CN103219644B - 真空解理系统及解理半导体芯片的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空解理系统，包括解理装置，其包括第一进样台及对应于所述第一进样台设置的劈刀，用于半导体芯片的输送及解理成巴条；设有第二进样台的陪片输送装置，用于往所述巴条之间插入陪片；以及，设有巴条盒的采样装置，所述采样装置设于所述解理装置及所述陪片输送装置之间；所述第一进样台出口及所述第二进样台出口分别与所述巴条盒入口对应。本发明还提供利用上述解理系统解理半导体芯片的方法。本发明能实现在真空条件下自然解理激光器芯片，并从进样、解理、镀膜到取样的整个操作过程均不触及激光器的腔面，从而可以大幅度提高激光器的质量和制作效率。

Description

真空解理系统及解理半导体芯片的方法

技术领域

本技术涉及半导体激光器技术领域，尤其是提供一种半导体激光芯片的新型解理系统及其应用。

背景技术

半导体激光器广泛应用于泵浦固体/光纤激光器、激光医疗、材料加工、军事防御等。大功率和高可靠性一直是此领域追求的目标。其腔面退化是影响其寿命和可靠性的重要因素，长期以来一直是人们关注和研究的重点。大功率半导体激光器在工作时受到光功率、驱动电流、热效应的影响，很容易发生器件退化、灾变性光学损伤COD或光学镜面损伤COMD。最根本的原因是激光器的腔面在解理后暴露于夹缝中，容易受到沾污和氧化形成表面态，在前腔面极高的光功率密度和电流密度下，这些表面态作为光吸收和非辐射复合中心，使腔面温度升高，导致器件突然失效。

解决激光器腔面污染问题的方法有真空解理、腔面离子铣、溶液清洗等。离子铣和溶液会对腔面造成残余应力或分子污染，故真空解理及镀钝化膜是制造最洁净腔面的方法；即在真空中对激光器管芯进行解理，随即在真空中进行腔面镀一层极薄的介质材料保护新鲜的解理面。这样不仅可以保护端面，防止大气中水气、微尘污染，还可以提高半导体激光器的外微分量子效率。然后在另外的镀膜设备中给半导体激光器腔面分别镀上增反膜和增透膜，以提高激光器的性能。

人们投入大量的人力物力进行研究，发展了真空解理镀膜设备，用来镀反射膜、增透膜和钝化膜，或不镀钝化膜直接镀含氧的光学膜。使抗COD的水平大大提高，提高了激光器的长期寿命。但是，现有的镀膜设备也存在弊端，例如电子束蒸发式直接蒸发块状材料，使用相对容易，但却会使薄膜中产生针孔缺陷节瘤缺陷。产生的缺陷埋伏在薄膜里面，限制了激光损伤阈值。而且电子束镀膜的堆积密度不够高，薄膜在真空和夹缝中性能有变化，如波长的漂移等，在制备一些特殊薄膜时还有结合力不牢、薄膜脱落的现象。这对于本身就很薄的钝化层来说是不可接受的。另一方面，开发一套自动解理系统，能在真空状态下与镀膜设备互联，实现真空解理与镀膜也是研究的热门课题。自动解理系统与镀膜设备互联能确保生长100％均匀性、保形性、无缺陷、无针孔薄膜，保证激光器的质量。

