CN111872586A - 晶圆激光切割用的产品吸附装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶圆激光切割用的产品吸附装置，载台底座上开设有凹腔，照明光源安装于凹腔内，透明吸附载台置于载台底座上，透明吸附载台的外径上部设有台阶，透明吸附载台的外围配置有环形载台压块，上部具有与台阶相配的台肩，台肩压住台阶，通过螺丝将载台压块与载台底座连接，将透明吸附载台压住固定；透明吸附载台的外径与载台压块的内径之间间隙形成环形气腔，载台压块上开设与环形气腔连通的气道，载台压块与吸附载台的压合面上开设与环形气腔连通的导气槽，透明吸附载台的上表面分布有与环形气腔连通的吸附槽；载台压块的下端内孔设有环形槽，槽中嵌装密封圈，载台压块下端与透明吸附载台间密封；载台底座外沿设有吸附固定器。吸附均匀性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶圆激光切割用的产品吸附装置，属于激光加工设备技术领域。
背景技术
半导体晶圆经适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等流程在晶圆上完成数层电路及电子元件形成一个个晶粒，然后晶圆再经过激光切割开，分割成一颗颗单独的晶粒，将单个晶粒固定在芯片基座上，将晶粒上的引接线端与芯片基座底部的插脚相连，然后封装成为集成电路芯片。
因晶粒尺寸小，激光切割时需要有钢环载体及载台将产品固定住，钢环载体1作为产品搬运和加工时的载体，如图6、图7所示，膜12覆于钢环11底面上，产品13置于膜12上。定位后进行切割，为了保证切割的尺寸精度，加工过程中晶粒与载台不能有相对位移，因此对载台的平面度和吸附固定要求较高。
因此，需要设计一种晶圆切割加工时对产品吸附固定的产品吸附装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种晶圆激光切割用的产品吸附装置，对产品牢固吸附且吸附力均匀，满足吸附平面度要求，并解决影像系统无法精确定位的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
晶圆激光切割用的产品吸附装置，特点是：包含载台底座、透明吸附载台、载台压块以及照明光源，载台底座上开设有用于容纳照明光源的凹腔，照明光源安装于凹腔内，其上表面低于载台底座的上表面，透明吸附载台置于载台底座上，与照明光源正对，透明吸附载台的外径上部设有台阶，透明吸附载台的外围配置一环形的载台压块，载台压块具有与透明吸附载台的外径配合的内孔，上部具有与透明吸附载台的台阶相配的台肩，载台压块的台肩压住透明吸附载台的台阶，通过螺丝将载台压块与载台底座连接，将透明吸附载台压住固定；
透明吸附载台的外径与载台压块的内径间具有间隙，形成环形气腔，载台压块上开设有与环形气腔连通的气道，载台压块与吸附载台的压合面上沿径向开设有与环形气腔连通的导气槽，透明吸附载台的上表面分布有数道与环形气腔连通的吸附槽；
载台压块的下端内孔设有环形槽，环形槽中嵌装有密封圈，密封圈的外径与载台压块紧密接触，密封圈的内径与透明吸附载台紧密接触，使载台压块的下端与透明吸附载台之间密封；
载台底座的外沿沿周向分布有支座，支座上安装有吸附固定器。
进一步地，上述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其中，透明吸附载台的材质为石英玻璃。
进一步地，上述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其中，透明吸附载台上表面的平面度小于1微米。
进一步地，上述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其中，载台压块上沿径向开设与环形气腔连通的气道，气道外口安装有气接头一。
进一步地，上述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其中，载台压块上与环形气腔连通的气道位于环形槽之上。
进一步地，上述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其中，载台底座的外沿沿周向均匀分布有四只支座，每只支座上安装一吸附固定器。
进一步地，上述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其中，照明光源安装于载台底座的凹腔中心位置。
进一步地，上述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其中，照明光源为LED光源。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
