本发明涉及半导体加工,尤其涉及一种多功能晶圆皮秒激光处理装置及其使用方法。
背景技术:
1、在半导体生产中,晶圆的形状通常为圆形,晶圆边缘大致呈直角,导致晶圆边缘存在尖锐的棱角,容易损伤晶圆边缘,造成崩边、痕迹、划伤等品质问题,影响后续生产工艺与产品质量。因此,在半导体生产过程中,通常对晶圆边缘进行倒角处理。倒角过程不仅能使晶圆边缘光滑、减少损伤和痕迹,还能提高芯片的稳定性和可靠性。为了提高倒角的精度,部分企业采用激光对边缘处进行切割倒角。但是,一次激光倒角动作只能处理晶圆的顶部,下方的倒角则需要人工翻转,这使得加工效率降低,并且不便于对晶圆的定位缺口进行倒角。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在一种激光倒角动作,只能够对晶圆的顶部倒角,而下方的倒角需要人工翻转,使得加工效率降低,并且不便于对晶圆的定位缺口进行倒角的缺点,而提出的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置及其使用方法。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
3、一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,包括工作台,所述工作台的顶部四角位置均贯穿固设有第一电动推杆,四个所述第一电动推杆的顶部固定设有同一个升降台,所述升降台的顶部滑动设有移动台,所述移动台的顶部贯穿转动设有两个第一转动轴,所述第一转动轴的顶部固定设有料台,所述料台上设有用于对晶圆进行固定的多个第一吸盘,所述升降台的顶部滑动设有两个滑动台,所述滑动台的顶部固定设有第一电机,所述第一电机的输出端与相对应的第一转动轴固定连接,用于带动晶圆旋转升降;
4、支撑架,所述支撑架固定设在工作台的顶部,所述支撑架的底部固定设有两个激光器,用于对晶圆倒角;
5、翻转机构,设置在移动台上,用于将右侧料台上的晶圆翻转至左侧的料台上,实现对晶圆的正反面倒角;
6、两组自调节机构,设置在升降台上,与相对应的第一转动轴配合使用,用于带动晶圆移动,配合激光器对晶圆的缺口处倒角;
7、定位组件,设置在右侧的料台的下方,用于对晶圆定位。
8、在一种可能的设计中,所述翻转机构包括贯穿固定设在移动台顶部的第二电动推杆,所述移动台的顶部贯穿滑动设有第一导向杆,所述第二电动推杆的输出端和第一导向杆的顶端固定设有同一个升降架,所述升降架的底部固定设有第二电机,所述升降台的顶部开设有与升降台相对应的矩形孔,所述升降架的顶部转动设有转动框,所述第二电机的输出端与转动框固定连接,所述转动框的一侧设有翻转架,所述翻转架的顶部开设有与料台相对应的开口,所述翻转架的正反面均设有多个用于对晶圆吸附的第二吸盘,用于带动翻转架旋转移动。
9、在一种可能的设计中,所述转动框的顶部贯穿转动设有固定杆,所述固定杆的顶端与支撑架贯穿滑动连接,所述转动框的一侧贯穿转动设有第二转动轴,所述翻转架固定设在第二转动轴上,所述第二转动轴和固定杆上均固定套设有相啮合的锥齿轮,在翻转架围绕第二电机转动时,会发生自转,能够对晶圆翻转。
10、在一种可能的设计中,所述自调节机构包括转动设在移动台顶部的第一转动柱,所述移动台的顶部开设有腰形孔,所述腰形孔的内设有第二转动柱,所述移动台的顶部转动设有第三转动柱,所述第三转动柱的顶部固定设有与第一转动轴相抵触的模具盘,所述第一转动柱、第二转动柱、第三转动柱和第一转动轴的外壁均套设有同步轮,多个所述同步轮的外壁传动连接有同一个双面同步带,所述腰形孔内设有第二拉簧,所述第二拉簧的两端分别与第二转动柱的外壁和腰形孔的内壁固定连接,形成张紧机构,用于带动模具盘反向转动,在第一转动轴转动时,能够通过模具盘带动第一转动轴移动,而上方的晶圆会一同移动,配合激光器对缺口处倒角,所述升降台的顶部固定设有固定条,所述固定条与相对应的滑动台之间固定设有多个第一拉簧,用于带动第一转动轴抵触在模具盘的外壁。
11、在一种可能的设计中,所述定位组件包括套设在第一转动轴上的套杆,所述套杆的外壁套设有套环,所述套环贯穿转动设在移动台上,所述套环的外壁固定套设有转动盘,所述转动盘的顶部开设有多个第一导向槽,所述第一导向槽内设有限位杆,所述移动台的顶部开设有与限位杆相对应的第二导向槽,所述限位杆的底端滑动设在第二导向槽内,在转动盘转动时限位杆能够同时在第一导向槽和第二导向槽内移动,从而能够相互靠近对晶圆定位。
12、在一种可能的设计中,所述套环的外壁套设有扭簧,所述扭簧的两端分别与转动盘和移动台的相互靠近一侧固定连接,用于带动转动盘复位转动。
