CN219561800U - 一种晶圆振镜激光扫描模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆振镜激光扫描模组，包括激光装置、作业平台装置、CCD装置激光装设有一能够驱动移动的载盘组件；作业平台装置位于作业平台装置的上方，配置为与工件进行激光雕刻；CCD装置设于激光装置的工作端并与其同步，配置为对工件进行定位。采用二维振镜扫描和远心场镜成焦的方式进行激光划片，划片时，由扫描系统带动激光束偏转和远心场镜成焦，形成划片轨迹，动态加速度不低于10G，轨迹运动不低于7000MM/S，可以大大提高划片速度，可将一次划片，分割成多层扫描划片，即分层激光划片，输入能量可降低2‑50倍，极大地减少了激光炸裂直径，即微裂纹可缩小至2‑50分之一，降低晶粒的电性能损伤。

Description

一种晶圆振镜激光扫描模组

技术领域

本实用新型涉及晶元加工设备技术领域，特别涉及一种晶圆振镜激光扫描模组。

背景技术

现有的激光划片机，采用直线电机作为驱动单元。直线电机单次运动，匹配激光功率划片，一次划片至可以满足裂片要求刻蚀深度，输入功率大，激光炸裂点直径大，会影响晶粒裂片后，边缘的缘裂纹深度和影响电性能。

直线电机的负载包括多个重载部件，同时晶圆直线划片距离短(小于12英寸)，直线电机运动受加减速影响，划片速度一般小于500mm/s。

因此，现有的激光划片机划片速度慢，不适宜采用多次分层的划片工艺，否则会严重影响加工速度。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种晶圆振镜激光扫描模组，包括

激光装置，包括一能够驱动移动的载盘组件；

作业平台装置，位于作业平台装置的上方，配置为与工件进行激光雕刻；

CCD装置，设于激光装置的工作端并与其同步，配置为对工件进行定位，

在作业平台装置的驱动下，激光装置对工件进行多层扫描划片。

在一些实施方式中，激光装置包括激光器、第一光路组件、第二光路组件、二维振镜扫描成焦装置；

第一光路组件设于的激光器的出射端，二维振镜扫描成焦装置设于第二光路组件的出射端，二维振镜扫描成焦装置的出射端设有远心场镜；第一光路组件、第二光路组件连通。

由此，激光装置的光路为：激光器-第一光路组件-第二光路组件-二维振镜扫描成焦装置-远心场镜。

在一些实施方式中，激光装置还包括第七驱动组件、伸缩光路组件，第二光路组件设于第七驱动组件的驱动端，第一光路组件、第二光路组件通过伸缩光路组件连通。

由此，激光装置中，第七驱动组件能够驱动二维振镜扫描成焦装置上下移动，从而调整与工件的距离；第一光路组件、第二光路组件之间以伸缩光路组件连接，不影响升降。

在一些实施方式中，激光装置还包括吸尘组件，吸尘组件包括吸尘罩，吸尘罩设置在激光装置的工作端的正下方。

由此，工作时，作业平台装置驱动，使盘体位于吸尘罩的正下方并与吸尘罩衔接，在激光雕刻的过程中，吸尘装置吸走工件上的灰尘。

在一些实施方式中，CCD装置包括光源、相机，光源、相机设于第七驱动组件的驱动端且位于二维振镜扫描成焦装置的一侧，相机位于光源的上方。

由此，CCD装置由上述结构组成。

在一些实施方式中，作业平台装置包括第五驱动组件、第一滑动板、第六驱动组件、第二滑动板；第一滑动板设于第五驱动组件的驱动端，第六驱动组件设于第一滑动板上，第二滑动板设于第六驱动组件的驱动端，载盘组件设于第二滑动板上；

