[发明专利]硅晶圆切割装置及方法

说明书

本发明涉及激光切割领域，公开了一种硅晶圆切割装置及方法，其中，所述装置包括激光光束模块、晶圆固定模块、吹气抽尘模块和切缝观察模块；激光光束模块设置激光射出端，有吹气抽尘模块，包括侧吹气口、直吹气口和抽尘口，侧吹气口和抽尘口设置于激光射出端的相对两侧；直吹气口用于产生朝向硅晶圆的气流，侧吹气口用于产生流向抽尘口的气流，抽尘口用于产生处于指定压力范围的负压，以使粉尘从抽尘口排走；切缝观察模块，用于观察或获取硅晶圆的切割部位的图像。本发明通过设置吹气抽尘模块，有效地清除了激光切割时产生的粉尘，防止切缝附近的粉尘挂渣，同时设置切缝观察模块，实现对硅晶圆的精密加工。

技术领域

本发明涉及激光切割领域，更具体地说，是涉及一种硅晶圆切割装置及方法。

背景技术

硅晶圆属于脆性材料，硬度高且脆性大。传统硅晶圆的切割方法主要是利用高速转动刀轮片进行划切，但是刀轮切割方法存在较多弊端，例如效率低，切割边缘崩边大，边缘不平整等，常常会影响产品的良品率。所使用的刀轮容易磨损，需定时更换。

激光划片切割是一种利用高能量密度的激光照射在工件上，聚集的激光能量作用于被加工的工件上，使被加工的部位快速升温，被加工的部位熔化并汽化，形成空洞，空洞会随着激光束运动而形成切缝。激光划片切割是一种非接触式加工方法，不会与被加工工件产生机械碰撞或者机械应力，因此不会导致被加工工件的损坏。

然而，在激光划片切割对硅晶圆进行切割时，由于硅的熔点和沸点都非常高，汽化后的硅蒸汽很快在切缝周围固化，形成挂渣堆积，严重影响硅晶圆切割线宽和深度的管控，影响硅晶圆切割端面平滑度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅晶圆切割装置及方法，以解决现有技术中存在的使用激光划片切割对硅晶圆进行切割时，容易出现挂渣堆积，导致硅晶圆切割线宽和深度的管控达不到要求，硅晶圆切割端面平滑度不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种硅晶圆切割装置，包括激光光束模块、晶圆固定模块、吹气抽尘模块和切缝观察模块；

所述晶圆固定模块，用于放置硅晶圆；

所述激光光束模块，用于生成切割所述硅晶圆的激光光束，所述激光光束模块设置有激光射出端，所述激光射出端设置有保护镜片；

所述吹气抽尘模块，包括侧吹气口、直吹气口和抽尘口，所述侧吹气口和所述抽尘口设置于所述激光射出端的相对两侧；

所述直吹气口用于产生朝向所述硅晶圆的气流，所述侧吹气口用于产生流向所述抽尘口的气流，所述抽尘口用于产生处于指定压力范围的负压，以使粉尘从所述抽尘口排走；

所述切缝观察模块，用于观察或获取所述硅晶圆的切割部位的图像。

可选的，还包括二维直线运动模块，该二维直线运动模块用于带动所述硅晶圆沿预设运动方向直线移动，以使所述激光光束作用于所述硅晶圆表面上，形成切缝。

可选的，还包括脉冲旋转模块，所述脉冲旋转模块设置于所述二维直线运动模块之上，所述脉冲旋转模块用于带动所述硅晶圆转动以调节所述硅晶圆的转动角度。

可选的，还包括视觉定位模块，所述视觉定位模块用于测量所述硅晶圆在指定方向的切割角度，并计算所述切割角度与预设角度的差值是否为零，若差值不为零，则根据所述差值生成角度调整信号，并将所述角度调整信号发送给所述脉冲旋转模块，以使所述脉冲旋转模块根据所述角度调整信号调整所述硅晶圆的旋转角度。

可选的，所述晶圆固定模块设置于所述脉冲旋转模块之上；

所述晶圆固定模块包括吸盘安装板、吸盘，所述吸盘安装于所述吸盘安装板上，所述吸盘设置有多个吸附槽，所述吸盘的直径小于所述硅晶圆的直径。