圆表面高度微小变化做出实时调整，使聚焦透镜随晶圆表面高低变化而变化，稳定了激光加工过程中的焦距。提高了加工质量，确保了加工的良率。
附图说明
图1是本实施例提供的一种sic晶圆隐形划片机的右侧视图。
图2是本实施例提供的一种sic晶圆隐形划片机的正视图。
图3是本实施例提供的一种sic晶圆隐形划片机的俯视图。
图4是本实施例提供的一种sic晶圆隐形划片机的左侧视图。
图5是同轴影像系统的结构示意图。
附图标记：1为扫描平台，2为料盒，3为第一z方向直线移动模组，4为移动夹爪，5为定位轨道，6为第一机械手，7为第二机械手，8为加工载台，9为全景相机，10为大视场相机，11为小视场相机，12为同轴影像系统，13为下层支撑板，14为上层支撑板，15为第二z方向直线移动模组，16为第一、第二机械手y向直线移动模组，17为加工载台x方向直线电机，18为加工载台y方向直线电机，19为旋转电机，20为光路箱，21为激光器，22为机架，12-1为ccd相机，12-2为纳米电机，12-3为聚焦镜，12-4为激光测距仪。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
如图1-4所示，本实施例提供一种sic晶圆隐形划片机，包括机箱、机架、料盒、扫描平台、定位切割单元、加工载台、第一夹取单元、第二夹取单元、工控机电脑单元和人机交互单元。
为方便理解，在本实施例中，定义一个xyz坐标轴，以晶圆加工的面为基准面，在这个面上建立一个xy轴坐标系，以垂直该面的方向为坐标系的z轴。
其中，机架安装在机箱内部，通过机箱将机架全部包裹住；料盒放置在扫描平台上，便于扫描平台对其进行扫描；扫描平台通过第一z方向直线移动模组安装在机架上，使扫描平台可在机架上进行上下运动。
第一夹取单元和第二夹取单元活动安装在机架上，第一夹取单元和第二夹取单元位于扫描平台和加工载台之间，通过第一夹取单元和第二夹取单元实现晶圆在加工过程中的传输。
机架上安装有支撑平台，该支撑平台通过上下两层支撑板搭接而成，加工载台安装在下层支撑板上，定位切割单元安装在上层支撑板上，定位切割单元处于加工载台的正面，实现对晶圆的加工。
料盒、扫描平台、定位切割单元、加工载台、第一夹取单元、第二夹取单元等皆通过工控机电脑单元控制运行，而人机交互单元与工控机电脑单元连接，操控人员可通过人机交互单元实现对整个划片机的操作。
具体的，在本实施例中，料盒内部设置有多层储放层，扫描平台在对料盒进行扫描时，可准确地扫描出料盒每一层的储料情况，并进行信息记录存储，且扫描平台的扫描速度不低于5mm/秒，在加工时，工控机电脑单元会根据扫描记录下的信息选择性加工，没有储放晶圆的层数就会自动跳过。
具体的，在本实施例中，第一夹取单元包括移动夹爪和定位轨道，移动夹爪通过y方向直线移动模组安装在所述机架上，使其可以在机架上沿y方形进行移动，定位轨道安装在机架上，且位于第二夹取单元的下方，当料盒完成扫描且确定了需要加工的晶圆所在的料盒层数后，扫描平台通过其自身的z方向直线移动模组进行上下移动，使确定需要加工的料盒层与移动夹爪处于同一水平面，便于移动夹爪夹取晶圆；移动夹爪在y方向直线移动模组的配合下，从料盒内取出晶圆放到定位轨道上，定位轨道配合移动夹爪将晶圆夹紧定位。
本实施例中的定位轨道具有张开和收紧功能，其主要由两条轨道构成，两条轨道活动安装在机架上，确保两条轨道可以相互靠近或远离。
具体的，在本实施例中，第二夹取单元包括第一机械手和第二机械手，第一机械手和第二机械手通过yz方向直线移动模组安装在机架上，使第一机械手和第二机械手可以在yz方向上移动。第一机械手通过yz直线移动模组移动至定位轨道的上方，抓取放置在定位轨道上的晶圆，然后将该晶圆方入加工载台，第二机械手通过yz直线移动模组移动至加工载台的上方，抓取加工载台上加工完成的晶圆，然后将加工完成的晶圆输送至定位轨道；通过第一机械手和第二机械手的双机械手配合，实现晶圆加工上料与收料的互不干扰，提高加工效率。
具体的，在本实施例中，加工载台通过xy方向直线电机模组活动安装在下层支撑板上，加工载台通过xy方向直线电机模组，可以实现在x、y方向上的自由运动，加工载台下方还安装有旋转电机，通过旋转电机，实现自身的旋转，从而进行切割定位。
