CN116423682A - 一种六英寸晶圆裂片机及裂片方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种六英寸晶圆裂片机及裂片方法，属于晶圆裂片技术领域，包括：机体，工作台；所述机体上还安装有刀头装置、视觉定位装置、视觉识别装置、第一驱动装置、第二驱动装置；刀头装置包括适于对晶圆裂片的劈刀；视觉定位装置适于调整晶圆在工作台上的角度及位置；视觉识别装置适于识别晶圆上待裂解区域的图像；刀头装置安装在所述第二驱动装置的驱动端上。本发明提供的晶圆裂片机，机体上设有工作台，晶圆放置在工作台上，通过视觉定位装置对晶圆的位置进行调整，通过视觉识别装置对晶圆上待裂解区域的图像进行识别，最后通过刀头装置的劈刀对晶圆进行裂解，操作过程简便，晶圆位置定位精准，实现晶圆全自动的裂解过程。

Description

一种六英寸晶圆裂片机及裂片方法

技术领域

本发明涉及晶圆裂片技术领域，具体涉及一种六英寸晶圆裂片机及裂片方法。

背景技术

目前砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)材料是生产量最大，应用最广泛，因而也是最重要的化合物半导体材料。由于其优秀的性能能带结构，砷化镓、磷化铟光电芯片作为数据通信及激光等领域的主要元件，与传统的硅半导体材料相比主要有电子迁移率高、禁带宽度大、直接带隙、消耗功率低等特性。芯片生产过程中，需要使用裂片机通过解理技术将晶圆(Wafer)裂片为一根根bar条，或是将单根bar条裂解为一颗颗芯片(chip)。而晶圆在被放置时，可能会因为晶圆的角度或位置致使裂片机上的劈刀对不准待裂解缝，尤其是晶圆尺寸较大时，如晶圆尺寸达到6英寸时，劈刀与裂解缝的对准更加困难，故亟需一种裂片机解决此问题。

发明内容

因此，本发明提供一种六英寸晶圆裂片机及裂片方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种晶圆裂片机，包括：

机体，所述机体上设有适于放置晶圆的工作台；

所述机体上还安装有刀头装置、视觉定位装置、视觉识别装置、第一驱动装置、第二驱动装置；

所述刀头装置包括适于对晶圆裂片的劈刀；

所述视觉定位装置适于调整晶圆在工作台上的角度及位置；

所述视觉识别装置适于识别晶圆上待裂解区域的图像；

所述工作台安装在第一驱动装置的驱动端上，所述刀头装置安装在所述第二驱动装置的驱动端上。

可选地，所述机体上设有承载平台，所述工作台滑动安装在所述承载平台上。

可选地，所述第一驱动装置包括第一电机和X轴导轨，所述第一电机和X轴导轨安装在所述承载平台上，所述工作台滑动安装在所述X轴导轨上，所述第一电机的驱动端适于驱动工作台在所述X轴导轨上滑动。

可选地，所述X轴导轨包括第一丝杠和第一滑块，所述第一电机的驱动端与第一丝杠连接，所述第一电机适于驱动第一丝杠转动，所述第一滑块在第一丝杠转动时沿第一丝杠轴向移动，所述工作台安装在第一滑块上。

可选地，所述第二驱动装置包括第二电机和Y轴导轨，所述第二电机和Y轴导轨安装在所述承载平台上，所述刀头装置滑动安装在所述Y轴导轨上，所述第二电机的驱动端适于驱动刀头装置在所述Y轴导轨上滑动。

可选地，还包括有Z轴导轨，所述Z轴导轨滑动安装在所述Y轴导轨上，所述刀头装置滑动安装在所述Z轴导轨上，所述Z轴导轨的滑动方向与Y轴导轨的滑动方向互相垂直。

可选地，所述Y轴导轨包括第二丝杠和第二滑块，所述第二电机的驱动端与第二丝杠连接，所述第二电机适于驱动第二丝杠转动，第二滑块在第二丝杠转动时沿第二丝杠轴向移动，所述刀头装置安装在第二滑块上。