发明内容

本发明开发一套自动解理系统可以大幅度提高激光器的质量和制作效率。

这种解理系统，包括

解理装置，其包括第一进样台及对应于所述第一进样台设置的劈刀，用于半导体芯片的输送及解理成巴条；

设有第二进样台的陪片输送装置，用于往所述巴条之间插入陪片；

以及，设有巴条盒的采样装置，所述采样装置设于所述解理装置及所述陪片输送装置之间；所述第一进样台出口及所述第二进样台出口分别与所述巴条盒入口对应。

进一步地，所述解理装置还包括：

第一承载台和第一把手；所述第一承载台通过所述第一把手与第一进样台连接，用于机械臂握持第一把手带动第一进样台移动；

设于所述第一进样台入口处的第一推铲，用于推动样品的输送；

设于所述第一进样台上方的压条，用于在解理过程中对样品形成上下限位；

设于所述第一承载台上，且与所述第一把手连接的固定部件，用于所述第一把手的限位和固定；

以及，分别用于驱动所述第一承载台、第一推铲、压条及劈刀的驱动装置。

进一步地，所述劈刀包括刃锋，所述刃锋与所述第一进样台出口端面对齐；所述刃锋与其在所述第一进样台台面上的投影成锐角。

进一步地，所述锐角为1～4度。

进一步地，所述巴条盒包括：

凹字型样品槽，所述样品槽的两侧部分别设有相互对应的第一卡槽，用于对滑入所述样品槽内的巴条或陪片形成限位；所述样品槽侧部顶端形成凸棱；所述样品槽底部设有通孔，使所述样品槽的内底壁与外底壁连通；

架设于所述两侧部之间的第一支架，用于对进入样品槽内的巴条或陪片形成水平承托。

进一步地，所述采样装置还包括：

设于所述巴条盒第一侧壁的第二把手，用于机械臂握持活动；所述第二把手顶部与所述巴条盒顶部平齐；

活动插接于所述第二把手顶部的锁栓，所述锁栓底部设有与所述凸棱对应的第二卡槽；所述锁栓用于从所述第二把手顶部平移至所述巴条盒顶部，通过第二卡槽与所述凸棱套接，实现对样品槽内的巴条和陪片形成限位；

用于支撑所述巴条盒的第二承载台，对应于所述样品槽底部通孔在所述第二承载台上设有空腔，以及容纳于空腔中的第二支架，与所述第二支架连接的驱动装置；用于驱动所述第二支架从所述空腔凸出并穿过所述通孔与所述第一支架连接，支撑并带动第一支架沿所述对应的第一卡槽作升降运动。

以及，设于所述第二承载台上，且与所述巴条盒第二侧部连接的固定部件，用于固定所述巴条盒。

进一步地，所述陪片输送装置还包括：

与所述第二进样台一体成型的第三承载台；

设于所述第二进样台出口处的陪片盒，用于储存陪片；

连接于所述陪片盒第一侧壁的第三把手，用于机械臂握持活动；

设于所述第二进样台入口处的第二推铲，用于推动陪片的输送；

设于所述第二进样台上且与所述陪片盒第二侧部连接的固定部件，用于固定所述陪片盒；

以及，分别用于驱动所述第三承载台、第二推铲的驱动装置。

进一步地，所述陪片盒包括：

一背板；

设于所述背板两侧的钳形夹壁；

以及由所述背板及两夹壁所形成的夹缝，用于所述陪片水平层叠于其中；

设置于所述夹缝出口的挡片，用于防止陪片从陪片盒中滑出。

进一步地，所述固定部件为磁体。

进一步地，所述第二承载台上设有导轨与所述巴条盒底部的滑动部件对应；所述第二把手两侧均设有用于机械臂握持的凸条；所述样品槽材质为磁吸性材料。

进一步地，所述第一承载台上设有导轨与所述第二把手底部的滑动部件对应；所述第一把手两侧均设有用于机械臂握持的凸条；所述第一把手的材质为磁吸性材料。

进一步地，所述第二进样台上设有导轨与所述陪片盒底部的滑动部件对应；所述第三把手两侧均设有用于机械臂握持的凸条；所述陪片盒的材质为磁吸性材料。

进一步地，所述驱动装置均为伺服电机及配套的丝杆。

本发明还提供这种解理系统解理半导体芯片的方法，包括如下步骤：

A、在所述半导体芯片上沿拟解理区域开槽，所述开槽深度为5～30微米；

B、安装所述陪片及所述半导体芯片；降低所述第一支架及第二支架，使所述第一支架顶部与所述巴条盒顶部相差1～3个巴条厚度；

C、调整所述第二承载台、第三承载台分别与所述第一承载台的距离，使所述第一进样台出口及所述第二进样台出口分别与所述样品槽入口对应；

D、启动第一推铲推动所述半导体芯片往第一进样台出口移动，使所述半导体芯片伸出所述第一进样台一巴条宽度；启动所述劈刀对所述半导体芯片施压使其自然解理为巴条，并落入所述巴条盒中；

