本發(fā)明屬于激光隱切，尤其涉及一種激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶圓切割方法多采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鋸切，將會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力并對(duì)精密的晶圓造成損壞。激光隱形切割提供了一種非接觸式替代方案，可最大限度地減少機(jī)械應(yīng)力和污染。然而，現(xiàn)有的激光隱形切割機(jī)存在結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、錯(cuò)位和熱管理欠佳等問題。

2、經(jīng)檢索，cn117862702b，提供了一種超薄晶圓的激光隱切設(shè)備，涉及晶圓加工技術(shù)領(lǐng)域。上述方案中，待加工晶圓放置于承載機(jī)構(gòu)上，承載機(jī)構(gòu)包含托盤，述托盤上插接有壓環(huán)，托盤的上端面適配有撐板，托盤的軸心處彈性滑動(dòng)設(shè)置有升降板，定位機(jī)構(gòu)包含定位箱，定位箱內(nèi)固接有支架，支架外側(cè)對(duì)稱設(shè)置有定位伸縮件，支架內(nèi)側(cè)設(shè)置有向承載機(jī)構(gòu)提供熱量的加熱環(huán)，定位箱內(nèi)固接有和升降板同軸設(shè)置的頂撐伸縮件，利用頂撐伸縮件帶動(dòng)升降板向上位移，繼而帶動(dòng)撐板將隱切后的晶圓向上頂起，配合固定藍(lán)膜的壓環(huán)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)膜動(dòng)作，使加工后的晶圓直接實(shí)現(xiàn)分離動(dòng)作，在一定程度上提升了該激光隱切設(shè)備的加工效率。

3、上述方案中的機(jī)箱是由型材架和鈑金組成的，在使用中由于型材架的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)和振動(dòng)，影響晶圓片切割的精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)輕巧而堅(jiān)固的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有很強(qiáng)的減震性能，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的型材架因結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定產(chǎn)生晃動(dòng)的問題。

2、本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

3、一種激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括花崗巖基體，花崗巖基體的后側(cè)面固定設(shè)置有激光光束傳輸系統(tǒng)模塊，花崗巖基體和激光光束傳輸系統(tǒng)模塊的下端面均固定設(shè)置有支撐體，兩個(gè)支撐體的底端均與基座固定設(shè)置，基座通過阻尼件固定設(shè)置有底座，圍繞底座設(shè)置有型材架，型材架均與底座固定設(shè)置，基座的上端面設(shè)置有晶圓載物臺(tái)，晶圓載物臺(tái)的底端固定設(shè)置有滑動(dòng)平臺(tái)，滑動(dòng)平臺(tái)和基座之間設(shè)置有位移機(jī)構(gòu)，晶圓載物臺(tái)通過位移機(jī)構(gòu)在x和y軸上實(shí)現(xiàn)位移，晶圓載物臺(tái)的上方設(shè)置有隱切加工物鏡的三維調(diào)整結(jié)構(gòu)，晶圓載物臺(tái)和位移機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有主動(dòng)減震系統(tǒng)，主動(dòng)減震系統(tǒng)和晶圓載物臺(tái)之間設(shè)置有頂升裝置，頂升裝置用于實(shí)現(xiàn)晶圓載物臺(tái)在z軸上的位移。

4、進(jìn)一步的，所述的主動(dòng)減震系統(tǒng)包括分別與晶圓載物臺(tái)的下端面和滑動(dòng)平臺(tái)上端面固定設(shè)置的平板，兩個(gè)平板之間固定設(shè)置有壓電致動(dòng)器。

5、進(jìn)一步的，所述的晶圓載物臺(tái)的內(nèi)部設(shè)置有帕爾貼冷卻器。

6、進(jìn)一步的，所述的型材架和底座之間設(shè)置有若干氣動(dòng)隔振器。

7、進(jìn)一步的，所述的位移機(jī)構(gòu)包括左右滑動(dòng)設(shè)置在基座上的滑板，以及前后滑動(dòng)設(shè)置在滑板上的滑動(dòng)平臺(tái)，滑動(dòng)平臺(tái)的上端面與對(duì)應(yīng)的平板固定設(shè)置；包括晶圓載物臺(tái)的下方設(shè)置的連接件，連接件的下端面與對(duì)應(yīng)的平板固定設(shè)置，頂升裝置位于連接件的內(nèi)部，頂升裝置用于驅(qū)動(dòng)晶圓載物臺(tái)上下移動(dòng)。

8、進(jìn)一步的，所述的頂升裝置采用固定端與對(duì)應(yīng)的平板固定設(shè)置的液壓伸縮桿，液壓伸縮桿的輸出端與晶圓載物臺(tái)的下端面固定設(shè)置。

