[實(shí)用新型]晶圓切割裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420824803.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204505584U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉思佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州凱锝微電子有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種晶圓切割裝置，屬于半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前，隨著硅晶圓芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片的集成度越來(lái)越高，單粒芯片尺寸越來(lái)越小，單位面積上的芯片數(shù)量越來(lái)越多，因此，對(duì)芯片切割方式和切割效率提出了新的要求。傳統(tǒng)的晶圓切割技術(shù)主要有金剛石切割法和化學(xué)蝕刻法，金剛石切割存在的問(wèn)題有：切槽寬，晶圓利用率低，難加工脆性和高強(qiáng)度材料，易產(chǎn)生裂痕、碎片和分層，刀具易磨損，需要消耗大量去離子水，增加成本。化學(xué)蝕刻法也存在一些不足，如刻蝕速度慢，污染環(huán)境和不適用于化學(xué)穩(wěn)定的材料等。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種加工速度快，窄切槽，損傷小的晶圓切割裝置，。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

晶圓切割裝置，包括激光器，擴(kuò)束鏡，反射鏡，聚焦系統(tǒng)，水導(dǎo)系統(tǒng)和工作臺(tái)，所述待切割的晶圓置于工作臺(tái)上，所述激光器產(chǎn)生的激光，依次經(jīng)擴(kuò)束鏡，反射鏡，后進(jìn)入聚焦系統(tǒng)，聚焦系統(tǒng)射出的聚焦激光經(jīng)由水導(dǎo)系統(tǒng)變成激光水柱射到工作臺(tái)上。

前述的激光器采用倍頻DPSS激光器。

前述的聚焦系統(tǒng)為雙聚焦系統(tǒng)，由平凸鏡，平面分光鏡，聚焦鏡，二分之一波長(zhǎng)波片和四分之一波長(zhǎng)波片構(gòu)成，在聚焦系統(tǒng)中，激光束首先經(jīng)平凸鏡，將平行光匯聚成一束光，然后經(jīng)過(guò)平面分光鏡，將一束光分成兩束光，兩束光經(jīng)四分之一波長(zhǎng)波片，再經(jīng)聚焦鏡后形成前后兩個(gè)焦點(diǎn)。

前述的水導(dǎo)系統(tǒng)由一個(gè)水腔構(gòu)成，所述水腔的上面設(shè)窗口，經(jīng)聚焦后的光束從窗口進(jìn)入水腔內(nèi)部，所述水腔的下面設(shè)置噴嘴，聚焦激光隨去離子水從噴嘴射出。

前述的水腔內(nèi)為去離子水。

前述的噴嘴的直徑約為25μm-50μm。

本實(shí)用新型通過(guò)將激光耦合與小直徑的去離子水柱中再傳導(dǎo)到晶圓表面，使僅在水柱直徑內(nèi)切割晶圓，具有高切割速率，熱影響區(qū)小，加工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本實(shí)用新型的聚焦系統(tǒng)采用雙聚焦系統(tǒng)，在晶圓的表面和內(nèi)部形成兩個(gè)聚焦點(diǎn)，穿透深度大，切割速度高，且斷面干凈，質(zhì)量?jī)?yōu)于單焦點(diǎn)切割。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的晶圓切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實(shí)用新型的雙聚焦系統(tǒng)線路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型的晶圓切割裝置包括激光器1，擴(kuò)束鏡2，反射鏡3，聚焦系統(tǒng)10，水導(dǎo)系統(tǒng)和工作臺(tái)8。待切割的晶圓置于工作臺(tái)8上，激光器1產(chǎn)生的激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡2，反射鏡3后進(jìn)入聚焦系統(tǒng)10。

本實(shí)用新型的聚焦系統(tǒng)為雙聚焦系統(tǒng)，如圖2所示，由平凸鏡16，平面分光鏡17，聚焦鏡13，二分之一波長(zhǎng)波片11和四分之一波長(zhǎng)波片12構(gòu)成，激光束經(jīng)反射鏡后形成平行光，進(jìn)入聚焦系統(tǒng)，在聚焦系統(tǒng)中，首先經(jīng)平凸鏡16，將平行光匯聚成一束光，然后經(jīng)過(guò)平面分光鏡17，將一束光分成兩束光，兩束光經(jīng)四分之一波長(zhǎng)12波片，再經(jīng)聚焦鏡13后形成前后兩個(gè)焦點(diǎn)。在平面分光器17和四分之一波長(zhǎng)波片12之間還設(shè)置二分之一波長(zhǎng)波片11，通過(guò)調(diào)整二分之一波長(zhǎng)波片11可改變前焦點(diǎn)的位置，通過(guò)改變平凸鏡16的曲率半徑可以調(diào)整后焦點(diǎn)的位置，具有很高的可控性。在晶圓的表面和內(nèi)部產(chǎn)生前后兩個(gè)焦點(diǎn)15和14，穿透深度更大，可以提高切割速度和切割質(zhì)量。

激光束經(jīng)由聚焦系統(tǒng)聚焦后進(jìn)入水導(dǎo)系統(tǒng)，水導(dǎo)系統(tǒng)由一個(gè)水腔5構(gòu)成，水腔5的上面設(shè)窗口4，經(jīng)聚焦后的光束從窗口4進(jìn)入水腔5內(nèi)部。水腔5內(nèi)為去離子水7，在水腔5的下面設(shè)置噴嘴6，聚焦激光隨去離子水從噴嘴6射出，噴嘴6的直徑約為25μm-50μm，此時(shí)，去離子水柱作為激光傳播的介質(zhì)，聚焦激光在去離子水柱內(nèi)以全反射的方式傳導(dǎo)至工作臺(tái)8上的晶圓上，實(shí)現(xiàn)切割。聚焦激光僅在水柱直徑內(nèi)燒蝕并切割晶圓，熱影響區(qū)小，提高加工質(zhì)量，且切割速率高。

優(yōu)選的，本實(shí)用新型的激光器采用倍頻DPSS激光器，其激光脈寬一般是納秒級(jí)，短脈沖由于具有脈寬極窄和極高峰值功率的特點(diǎn)，對(duì)加工區(qū)域的熱影響很小，可以極大的改善激光切割晶圓的質(zhì)量。