CN205004347U - 一种划裂一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种划裂一体机，用于对晶圆进行同时划片和裂片作业，包括：放置晶圆的一水平移动和旋转的工件台，两相对移动的劈裂台，位于所述晶圆正上方的一劈刀，位于所述劈刀一侧的第一图像获取装置，其特征在于：所述劈刀另一侧设置厚度测量装置；所述晶圆下方与所述劈刀相对设置激光系统；所述激光装置侧边设置气体吹扫装置和第二图像获取装置。采用本实用新型可实现晶圆的划片和裂片同时作业，减少人力消耗、生产材料的浪费以及作业时间，提高生产效率；同时，采用变焦激光系统根据晶圆厚度进行隐形切割，减少后续劈裂进程中的异常现象，提高晶粒质量。
Description
技术领域
本实用新型属于LED制造设备领域，尤其涉及一种可同时进行划片和裂片的一体机。
背景技术
LED的生产流程包括外延和芯片两个制程，其中外延制程主要是在一衬底上通过气相沉积法将不同材料沉积于衬底上形成外延片，而芯片制程则是在外延片上制作透明导电层、电极等结构，并且通过划片机台、裂片机台将一晶圆分割成多个晶粒，供后续的封装使用。
划片机台通常采用激光在晶圆的表面或者晶圆内部于相邻晶粒之间切割形成纵横交错的多条切割线，然后裂片机台沿该切割线将晶圆劈裂形成多个独立的晶粒。现有技术中，划片机台和裂片机台分别独立作业，先后对晶圆进行划片和裂片处理。当晶圆经划片后，需人工将晶圆从划片机台取出并通过倒膜贴附于保护膜上，再转移至裂片机台进行裂片。此过程，需耗费一定的人力、生产材料如保护膜以及作业时间。
如图1所示的晶圆10的侧视图，h为晶圆10的厚度，h1和h2分别为晶圆10不同位置处的厚度，C为隐形切割线，d为切割线距离晶圆10上表面的距离，d1和d2分别为晶圆10在上述位置处切割线C距离晶圆10上表面的距离。晶圆10在隐形切割前通常需经研磨减薄，经减薄后的晶圆10不同位置处厚度h皆会有些微的不一致，例如h1与h2不等。在隐形切割时，激光聚焦在晶圆10的衬底内部形成多条切割线C。现有技术中，由于激光焦距固定不变，经隐形切割后，d1/h1不等于d2/h2。然而，裂片机台对晶圆10劈裂时，均施以相同的劈裂力度，则可能造成晶圆10无法被一次性劈裂，产生双晶等异常现象。
因此，为提高LED的生产效率、降低生产成本、提高生产质量，有必要提出一种将划片制程和裂片制程整合为一体，减少劈裂过程中异常的生产设备。
发明内容
为达到以上目的，本实用新型提供了一种划裂一体机，用于对晶圆进行同时划片和裂片作业，包括：放置晶圆的一水平移动和旋转的工件台，两左右相对移动的劈裂台，位于所述晶圆正上方的一劈刀，位于所述劈刀一侧的第一图像获取装置，其中，所述劈刀另一侧设置一测量晶圆厚度的厚度测量装置；所述晶圆下方与所述劈刀相对设置一激光系统；所述激光装置侧边设置气体吹扫装置和第二图像获取装置。
优选地，所述激光系统为变焦激光系统。
优选地，所述两劈裂台相对移动设定距离后，上端具有一间隙，中间具有一腔体，所述激光系统位于所述腔体内。
优选地，所述厚度测量装置为红外测厚仪或机械接触式测厚仪。
优选地，所述第一图像获取装置为自动光学检测装置（AutomaticOpticInspection，简称AOI）。
优选地，所述第二图像获取装置为电荷耦合元件。
优选地，所述第二图像获取装置侧边设置用于照明的光源。
优选地，所述光源为红外线光源。
优选地，所述气体吹扫装置为惰性气体吹扫装置。
本实用新型至少具有以下有益效果：该一体机将对晶圆进行隐形切割的激光系统和劈裂使用的劈刀分别设置于晶圆下方和上方，实现划片和裂片的同时作业，节省晶圆由划片机台向裂片机台转移时的人力消耗以及生产材料的浪费，减少作业时间，提高生产效率。同时，根据晶圆厚度差异采用变焦激光系统进行隐形切割，减少劈裂进程中的异常现象，提高晶粒质量。
附图说明
图1为现有技术中经隐形切割后晶圆侧视图。
图2为本实用新型之一体机侧视结构示意图。
图3为本实用新型之晶圆俯视图一。
图4为本实用新型之一体机俯视结构示意图。
图5为本实用新型之隐形切割后晶圆侧视图。
图6为本实用新型之晶圆俯视图二。
附图标注：10.晶圆；11.夹具；12.测试点；13.晶粒；20.工作台；30.劈裂台；31.间隙；32.腔体；40.劈刀；50.第一图像获取装置；60.厚度测量装置；70.激光系统；80.第二图像获取装置；90.光源；100.气体吹扫装置；C（C’）.切割线。
具体实施方式
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
参看附图2，本实用新型提供一种划裂一体机，适于将晶圆10分割成若干个晶粒，其包括放置晶圆10的可进行水平移动和旋转的工作台20，两左右相对移动的劈裂台30，位于晶圆10正上方的劈刀40，位于劈刀40一侧的第一图像获取装置50，位于劈刀40另一侧的测量晶圆10厚度的厚度测量装置60，位于晶圆10下方与劈刀40相对设置的激光系统70，位于激光系统70侧边的第二图像获取装置80、光源90以及气体吹扫装置100。
继续参看附图2，其中，两劈裂台30相对移动设定距离后，上端具有一间隙31，中心形成一腔体32，劈刀40正对该两劈裂台30的间隙31的中心线，激光系统70、第二图像获取装置80、光源90和气体吹扫装置100均位于腔体32内。晶圆10具有相对的正面和背面，其正面覆盖保护膜，背面粘附有蓝膜或白膜，并通过一夹具11固定在工件台20上。第一图像获取装置50为AOI，用于从晶圆10的正面获取其图像并计算每一次劈裂后获得的每一列晶粒的良率，以监控劈刀40的劈裂进程，当良率较低，例如低于95%时，一体机即停止作业或者发出报警。光源90设置于第二图形获取装置80的侧边，其为红外线光源，在激光系统70作业时，为第二图像获取装置80提供照明环境；第二图像获取装置80为电荷耦合元件，用于从晶圆10的背面获取其图像，并监控激光系统70的隐形切割进程；激光系统70优选变焦激光系统对晶圆10进行隐形切割。气体吹扫装置100为惰性气体吹扫装置，吹扫激光系统70上的杂质，防止裂片时产生的晶圆碎屑污染激光系统70，其中，惰性气体可采用氮气、氦气、氩气等。
参看附图3，厚度测量装置60为红外测厚仪或者机械接触式测厚仪，本实施例优选红外测厚仪，其通过向晶圆10表面发出红外线，测量测试点12处的晶圆10厚度，本实施例优选5个对称分布的测试点12。
参看附图4，晶圆10正面分布若干个晶粒13，工作台20通过水平移动和旋转调整晶圆10的位置，使劈刀40、激光系统70发出的激光（如附图2中的箭头所示）以及劈裂台30间隙31中线均与相邻晶粒13间隙的中线对准，以便于后续的激光划片和裂片操作。激光系统70从晶圆10的正面或者背面对其进行隐形切割，为避免对晶圆10正面晶粒13的损伤，本实施例优选从晶圆10背面进行隐形切割。根据厚度测量装置60测量的晶圆10表面测试点12处的厚度数据，激光系统70改变焦距进行隐形切割。
参看附图5，经隐形切割后产生的切割线C’距离晶圆10上表面的距离d1’和d2’占相应位置处晶圆10的厚度h1’和h2’比例相同，该比值可根据晶圆10衬底材料的不同而变化，范围为1/2~2/3。本实用新型产生的切割线C’在后续的裂片进程中，当施以相同的劈裂力度时，可更好地将晶圆10一次性劈裂，减少劈裂中的异常，提高晶粒质量。
该一体机具体作业时，参看附图6，变焦激光系统70首先于X轴方向沿第一行和第二行相邻晶粒13之间的间隙中线从晶圆10背面进行隐形切割，形成第一条切割线C’，随后劈刀40于晶圆10的正面沿该第一条切割线C’进行劈裂，同时AOI50计算劈裂后晶粒的良率，及时监控劈裂进程；然后，变焦激光系统70和劈刀40先后配合作业将X轴方向的晶圆10劈裂完成后，工作台20旋转90°，使变焦激光系统70和劈刀40再沿Y轴方向劈裂晶圆10。
该一体机将晶圆的划片和裂片同时作业，节省了晶圆在转移过程中的人力消耗以及生产材料的浪费，减少了作业时间，提高了生产效率。同时，采用变焦激光系统根据晶圆厚度进行隐形切割，使不同位置处切割线距离晶圆上或下表面的距离占该位置处晶圆的厚度比例相同，可减少劈裂中的异常，提高晶粒质量。
应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种划裂一体机，用于对晶圆同时进行划片和裂片作业，包括：放置晶圆的一水平移动和旋转的工件台，两左右相对移动的劈裂台，位于所述晶圆正上方的一劈刀，位于所述劈刀一侧的第一图像获取装置，所述劈刀另一侧设置一测量晶圆厚度的厚度测量装置；所述晶圆下方与所述劈刀相对设置一激光系统；所述激光系统侧边设置一气体吹扫装置和第二图像获取装置。
2.根据权利要求1所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述激光系统为变焦激光系统。
3.根据权利要求1所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述两劈裂台相对移动设定距离后，上端具有一间隙，中间具有一腔体，所述激光系统位于所述腔体内。
4.根据权利要求1所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述厚度测量装置为红外测厚仪或机械接触式测厚仪。
5.根据权利要求1所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述第一图像获取装置为自动光学检测装置。
6.根据权利要求1所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述第二图像获取装置为电荷耦合元件。
7.根据权利要求1所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述第二图像获取装置侧边设有用于照明的光源。
8.根据权利要求7所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述光源为红外光源。
9.根据权利要求1所述的一种划裂一体机，其特征在于：所述气体吹扫装置为惰性气体吹扫装置。
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