專利名稱：晶圓紫外激光劃片機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及使用紫外激光作為加工工具對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行精密切
割劃片領(lǐng)域，特別涉及一種帶電子耦合組件(CCD)圖像識別自動定位的高 速、高精度、性能穩(wěn)定的晶圓紫外激光劃片機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著信息化時代的到來，我國電子信息、通訊和半導(dǎo)體集成電路等行 業(yè)得到迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界二極管晶圓、可控硅晶圓、集成電路 等各種半導(dǎo)體晶圓制造大國。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)砂輪式晶圓切割技術(shù)在實際生產(chǎn) 中受工藝極限的影響，晶圓加工存在機(jī)械應(yīng)力、崩裂，加工效率低、成品 率低，極大的限制了晶圓制造水平的發(fā)展。傳統(tǒng)晶圓切割手段已無法滿足 晶圓產(chǎn)品高效率、高精度生產(chǎn)需求。因此，這些旋轉(zhuǎn)砂輪式切割工藝所伴 生的問題是無法通過工藝自身的優(yōu)化來完全解決的，亟需采取新的加工方 式解決晶圓切割劃片的瓶頸，業(yè)界迫切需要新一代的晶圓切割劃片設(shè)備和 技術(shù)。自主研制開發(fā)能夠用于生產(chǎn)的晶圓紫外激光劃片機(jī)已成為我國發(fā)展 微電子制造產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是為了克服上述問題，為企業(yè)提供一種帶圖像識 別自動定位、高速、高精度、性能穩(wěn)定的晶圓紫外激光劃片機(jī)，利用精細(xì) 聚焦的高峰值功率、高重復(fù)頻率、高光束質(zhì)量的脈沖紫外激光光斑，作為 晶圓切割的光刀，配以圖像自動識別系統(tǒng)和精密移位工作臺，可實現(xiàn)對二
極管、晶體管、ni-v族化合物、集成電路、存儲器芯片等半導(dǎo)體晶圓作高 精度自動切割劃片。設(shè)備配有高精度圖像識別定位系統(tǒng)，高精度二維工作 臺、高精度旋轉(zhuǎn)軸，通過自主開發(fā)的智能晶圓切割軟件控制，以實現(xiàn)自動 識別、準(zhǔn)確定位、精密全自動切割。同時，根據(jù)情況需要，也可手動加工， 并專門配備一套手動加工的操作面板，方便實用。
本實用新型的技術(shù)方案為晶圓紫外激光劃片機(jī)，由箱體1、抽塵裝 置2、主控箱3、工控機(jī)4、激光器5、外光路6、圖像采集裝置7、聚焦鏡 8、組合工作臺裝置10、工件真空吸附裝置、冷卻裝置組成，箱體1分成 三個部分，箱體1上隔板的上面裝有外光路6,上隔板的下面裝有圖像采 集裝置7、聚焦鏡8、激光器5，外光路6、聚焦鏡8、激光器5共同組成 激光加工系統(tǒng)，圖像采集裝置7的圖像采集口和聚焦鏡8物鏡頭對著工作臺，箱體1下隔板的上面依次裝有工件真空吸附裝置的氣路11和組合工作 臺裝置10,組合工作臺裝置由精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控工作臺組成，組合工
作臺裝置與氣路11和圖像采集裝置7 —起共同實現(xiàn)工件9的自動固定、自 動定位和自動給進(jìn)，即全程自動化，箱體1下隔板的下面裝有主控箱3和 工控機(jī)4，主控箱3控制激光器的電源開關(guān)和能量大小，主控箱3分別與 工控機(jī)4和激光器5相連，工控機(jī)4分別與圖像采集裝置7、組合工作臺 裝置10的精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控工作臺相連，工控機(jī)4通過圖像采集裝置 7傳輸?shù)墓ぜD像進(jìn)行自動識別分析，然后發(fā)指令給組合工作臺裝置10中 的精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控工作臺作相應(yīng)的調(diào)節(jié)以達(dá)到定位，然后自動將工 件9移動到聚焦鏡8中的激光光路的焦點下，激光焦點聚焦于工件表面， 工控機(jī)4發(fā)指令給主控箱3,激光器出光，同時組合工作臺裝置10中的二 維數(shù)控工作臺自動給進(jìn)，即實現(xiàn)自動切割劃片過程。抽塵裝置2安裝在箱 體l上隔板的下面，且抽塵口對著工作臺，抽塵裝置2排除加工過程中的 灰塵粉粒，冷卻裝置與激光器相連，為激光器提供排熱。激光器5發(fā)出的 紫外激光通過外光路6進(jìn)入聚焦鏡8,工件真空吸附裝置通過氣路11的真 空負(fù)壓將工件9牢固的吸附在組合工作臺10上。
抽塵裝置2、主控箱3、工控機(jī)4、激光器5、圖像采集裝置7、精密 旋轉(zhuǎn)臺、二維數(shù)控工作臺、工件真空吸附裝置、冷卻裝置均從市場上購買。
本實用新型主要解決了如下關(guān)鍵問題