具体的，在本实施例中，定位切割单元包括小视场相机、大视场相机、全景相机和同轴影像系统；全景相机固定安装在机架上，位于定位轨道的上方，用于拍摄晶圆的尺寸参数。小视场相机、大视场相机和同轴影像系统位于加工载台的上方；小视场相机、大视场相机和同轴影像系统交错安装在同一个连接件上，该连接件通过第二z方向直线移动模组活动安装在上层支撑板上。
具体的，在本实施例中，如图5所示，同轴影像系统包括ccd相机、纳米电机、聚焦镜和激光测距仪，ccd相机、纳米电机、聚焦镜和激光测距仪皆安装在连接件上，跟随连接件进行上下移动，而纳米电机位于聚焦镜的上方，用于对聚焦镜进行微调，同时，在上层支撑板上安装有光路箱和激光器，激光器通过光路箱连接在聚焦镜上，用于给聚焦镜提供激光源。
具体的，在本实施例中，支撑平台采用大理石材料制作而成。
另一方面，本发明还提供一种sic晶圆隐形加工方法，包括：
步骤1：上电并打开工控机电脑单元，初始化整体设备；
步骤2：将晶圆装入料盒；
步骤3：扫描平台对料盒进行扫描，确认需要进行切割的料盒层数，并录入工控机电脑单元进行记录存储；
步骤4：工控机电脑单元调入相应产品切割参数文件，准备开始加工；
步骤5：移动夹爪从料盒中取出需要进行加工的晶圆，并将其放入定位轨道，第一机械手从定位轨道上抓取该晶圆，然后移动至加工载台处，将晶圆放入到加工载台上；
步骤6：调用大视场相机，对加工载台上的晶圆进行调平；
步骤7：调用小视场相机，抓取晶圆的切割道，进行切割定位；
步骤8：根据切割参数文件以及切割定位信息，调用同轴影像系统进行切割，切割完毕后，调用第二机械手，将加工后的晶圆抓取至定位轨道，移动夹爪再将定位轨道上的晶圆回收至料盒。
具体的，在步骤1之前还包括对大视场相机、小视场相机和同轴影像系统的旋转中心进行调试；
大视场相机的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到大视场相机的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与大视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为大视场相机的旋转中心坐标，完成对大视场相机的调试；
小视场相机的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到小视场相机的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与小视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为小视场相机的旋转中心坐标，完成对小视场相机的调试；
同轴影像系统的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到同轴影像系统中聚焦镜的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与小视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为同轴影像系统的旋转中心坐标，完成对同轴影像系统的调试。
在传统的划片机设备调试过程中，必须将晶圆旋转90°才能校正相机的旋转中心坐标，这给调试整体设备造成了很大的麻烦，特别是在同轴影像系统的聚焦镜镜头放大倍率比较大的情况下(例如50倍)旋转90°后，特征点很容易旋转出聚焦镜的视野范围，给校正带来了很大的麻烦；而本发明设备的调试过程中，旋转角度不是固定的90°，且整体的调试过程比传统的设备调试过程也更方便。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
1.一种sic晶圆隐形划片机，包括机箱，所述机箱内部设置有机架，其特征在于，还包括：料盒、扫描平台、定位切割单元、加工载台、第一夹取单元和第二夹取单元；
所述料盒用于储放晶圆，所述料盒放置在所述扫描平台上；
所述扫描平台活动安装在所述机架上，可进行上下移动；
所述第一夹取单元和第二夹取单元活动安装在所述机架上；所述第一夹取单元和第二夹取单元位于扫描平台与加工载台之间；
所述第一夹取单元用于从料盒中取出晶圆，并将晶圆输送给第二夹取单元；
所述第二夹取单元用于将第一夹取单元取出的晶圆输送给加工载台；
所述机架上安装有支撑平台，所述支撑平台由上下两层支撑板搭接而成，所述加工载台活动安装在下层支撑板上；
所述定位切割单元包括小视场相机、大视场相机、全景相机和同轴影像系统；