可选地，所述视觉识别装置为全视野相机。

可选地，所述工作台上开设有气孔，所述气孔适于连通抽真空装置。

还提供了裂片方法，包括上述的晶圆裂片机，其特征在于，还包括以下步骤：

晶圆放置在工作台上，视觉定位装置调整晶圆的位置及角度；

视觉识别装置识别晶圆上待裂解区域的图像；

在第一驱动装置的驱动下，工作台携带校正位置后的晶圆移动至刀头装置对应的位置；

通过刀头装置中的劈刀对晶圆进行裂解。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的六英寸晶圆裂片机，机体上设有工作台，晶圆放置在工作台上，通过视觉定位装置对晶圆的位置进行调整，通过视觉识别装置对晶圆上待裂解区域的图像进行识别，最后通过刀头装置的劈刀对晶圆进行裂解，操作过程简便，晶圆位置定位精准，实现晶圆全自动的裂解过程。

2.本发明提供的六英寸晶圆裂片机，工作台安装在第一驱动装置的驱动端上，第一驱动装置可以带动工作台进行往复移动，以使晶圆位置可以移动至与刀头装置对应的位置。

3.本发明提供的六英寸晶圆裂片机，工作台上开设有气孔，气孔与抽真空装置连通，晶圆放置在工作台上后，抽真空装置可以通过气孔将晶圆吸附在工作台上，保证晶圆的位置及角度不变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的晶圆裂片机的结构示意图。

附图标记说明：

1、承载平台；2、Y轴导轨；3、旋转盘；4、同步受台；5、Z轴导轨；6、刀头装置；7、视觉识别装置；8、X轴导轨；9、抽真空装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了六英寸晶圆裂片机的一种具体的实施方式，如图1所示，机体上设有用于放置晶圆的工作台，在机体上还安装有刀头装置6、视觉识别装置7、视觉定位装置、第一驱动装置和第二驱动装置，刀头装置6包括用于对晶圆裂解的劈刀；视觉定位装置用于调整晶圆在工作台上的角度及位置；视觉识别装置7可以识别晶圆上待裂解区域的图像，为后续晶圆的裂解做准备；其中，工作台安装在第一驱动装置的驱动端上，刀头装置6安装在第二驱动装置的驱动端上，通过第一驱动装置的驱动，可以使工作台携带晶圆移动至刀头装置6位置处，第二驱动装置可以控制刀头装置6进行移动，以使刀头装置6可以对晶圆完成裂解。

具体的，在机体上安装有承载平台1，工作台、刀头装置6、视觉识别装置7、视觉定位装置、第一驱动装置和第二驱动装置均安装在承载平台1上。其中，第一驱动装置包括第一电机和X轴导轨8，第一电机和X导轨安装在承载平台1上，工作台滑动安装在X轴导轨8上，第一电机的驱动端可以驱动工作台在X轴导轨8上进行滑动。具体的，X轴导轨8包括第一丝杠和第一滑块，第一电机的驱动端与第一丝杠连接，第一电机可以驱动第一丝杠转动，第一丝杠在转动时，第一滑块在第一丝杠上沿第一丝杠的轴向方向移动，工作台安装在第一滑块上。

第二驱动装置包括第二电机和Y轴导轨2，第二电机和Y轴导轨2安装在承载平台1上，刀头装置6滑动安装在Y轴导轨2上，第二电机的驱动端可以驱动刀头装置6在Y轴导轨2上进行滑动。具体的，Y轴导轨2包括第二丝杠和第二滑块，第二电机的驱动端与第二丝杠连接，第二电机可以驱动第二丝杠转动，在第二丝杠转动的过程中，第二滑块在第二丝杠上沿第二丝杠的轴向方向移动，刀头装置6安装在第二滑块上。

具体的，在Y轴导轨2与刀头装置6之间还设有Z轴导轨5，Z轴导轨5滑动安装在Y轴导轨2上，刀头装置6安装在Z轴导轨5上，Z轴导轨5的滑动方向与Y轴导轨2的滑动方向互相垂直。Z轴导轨5安装在第二滑块上，Z轴导轨5也是由电机、丝杠和滑块构成，刀头装置6安装在Z轴导轨5的滑块上。

本实施例中，在工作台上还设有旋转盘3和同步受台4。

本实施例中，工作台上开设有气孔，气孔可以连通抽真空装置9。晶圆放置在工作台上后，抽真空装置9启动，晶圆吸附在气孔上，保证晶圆在裂解过程中的位置准确。具体的，抽真空装置9可以真空泵等。

