CN110625268A - 一种晶圆切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆切割设备，其结构包括机体、指示灯、显示面板、工作台、操作面板，工作台固定在机体上，机体设置有指示灯与显示面板、操作面板，在工作台的内部安装有激光器，激光器组成有激光束、聚焦镜、定位器，激光器通过操作面板操作控制，激光束透过水导器与工件切割，水导器包括注水口、窗口、水腔、过水盘、喷嘴，激光器与水导器相配合，将激光束耦合于头发大小的低压透过窗口、水腔最后由喷嘴形成的纯净水柱中，水柱作为一种液态光学波导使激光以全反射方式在其中传播并传动到材料表面，使材料仅仅在水柱直径内烧蚀并切割晶圆，较小的热影响区可有效防止切割裂纹断裂或炸裂，无粒子污染和重凝。

Description

一种晶圆切割设备

技术领域

本发明涉及芯片晶圆切割技术领域，特别的，是一种晶圆切割设备。

背景技术

晶圆是一种常用的半导体材料，晶圆切割的目的，主要是要将晶圆上的每一顆晶粒加以切割分离，晶圆又薄又脆，为避免切割中出现掉渣或者崩边的现象，目前晶圆切割采用的激光切割，激光切割属于无接触式加工，不对晶圆产生机械应力的作用，对晶圆的损伤较小，但是传统的激光切割由于受到热影响，过大的热影响会降低芯片性能，切割裂纹受到过大热应力也会产生无规则断裂或炸裂。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种晶圆切割设备。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种晶圆切割设备，其结构包括机体、指示灯、显示面板、工作台、操作面板，所述工作台固定在机体上，所述机体设置有指示灯与显示面板、操作面板，在工作台的内部安装有激光器，激光器组成有激光束、聚焦镜、定位器，所述激光器通过操作面板操作控制，所述激光束穿透于聚焦镜，所述聚焦镜与定位器采用机械连接方式安装，所述激光束透过水导器与工件切割，所述水导器包括注水口、窗口、水腔、过水盘、喷嘴，所述注水口与水腔为一体化结构，在所述水腔的正上方设置有窗口，正下方设置有喷嘴，所述注水口的内部活动安装有过水盘，所述喷嘴的垂直下方形成有水柱。

本发明的有益效果：本发明在激光器与水导器相配合，将激光束耦合于头发大小的低压透过窗口、水腔最后由喷嘴形成的纯净水柱中，水柱作为一种液态光学波导使激光以全反射方式在其中传播并传动到材料表面，使材料仅仅在水柱直径内烧蚀并切割晶圆，切割速率高达250mm/s以上，比传统的砂轮划切快5-10倍，并且水柱可降低热应力，较小的热影响区可有效防止切割裂纹断裂或炸裂，无粒子污染和重凝；

在水腔与注水口之间配合有过水盘，滤网与透水圈共同作用，滤网可在注水口加水时滤掉水中杂质，以保证水腔内水源的纯净；同时卡环使过水盘更换更加便携，透水圈可减少更换中滤网与实心层表面摩擦带来的污物掉落问题。

作为本发明的进一步改进，所述注水口内部为三层结构，上下层均为实心层，其中层与水腔相通。

作为本发明的进一步改进，所述实心层采用插嵌连接方式安装有过水盘。

作为本发明的进一步改进，所述激光束透过窗口、水腔、喷嘴形成水柱配合于工件。

作为本发明的进一步改进，所述过水盘由透水圈、滤网、卡环组成，所述透水圈胶接在过水盘的两端，配合在注水口的中层位置，所述滤网固定在两个所述透水圈之间，所述卡环焊接在过水盘外边沿。

作为本发明的进一步改进，所述卡环为凹形状，扣合在实心层外表面。

作为本发明的进一步改进，所述滤网用于贴合的边沿分别固定在实心层的卡槽内，所述滤网配合在注水口的入水通道处。

作为本发明的进一步改进，所述激光束的直径约为喷嘴直径的80％-85％。

附图说明

图1为本发明一种晶圆切割设备的结构示意图。

图2为本发明一种晶圆切割设备的工作台内激光器结构示意图。

图3为本发明一种晶圆切割设备的水导器内部剖视结构示意图。

图4为本发明一种晶圆切割设备的过水盘结构放大示意图。

图5为本发明一种晶圆切割设备的过水盘外观结构示意图。

图中：机体-1、指示灯-2、显示面板-3、工作台-4、操作面板-5、激光束-6、聚焦镜-7、定位器-8、水导器-9、工件-10、注水口-a、窗口-c、水腔-d、过水盘-e、喷嘴-f、实心层-a1、水柱-b、透水圈-e1、滤网-e2、卡环-e3。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，图1～图5示意性的显示了本发明实施方式的晶圆切割设备的结构，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例