①采用透明吸附载台，下方的载台底座凹腔内配置有照明光源，其组合配置，吸附载台透光，在加工产品背面打光，支持需要光源的影像对位系统，便于影像系统精确定位，解决产品背面打光的问题；
②石英玻璃吸附载台，吸附载台上表面分布数道细小的吸附槽，真空通过吸附槽对产品进行均匀吸附固定；石英玻璃受环境温度影响小，表面经研磨抛光可保证产品吸附的平面度，且石英玻璃具有优越的透光性；
③载台压块的台肩压住透明吸附载台的台阶，螺丝穿过螺丝孔将载台压块与载台底座连接，将透明吸附载台压住固定；如果透明吸附载台的上表面需要修复或者透明吸附载台需要整体更换，只需拆卸螺丝，更换透明吸附载台即可，拆装更换极为简便，且压合锁紧牢靠，稳定性佳，保证加工过程中晶粒与载台无相对位移；
④透明材质的吸附载台采用目前成熟的研磨抛光技术加工，平面度可达到1微米以内，装配后的综合平面度可控制在3微米以内，吸附均匀而且吸附力大，对于有翘曲变形的晶圆也能吸附平整，使其平整地贴合于吸附载台上表面，很好地控制激光加工焦点深度的一致性，显著提高激光加工晶圆的良率；
⑤本发明产品吸附装置的平面度高，受环境温度影响小，载台吸附力大，吸附均匀性好，较好满足晶圆切割设备的要求，可广泛应用于晶圆激光切割加工，亦可用于晶圆刀轮切割加工，为一实用的新设计。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明具体实施方式了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1：本发明产品吸附装置的轴测示意图；
图2：本发明产品吸附装置的俯视示意图；
图3：图2的A-A剖视示意图；
图4：图3的C部局部放大示意图；
图5：图2的B-B剖视示意图；
图6：钢环载体的分解结构示意图；
图7：钢环载体的轴测示意图；
图8：载台压块与载台底座的连接示意图；
图9：透明吸附载台的俯视示意图；
图10：透明吸附载台上吸附槽的结构示意图；
图11：载台压块的轴测示意图；
图12：载台压块的仰视示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1～5所示，晶圆激光切割用的产品吸附装置，包含载台底座5、透明吸附载台4、载台压块2以及照明光源6，透明吸附载台4的材质为石英玻璃，透明吸附载台4上表面的平面度小于1微米；载台底座5上开设有用于容纳照明光源6的凹腔，照明光源6安装于凹腔内，位于凹腔中心位置，照明光源6采用LED光源，其上表面低于载台底座5的上表面，透明吸附载台4置于载台底座5上，与照明光源6正对，透明吸附载台4的下表面与载台底座5的上表面紧密接触，透明吸附载台4的外径上部设有台阶，透明吸附载台4的外围配置一环形的载台压块2，载台压块2具有与透明吸附载台4的外径配合的内孔，上部具有与透明吸附载台4的台阶相配的台肩，载台压块2的台肩压住透明吸附载台4的台阶，螺丝穿过螺丝孔21将载台压块2与载台底座5连接，将透明吸附载台4压住固定，如图8；
透明吸附载台4的外径与载台压块2的内径具有间隙M，形成环形气腔，载台压块2上沿径向开设有与环形气腔连通的气道，载台压块2与吸附载台4的压合面上沿径向开设有与环形气腔连通的导气槽22，如图11～12；透明吸附载台4的上表面分布有数道与环形气腔连通的吸附槽41，如图9～10；气道外口安装有气接头一9；
载台压块2的下端内孔设有环形槽，环形槽位于载台压块2上径向气道之下，环形槽中嵌装有密封圈3，密封圈3的外径与载台压块2紧密接触，密封圈3的内径与透明吸附载台4紧密接触，使载台压块2的下端与透明吸附载台4之间密封，防止漏气；
载台底座5的外沿沿周向均匀分布有四只支座8，每只支座上安装一吸附固定器7，每只吸附固定器7上连接有气接头二10。
如图6～7，钢环载体1作为产品搬运和加工时的载体，膜12覆于钢环11底面上，产品13置于膜12上。
具体应用时，载台底座5安装在晶圆切割设备的运动平台上，钢环载体1放置于透明吸附载台4正上方，并使钢环载体1与透明吸附载台4的中心大致重合，启动吸附固定器7，吸附固定器7的吸嘴将钢环11吸附固定，然后开启产品吸附的真空，载台压块2的径向气道、透明吸附载台外径与载台压块内径之间间隙形成的环形气腔、导气槽22、透明吸附载台上吸附槽41构成真空气路，形成真空，使膜12上的产品13与透明吸附载台4的上表面紧密贴合，透明吸附载台4的上表面布满细微的吸附槽，使得真空吸附力均匀分布于产品的每个位置。
透明吸附载台4上表面的吸附槽吸附中间区域的膜及其产品，吸附固定器7吸附边缘区域的膜和钢环，保证吸附的平整度和一致性。
需要说明的是，本发明采用透明材料制作的吸附载台，并在载台底座5的凹腔内配置有照明光源6，其组合配置，便于影像系统精确定位，解决一些特殊产品背面打光的问题。