具体的，视觉识别装置7可以是全视野相机。视觉定位装置可以是推板及驱动机构，驱动机构驱动推板进行上下左右前后六个方向的移动，在推板移动的过程中，可以推动晶圆在工作台上进行移动，驱动机构可以是三个相互垂直设置的气缸。

实施例2

本实施例提供了裂片方法的一种具体的实施方式，采用实施例1中的六英寸晶圆裂片机进行实施。包括以下步骤：晶圆放置在工作台上，视觉定位装置调整晶圆的位置及角度；视觉识别装置7识别晶圆上待裂解区域的图像；在第一驱动装置的驱动下，工作台携带校正位置后的晶圆移动至刀头装置6对应的位置；通过刀头装置6中的劈刀对晶圆进行裂解。

具体的，X轴导轨8上通过第一电机、第一丝杠和第一滑块进行左右方向的移动，其中，第一滑块在第一丝杠上的有效行程不小于170mm、正常运行速度在1mm/s－50mm/s范围内，通过每次开机原点复位，重复定位精度不大于2μm，可以快速、慢速、步进和连续步进移动。

Z轴导轨5通过第二电机、第二丝杠和第二滑块进行前后方向的移动，其中，第二滑块在第二丝杠上的有效行程不小于70mm、正常运行速度在1mm/s－50mm/s范围内，通过每次开机原点复位，重复定位精度不大于2μm，可以快速、慢速、步进移动。

刀头装置6在Z轴导轨5上进行上下方向的移动，通过调整精度传感器和弹片调整劈刀荷重，使用微分头调整刀的前后偏差，确保劈刀的刀刃和裂划线位置对准。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种六英寸晶圆裂片机，其特征在于，包括：

机体，所述机体上设有适于放置晶圆的工作台；

所述机体上还安装有刀头装置、视觉定位装置、视觉识别装置、第一驱动装置、第二驱动装置；

所述刀头装置包括适于对晶圆裂片的劈刀；

所述视觉定位装置适于调整晶圆在工作台上的角度及位置；

所述视觉识别装置适于识别晶圆上待裂解区域的图像；

所述工作台安装在第一驱动装置的驱动端上，所述刀头装置安装在所述第二驱动装置的驱动端上。

2.根据权利要求1所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，所述机体上设有承载平台，所述工作台滑动安装在所述承载平台上。

3.根据权利要求2所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一电机和X轴导轨，所述第一电机和X轴导轨安装在所述承载平台上，所述工作台滑动安装在所述X轴导轨上，所述第一电机的驱动端适于驱动工作台在所述X轴导轨上滑动。

4.根据权利要求3所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，所述X轴导轨包括第一丝杠和第一滑块，所述第一电机的驱动端与第一丝杠连接，所述第一电机适于驱动第一丝杠转动，所述第一滑块在第一丝杠转动时沿第一丝杠轴向移动，所述工作台安装在第一滑块上。

5.根据权利要求2所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，所述第二驱动装置包括第二电机和Y轴导轨，所述第二电机和Y轴导轨安装在所述承载平台上，所述刀头装置滑动安装在所述Y轴导轨上，所述第二电机的驱动端适于驱动刀头装置在所述Y轴导轨上滑动。

6.根据权利要求5所述的晶圆裂片机，其特征在于，还包括有Z轴导轨，所述Z轴导轨滑动安装在所述六英寸Y轴导轨上，所述刀头装置滑动安装在所述Z轴导轨上，所述Z轴导轨的滑动方向与Y轴导轨的滑动方向互相垂直。

7.根据权利要求5所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，所述Y轴导轨包括第二丝杠和第二滑块，所述第二电机的驱动端与第二丝杠连接，所述第二电机适于驱动第二丝杠转动，第二滑块在第二丝杠转动时沿第二丝杠轴向移动，所述刀头装置安装在第二滑块上。

8.根据权利要求1所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，所述视觉识别装置为全视野相机。

9.根据权利要求1所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，所述工作台上开设有气孔，所述气孔适于连通抽真空装置。

10.裂片方法，包括权利要求1-9中任一项所述的六英寸晶圆裂片机，其特征在于，还包括以下步骤：

晶圆放置在工作台上，视觉定位装置调整晶圆的位置及角度；

视觉识别装置识别晶圆上待裂解区域的图像；

在第一驱动装置的驱动下，工作台携带校正位置后的晶圆移动至刀头装置对应的位置；

通过刀头装置中的劈刀对晶圆进行裂解。

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