第五驱动组件、第六驱动组件相互垂直分布，第五驱动组件、第六驱动组件均为水平驱动。

由此，作业平台装置中，载盘组件能够在第五驱动组件、第六驱动组件的驱动下在平面内移动。

在一些实施方式中，作业平台装置还包括旋转驱动组件，旋转驱动组件设于第二滑动板上，载盘组件通过旋转驱动组件设于第二滑动板上。

由此，作业平台装置中，载盘组件能够在旋转驱动组件的驱动下旋转。

在一些实施方式中，载盘包括第二负压元件、盘体，盘体的上端面设有第二负压孔，第二负压元件设于盘体的侧壁且与盘体的第二负压孔连通。

由此，盘体通过第二负压孔、第二负压元件对工件进行吸附，放置其脱离。

本实用新型的有益效果的具体体现为：采用二维振镜扫描和远心场镜成焦的方式进行激光划片，划片时，由扫描系统带动激光束偏转和远心场镜成焦，形成划片轨迹，动态加速度不低于10G，轨迹运动不低于7000MM/S，可以大大提高划片速度，可将一次划片，分割成多层扫描划片，即分层激光划片，输入能量可降低2-50倍，极大地减少了激光炸裂直径，即微裂纹可缩小至2-50分之一，降低晶粒的电性能损伤。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的全自动分层激光划片设备的的立体结构示意图。

图2为图1所示全自动分层激光划片设备的俯视结构示意图。

图3为图1所示全自动分层激光划片设备中进料部分模组的立体结构示意图。

图4为图1所示全自动分层激光划片设备中供料装置的立体结构示意图。

图5为图1所示全自动分层激光划片设备中进料装置的立体结构示意图。

图6为图1所示全自动分层激光划片设备中作业部分模组的立体结构示意图。

图7为图1所示全自动分层激光划片设备中出料部分模组的立体结构示意图。

图8为图1所示全自动分层激光划片设备中的工艺的平面结构示意图。

图中标号：000-机台、100-供料装置、110-储料机构、111-第一驱动组件、112-存料架、1121-插槽、120-取料机构、121-第二驱动组件、122-叉盘组件、1221-安装板、1222-叉盘、1222-第一负压元件、130-支撑机构、131-第十驱动组件、132-皮带组件、200-进料装置、210-第三驱动组件、220-第四驱动组件、230-吸盘机构、300-作业平台装置、310-载盘组件、320-第五驱动组件、330-第一滑动板、340-第六驱动组件、350-第二滑动板、360-旋转驱动组件、301-避空部、400-激光装置、410-激光器、420-第一光路组件、430-伸缩光路组件、440-第二光路组件、450-二维振镜扫描成焦装置、460-第七驱动组件、470-吸尘组件、471-吸尘罩、480-远心场镜、500-CCD装置、510-光源、520-相机、600-出料装置、700-码垛装置、800-毛刷清理装置、810-第九驱动组件、820-刷杆。

具体实施方式

一种晶圆振镜激光扫描模组主要由激光装置、作业平台装置、CCD装置组成，本实施例将晶圆振镜激光扫描模组应用至激光划片设备中，下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的图1-2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的全自动分层激光划片设备。如图所示，该装置包括机台000、供料装置100、作业平台装置300、进料装置200、激光装置400、CCD装置500、出料装置600、码垛装置700以及毛刷清理装置800，供料装置100、作业平台装置300、进料装置200、激光装置400、CCD装置500、出料装置600、码垛装置700以及毛刷清理装置800均设于机台000上。

结合图1-2，为更好地对本实施例中的各个部件进行说明，采用X、Y、Z轴三维概念对本实施例进行详细说明。以进料装置200的进料驱动方向为X轴，垂直于X轴的纵向为Y轴，垂直X轴的竖直方向为Z轴。X轴与Y轴组成的平面为XY平面，X轴与Z轴组成的平面为XZ平面，Y轴与Z轴组成的平面为YZ平面。而且，结合附图1-2，以箭头方向为正向，对本说明书中的前、后、左、右、上、下方位进行进行说明：Y轴的正向为前方位，反之则为后方位；Z轴的正向为上方位，反之则为下方位；X轴的正向为右侧方位，反之则为左侧方位。

结合图1-2，供料装置100位于机台000的端面最左侧的位置，作业平台装置300设于供料装置100的右侧，进料装置200位于供料装置100、作业平台装置300之间，码垛装置700设于供料装置100的前侧，出料装置600位于码垛装置700、作业平台装置300之间，毛刷清理装置800设于出料装置600、作业平台装置300的之间。

供料装置100配置为提供工件；进料装置200配置位于将工件输入载盘组件310的盘体中，激光装置400配置为与工件进行激光雕刻；CCD装置500配置为对工件的上表面进行定位。作业平台装置300包括一能够驱动移动的载盘组件310，载盘组件310设有透明的盘体，盘体为石英。