所述全景相机安装在机架上，位于第一夹取单元的上方；
所述小视场相机、大视场相机和同轴影像系统位于加工载台的上方；
所述小视场相机、大视场相机和同轴影像系统安装在同一个连接件上，所述连接件活动安装在上层支撑板上，可进行上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种sic晶圆隐形划片机，其特征在于，所述加工载台通过xy方向直线电机模组活动安装在所述下层支撑板上，加工载台下方还安装有旋转电机，用于实现加工载台的旋转。
3.根据权利要求1所述的一种sic晶圆隐形划片机，其特征在于，所述第一夹取单元包括移动夹爪和定位轨道，所述移动夹爪通过y方向直线移动模组安装在所述机架上，所述定位轨道安装在所述机架上，且所述定位轨道位于所述第二夹取单元下方。
4.根据权利要求1所述的一种sic晶圆隐形划片机，其特征在于，所述同轴影像系统包括ccd相机、纳米电机、聚焦镜和激光测距仪，所述ccd相机、纳米电机、聚焦镜和激光测距仪皆安装在所述连接件上，所述纳米电机位于聚焦镜的上方，用于对聚焦镜进行微调。
5.根据权利要求1所述的一种sic晶圆隐形划片机，其特征在于，所述扫描平台通过第一z方向直线移动模组安装在所述机架上。
6.根据权利要求1所述的一种sic晶圆隐形划片机，其特征在于，所述第二夹取单元包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手和第二机械手通过yz方向直线移动模组安装在所述机架上。
7.根据权利要求1所述的一种sic晶圆隐形划片机，其特征在于，还包括工控机电脑单元和人机交互单元，所述料盒、扫描平台、定位切割单元、加工载台、第一夹取单元和第二夹取单元皆通过所述工控机电脑单元控制运作；所述人机交互单元与所述工控机电脑单元连接，实现人机交互。
8.根据权利要求1所述的一种sic晶圆隐形划片机，其特征在于，所述连接件通过第二z方向直线移动模组安装在所述上层支撑板上，使连接件可在上层支撑板上沿z方向进行上下运动。
9.一种sic晶圆隐形加工方法，其特征在于，包括：
步骤1：上电并打开工控机电脑单元，初始化整体设备；
步骤2：将晶圆装入料盒；
步骤3：对料盒进行扫描，确认需要进行切割的料盒层数，并进行记录存储；
步骤4：调入相应产品切割参数文件，开始加工；
步骤5：从料盒中取出需要进行加工的晶圆，并将其放入加工载台；
步骤6：调用大视场相机，对晶圆进行调平；
步骤7：调用小视场相机，抓取晶圆的切割道，进行切割定位；
步骤8：根据切割参数文件以及切割定位信息，调用同轴影像系统进行切割，切割完毕后回收至料盒。
10.根据权利要求9所述的一种sic晶圆隐形加工方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括对大视场相机、小视场相机和同轴影像系统的旋转中心进行调试；
大视场相机的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到大视场相机的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与大视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为大视场相机的旋转中心坐标，完成对大视场相机的调试；
小视场相机的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到小视场相机的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与小视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为小视场相机的旋转中心坐标，完成对小视场相机的调试；
同轴影像系统的调试过程包括：将加工载台上的晶圆移动到同轴影像系统中聚焦镜的镜头下方，使加工载台的旋转轴中心与小视场相机的镜头中心初步重合；在晶圆的加工面上找一个特征点，记住其位置坐标，然后旋转三次加工载台，每次旋转的角度小于90°，记住每次旋转后特征点的位置坐标，将经第一次旋转、第二次旋转和第三次旋转后得到的位置坐标依次连接在一起，构成一段圆弧，找出该圆弧所在圆的圆心位置坐标，将圆心位置坐标作为同轴影像系统的旋转中心坐标，完成对同轴影像系统的调试。
技术总结