13、在一种可能的设计中,所述第一导向槽呈弧形设定,所述第二导向槽呈直线型。
14、在一种可能的设计中,其中一个所述限位杆的外壁固定设有与晶圆缺口相对应的限位板,用于对缺口方向定位。
15、在一种可能的设计中,所述转动盘上设有手柄。
16、一种多功能晶圆皮秒激光处理装置的使用方法,包括以下步骤:
17、s1、晶圆定位与固定:
18、将晶圆放在右侧料台上,缺口与限位板对应。
19、转动转动盘,限位杆靠近定位晶圆。
20、启动第一吸盘,吸附固定晶圆。
21、s2、晶圆旋转与倒角:
22、启动第一电动推杆,升降台上升,激光器光线对准倒角位置。
23、启动第一电机,第一转动轴转动,带动料台和晶圆旋转。
24、激光器对旋转的晶圆进行倒角处理。
25、s3、模具盘转动与缺口倒角:
26、第一转动轴转动,通过同步轮和双面同步带带动第三转动柱反向转动。
27、第三转动柱带动模具盘转动。
28、模具盘缺口与第一转动轴对应时,滑动台在第一拉簧作用下右移,带动晶圆缺口靠近激光器光线,进行缺口倒角。
29、s4、晶圆翻面与准备:
30、倒角完成后,第一电动推杆复位升降台。
31、启动第二电动推杆,升降架上升。
32、启动第二电机,转动框转动,通过第二转动轴带动翻转架转动至右侧料台上。
33、翻转架自转实现晶圆翻面。
34、第二电动推杆缩回,第二吸盘吸附固定晶圆。
35、s5、晶圆位置交换与继续处理:
36、通过s4方法,将已倒角晶圆移至左侧料台。
37、放未处理晶圆至右侧料台,继续倒角处理。
38、有益效果:
39、本发明中,所述一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,通过设计独特的定位组件,实现了晶圆的高效精确定位,套杆、套环及转动盘的结构组合,使得在晶圆放置过程中,能够通过转动盘上的第一导向槽与移动台上的第二导向槽相互配合,引导限位杆精准移动,从而确保晶圆在水平及垂直方向上的精确对齐,显著提升了定位精度和处理效率;
40、本发明中,所述一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,通过增设的限位板设计,能够针对晶圆上的特定缺口进行方向定位,实现了晶圆放置方向的智能化识别与校正,这对于需要严格控制晶圆方向的激光处理工艺尤为重要,能够有效避免因方向错误导致的加工质量问题,提升了产品的成品率和一致性,还能够确保倒角的完整性,避免缺口处处理不到;
41、本发明中,所述一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,通过独特的自调节机构设计,实现了晶圆在处理过程中的自适应调节与精准定位,当第一转动轴带动晶圆旋转时,模具盘能够灵活地根据晶圆的位置和形状,通过同步轮和双面同步带的传动,自动调整晶圆的位置,确保晶圆缺口处与激光器精确对齐,从而进行高质量的倒角处理;
42、本发明中,所述一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,通过翻转机构的设计使得晶圆的正反面倒角操作变得简单快捷,通过第二电机驱动翻转架旋转,并利用第二吸盘对晶圆进行吸附固定,实现了晶圆的自动翻转,这一设计不仅减轻了操作人员的劳动强度,还提高了操作的安全性,避免了人工翻转过程中可能出现的误操作和伤害风险;
43、本发明中,集成了晶圆旋转升降、翻转、自调节移动及精确定位等多种功能于一体,实现了晶圆处理流程的自动化和连续化,通过第一电动推杆和第二电动推杆的精确控制,以及第一电机和第二电机的驱动,能够高效地完成晶圆的旋转、升降、翻转等操作,显著提高了生产效率和灵活性。
1.一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,包括工作台(1),所述工作台(1)的顶部四角位置均贯穿固设有第一电动推杆(2),四个所述第一电动推杆(2)的顶部固定设有同一个升降台(3),所述升降台(3)的顶部滑动设有移动台(4),所述移动台(4)的顶部贯穿转动设有两个第一转动轴(26),所述第一转动轴(26)的顶部固定设有料台(5),所述料台(5)上设有用于对晶圆进行固定的多个第一吸盘(6),所述升降台(3)的顶部滑动设有两个滑动台(10),所述滑动台(10)的顶部固定设有第一电机(11),所述第一电机(11)的输出端与相对应的第一转动轴(26)固定连接,用于带动晶圆旋转升降;