结合图1-2，供料装置100、进料装置200组成为进料部分模组，出料装置600、码垛装置700组成为出料部分模组，作业平台装置300、激光装置400、CCD装置500组成为作业部分模组；

进料部分模组、出料部分模组沿X轴对称分布，而作业部分模组位于进料部分模组、出料部分模组共同的右侧方位，这种布局能够最大化地缩小本设备的占用空间，而且能够将工件的运输时间最小化，能够提高工作效率。

本设备中，由供料装置100负责提供工件，提供工件后，工件被进料装置200输入作业平装置的载盘组件310中，工件在载盘组件310上进行激光加工。本实用新型采用二维振镜扫描成焦装置450和远心场镜480成焦的方式进行激光划片，划片时，由二维振镜扫描成焦装置450带动激光束偏转和远心场镜480成焦，形成划片轨迹，动态加速度不低于10G，轨迹运动不低于7000MM/S，可以大大提高划片速度，可将一次划片，分割成多层扫描划片，即分层激光划片，输入能量可降低2-50倍，极大地减少了激光炸裂直径，即微裂纹可缩小至2-50分之一，降低晶粒的电性能损伤。

结合图3-4，供料装置100包括储料机构110、取料机构120，取料机构120设于储料机构110的右侧，储料机构110上放置有若干工件。

结合图3-4，储料机构110包括第一驱动组件111、存料架112；第一驱动组件111安装在机台000上，存料架112设于第一驱动组件111的驱动端。本实施例中，第一驱动组件111为直线电机驱动组件，其的驱动方向为Z轴，即能够驱动储料架升降移动。存料架112上有若干用于放置工件的插槽1121，若干插槽1121竖直阵列分布，插槽1121均设置有插入工件的槽口。

结合图3-4，取料机构120包括第二驱动组件121、叉盘组件122；叉盘组件122设于第二驱动组件121的驱动端，第二驱动组件121能够驱动叉盘组件122插入或远离插槽1121；本实施例中，第二驱动组件121为直线电机驱动组件，其的驱动方向为X轴，即能够驱动叉盘组件122左右移动。

叉盘组件122包括安装板1221、叉盘1222，叉盘1222、第一负压元件1222均设于安装板1221上，叉盘1222上设有第一负压孔，第一负压孔、第一负压元件1222连通。

结合图3-4，支撑机构130包括第十驱动组件131、皮带组件132，皮带组件132设于第十驱动组件131的驱动端，第十驱动组件131能够驱动皮带组件132升降移动。皮带组件132由安装架以及两个皮带合件组成，两个皮带合件对称地设于安装架上；皮带合件的皮带具有弹力，能够与晶元产生软接触，避免晶元在输送过程产生擦伤。叉盘组件122位于两个皮带合件(支撑机构130的工作端)之间。

供料装置100由储料机构110、取料机构120、支撑机构130组成，供料装置100的工作过程中：第二驱动组件121驱动叉盘组件122的工作端(即插盘)插入存料架112的插槽1121中，第一负压元件1222启动，叉盘1222吸附工件；第二驱动组件121反驱动，叉盘1222将工件插槽1121中拉出，工件位于叉盘1222上；第十驱动组驱动皮带组件132上升，皮带组件132将工件顶升，工件远离叉盘1222工件落入皮带组件132上，完成取料。在完成每个取件动作后，第一驱动组件111能够驱动存料架112竖直运动，从而使得下一个插槽1121内工件进入取料机构120的工作端。

结合图3和5，进料装置200包括第三驱动组件210、第四驱动组件220以及吸盘机构230。第四驱动件通过机台000端面的安装架上，第四驱动组件220设于第三驱动组件210的驱动端，吸盘机构230设于第四驱动组件220的驱动端。

本实施例中，第三驱动组件210、第四驱动组件220为直线电机驱动组件。其中，第三驱动组件210的驱动方向为供料装置100、作业平台装置300之间的连线，即X轴；第四驱动组件220的驱动方向为竖直方向，即Z轴。

进料装置200中，第三驱动组件210负责横向输送，第四驱动组件220负责竖直方向靠近与原理，其工作过程中：第四驱动组件220驱动吸盘机构230从竖直方向上靠近供料装置100的出料端的工件；吸盘机构230对工件行吸取，第四驱动组件220反向驱动；第三驱动组件210驱动吸盘机构230从横向方向上靠近加工平台装置，并停止于盘体的上方；第四驱动组件220驱动吸盘机构230从竖直方向上靠近盘体，吸盘机构230件工件释放在盘体上。