9、進(jìn)一步的，所述的三維調(diào)整結(jié)構(gòu)包括豎向設(shè)置于晶圓載物臺(tái)上方的物鏡，物鏡上端沿軸向向上依次同軸連接有微調(diào)部和轉(zhuǎn)接部，微調(diào)部用于調(diào)整物鏡與晶圓載物臺(tái)之間的豎向距離；物鏡與晶圓載物臺(tái)之間設(shè)置有姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)，姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整晶圓載物臺(tái)在三維空間內(nèi)的姿態(tài)。

10、進(jìn)一步的，晶圓載物臺(tái)包括第一穩(wěn)定環(huán)和設(shè)置在第一穩(wěn)定環(huán)內(nèi)部的晶圓載物板；姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括第一穩(wěn)定環(huán)內(nèi)同軸設(shè)置的第二穩(wěn)定環(huán)，第二穩(wěn)定環(huán)左右兩側(cè)分別通過沿徑向設(shè)置的第一穩(wěn)定軸與第一穩(wěn)定環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第二穩(wěn)定環(huán)內(nèi)還同軸設(shè)置有第三穩(wěn)定環(huán)，第三穩(wěn)定環(huán)前后兩側(cè)分別通過沿徑向設(shè)置的第二穩(wěn)定軸與第二穩(wěn)定環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第三穩(wěn)定環(huán)內(nèi)還同軸設(shè)置有陀螺盤，陀螺盤下端同軸設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸同軸固定連接陀螺盤，驅(qū)動(dòng)電機(jī)外還套設(shè)有電機(jī)固定環(huán)，電機(jī)固定環(huán)左右兩端分別通過第一導(dǎo)桿固定連接第三穩(wěn)定環(huán)左右兩端，第三穩(wěn)定環(huán)上端通過第二導(dǎo)桿固定連接晶圓載物板，晶圓載物板與陀螺盤平行設(shè)置。

11、進(jìn)一步的，微調(diào)部包括與物鏡同軸設(shè)置的固定環(huán)，固定環(huán)內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋；物鏡上端對(duì)應(yīng)設(shè)置有中空的第一螺紋管，固定環(huán)下端通過第一螺紋管與物鏡上端螺紋連接；轉(zhuǎn)接部包括豎向設(shè)置的中空的六角結(jié)構(gòu)，六角結(jié)構(gòu)的上下端面分別同軸固定有中空的第二螺紋管和第三螺紋管，六角結(jié)構(gòu)的下端通過第三螺紋管與固定環(huán)上端螺紋連接；六角結(jié)構(gòu)的上端通過第二螺紋管與三維調(diào)整結(jié)構(gòu)螺紋連接；即物鏡、微調(diào)部和轉(zhuǎn)接部自下而上通過螺紋配合依次連接。

12、進(jìn)一步的，激光光束傳輸系統(tǒng)模塊上固定連接有固定底座，固定底座前端還設(shè)置有調(diào)節(jié)座，調(diào)節(jié)座下端開設(shè)有與第二螺紋管對(duì)應(yīng)的螺紋孔，六角結(jié)構(gòu)的上端通過第二螺紋管和螺紋孔與調(diào)節(jié)座螺紋連接；調(diào)節(jié)座呈正方體結(jié)構(gòu)，且調(diào)節(jié)座四角沿前后方向均開設(shè)有螺紋調(diào)節(jié)孔，每組螺紋調(diào)節(jié)孔內(nèi)均螺紋連接有第一調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)座中部左右兩側(cè)分別開設(shè)有一組呈矩形且左右水平設(shè)置的調(diào)節(jié)通槽，調(diào)節(jié)通槽后方的固定底座前端面對(duì)應(yīng)設(shè)置有固定螺紋孔，兩組固定螺釘分別穿設(shè)對(duì)應(yīng)側(cè)的調(diào)節(jié)通槽后通過固定螺紋孔與固定底座螺紋連接。

13、一、本發(fā)明通過設(shè)置主動(dòng)減震系統(tǒng)，使用時(shí)，在進(jìn)行切割作業(yè)時(shí)，型材架產(chǎn)生的振動(dòng)依次通過底座、基座、位移機(jī)構(gòu)、主動(dòng)減震系統(tǒng)和頂升裝置傳遞到晶圓載物臺(tái)上，使得晶圓載物臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)，影響晶圓片的切割精度，此時(shí)主動(dòng)減震系統(tǒng)通過對(duì)振動(dòng)的檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)的振動(dòng)數(shù)據(jù)主動(dòng)減震系統(tǒng)產(chǎn)生與晶圓載物臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)相反的振動(dòng)以抵消晶圓載物臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)，使得晶圓載物臺(tái)更穩(wěn)定，提高晶圓片切割的精度。