E、启动第二推铲推动一陪片往第二进样台出口移动，并落入所述巴条盒的巴条上方；

F、重复步骤D～F若干次，然后推动第二把手顶部的锁栓往样品槽顶部平移，使锁栓上的第二卡槽与样品槽顶部的凸棱套接，封住所述样品槽内的巴条和陪片；

G、降低所述第二支架，使其完全落入所述第二承载台的空腔中，获得载有解理后巴条的巴条盒。

进一步地，所述步骤D中还包括在所述巴条落入所述巴条盒的同时降低所述第一支架和第二支架1个巴条厚度。

进一步地，所述步骤E中还包括在所述陪片落入所述巴条盒的同时降低所述第一支架和第二支架1个陪片厚度。

有益效果：本对于开发高功率密度的半导体激光器有重要的基础研究意义，体现在：

1、本发明解理系统的自然解理方式让半导体芯片的解理面杜绝裂纹和位错的产生，制造出最光滑的腔面。

2、本发明能在超高真空条件下进行无玷污无污染的解理激光器芯片，从进样、解理、镀膜到取样的整个操作过程均不触及激光器的腔面，从而保护了腔面不被机械力损伤造成应力集中点。

附图说明

图1为本发明解理系统的立体示意图。

图2为本发明解理系统的分解示意图。

图3为本发明解理系统中解理装置的结构示意图。

图4为本发明解理装置中劈刀的工作原理图。

图5为本发明的劈刀自然解理产生的巴条腔面扫描电镜图。

图6为现有技术的劈刀解理产生的巴条腔面扫描电镜图。

图7为本发明解理系统中陪片输出装置的结构示意图。

图8为本发明陪片输出装置中陪片盒与第三把手的结构示意图。

图9为本发明解理系统中采样装置的结构示意图。

图10(a)为本发明的巴条盒样品槽的局部结构示意图；(b)为本发明的巴条盒与第二支架、锁栓组装结构示意图。

具体实施方式

下面，将结合附图对本发明实施例作详细说明。

本发明提供这种半导体激光芯片的解理系统M，图1示出了解理系统M的整体立体图，为了更清楚表达各个器件的连接关系，引入机械臂400置于所述解理系统M一侧，作为参照。图2是从背向机械臂400一侧的视图，从图2可知，解理系统M至少包括解理装置100、陪片输送装置300以及设于其两者之间的采样装置200。下面对上述各个部件展开介绍。

(一)解理装置

该解理装置100是用于半导体芯片130的输送及解理成巴条，如图3所示，其从上至下、从左至右依次包括：劈刀120、压条170、设有入口和出口的第一进样台110、设于第一进样台110入口处的第一推铲160、第一把手150和第一承载台140。

其中，第一进样台110呈凹字型，即其两边的侧墙突出于第一进样台110台面，当第一推铲160从入口处将样品推入，第一进样台110的两边侧墙便形成对样品的左右限位。所述第一进样台110台面上方分别悬有劈刀120和压条170。该劈刀120刃锋121指向第一进样台110台面，且与第一进样台110的出口端面对齐；压条170则设于劈刀120一侧并对应于第一进样台110中部任意位置，用于在劈刀120进行解理前对样品形成上下限位，辅助劈刀120的解理。

现有技术中，刃锋一般与半导体芯片相互平行，依靠刃锋对半导体芯片表面施加的压力解理芯片。这种解理方式容易使解理面形成裂纹。为了使半导体芯片130实现自然解理，本实施例优选劈刀120的刃锋121与其在所述第一进样台110台面成一锐角，该锐角一般1～4度，劈刀120与第一进样台110的关系可参考图4。其中，本实施例解理的半导体芯片130为GaN芯片，通过本实施例劈刀与现有技术的劈刀实施效果对比，如图5及图6所示，本实施例解理的巴条腔面光滑、平整，无裂纹。