结合图6，作业平台装置300包括第五驱动组件320、第一滑动板330、第六驱动组件340、第二滑动板350、旋转驱动组件360。第一滑动板330设于第五驱动组件320的驱动端，第六驱动组件340设于第一滑动板330上，第二滑动板350设于第六驱动组件340的驱动端，旋转驱动组件360设于第二滑动板350上，载盘组件310设于旋转驱动组件360驱动端。载盘组件310包括固定环、第二负压元件、盘体，盘体通过固定环安装在旋转驱动组件360上，盘体设有第二负压孔，第二负压元件设于固定环上且与盘体的第二负压孔连通。

本实施例中，第五驱动组件320、第六驱动组件340相互垂直分布，第五驱动组件320、第六驱动组件340均为水平驱动。第五驱动组件320、第六驱动组件340为直线电机驱动组件。其中，第五驱动组件320的驱动方向为横向，即X轴；第五驱动组件320的驱动方向为纵向，即Y轴。旋转驱动组件360为中空电机转动平台。

作业平台装置300中，盘体能够在第五驱动组件320、第六驱动组件340的驱动下在平面内移动，旋转驱动组件360则驱动盘体在Z轴的周旋方向旋转。

结合图6，激光装置400包括激光器410、第一光路组件420、第七驱动组件460、第二光路组件440、二维振镜扫描成焦装置450以及伸缩光路组件430。第七驱动组件460设于机台000上，本实施例中，第五驱动组件320为直线电机驱动组件，其驱动方向为竖直方向，即Z轴。激光器410设于机台000上，第一光路组件420设于的激光器410的出射端，第二光路组件440设于第七驱动组件460的驱动端，二维振镜扫描成焦装置450设于第二光路组件440的出射端,二维振镜扫描成焦装置450的出射端设有远心场镜480；第一光路组件420、第二光路组件440通过伸缩光路组件430连接，伸缩光路组件430为三节伸缩光路组件430。激光装置400的光路为：激光器410-第一光路组件420-伸缩光路组件430-第二光路组件440-二维振镜扫描成焦装置450。

激光装置400中，第七驱动组件460能够驱动二维振镜扫描成焦装置450上下移动，从而调整与工件的距离；第一光路组件420、第二光路组件440之间以伸缩光路组件430连接，不影响升降。

结合图6，激光装置400还包括吸尘组件470，吸尘组件470包括吸尘罩471，吸尘罩471设置在激光装置400的工作端的正下方。工作时，作业平台装置300驱动，使盘体位于吸尘罩471的正下方并与吸尘罩471衔接，在激光雕刻的过程中，吸尘装置吸走工件上的灰尘。

结合图6，CCD装置500包括光源510、相机520，光源510、相机520设于第七驱动组件460的驱动端且位于二维振镜扫描成焦装置450的一侧，相机520位于光源510的上方。CCD装置500由上述结构组成。

结合图7，码垛装置700位于供料装置100一侧，出料装置600位于码垛装置700、作业平台装置300之间，出料装置600配置位于将工件输入码垛装置700中。待工件加工完成后，出料装置600将工件输入码垛装置700中进行码垛储存。码垛装置700与供料装置100结构相同，运作方式相反；出料装置600与进料装置200结构相同，运作方式相反。

结合图7，毛刷清理装置800设于出料装置600、作业平台装置300之间,毛刷清理装置800包括第九驱动组件810、刷杆820。刷杆820设于第九驱动组件810的驱动端，第九驱动组件810为气缸，通过第九驱动组件810能够驱动刷杆820升降运动。工件加工完成后；作业平台装置300驱动盘体至毛刷清理装置800处进行清洁，清洁后，由出料装置600将工件输入码垛装置700中。

结合图8，本设备的具体工作工程如下：

S1、供料：供料装置100负责提供工件，储料机构110的存料架112放置有若干工件；取料机构120负责将存料架112的工件取出，

第二驱动组件121驱动叉盘组件122的工作端(即插盘)插入存料架112的插槽1121中，随后叉盘1222上第一负压元件1222启动从而对工件进行吸附；

第二驱动组件121反驱动，叉盘1222将工件插槽1121中取出，工件位于叉盘1222上；

第十驱动组驱动皮带组件132上升，皮带组件132将工件顶升，工件远离叉盘1222工件落入皮带组件132上；

完成取料。

(在完成每个取件动作后，第一驱动组件111能够驱动存料架112竖直运动，从而使得下一个插槽1121内工件进入取料机构120的工作端)