一、 顯微放大圖像高速傳輸與圖像視覺自動識別定位控制技術(shù)；
二、 自主版權(quán)的應(yīng)用操作智能軟件與圖像視覺自動加工；
三、 脈沖紫外激光和高倍聚焦實現(xiàn)激光高峰值功率密度和微小光斑；
四、 采用激光切割晶圓代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械寶石刀片切割晶圓。
圖1是本實用新型的晶圓紫外激光劃片機(jī)正面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。
參見圖1、圖2，本實用新型主要構(gòu)件包含有箱體l、抽塵裝置2、 主控箱3、工控機(jī)4、激光器5、外光路6、圖像采集裝置7、聚焦鏡8、組 合工作臺裝置IO、工件真空吸附裝置、冷卻裝置部件組成，箱體l分成三 個部分，箱體l上隔板的上面裝有外光路6，上隔板的下面裝有圖像采集 裝置7、聚焦鏡8、激光器5,外光路6、聚焦鏡8、激光器5共同組成激 光加工系統(tǒng)，箱體1下隔板的上面裝依次裝有工件真空吸附裝置的氣路11和組合工作臺裝置10，工件真空吸附裝置通過氣路11來吸住工件9并將
其固定，工件9放置在組合工作臺裝置10上，該裝置由精密旋轉(zhuǎn)臺和二維 數(shù)控工作臺組成，組合工作臺裝置10與氣路11的真空負(fù)壓和圖像采集裝 置7—起共同實現(xiàn)工件9的自動固定、自動定位和自動給進(jìn)，即全程自動 化；箱體1下隔板的下面裝有主控箱3和工控機(jī)4,主控箱3控制激光器 的電源開關(guān)和能量大小，主控箱3分別與工控機(jī)4和激光器5相連，工控 機(jī)4分別與圖像采集裝置7、組合工作臺裝置10的精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控 工作臺相連，工控機(jī)4通過圖像采集裝置7傳輸?shù)墓ぜD像進(jìn)行自動識別 分析，然后發(fā)指令給組合工作臺裝置10中的精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控工作臺 作相應(yīng)的調(diào)節(jié)以達(dá)到定位，然后自動將工件9移動到聚焦鏡8中的激光光 路的焦點下，激光焦點聚焦于工件9表面，工控機(jī)4發(fā)指令給主控箱3，激 光器出光，同時組合工作臺裝置10中的二維數(shù)控工作臺自動給進(jìn)，即實現(xiàn) 自動切割劃片過程，抽塵裝置2安裝在箱體1上隔板的下面，且抽塵口對 著工作臺，抽塵裝置2排除加工過程中的灰塵粉粒，冷卻裝置與激光器相
連，為激光器提供排熱。
其中本實用新型所用的抽塵裝置2、主控箱3、工控機(jī)4、激光器5、
圖像采集裝置7、精密旋轉(zhuǎn)臺、二維數(shù)控工作臺、工件真空吸附裝置、冷
卻裝置均從市場上購買。
權(quán)利要求1、晶圓紫外激光劃片機(jī)，由箱體(1)、抽塵裝置(2)、主控箱(3)、工控機(jī)(4)、激光器(5)、外光路(6)、圖像采集裝置(7)、聚焦鏡(8)、組合工作臺裝置(10)、工件真空吸附裝置、冷卻裝置組成，其特征在于箱體(1)分成三個部分，箱體(1)上隔板的上面裝有外光路(6)，上隔板的下面裝有圖像采集裝置(7)、聚焦鏡(8)、激光器(5)，圖像采集裝置(7)的圖像采集口和聚焦鏡(8)物鏡頭對著工作臺，箱體(1)下隔板的上面依次裝有工件真空吸附裝置的氣路(11)和組合工作臺裝置(10)，組合工作臺裝置由精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控工作臺組成，箱體(1)下隔板的下面裝有主控箱(3)和工控機(jī)(4)，主控箱(3)分別與工控機(jī)(4)和激光器(5)相連，工控機(jī)(4)分別與圖像采集裝置(7)、組合工作臺裝置(10)的精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控工作臺相連，抽塵裝置(2)安裝在箱體(1)上隔板的下面，且抽塵口對著工作臺，冷卻裝置與激光器相連。
專利摘要本實用新型涉及晶圓紫外激光劃片機(jī)，在箱體上隔板的上面裝有外光路，上隔板的下面裝有圖像采集裝置、聚焦鏡、激光器，圖像采集裝置的圖像采集口和聚焦鏡物鏡頭對著工作臺，箱體下隔板的上面依次裝有工件真空吸附裝置的氣路和組合工作臺裝置，箱體下隔板的下面裝有主控箱和工控機(jī)，主控箱分別與工控機(jī)和激光器相連，工控機(jī)分別與圖像采集裝置、精密旋轉(zhuǎn)臺和二維數(shù)控工作臺相連，抽塵裝置安裝在箱體上隔板的下面，且抽塵口對著工作臺，冷卻裝置與激光器相連。本實用新型運用脈沖紫外激光作為精密切割的光刀，配以圖像自動識別系統(tǒng)和精密移位工作臺，實現(xiàn)半導(dǎo)體晶圓作高精度自動切割劃片的功能。
文檔編號H01L21/70GK201151023SQ200820065320
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者盧飛星, 閔大勇 申請人:武漢華工激光工程有限責(zé)任公司