结合图2、图3所示，所述第一进样台110通过固定连接的第一把手150活动设置于第一承载台140上，所述第一把手150底部设有滑动部件(图中未示出)，例如为滑轮或滚珠，与第一承载台140上的导轨对应(图中未示出)，使第一把手150可沿着所述导轨在第一承载台140上滑动，有利于引导握持第一把手150的机械臂400顺利进入第一样品台的工作区域。

在所述第一承载台140上，还设有一固定部件F与所述第一把手150相连接，当所述第一把手150沿导轨滑入第一承载台140上，所述固定部件F可将第一把手150锁止在第一承载台140范围内。在本实施例中，该固定部件F为一磁体，设置于该第一承载台140上并连接于所述第一把手150的第二侧壁(背向机械臂400的一面)，通过磁吸力将第一把手150稳定限位于第一承载台140的指定位置。为配合磁体的磁吸功能，第一把手150的材质选择磁吸性材料制作，例如，磁吸性的不锈钢。另外，为了配合机械臂400的握持操作，第一把手150的第三、四侧壁上设有凸条150T，该凸条150T形状与机械臂400握持部结构互补。

为了实现自动化操作，所述劈刀120、压条170、第一推铲160和第一承载台140均连接有驱动装置M，例如，伺服电机及配套的丝杆，通过外部操作系统控制伺服电机和丝杆带动各个器件工作，可精准调节和控制各个器件的相互位置。

(二)陪片输送装置

为防止解理后的巴条相互粘连，需要在每个巴条之间插入一巴条大小的陪片。本实施例的陪片输送装置300用于实现上述功能。如图7所示，该陪片输送装置300从上至下、从左至右依次包括陪片盒330、第二推铲350、设有入口和出口的第二进样台310、及第三承载台320。

其中，如图8所示，陪片盒330横截面呈近似的凹字型，陪片盒330由一背板331及其两侧的钳形夹壁332构成，所述陪片320层叠于所述背板331及两夹壁332所形成的夹缝333内。所述陪片盒330的出口设于其底部，相应陪片盒330入口即为其顶部。陪片320大小与一个巴条的尺寸相当，当陪片320水平装入所述陪片盒330中，两夹壁332与背板331形成的夹缝333仅可容纳一陪片320通过，使得陪片320一一划向陪片盒330底部，依次层叠于背板331和两夹壁332所限制的夹缝333中。陪片盒330底部对应于夹缝333出口处设有挡片，用于防止陪片320从陪片盒330中滑出。安装时，使陪片盒330设置于第二进样台310出口处，所述背板331对齐第二进样台310的出口端面。然后降低所述挡片使挡片与陪片盒330底部形成一陪片320厚度的空隙，让陪片盒330中每次可自然滑出一个陪片320，再由第二推铲350穿过所述空隙推动一个陪片320平移至第二进样台310的出口送出。为实现上述功能，第二推铲350的大小应以能穿过所述空隙、并能稳定推动陪片320为准。

结合图7、图8所示，为了便于陪片盒330的进样或清洗，陪片盒330的第一侧壁(面向机械臂400的一面)连接有第三把手340，利用机械臂400握持第三把手340可以带动陪片盒330进出所述陪片320输出装置。所述第三把手340具有与第一把手150相同的构型，即在其第三、四侧壁上设有与该机械臂400握持部结构互补的凸条340T。

类似地，所述陪片盒330底部设有滑动部件，例如为滑轮或滚珠，与第二进样台310上的导轨对应，使陪片盒330可在第二进样台310的一定范围内相对滑动。本领域技术人员了解，滑动部件的设置应该避免影响陪片320的输送功能。

进一步地，在所述第三承载台320上，还设有一固定部件F与所述陪片盒330相连接，用于所述陪片盒330的限位和固定。该固定部件F为一磁体，设置于该第二进样台310上并连接于所述陪片盒330的第二侧壁(背向机械臂400的一面)，当所述陪片盒330沿导轨滑入第二进样台310，所述固定部件F可将陪片盒330锁止在第二进样台310范围内。为配合磁体的磁吸功能，陪片盒330的材质选择磁吸性材料制作，例如，磁吸性的不锈钢。

