[发明专利]用于翘曲晶圆加工的同轴视觉激光输出装置

说明书

本发明属激光划切晶圆技术领域，尤其涉及一种用于翘曲晶圆加工的同轴视觉激光输出装置，包括折射腔体（1）、反射镜架（2）、聚焦镜筒（4）、显微镜筒（10）、工业相机（11）及激光器装配机构（17）；反射镜架（2）中心与激光器装配机构（17）的激光束入射中心共线；显微镜筒（10）固定设于折射腔体（1）顶部之上；工业相机（11）固定设于显微镜筒（10）之上；可见光光束经反射镜架（2）中心，经显微镜筒（10）放大，进入工业相机（11）靶面；聚焦镜筒（3）固定设于折射腔体（1）底部。本发明结构稳定，翘曲晶圆上料吸附率高，加工效率高，废品率低，具有较高可靠性可解决设备振动对视觉激光焦点偏移影响。

技术领域

本发明属激光划切晶圆技术领域，尤其涉及一种用于翘曲晶圆加工的同轴视觉激光输出装置。

背景技术

激光加工晶圆（材料）技术是一种高效、无损的加工技术，利用经整形聚焦后的高能激光束作用在晶圆材料上，通过视觉定位技术将激光焦点作用在晶圆划切位置，通过平台的XY运动，将晶圆按预定图形划切分割，并通过后续裂片工艺将整个晶圆分割成单个晶粒。在激光加工过程中，需通过合适的显微放大镜筒和相机定位晶圆预划切的位置和坐标，以便控制XY平台运动。同时，在全自动激光设备中，需配备晶圆自动上下料系统，即通过机械手将料盒中的晶圆转运到工作台上进行划切，在划切结束后使用机械手将晶圆从工作台面上转运到下料盒中。

在现有技术中，由于激光输出装置结构设计的限制，激光束与可见光束通常采用旁轴设计和同轴设计。在旁轴视觉设计结构中，因激光束与视觉不同轴，两点间有绝对的位置差，不能实现激光焦点加工状态的实时观测，即激光实时加工位置和视觉位置需通过控制来转换，造成加工效率的下降。在现有的同轴设计中，将激光光路和视觉光路整合为同轴设计，但同时存在光路调难度大，激光点和视觉点因振动因素发生偏移的问题，造成在设备使用过程中需实时调整，同样造成加工效率的下降。

在现有技术中，晶圆上下料系统对因晶圆翘曲造成晶圆在工作台面上真空吸附失效，导致图像偏离视觉焦点，无法完成视觉定位对准，导致视觉对准失败。同时由于真空吸附失效，造成晶圆片和工作平台在运动过程中存在相对移动，造成误切割。因晶圆翘曲程度受晶圆材料、加工工艺、环境温度湿度的因素影响，晶圆翘曲程度不同，在同一批晶圆中，晶圆翘曲数量和程度随机出现。

因此根据全自动激光划切晶圆工艺的要求，设计一种可用于翘曲晶圆加工的同轴视觉激光输出装置对提高设备加工效率尤为关键，提升晶圆（材料）的加工工艺水平。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种整体结构稳定，可有效解决设备振动对视觉激光焦点偏移影响，翘曲晶圆上料吸附率高，加工效率高，废品率低，具有较高可靠性的用于翘曲晶圆加工的同轴视觉激光输出装置。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种用于翘曲晶圆加工的同轴视觉激光输出装置，包括折射腔体、反射镜架、聚焦镜筒、显微镜筒、工业相机及激光器装配机构；

所述折射腔体为三面开口的中空六面体结构；所述激光器装配机构的出射口与折射腔体侧面光路通孔垂直相接；所述反射镜架置于折射腔体之内，其上设有反射镜片；所述反射镜架中心与激光器装配机构的激光束入射中心共线；所述激光器装配机构的激光束通过折射腔体的光路通孔照射到反射镜架中心，形成激光光束向下垂直折射；

所述显微镜筒固定垂直设于折射腔体顶部之上；所述工业相机固定设于显微镜筒之上；可见光光束经反射镜架中心，经显微镜筒放大，进入工业相机靶面；

所述聚焦镜筒经L型连接板固定垂直设于折射腔体底部。

作为一种优选方案，本发明还设有辅助气幕结构；所述辅助气幕结构的顶部与聚焦镜筒的底部固定卡接；所述辅助气幕结构包括中心喷嘴组及环形喷嘴组；所述中心喷嘴组包括中心喷嘴及中心喷嘴进气管；所述环形喷嘴组包括环形喷嘴体及喷嘴；所述喷嘴置于环形喷嘴体下部，其入口与环形喷嘴体垂直相接。