如果采用金属材料制作的吸附载台，则平面度不稳定，受环境温度影响大，环境温度变化，载台平面度也变化，影响切割尺寸精度，特别是激光切割由于激光聚焦的焦点深度很小，对吸附载台平面度比较敏感；如果采用多孔陶瓷制作的吸附载台，平面度稳定，对于有翘曲变形的晶圆无法吸附平整。尤为重要的是，上述两种类型材料制作的吸附载台均不透光，无法在加工产品背面打光，无法支持需要背面光源的影像对位系统。
而本发明采用石英玻璃制作吸附载台，吸附载台上表面分布数道细小的吸附槽，真空通过吸附槽对产品进行均匀吸附固定；石英玻璃受环境影响小，表面经研磨抛光可保证产品吸附的平面度，而且石英玻璃具有良好的透光性，在石英玻璃吸附载台的下方配置照明光源，解决影像对位系统需要在产品背面打光的问题。
还有，利用载台压块2的台肩压住透明吸附载台4的台阶，螺丝穿过螺丝孔21将载台压块2与载台底座5连接，将透明吸附载台4压住固定；如果透明吸附载台4的上表面需要修复或者透明吸附载台4需要整体更换，只需拆卸螺丝，更换透明吸附载台即可，拆装更换极为简便，且压合锁紧牢靠，稳定性佳，保证加工过程中晶粒与载台无相对位移。
透明吸附载台采用目前成熟的研磨抛光技术加工，平面度可达到1微米以内，装配后的综合平面度可控制在3微米以内，吸附均匀而且吸附力大，对于有翘曲变形的晶圆也能吸附平整，使其平整地贴合于吸附载台上表面，很好地控制激光加工焦点深度的一致性，提高激光加工晶圆的良率。
综上所述，本发明装置设计独特、结构新颖，石英玻璃制作的吸附载台，其平面度高，受环境温度影响小，载台吸附力大，吸附均匀性好，满足晶圆切割设备的要求，可广泛应用于晶圆激光切割加工，亦可用于晶圆刀轮切割加工。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (8)
1.晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：包含载台底座(5)、透明吸附载台(4)、载台压块(2)以及照明光源(6)，载台底座(5)上开设有用于容纳照明光源(6)的凹腔，照明光源(6)安装于凹腔内，其上表面低于载台底座(5)的上表面，透明吸附载台(4)置于载台底座(5)上，与照明光源(6)正对，透明吸附载台(4)的外径上部设有台阶，透明吸附载台(4)的外围配置一环形的载台压块(2)，载台压块(2)具有与透明吸附载台(4)的外径配合的内孔，上部具有与透明吸附载台(4)的台阶相配的台肩，载台压块(2)的台肩压住透明吸附载台(4)的台阶，通过螺丝将载台压块(2)与载台底座(5)连接，将透明吸附载台(4)压住固定；
透明吸附载台(4)的外径与载台压块(2)的内径间具有间隙(M)，形成环形气腔，载台压块(2)上开设有与环形气腔连通的气道，载台压块(2)与吸附载台(4)的压合面上沿径向开设有与环形气腔连通的导气槽(22)，透明吸附载台(4)的上表面分布有数道与环形气腔连通的吸附槽(41)；
载台压块(2)的下端内孔设有环形槽，环形槽中嵌装有密封圈(3)，密封圈(3)的外径与载台压块(2)紧密接触，密封圈(3)的内径与透明吸附载台(4)紧密接触，使载台压块(2)的下端与透明吸附载台(4)之间密封；
载台底座(5)的外沿沿周向分布有支座(8)，支座(8)上安装有吸附固定器(7)。
2.根据权利要求1所述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：透明吸附载台(4)的材质为石英玻璃。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：透明吸附载台(4)上表面的平面度小于1微米。
4.根据权利要求1所述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：载台压块(2)上沿径向开设与环形气腔连通的气道，气道外口安装有气接头一(9)。
5.根据权利要求1所述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：载台压块(2)上与环形气腔连通的气道位于环形槽之上。
6.根据权利要求1所述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：载台底座(5)的外沿沿周向均匀分布有四只支座，每只支座上安装一吸附固定器。
7.根据权利要求1所述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：照明光源(6)安装于载台底座(5)的凹腔中心位置。
8.根据权利要求1或7所述的晶圆激光切割用的产品吸附装置，其特征在于：照明光源(6)为LED光源。
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