陪片输送装置300还包括第三承载台320，所述第三承载台320与第二进样台310是一体成型的，用于对承载上述各个器件。

为了实现自动化操作，所述第二推铲350和第三承载台320均连接有伺服电机及配套的丝杆，通过外部操作系统控制伺服电机和丝杆带动它们工作，可精准调节和控制各个器件的相互位置。

(三)采样装置

采样装置用于收集和排列所述解理装置100和陪片输送装置300送出的巴条和陪片320。如图9所示，本实施例的采样装置200从上至下、从前至后(面向机械臂400为前方、背向机械臂400为后方)依次包括：锁栓250、第二把手240、巴条盒210和第二承载台260。

其中，如图10(a)、(b)所示，所述巴条盒210包括凹字型样品槽220、第一支架230：

其一，凹字型样品槽220。所述样品槽220的两侧部221分别设有相互对应的第一卡槽222，用于对滑入所述样品槽220内的巴条或陪片320形成限位。在样品槽220两侧部221的顶端形成有凸棱223，所述凸棱223与所述侧部221一体成型，用于后续步骤中与锁栓250套接。所述样品槽220的内底壁与外底壁连通，在样品槽220底部形成贯穿所述内底壁与外底壁的通孔225。

其二，架设于所述两侧部221之间的第一支架230，用于对进入样品槽220内的巴条或陪片320形成水平承托。本实施例的第一支架230是活动架设于所述样品槽220中，可以在样品槽220中作升降运动。例如，每个巴条或陪片320落入样品槽220时，第一支架230均需要下降，保持第一支架230(或最高处的巴条或陪片320)顶部与样品槽220顶部相差一特定距离，一般为1～3个巴条厚度，避免解理的巴条在下落时侧翻。优选地，在样品槽220的内底壁设置限位件(图中未示出)或其他类似的方式，限制第一支架230顶部到样品槽220顶部的距离不能大于该样品槽220的开深度，以保证样品槽220中的巴条均能露出其解理面。

如图9所示，采样装置200的第二把手240连接于所述巴条盒210的第一侧壁(面向机械臂400的一面)，利用机械臂400握持第二把手240可以带动巴条盒210进出所述采样装置200。所述第二把手240具有与第一把手150相同的构型，即在其第三、四侧壁上设有与该机械臂400握持部结构互补的凸条240T。进一步地，该第二把手240顶部与所述巴条盒210顶部平齐，在第二把手240顶部还活动插接一锁栓250，所述锁栓250底部设有内凹的第二卡槽251。通过机械臂400的推动可使锁栓250从第二把手240顶部平移至所述巴条盒210顶部，锁栓250底部的第二卡槽251与样品槽侧部221顶端的凸棱223套接，实现将巴条和陪片320锁定于样品槽220中。

采样装置200还包括用于支撑所述巴条盒210的第二承载台260，对应于所述样品槽220底部通孔225在所述第二承载台260上设有空腔261，以及容纳于空腔261中的第二支架210、与所述第二支架210连接的驱动装置M；用于驱动所述第二支架210从所述空腔261凸出并穿过所述通孔225与所述第一支架230连接，支撑并带动第一支架230沿所述对应的第一卡槽222作升降运动。

一方面，第一支架230自身没有外力驱动，需要增加带驱动的第二支架210支撑其在样品槽220中上下运动；另一方面，由于载满巴条和陪片320的巴条盒210需要移动至其他腔室中再加工，巴条盒210的质量和部件需要尽量精简，因此第二支架210需要在巴条盒210移动前与之分离。故第二支架210应设计为可在样品槽220底部自由穿梭，便于随时脱离巴条盒210。本实施例设计在第二承载台260上对应于样品槽220底部通孔225开设空腔261，可完全容纳第二支架210，使得第二支架210在脱离巴条盒210后不会对巴条盒210的移动造成阻碍。使用时，第二支架210在驱动装置M驱动下从空腔261中凸出并逐渐进入所述通孔225，直至与第一支架230连接，抵住第一支架230底部、支撑并带动其沿所述对应的第一卡槽222作升降运动。所述驱动装置M例如为伺服电机及其配套的丝杆。