S2、进料：第四驱动组件220驱动吸盘机构230从竖直方向上靠近供料装置100的出料端(支撑机构130)的工件；吸盘机构230对工件行吸取，第四驱动组件220反向驱动；

第三驱动组件210驱动吸盘机构230从横向方向上靠近加工平台装置，并停止于盘体的上方；第四驱动组件220驱动吸盘机构230从竖直方向上靠近盘体，吸盘机构230件工件释放在盘体上。

S3、雕刻(结合图8)：作业平台装置300中，第五驱动组件320、第六驱动组件340联合驱动盘体进入防尘装置中；

CCD装置500对晶圆进行定位，首先，定位第一面切割位置，旋转驱动组件驱动旋转90度，定位第二面切割位置；

激光装置400启动，对晶圆进行雕刻；

二维振镜扫描成焦装置450切割第一面，Y轴驱动下一道切割沟槽；往复扫描切割，Y轴完成所有沟槽后，第一面切割完成，旋转驱动组件驱动旋转90度，切割第二面，过程同“第一面切割”步骤

S4、清理：第五驱动组件320、第六驱动组件340联合驱动盘体进入毛刷清理装置800的工作端，第五驱动组件320、第六驱动组件340驱动盘体移动配合毛刷，工件上粉尘刷走。

S5、出料：出料装置600将工件输入码垛装置700。

S6、码垛：码垛装置700将工件进行码垛储存。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，包括

激光装置(400)，包括一能够驱动移动的载盘组件(310)；

作业平台装置(300)，位于作业平台装置(300)的上方，配置为与工件进行激光雕刻；

CCD装置(500)，设于所述激光装置(400)的工作端并与其同步，配置为对工件进行定位，

在所述作业平台装置(300)的驱动下，所述激光装置(400)对工件进行多层扫描划片。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，所述激光装置(400)包括激光器(410)、第一光路组件(420)、第二光路组件(440)、二维振镜扫描成焦装置(450)；

所述第一光路组件(420)设于的激光器(410)的出射端，

所述二维振镜扫描成焦装置(450)设于第二光路组件(440)的出射端，

所述二维振镜扫描成焦装置(450)的出射端设有远心场镜(480)；第一光路组件(420)、第二光路组件(440)连通。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，所述激光装置(400)还包括第七驱动组件(460)、伸缩光路组件(430)，所述第二光路组件(440)设于第七驱动组件(460)的驱动端，所述第一光路组件(420)、第二光路组件(440)通过伸缩光路组件(430)连通。

4.根据权利要求2所述的一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，激光装置(400)还包括吸尘组件(470)，吸尘组件(470)包括吸尘罩(471)，吸尘罩(471)设置在激光装置(400)的工作端的正下方。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，所述CCD装置(500)包括光源(510)、相机(520)，所述光源(510)、相机(520)设于第七驱动组件(460)的驱动端且位于二维振镜扫描成焦装置(450)的一侧，所述相机(520)位于光源(510)的上方。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，所述作业平台装置(300)包括第五驱动组件(320)、第一滑动板(330)、第六驱动组件(340)、第二滑动板(350)；所述第一滑动板(330)设于第五驱动组件(320)的驱动端，所述第六驱动组件(340)设于第一滑动板(330)上，第二滑动板(350)设于第六驱动组件(340)的驱动端，所述载盘组件(310)设于第二滑动板(350)上；

所述第五驱动组件(320)、第六驱动组件(340)相互垂直分布，所述第五驱动组件(320)、第六驱动组件(340)均为水平驱动。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，所述作业平台装置(300)还包括旋转驱动组件(360)，所述旋转驱动组件(360)设于第二滑动板(350)上，所述载盘组件(310)通过旋转驱动组件(360)设于第二滑动板(350)上。

8.根据权利要求6所述的一种晶圆振镜激光扫描模组，其特征在于，所述载盘组件(310)包括第二负压元件、盘体，所述盘体的上端面设有第二负压孔，第二负压元件设于盘体的侧壁且与盘体的第二负压孔连通。