專利名稱：一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切割分離晶圓芯片的裝置及其方法，尤其是涉及ー種利用紫外激光切割不銹鋼基底晶元芯片的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著硅晶元芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，由于成本因素，一種基于不銹鋼基底的硅晶元芯片發(fā)展出來；另外，隨著芯片的功能集成度越來越高，單粒芯片尺寸越來越小，単位面積上的芯片數(shù)量越來越多，對芯片切割的方式和切割效率提出了新的要求。目前的切割方式主要采用刀具切割，其切割效率低，且其存在固有缺陷，在切割的過程中，在切割道邊緣存在卷邊現(xiàn)象，良率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供切割效率高且切割成品率高的一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置及其方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述裝置包含有激光器，所述激光器產(chǎn)生的激光依次經(jīng)光閘和擴(kuò)束鏡后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)，所述振鏡系統(tǒng)射出的激光聚焦在置于平臺上的待切割芯片上。本發(fā)明ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述平臺上方兩側(cè)分別設(shè)置有吹氣系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)，所述平臺上方還設(shè)置有CCD對位觀察系統(tǒng)。本發(fā)明ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述擴(kuò)束鏡和振鏡系統(tǒng)之間的光路上設(shè)置有兩面反射鏡片，且反射鏡片的反射面均與光路成45°。本發(fā)明ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述激光器和振鏡系統(tǒng)經(jīng)通訊系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連。本發(fā)明ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述激光器為紫外高頻脈沖激光器。一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述方法包含有以下步驟
步驟一、將待切割芯片背貼于UV膜上，即將待切割芯片具有表面金球的一面貼附于UV膜的膠層面上，并使得金球完全陷入到膠層中，且UV膜的膠層面上的膠層厚度大于待切割芯片上的表面金球的高度；
步驟ニ、在待切割芯片的背面涂覆保護(hù)液，通過甩膠機(jī)將保護(hù)液涂抹均勻；
步驟三、將完成步驟ニ的待切割芯片放置于加工平臺上；
步驟四、利用激光對放置于加工平臺上的待切割芯片進(jìn)行切割；
步驟五、清洗，將殘留芯片上的保護(hù)液清洗干凈；
步驟六、對UV膜上的膠層進(jìn)行解膠，從而使得切割后的芯片于UV膜相互分離。本發(fā)明ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述步驟四進(jìn)行的同時，分別安裝在平臺上方左右兩側(cè)的吹氣系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)將加工過程中的殘?jiān)摺?br> 本發(fā)明ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述步驟四切割時，先在帶切割芯片的表面按所需切割圖形切掉ー層，構(gòu)成ー溝道，然后在重復(fù)該切割過程，使得溝道的深度不斷加深，直至將芯片切斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明采用振鏡式紫外激光設(shè)備，利用高頻紫外激光切割，相對于普通刀具切割具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)，有效的避免的刀具切割存在的卷邊現(xiàn)象，采用激光在芯片背面切割，切割完畢后芯片正面邊緣無卷邊，抬高現(xiàn)象，極大的提升了成品良率；
2)相對于刀具切割，使用高速振鏡快說掃描切割，極大的提升了切割效率。



圖I為本發(fā)明一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中
激光器I、光閘2、擴(kuò)束鏡3、反射鏡片4、振鏡系統(tǒng)5、CCD對位觀察系統(tǒng)6、吹氣系統(tǒng)7、集塵系統(tǒng)8、待切割芯片9、平臺10、通訊系統(tǒng)11、控制系統(tǒng)12。
具體實(shí)施例方式參見圖I，本發(fā)明涉及的一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述裝置包含有激光器I，所述激光器I產(chǎn)生的激光依次經(jīng)光閘2、擴(kuò)束鏡3和反射鏡片4后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)5，所述振鏡系統(tǒng)5射出的激光聚焦在置于平臺10上的待切割芯片9，所述平臺10上方兩側(cè)分別設(shè)置有吹氣系統(tǒng)7和集塵系統(tǒng)8，所述平臺10上方還設(shè)置有CCD對位觀察系統(tǒng)6，所述激光器I和振鏡系統(tǒng)5經(jīng)通訊系統(tǒng)11與控制系統(tǒng)12相連；其中激光器I為紫外高頻脈沖激光器，其發(fā)出波長在紫外段的高頻率脈沖激光，所述反射鏡片4為紫外反射鏡片，其作用在于對處于紫外波段的激光進(jìn)行反射。使用時，激光器I發(fā)出的高頻率紫外脈沖激光的焦點(diǎn)聚焦于待切割芯片9的上表面，激光器I經(jīng)由通訊系統(tǒng)11連接控制系統(tǒng)12，由控制系統(tǒng)12控制開關(guān)光，激光通過光閘2后經(jīng)過擴(kuò)束鏡3對光束進(jìn)行同軸擴(kuò)束，一方面改善光束傳播的發(fā)散角，達(dá)到光路準(zhǔn)直的目的；另外一方面，對激光光束同軸擴(kuò)束，使得聚焦后光斑更小，從而實(shí)現(xiàn)更大的能量密度和更小的切割寬度；經(jīng)擴(kuò)束鏡3擴(kuò)束準(zhǔn)直后光束通過紫外反射鏡片4調(diào)整路線后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)5，光束到達(dá)振鏡系統(tǒng)5后，經(jīng)過通訊系統(tǒng)11與控制系統(tǒng)12進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將切割圖形轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，將圖形轉(zhuǎn)化在需要切割的待切割芯片9上，待切割芯片9通過真空吸附固定在平臺10上；控制系統(tǒng)12根據(jù)加工圖的識別和導(dǎo)入，經(jīng)過CCD對位觀察系統(tǒng)6定位切割位置，精確加工；