类似地，所述巴条盒210底部设有滑动部件，例如为滑轮或滚珠，与第二承载台260上的导轨对应，使巴条盒210可沿着所述导轨在第二承载台260上滑动，有利于引导握持巴条盒210的机械臂400顺利进入第一样品台的工作区域。

对应于所述巴条盒210底部在所述第二承载台260内设有空腔261和驱动装置M，所述空腔261用于容纳从样品槽220底部分离出的第二支架210，空腔261中的驱动装置M与第二支架210底端连接，可实现第二支架210在所述样品槽220及空腔261中作升降运动。其中，驱动装置M为伺服电机及其配套的丝杆。

在所述第二承载台260上，设有一固定部件F与所述巴条盒210第二侧臂210B(背向机械臂400的一侧)连接，当所述巴条盒210沿导轨滑入第二承载台260，所述固定部件F可将巴条盒210锁止在第二承载台260范围内。类似地，该固定部件F为一磁体，通过磁吸力将巴条盒210固定在指定位置。相应地，巴条盒210的材质选择磁吸性材料，例如，磁吸性的不锈钢。

上述第二承载台260、第一承载台140和第三承载台320底部通过连接棒600相互连通，通过伺服电机和丝杆驱动各个承载台沿连接棒600移动，可调整各个承载台之间的距离。另外，各个承载台的高度需要预先设置好，例如，解理装置100的第一进样台110出口、陪片输送装置300的第二进样台310出口均需要正好对准巴条盒210的样品槽220，使输出的巴条或陪片320能正好落入样品槽220中。

下面介绍利用这种解理系统解理半导体芯片130的方法：包括如下步骤：

A、为实现半导体芯片130的自然解理，在所述半导体芯片130送入解理系统之前需先在其沿拟解理区域开槽，所述开槽深度为5～30微米。

B、取出解理系统中的陪片盒330和第一样品台，将陪片320装入陪片盒330，开槽后的半导体芯片130安装在第一进样台110上，然后将所述陪片盒330和第一样品台在滑动装置引导下重新安装到解理系统中，通过磁体分别固定在第二样品台、第一承载台140上。启动驱动装置M使第二支架210从第二承载台的空腔261中伸出并进入样品槽220底部，直至达到第一支架230处，支撑第一支架230沿着样品槽220两侧部221的第一卡槽222缓缓向样品槽220顶部上升。当第一支架230上升至一定高度后停止，保证第一支架230顶部与所述样品槽220顶部相差1～3个巴条厚度，避免巴条下落时由于高度差较大而翻转。

C、启动驱动装置M沿连接棒600调整第二承载台、第三承载台分别与所述第一承载台的距离，使这三者尽量靠近。保持第一进样台110出口、第二进样台310出口与所述样品槽220入口对准。本实例中，第二承载台、第三承载台分别与所述第一承载台的距离约为1mm。

D、启动第一推铲160抵住所述半导体芯片130尾部推动其往第一进样台110出口移动，使所述半导体芯片130头部伸出所述第一进样台110一巴条宽度。此时启动压条170下压至半导体芯片130中部固定，然后启动所述劈刀120对准所述半导体芯片130开槽处施压。劈刀120刃锋121与第一样品台台面存在在锐角，较佳的实施方式能使刃锋121刚接触半导体芯片130开槽处时，半导体芯片130便能沿开槽出自然裂开，实现自然解理为巴条。其他实施例的解理过程中，半导体芯片130一开始可能无法完全裂开，而随着劈刀120的向下施压，刃锋121与开槽区的接触面积逐渐增大，也可逐步实现自然解理。正如图5所示，本实施例自然解理出的巴条腔面平整，而自然解理在巴条脊上产生了裂纹。

