[实用新型]晶圆紫外激光划片机

说明书

技术领域

本实用新型涉及使用紫外激光作为加工工具对半导体晶圆进行精密切割划片领域，特别涉及一种带电子耦合组件(CCD)图像识别自动定位的高速、高精度、性能稳定的晶圆紫外激光划片机。

背景技术

随着信息化时代的到来，我国电子信息、通讯和半导体集成电路等行业得到迅猛发展，我国已经成为世界二极管晶圆、可控硅晶圆、集成电路等各种半导体晶圆制造大国。传统的旋转砂轮式晶圆切割技术在实际生产中受工艺极限的影响，晶圆加工存在机械应力、崩裂，加工效率低、成品率低，极大的限制了晶圆制造水平的发展。传统晶圆切割手段已无法满足晶圆产品高效率、高精度生产需求。因此，这些旋转砂轮式切割工艺所伴生的问题是无法通过工艺自身的优化来完全解决的，亟需采取新的加工方式解决晶圆切割划片的瓶颈，业界迫切需要新一代的晶圆切割划片设备和技术。自主研制开发能够用于生产的晶圆紫外激光划片机已成为我国发展微电子制造产业的当务之急。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述问题，为企业提供一种带图像识别自动定位、高速、高精度、性能稳定的晶圆紫外激光划片机，利用精细聚焦的高峰值功率、高重复频率、高光束质量的脉冲紫外激光光斑，作为晶圆切割的光刀，配以图像自动识别系统和精密移位工作台，可实现对二极管、晶体管、III-V族化合物、集成电路、存储器芯片等半导体晶圆作高精度自动切割划片。设备配有高精度图像识别定位系统，高精度二维工作台、高精度旋转轴，通过自主开发的智能晶圆切割软件控制，以实现自动识别、准确定位、精密全自动切割。同时，根据情况需要，也可手动加工，并专门配备一套手动加工的操作面板，方便实用。

本实用新型的技术方案为：晶圆紫外激光划片机，由箱体1、抽尘装置2、主控箱3、工控机4、激光器5、外光路6、图像采集装置7、聚焦镜8、组合工作台装置10、工件真空吸附装置、冷却装置组成，箱体1分成三个部分，箱体1上隔板的上面装有外光路6，上隔板的下面装有图像采集装置7、聚焦镜8、激光器5，外光路6、聚焦镜8、激光器5共同组成激光加工系统，图像采集装置7的图像采集口和聚焦镜8物镜头对着工作台，箱体1下隔板的上面依次装有工件真空吸附装置的气路11和组合工作台装置10，组合工作台装置由精密旋转台和二维数控工作台组成，组合工作台装置与气路11和图像采集装置7一起共同实现工件9的自动固定、自动定位和自动给进，即全程自动化，箱体1下隔板的下面装有主控箱3和工控机4，主控箱3控制激光器的电源开关和能量大小，主控箱3分别与工控机4和激光器5相连，工控机4分别与图像采集装置7、组合工作台装置10的精密旋转台和二维数控工作台相连，工控机4通过图像采集装置7传输的工件图像进行自动识别分析，然后发指令给组合工作台装置10中的精密旋转台和二维数控工作台作相应的调节以达到定位，然后自动将工件9移动到聚焦镜8中的激光光路的焦点下，激光焦点聚焦于工件表面，工控机4发指令给主控箱3，激光器出光，同时组合工作台装置10中的二维数控工作台自动给进，即实现自动切割划片过程。抽尘装置2安装在箱体1上隔板的下面，且抽尘口对着工作台，抽尘装置2排除加工过程中的灰尘粉粒，冷却装置与激光器相连，为激光器提供排热。激光器5发出的紫外激光通过外光路6进入聚焦镜8，工件真空吸附装置通过气路11的真空负压将工件9牢固的吸附在组合工作台10上。

抽尘装置2、主控箱3、工控机4、激光器5、图像采集装置7、精密旋转台、二维数控工作台、工件真空吸附装置、冷却装置均从市场上购买。

本实用新型主要解决了如下关键问题：

一、显微放大图像高速传输与图像视觉自动识别定位控制技术；

二、自主版权的应用操作智能软件与图像视觉自动加工；

三、脉冲紫外激光和高倍聚焦实现激光高峰值功率密度和微小光斑；

四、采用激光切割晶圆代替传统机械宝石刀片切割晶圆。

附图说明

图1是本实用新型的晶圆紫外激光划片机正面结构示意图。

图2为本实用新型的侧面结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步描述。