在切割時采用小幅面分層切割，然后小幅面拼接，組合成整個切割幅面。即在單個小幅面內(nèi)，將整個切割高度分為多層，通過振鏡系統(tǒng)5快速掃描過切割道后，然后再加工下一層，最后實(shí)現(xiàn)整個芯片厚度的切割，分離芯片；
在振鏡系統(tǒng)5加工完當(dāng)前小幅面后，平臺移動下ー個小幅面，再開始加工，如此反復(fù)，高效率高精度實(shí)現(xiàn)整片芯片的切割分離。本發(fā)明涉及的一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片的方法，其方法主要包含有以下步驟
步驟一、將待切割芯片背貼于UV膜上，即將待切割芯片具有表面金球的一面貼附于UV膜的膠層面上(UV膜的膠層由UV膠構(gòu)成)，并使得金球完全陷入到膠層中，且UV膜的膠層面上的膠層厚度大于待切割芯片上的表面金球的高度；
步驟ニ、在待切割芯片的背面(即與具有表面金球的一面相反的另一面)涂覆保護(hù)液，通過甩膠機(jī)將保護(hù)液涂抹均勻(所述保護(hù)液為水溶性保護(hù)液);
步驟三、將完成步驟ニ的待切割芯片放置于加工平臺上；
步驟四、利用激光對放置于加工平臺上的待切割芯片進(jìn)行切割；
切割時，激光的焦點(diǎn)聚焦在待切割芯片涂覆保護(hù)液的一面上，此種切割方式能夠使得切割時的火山ロ殘留在芯片背面，避免在正面產(chǎn)生火山ロ，影響芯片功能；且通過涂覆保護(hù) 液，有效的避免了切割后剰余殘?jiān)廴拘酒?br> 切割時，分別安裝在平臺上方左右兩側(cè)的吹氣系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)將加工過程中的殘?jiān)?br> 走;
步驟五、清洗，將殘留芯片上的保護(hù)液利用去離子水進(jìn)行清洗；
步驟六、通過UV解膠機(jī)對UV膜上的膠層進(jìn)行解膠，從而使得切割后的芯片與UV膜相互分離。
權(quán)利要求
1.一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述裝置包含有激光器(I)，所述激光器(I)產(chǎn)生的激光依次經(jīng)光閘(2)和擴(kuò)束鏡(3)后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)(5)，所述振鏡系統(tǒng)(5)射出的激光聚焦在置于平臺(10)上的待切割芯片(9)上。
2.如權(quán)利要求I所述ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述平臺(10)上方兩側(cè)分別設(shè)置有吹氣系統(tǒng)(7)和集塵系統(tǒng)(8)，所述平臺(10)上方還設(shè)置有CXD對位觀察系統(tǒng)(6)。
3.如權(quán)利要求I所述ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述擴(kuò)束鏡(3)和振鏡系統(tǒng)(5)之間的光路上設(shè)置有兩面反射鏡片(4)，且反射鏡片(4)的反射面均與光路成45°。
4.如權(quán)利要求I或2所述ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述激光器(I)和振鏡系統(tǒng)(5 )經(jīng)通訊系統(tǒng)(11)與控制系統(tǒng)(12 )相連。
5.如權(quán)利要求I或2所述ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述激光器(I)為紫外高頻脈沖激光器。
6.一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述方法包含有以下步驟 步驟一、將待切割芯片背貼于UV膜上，即將待切割芯片具有表面金球的一面貼附于UV膜的膠層面上，并使得金球完全陷入到膠層中，且UV膜的膠層面上的膠層厚度大于待切割芯片上的表面金球的高度； 步驟ニ、在待切割芯片的背面涂覆保護(hù)液，通過甩膠機(jī)將保護(hù)液涂抹均勻； 步驟三、將完成步驟ニ的待切割芯片放置于加工平臺上； 步驟四、利用激光對放置于加工平臺上的待切割芯片進(jìn)行切割； 步驟五、清洗，將殘留芯片上的保護(hù)液清洗干凈； 步驟六、對UV膜上的膠層進(jìn)行解膠，從而使得切割后的芯片于UV膜相互分離。
7.如權(quán)利要求6所述ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于上述步驟四中的激光由權(quán)利要求I所述的ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求6所述ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述步驟四進(jìn)行的同時，分別安裝在平臺上方左右兩側(cè)的吹氣系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)將加工過程中的殘?jiān)摺?br> 9.如權(quán)利要求6所述ー種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，其特征在于所述步驟四切割時，先在帶切割芯片的表面按所需切割圖形切掉ー層，構(gòu)成ー溝道，然后在重復(fù)該切割過程，使得溝道的深度不斷加深，直至將芯片切斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，所述裝置包含有激光器(1)，所述激光器(1)產(chǎn)生的激光依次經(jīng)光閘(2)和擴(kuò)束鏡(3)后進(jìn)入振鏡系統(tǒng)(5)，所述振鏡系統(tǒng)(5)射出的激光聚焦在置于平臺(10)上的待切割芯片(9)上，所述平臺(10)上方兩側(cè)分別設(shè)置有吹氣系統(tǒng)(7)和集塵系統(tǒng)(8)，所述平臺(10)上方還設(shè)置有CCD對位觀察系統(tǒng)(6)，所述擴(kuò)束鏡(3)和振鏡系統(tǒng)(5)之間的光路上設(shè)置有兩面反射鏡片(4)，且反射鏡片(4)的反射面均與光路成45°。本發(fā)明一種振鏡式紫外激光切割晶圓芯片裝置，切割效率高且切割成品率高。
文檔編號B23K26/38GK102773612SQ20121018585
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者張偉, 張子國, 狄建科, 益凱劼, 蔡仲云, 趙裕興, 閆華 申請人:江陰德力激光設(shè)備有限公司