如图1-图5所示，本发明提供一种晶圆切割设备，其结构包括机体1、指示灯2、显示面板3、工作台4、操作面板5，所述工作台4固定在机体1上，所述机体1设置有指示灯2与显示面板3、操作面板5，在工作台4的内部安装有激光器，激光器组成有激光束6、聚焦镜7、定位器8，所述激光器通过操作面板5操作控制，所述激光束6穿透于聚焦镜7，所述聚焦镜7与定位器8采用机械连接方式安装，所述激光束6透过水导器9与工件10切割，所述水导器9包括注水口a、窗口c、水腔d、过水盘e、喷嘴f，所述注水口a与水腔d为一体化结构，在所述水腔d的正上方设置有窗口c，正下方设置有喷嘴f，所述注水口a的内部活动安装有过水盘e，所述喷嘴f的垂直下方形成有水柱b，所述注水口a内部为三层结构，上下层均为实心层a1，其中层与水腔d相通，所述实心层a1采用插嵌连接方式安装有过水盘e，所述激光束6透过窗口c、水腔d、喷嘴f形成水柱b配合于工件10，所述过水盘e由透水圈e1、滤网e2、卡环e3组成，所述透水圈e1胶接在过水盘e的两端，配合在注水口a的中层位置，所述滤网e2固定在两个所述透水圈e1之间，所述卡环e3焊接在过水盘e外边沿，所述卡环e3为凹形状，扣合在实心层a1外表面，所述滤网e2用于贴合的边沿分别固定在实心层a1的卡槽内，所述滤网e2配合在注水口a的入水通道处，所述激光束6的直径约为喷嘴f直径的80％-85％。

下面对上述技术方案中的晶圆切割设备的工作原理作如下说明：

在使用过程中，打开工作台4上的透明防护罩，将晶圆置于如图2所示的工件10位置，启动激光器，通过定位器8与聚焦镜7校准切割区位，激光束6垂直穿透于窗口c与水腔d，在激光束6的穿透作用下，水腔d内的液态水使激光以全反射方式在其中传播并传动到材料表面，透过喷嘴f使材料仅仅在水柱6直径内烧蚀并切割晶圆，从而完成激光切割晶圆作业，传统的激光切割是直接作用在晶圆上，极容易造成过热影响区，本发明利用激光全反射方式在水柱b中以降低热应力，实现了较小热影响区的激光切割，提高晶圆切割精度，降低切割损坏；

为保证水腔d内的纯净水足够充盈，需要不定期的注水，水腔d内的液态水需一直保持纯净，若是带有杂质很容易影响切割精度，因此，利用注水口a中的滤网e2进一步的过滤注水是的杂质，而过水盘e配合于卡环e3，通过卡环e3形成的抽拉式便于更换滤网e2。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (7)

1.一种晶圆切割设备，其结构包括机体(1)、指示灯(2)、显示面板(3)、工作台(4)、操作面板(5)，其特征在于：

所述工作台(4)固定在机体(1)上，所述机体(1)设置有指示灯(2)与显示面板(3)、操作面板(5)，在工作台(4)的内部安装有激光器，激光器组成有激光束(6)、聚焦镜(7)、定位器(8)，所述激光器通过操作面板(5)操作控制，所述激光束(6)穿透于聚焦镜(7)，所述聚焦镜(7)与定位器(8)采用机械连接方式安装，所述激光束(6)透过水导器(9)与工件(10)切割；

所述水导器(9)包括注水口(a)、窗口(c)、水腔(d)、过水盘(e)、喷嘴(f)，所述注水口(a)与水腔(d)为一体化结构，在所述水腔(d)的正上方设置有窗口(c)，正下方设置有喷嘴(f)，所述注水口(a)的内部活动安装有过水盘(e)，所述喷嘴(f)的垂直下方形成有水柱(b)。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆切割设备，其特征在于：所述注水口(a)内部为三层结构，上下层均为实心层(a1)，其中层与水腔(d)相通。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆切割设备，其特征在于：所述实心层(a1)采用插嵌连接方式安装有过水盘(e)。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆切割设备，其特征在于：所述激光束(6)透过窗口(c)、水腔(d)、喷嘴(f)形成水柱(b)配合于工件(10)。

5.根据权利要求1或3所述的一种晶圆切割设备，其特征在于：所述过水盘(e)由透水圈(e 1)、滤网(e2)、卡环(e3)组成，所述透水圈(e 1)胶接在过水盘(e)的两端，配合在注水口(a)的中层位置，所述滤网(e2)固定在两个所述透水圈(e 1)之间，所述卡环(e3)焊接在过水盘(e)外边沿。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆切割设备，其特征在于：所述卡环(e3)为凹形状，扣合在实心层(a1)外表面。

7.根据权利要求5所述的一种晶圆切割设备，其特征在于：所述滤网(e2)用于贴合的边沿分别固定在实心层(a1)的卡槽内，所述滤网(e2)配合在注水口(a)的入水通道处。