解理后的巴条自然落入所述巴条盒210的样品槽220中，在样品槽220两侧部221对应的第一卡槽222辅助下滑向第一支架230。在巴条落入样品槽220同时，降低所述第一支架230和第二支架2101个巴条厚度，防止巴条在落入样品槽220时翻转。

E、启动第二推铲350在陪片盒330中推动一陪片320往第二进样台310出口移动，并落入所述样品槽220的巴条上方。类似地，所述陪片320落入所述样品槽220的同时降低所述第一支架230和第二支架2101个陪片320厚度，防止陪片320在落入样品槽220时翻转。

F、重复步骤D～F若干次，让巴条和陪片320间隔排列在样品槽220中。陪片320的作用是为了防止镀膜时相邻的巴条粘连到一起。直到第一支架230下降至最低限，且样品槽220中的巴条和陪片320接近槽口，推动第二把手240顶部的锁栓250往样品槽220顶部平移，使锁栓250上的第二卡槽251与样品槽220顶部的凸棱223套接，封住样品槽220内的巴条和陪片320。

G、降低所述第二支架210，使其重新落入所述第二承载台260的空腔261中。此时，使载有巴条的巴条盒210从磁体中脱离，可从解理系统中取出，进行后续工艺。

本领域技术人员熟知，半导体芯片130的解理需要真空氛围下进行，否则解理后的巴条腔面容易氧化而影性能。因此本发明提供的解理系统也适用于真空条件下使用。例如，通过必要的器件调整，可将解理系统组装到真空腔室中，且各个部件的取放、更换或加样优选通过机械臂400来实现。

虽然本发明是参照其示例性的实施例被显示和描述的，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。

Claims (16)

1.一种解理系统，其特征在于，包括

解理装置，其包括第一进样台及对应于所述第一进样台设置的劈刀，用于半导体芯片的输送及解理成巴条；

设有第二进样台的陪片输送装置，用于往所述巴条之间插入陪片；

以及，设有巴条盒的采样装置，所述采样装置设于所述解理装置及所述陪片输送装置之间；所述第一进样台出口及所述第二进样台出口分别与所述巴条盒入口对应。

2.根据权利要求1所述解理系统，其特征在于，所述解理装置还包括：

第一承载台和第一把手；所述第一承载台通过所述第一把手与第一进样台连接，用于机械臂握持第一把手带动第一进样台移动；

设于所述第一进样台入口处的第一推铲，用于推动样品的输送；

设于所述第一进样台上方的压条，用于在解理过程中对样品形成上下限位；

设于所述第一承载台上，且与所述第一把手连接的固定部件，用于所述第一把手的限位和固定；

以及，分别用于驱动所述第一承载台、第一推铲、压条及劈刀的驱动装置。

3.根据权利要求1所述解理系统，其特征在于，所述劈刀包括刃锋，所述刃锋与所述第一进样台出口端面对齐；所述刃锋与其在所述第一进样台台面成锐角。

4.根据权利要求3所述解理系统，其特征在于，所述锐角为1～4度。

5.根据权利要求2所述解理系统，其特征在于，所述巴条盒包括：

凹字型样品槽，所述样品槽的两侧部分别设有相互对应的第一卡槽，用于对滑入所述样品槽内的巴条或陪片形成限位；所述样品槽侧部顶端形成凸棱；所述样品槽底部设有通孔，使所述样品槽的内底壁与外底壁连通；

架设于所述两侧部之间的第一支架，用于对进入样品槽内的巴条或陪片形成水平承托。

6.根据权利要求5所述解理系统，其特征在于，所述采样装置还包括：

设于所述巴条盒第二侧部的第二把手，用于机械臂握持活动；所述第二把手顶部与所述巴条盒顶部平齐；

活动插接于所述第二把手顶部的锁栓，所述锁栓底部设有与所述凸棱对应的第二卡槽；所述锁栓用于从所述第二把手顶部平移至所述巴条盒顶部，通过第二卡槽与所述凸棱套接，实现对样品槽内的巴条和陪片形成限位；