2.根据权利要求1所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,所述翻转机构包括贯穿固定设在移动台(4)顶部的第二电动推杆(30),所述移动台(4)的顶部贯穿滑动设有第一导向杆(31),所述第二电动推杆(30)的输出端和第一导向杆(31)的顶端固定设有同一个升降架(32),所述升降架(32)的底部固定设有第二电机(33),所述升降台(3)的顶部开设有与升降台(3)相对应的矩形孔,所述升降架(32)的顶部转动设有转动框(34),所述第二电机(33)的输出端与转动框(34)固定连接,所述转动框(34)的一侧设有翻转架(36),所述翻转架(36)的顶部开设有与料台(5)相对应的开口(38),所述翻转架(36)的正反面均设有多个用于对晶圆吸附的第二吸盘(37),用于带动翻转架(36)旋转移动。
3.根据权利要求2所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,所述转动框(34)的顶部贯穿转动设有固定杆(39),所述固定杆(39)的顶端与支撑架(7)贯穿滑动连接,所述转动框(34)的一侧贯穿转动设有第二转动轴(35),所述翻转架(36)固定设在第二转动轴(35)上,所述第二转动轴(35)和固定杆(39)上均固定套设有相啮合的锥齿轮(40),在翻转架(36)围绕第二电机(33)转动时,会发生自转,能够对晶圆翻转。
4.根据权利要求1所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,所述自调节机构包括转动设在移动台(4)顶部的第一转动柱(19),所述移动台(4)的顶部开设有腰形孔(20),所述腰形孔(20)的内设有第二转动柱(21),所述移动台(4)的顶部转动设有第三转动柱(22),所述第三转动柱(22)的顶部固定设有与第一转动轴(26)相抵触的模具盘(25),所述第一转动柱(19)、第二转动柱(21)、第三转动柱(22)和第一转动轴(26)的外壁均套设有同步轮(27),多个所述同步轮(27)的外壁传动连接有同一个双面同步带(28),所述腰形孔(20)内设有第二拉簧(29),所述第二拉簧(29)的两端分别与第二转动柱(21)的外壁和腰形孔(20)的内壁固定连接,形成张紧机构,用于带动模具盘(25)反向转动,在第一转动轴(26)转动时,能够通过模具盘(25)带动第一转动轴(26)移动,而上方的晶圆会一同移动,配合激光器(8)对缺口处倒角,所述升降台(3)的顶部固定设有固定条(23),所述固定条(23)与相对应的滑动台(10)之间固定设有多个第一拉簧(24),用于带动第一转动轴(26)抵触在模具盘(25)的外壁。
5.根据权利要求1所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,所述定位组件包括套设在第一转动轴(26)上的套杆(12),所述套杆(12)的外壁套设有套环(13),所述套环(13)贯穿转动设在移动台(4)上,所述套环(13)的外壁固定套设有转动盘(9),所述转动盘(9)的顶部开设有多个第一导向槽(15),所述第一导向槽(15)内设有限位杆(17),所述移动台(4)的顶部开设有与限位杆(17)相对应的第二导向槽(16),所述限位杆(17)的底端滑动设在第二导向槽(16)内,在转动盘(9)转动时限位杆(17)能够同时在第一导向槽(15)和第二导向槽(16)内移动,从而能够相互靠近对晶圆定位。
6.根据权利要求5所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,所述套环(13)的外壁套设有扭簧(14),所述扭簧(14)的两端分别与转动盘(9)和移动台(4)的相互靠近一侧固定连接,用于带动转动盘(9)复位转动。
7.根据权利要求5所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,所述第一导向槽(15)呈弧形设定,所述第二导向槽(16)呈直线型。
8.根据权利要求5所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,其中一个所述限位杆(17)的外壁固定设有与晶圆缺口相对应的限位板(18),用于对缺口方向定位。
9.根据权利要求5所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置,其特征在于,所述转动盘(9)上设有手柄。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种多功能晶圆皮秒激光处理装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤: