[实用新型]一种单晶碳化硅晶片加工装置

说明书

本实用新型公开了一种单晶碳化硅晶片加工装置，包括真空载台基座和削载台，所述真空载台基座的输出端连接有旋转轴，旋转轴的上端连接有真空载台，真空载台上吸合有晶片，真空载台基座的一侧连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的上端连接有安装板，安装板的上表面连接有横板，所述横板的上通过滑槽活动连接有CCD摄像机。本单晶碳化硅晶片加工装置，本方法设计一激光脉冲头搭配旋转真空载台，将晶片放于真空载台上，利用CCD摄像机先做自动对焦，确认焦距后进行激光头从中心到晶片边缘激光雷刻，设定晶片所需移除的厚度，进行不同次数的激光扫描，缩短加工时间，降低砂轮损耗，提高单片磨削的效率，达到品质合格，降低成本提高产能。

技术领域

本实用新型涉及单晶碳化硅晶片加工技术领域，具体为一种单晶碳化硅晶片加工装置。

背景技术

SiC晶体是继Si、GaAs之后的第三代宽禁带半导体材料，因其具有宽带隙(3.0eV)、高热导率(5/W·cm·K)、高击穿场强(2.5×10 6V·cm-1)、高饱和电子迁移率(2×10 7/cm·s)以及与GaN、AlN相近的晶格常数及热膨胀系数，在高温器件、高频器件、高功率器件以及光电器件等方面具有广阔的应用前景。但是，由于碳化硅晶片硬度仅次于金刚石，其莫氏硬度为9.2；而且化学稳定性好，常温下几乎不与其它物质反应，也因如此，许多学者针对碳化硅晶片加工持续在做研究开发，如何实现低成本且又能得到好的表面品质的碳化硅晶片是所必须解决的重要问题。

在半导体材料中第三代最为常见的材料为碳化硅，氮化镓，碳化硅的制作工艺过程复杂，随着SiC半导体产业的不断发展，SiC衬底向着大直径、超薄化的趋势发展。目前产业中常用的SiC衬底为4英寸，6英寸直径的SiC基本也已产业化。SiC衬底直径不断增大、厚度也不断减小对SiC机械加工技术提出了严峻的挑战。其中大尺寸衬底的抛光更是挑战，包括平坦度均匀性，粗糙度，刮伤等。以碳化硅为例，目前业界主要加工方式有3种，如下：1、以传统硅片工艺，先将晶片进行双面研磨加工，再将晶片退火后贴于陶瓷盘上开始铜抛与锡抛加工，此工艺流程繁琐时间长，加工风险也大，且生产加工过程管控不易，但产能大；2、将研磨后的晶片，按顺序放至双抛机的大盘上，利用上盘，下盘与游星轮的公转、自转来进行抛光，此方式需要严格控制盘形才能避免晶片平坦度与均匀度异常，且如晶片没放好会导致大量破片；3、晶片在双面研磨后，使用高速研削机，将单一晶片吸真空，利用钻石砂轮在高速(2000rpm)与晶片之间的相对速度，进行快速的移除，此方法加工品质最好，但对砂轮损耗大，尤其是硬脆材料，因此成本相对高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单晶碳化硅晶片加工装置，解决现有加工时间长，加工成本高的问题，缩短加工时间，降低砂轮损耗，提高单片磨削的效率，达到品质合格，降低成本提高产能。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种单晶碳化硅晶片加工装置，包括真空载台基座和削载台，所述真空载台基座的输出端连接有旋转轴，旋转轴的上端连接有真空载台，真空载台上吸合有晶片，真空载台基座的一侧连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的上端连接有安装板，安装板的上表面连接有横板，所述横板的上通过滑槽活动连接有CCD摄像机，横板的两端分别连接有第一固定板和第二固定板，第一固定板的下端与安装板的上表面固定连接，第一固定板一侧安装有驱动电机，驱动电机输出端贯穿第一固定板，并连接有丝杆，丝杆的一端通过轴承与第二固定板连接，所述CCD摄像机的下端连接有聚焦透镜，CCD摄像机的一侧连接有激光脉冲头，所述削载台的上端通过转轴连接有载物台，削载台的一侧连接有支架，支架的上端连接过削磨架，削磨架的一端连接有砂轮。

优选的，所述真空载台和载物台均连接吸真空装置，且真空载台的直径小于晶片的直径。

优选的，所述CCD摄像机的一侧连接有连接块，丝杆贯穿连接块，并与连接块啮合。

优选的，所述激光脉冲头的功率范围为10-100W，激光频率为5-50KHz。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：