用于支撑所述巴条盒的第二承载台，对应于所述样品槽底部通孔在所述第二承载台上设有空腔，以及容纳于空腔中的第二支架，与所述第二支架连接的驱动装置；用于驱动所述第二支架从所述空腔凸出并穿过所述通孔与所述第一支架连接，支撑并带动第一支架沿所述对应的第一卡槽作升降运动；

以及，设于所述第二承载台上，且与所述巴条盒第二侧部连接的固定部件，用于固定所述巴条盒。

7.根据权利要求1所述解理系统，其特征在于，所述陪片输送装置还包括：

与所述第二进样台一体成型的第三承载台；

设于所述第二进样台出口处的陪片盒，用于储存陪片；

连接于所述陪片盒第一侧壁的第三把手，用于机械臂握持活动；

设于所述第二进样台入口处的第二推铲，用于推动陪片的输送；

设于所述第二进样台上且与所述陪片盒第二侧部连接的固定部件，用于固定所述陪片盒；

以及，分别用于驱动所述第三承载台、第二推铲的驱动装置。

8.根据权利要求7所述解理系统，其特征在于，所述陪片盒包括：

一背板；

设于所述背板两侧的钳形夹壁；

以及由所述背板及两夹壁所形成的夹缝，用于所述陪片水平层叠于其中；

设置于所述夹缝出口的挡片，用于防止陪片从陪片盒中滑出。

9.根据权利要求7所述解理系统，其特征在于，所述固定部件为磁体。

10.根据权利要求6所述解理系统，其特征在于，所述第二承载台上设有导轨与所述巴条盒底部的滑动部件对应；所述第二把手两侧均设有用于机械臂握持的凸条；所述样品槽材质为磁吸性材料。

11.根据权利要求6所述解理系统，其特征在于，所述第一承载台上设有导轨与所述第二把手底部的滑动部件对应；所述第一把手两侧均设有用于机械臂握持的凸条；所述第一把手的材质为磁吸性材料。

12.根据权利要求9所述解理系统，其特征在于，所述第二进样台上设有导轨与所述陪片盒底部的滑动部件对应；所述第三把手两侧均设有用于机械臂握持的凸条；所述陪片盒的材质为磁吸性材料。

13.根据权利要求7所述解理系统，其特征在于，所述驱动装置均为伺服电机及配套的丝杆。

14.一种利用权利要求1～13任一项所述的解理系统，解理半导体芯片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、在所述半导体芯片上沿拟解理区域开槽，所述开槽深度为5～30微米；

B、安装所述陪片及所述半导体芯片；降低所述第一支架及第二支架，使所述第一支架顶部与所述巴条盒顶部相差1～3个巴条厚度；

C、调整所述第二承载台、第三承载台分别与所述第一承载台的距离，使所述第一进样台出口及所述第二进样台出口分别与所述样品槽入口对应；

D、启动第一推铲推动所述半导体芯片往第一进样台出口移动，使所述半导体芯片伸出所述第一进样台一巴条宽度；启动所述劈刀对所述半导体芯片施压使其自然解理为巴条，并落入所述巴条盒中；

E、启动第二推铲推动一陪片往第二进样台出口移动，并落入所述巴条盒的巴条上方；

F、重复步骤D～F若干次，然后推动第二把手顶部的锁栓往样品槽顶部平移，使锁栓上的第二卡槽与样品槽顶部的凸棱套接，封住所述样品槽内的巴条和陪片；

G、降低所述第二支架，使其完全落入所述第二承载台的空腔中，获得载有解理后巴条的巴条盒。

15.根据权利要求14所述解理半导体芯片的方法，其特征在于，所述步骤D中还包括在所述巴条落入所述巴条盒的同时降低所述第一支架和第二支架1个巴条厚度。

16.根据权利要求14所述解理半导体芯片的方法，其特征在于，所述步骤E中还包括在所述陪片落入所述巴条盒的同时降低所述第一支架和第二支架1个陪片厚度。