14、二、本發(fā)明通過在晶圓載物臺(tái)的內(nèi)部設(shè)置有帕爾貼冷卻器，以防止晶圓片在激光切割的過程中熱量積聚，導(dǎo)致熱膨脹和錯(cuò)位。

15、三、本發(fā)明通過設(shè)置氣動(dòng)隔振器，在進(jìn)行晶圓片切割作業(yè)時(shí)，型材架產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞給氣動(dòng)隔振器，氣動(dòng)隔振器產(chǎn)生變形，以減緩振動(dòng)的沖擊。

16、四、本發(fā)明通過采用花崗巖平臺(tái)作為設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，花崗巖結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性比金屬材質(zhì)要優(yōu)異，為裝置提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)，較好的吸收和減弱外部振動(dòng)影響。

技術(shù)特征：

1.一種激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括花崗巖基體（45），花崗巖基體（45）的后側(cè)面固定設(shè)置有激光光束傳輸系統(tǒng)模塊（46），花崗巖基體（45）和激光光束傳輸系統(tǒng)模塊（46）的下端面均固定設(shè)置有支撐體（47），兩個(gè)支撐體（47）的底端均與基座（48）固定設(shè)置，基座（48）通過阻尼件（49）固定設(shè)置有底座（50），圍繞底座（50）設(shè)置有型材架（51），型材架（51）均與底座（50）固定設(shè)置，基座（48）的上端面設(shè)置有晶圓載物臺(tái)（1），晶圓載物臺(tái)（1）的底端固定設(shè)置有滑動(dòng)平臺(tái)（52），滑動(dòng)平臺(tái)（52）和基座（48）之間設(shè)置有位移機(jī)構(gòu)，晶圓載物臺(tái)（1）通過位移機(jī)構(gòu)在x和y軸上實(shí)現(xiàn)位移，晶圓載物臺(tái)（1）的上方設(shè)置有隱切加工物鏡的三維調(diào)整結(jié)構(gòu)（53），晶圓載物臺(tái)（1）和位移機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有主動(dòng)減震系統(tǒng)，主動(dòng)減震系統(tǒng)和晶圓載物臺(tái)（1）之間設(shè)置有頂升裝置，頂升裝置用于實(shí)現(xiàn)晶圓載物臺(tái)（1）在z軸上的位移。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的主動(dòng)減震系統(tǒng)包括分別與晶圓載物臺(tái)（1）的下端面和滑動(dòng)平臺(tái)（52）上端面固定設(shè)置的平板（54），兩個(gè)平板（54）之間固定設(shè)置有壓電致動(dòng)器（55）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的晶圓載物臺(tái)（1）的內(nèi)部設(shè)置有帕爾貼冷卻器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的型材架（51）和底座（50）之間設(shè)置有若干氣動(dòng)隔振器56。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的位移機(jī)構(gòu)包括左右滑動(dòng)設(shè)置在基座（48）上的滑板（57），以及前后滑動(dòng)設(shè)置在滑板（57）上的滑動(dòng)平臺(tái)（52），滑動(dòng)平臺(tái)（52）的上端面與對(duì)應(yīng)的平板（54）固定設(shè)置；包括晶圓載物臺(tái)（1）的下方設(shè)置的連接件（58），連接件（58）的下端面與對(duì)應(yīng)的平板（54）固定設(shè)置，頂升裝置位于連接件（58）的內(nèi)部，頂升裝置用于驅(qū)動(dòng)晶圓載物臺(tái)（1）上下移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的頂升裝置采用固定端與對(duì)應(yīng)的平板（54）固定設(shè)置的液壓伸縮桿（59），液壓伸縮桿（59）的輸出端與晶圓載物臺(tái)（1）的下端面固定設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的三維調(diào)整結(jié)構(gòu)（53）包括豎向設(shè)置于晶圓載物臺(tái)（1）上方的物鏡（2），物鏡（2）上端沿軸向向上依次同軸連接有微調(diào)部（3）和轉(zhuǎn)接部（4），微調(diào)部（3）用于調(diào)整物鏡（2）與晶圓載物臺(tái)（1）之間的豎向距離；物鏡（2）與晶圓載物臺(tái)（1）之間設(shè)置有姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)，姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整晶圓載物臺(tái)（1）在三維空間內(nèi)的姿態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：晶圓載物臺(tái)（1）包括第一穩(wěn)定環(huán)（25）和設(shè)置在第一穩(wěn)定環(huán)（25）內(nèi)部的晶圓載物板（60）；姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括第一穩(wěn)定環(huán)（25）內(nèi)同軸設(shè)置的第二穩(wěn)定環(huán)（26），第二穩(wěn)定環(huán)（26）左右兩側(cè)分別通過沿徑向設(shè)置的第一穩(wěn)定軸（27）與第一穩(wěn)定環(huán)（25）轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第二穩(wěn)定環(huán)（26）內(nèi)還同軸設(shè)置有第三穩(wěn)定環(huán)（28），第三穩(wěn)定環(huán)（28）前后兩側(cè)分別通過沿徑向設(shè)置的第二穩(wěn)定軸（36）與第二穩(wěn)定環(huán)（26）轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第三穩(wěn)定環(huán)（28）內(nèi)還同軸設(shè)置有陀螺盤（30），陀螺盤（30）下端同軸設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)（64），驅(qū)動(dòng)電機(jī)（64）的輸出軸同軸固定連接陀螺盤（30），驅(qū)動(dòng)電機(jī)（64）外還套設(shè)有電機(jī)固定環(huán)（61），電機(jī)固定環(huán)（61）左右兩端分別通過第一導(dǎo)桿（62）固定連接第三穩(wěn)定環(huán)（28）左右兩端，第三穩(wěn)定環(huán)（28）上端通過第二導(dǎo)桿（63）固定連接晶圓載物板（60），晶圓載物板（60）與陀螺盤（30）平行設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：微調(diào)部（3）包括與物鏡（2）同軸設(shè)置的固定環(huán)（6），固定環(huán)（6）內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋；物鏡（2）上端對(duì)應(yīng)設(shè)置有中空的第一螺紋管（7），固定環(huán)（6）下端通過第一螺紋管（7）與物鏡（2）上端螺紋連接；轉(zhuǎn)接部（4）包括豎向設(shè)置的中空的六角結(jié)構(gòu)（8），六角結(jié)構(gòu)（8）的上下端面分別同軸固定有中空的第二螺紋管（9）和第三螺紋管（10），六角結(jié)構(gòu)（8）的下端通過第三螺紋管（10）與固定環(huán)（6）上端螺紋連接；六角結(jié)構(gòu)（8）的上端通過第二螺紋管（9）與三維調(diào)整結(jié)構(gòu)（53）螺紋連接；即物鏡（2）、微調(diào)部（3）和轉(zhuǎn)接部（4）自下而上通過螺紋配合依次連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于：激光光束傳輸系統(tǒng)模塊（46）上固定連接有固定底座（11），固定底座（11）前端還設(shè)置有調(diào)節(jié)座（13），調(diào)節(jié)座（13）下端開設(shè)有與第二螺紋管（9）對(duì)應(yīng)的螺紋孔（14），六角結(jié)構(gòu)（8）的上端通過第二螺紋管（9）和螺紋孔（14）與調(diào)節(jié)座（13）螺紋連接；調(diào)節(jié)座（13）呈正方體結(jié)構(gòu)，且調(diào)節(jié)座（13）四角沿前后方向均開設(shè)有螺紋調(diào)節(jié)孔（15），每組螺紋調(diào)節(jié)孔（15）內(nèi)均螺紋連接有第一調(diào)節(jié)螺釘（16），調(diào)節(jié)座（13）中部左右兩側(cè)分別開設(shè)有一組呈矩形且左右水平設(shè)置的調(diào)節(jié)通槽（17），調(diào)節(jié)通槽（17）后方的固定底座（11）前端面對(duì)應(yīng)設(shè)置有固定螺紋孔（18），兩組固定螺釘（19）分別穿設(shè)對(duì)應(yīng)側(cè)的調(diào)節(jié)通槽（17）后通過固定螺紋孔（18）與固定底座（11）螺紋連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種激光隱切設(shè)備的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，屬于激光隱切技術(shù)領(lǐng)域，包括花崗巖基體，花崗巖基體的后側(cè)面固定設(shè)置有激光光束傳輸系統(tǒng)模塊，花崗巖基體和激光光束傳輸系統(tǒng)模塊的下端面均固定設(shè)置有支撐體，兩個(gè)支撐體的底端均與基座固定設(shè)置。本發(fā)明通過設(shè)置主動(dòng)減震系統(tǒng)，使用時(shí)，在進(jìn)行切割作業(yè)時(shí)，型材架產(chǎn)生的振動(dòng)依次通過底座、基座、位移機(jī)構(gòu)、主動(dòng)減震系統(tǒng)和頂升裝置傳遞到晶圓載物臺(tái)上，使得晶圓載物臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)，影響晶圓片的切割精度，此時(shí)主動(dòng)減震系統(tǒng)通過對(duì)振動(dòng)的檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)的振動(dòng)數(shù)據(jù)主動(dòng)減震系統(tǒng)產(chǎn)生與晶圓載物臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)相反的振動(dòng)以抵消晶圓載物臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)，使得晶圓載物臺(tái)更穩(wěn)定，提高晶圓片切割的精度。

技術(shù)研發(fā)人員：楊繼超,江浩慶,邢金龍,校明俊,張正傳,黃河,趙賀鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南省科學(xué)院激光制造研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21