一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術屬于晶體的加工領域，具體為一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置，該裝置中低位X軸位移滑臺、XY十字位移滑臺、暫存工位固定在第二基臺上，龍門架固定在第二基臺上，高位X軸位移滑臺是固定在龍門架的上方，膠膜存儲盒固定在低位X軸位移滑臺上，真空陶瓷吸盤固定在XY十字位移滑臺上，自動貼膜裝置、自動除泡裝置固定在高位X軸位移滑臺上，快速加熱固化裝置固定在龍門架上，撕膜機械手、取放工件機械手、化學除粘結劑裝置和液氮快速冷卻裝置是固定在第一基臺上。本發明專利技術激光垂直改質液氮冷剝離全自動裝置可提升晶體加工效率、減少材料損耗，從而顯著降低如硅、碳化硅、氮化鎵或藍寶石等襯底的生產成本、提高成品晶圓產量。量。量。

【技術實現步驟摘要】
一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置


[0001]本專利技術屬于晶體的加工領域，具體為一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置，是一種利用液氮冷剝離技術從激光改質后的晶體上剝離多個微米級晶片的全自動裝置。

技術介紹

[0002]在許多
，例如MEMS、集成電路領域，晶片通常需要為50～300μm的薄晶片，以改善芯片散熱效果。按目前現有技術，通過線鋸切割從晶棒中制造這種晶片，其中會產生相對很大的材料損耗(
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kerf
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loss(切割損失)
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)。因為所使用的初始材料通常是非常昂貴的，所以極為渴求以小的材料耗費并進而更高效且成本更低地制造這種晶片。

技術實現思路

[0003]為了以小的材料耗費并高效且成本更低地制造晶片，本專利技術提供一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置，該全自動裝置能夠將硅、碳化硅、氮化鎵或藍寶石等晶體剝離成微米級的晶片。
[0004]本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置，包括低位X軸位移滑臺、膠膜存儲盒、自動貼膜裝置、XY十字位移滑臺、自動除泡裝置、快速加熱固化裝置、撕膜機械手、取放工件機械手、化學除粘結劑裝置、液氮快速冷卻裝置、第一基臺、第二基臺、高位X軸位移滑臺、龍門架、暫存工位和真空陶瓷吸盤；低位X軸位移滑臺、XY十字位移滑臺、暫存工位固定在第二基臺上，龍門架順著第二基臺的長度方向固定在第二基臺上，高位X軸位移滑臺是固定在龍門架的上方，膠膜存儲盒固定在低位X軸位移滑臺上，真空陶瓷吸盤固定在XY十字位移滑臺上，自動貼膜裝置、自動除泡裝置固定在高位X軸位移滑臺上，快速加熱固化裝置固定在龍門架上，撕膜機械手、取放工件機械手、化學除粘結劑裝置和液氮快速冷卻裝置是固定在第一基臺上；其中自動貼膜裝置包括貼膜滑臺安裝塊、貼膜Z軸位移滑臺、吸附裝置和真空吸盤；自動貼膜裝置通過貼膜滑臺安裝塊固定在高位X軸位移滑臺上，貼膜Z軸位移滑臺固定在貼膜滑臺安裝塊上，吸附裝置固定在貼膜Z軸位移滑臺上，真空吸盤固定在吸附裝置上；自動除泡裝置包括除泡滑臺安裝塊、除泡Z軸位移滑臺和除泡滾輪；自動除泡裝置通過除泡滑臺安裝塊固定在高位X軸位移滑臺上，除泡Z軸位移滑臺固定在除泡滑臺安裝塊上，除泡滾輪安裝在除泡Z軸位移滑臺上；快速加熱固化裝置包括加熱板、加熱固化Z軸位移滑臺和加熱固化滑臺安裝塊；快速加熱固化裝置通過加熱固化滑臺安裝塊固定在龍門架上，加熱固化Z軸位移滑臺固定在加熱固化滑臺安裝塊上，加熱板連接固定在加熱固化Z軸位移滑臺上；化學除粘結劑裝置包括化學槽、晶片承載機構、晶片載盤、除粘結劑Z軸位移滑臺和除粘結劑滑臺安裝支架；化學槽和除粘結劑滑臺安裝支架固定在第一基臺上，除粘結劑Z軸位移滑臺固定在除粘結劑滑臺安裝支架上，晶片承載機構固定在除粘結劑Z軸位移滑臺
上，晶片載盤固定在晶片承載機構上，且晶片載盤位于化學槽內；液氮快速冷卻裝置包括液氮槽、晶體承載機構、晶體載盤、冷卻Z軸位移滑臺和冷卻滑臺安裝支架；液氮槽和冷卻滑臺安裝支架固定在第一基臺上，冷卻Z軸位移滑臺固定在冷卻滑臺安裝支架上，晶體承載機構固定在冷卻Z軸位移滑臺上，晶體載盤固定在晶體承載機構上，且晶體載盤位于液氮槽內；暫存工位包括晶體暫存工位、膠膜回收盒、晶片暫存工位和連接板，連接板固定在第二基臺上，晶體暫存工位、膠膜回收盒、晶片暫存工位都固定在連接板上；晶體暫存工位包括晶體頂升氣缸和晶體真空陶瓷吸盤，晶體真空陶瓷吸盤設置在晶體暫存工位處，晶體頂升氣缸設置在晶體真空陶瓷吸盤的下方；晶片暫存工位包括晶片頂升氣缸和晶片真空陶瓷吸盤，晶片真空陶瓷吸盤設置在晶片暫存工位處，晶片頂升氣缸設置在晶片真空陶瓷吸盤的下方。
[0005]上述的一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置，該裝置的剝離晶片的過程為：將激光改質后的晶體放置到真空陶瓷吸盤上吸附固定，XY十字位移滑臺將晶體傳送到自動貼膜裝置的右側下方；膠膜存儲盒通過低位X軸位移滑臺傳送到自動貼膜裝置的正下方；自動貼膜裝置中的貼膜Z軸位移滑臺上的吸附裝置帶動真空吸盤向下移動與聚合物膠膜接觸，真空吸盤吸附放置在膠膜存儲盒中的聚合物膠膜并起升；自動貼膜裝置通過高位X軸位移滑臺向右移動到晶體的正上方，貼膜Z軸位移滑臺向下移動使吸附的聚合物膠膜與晶體的上表面接觸，卸掉真空吸附力，將聚合物膠膜貼在晶體上表面；將覆有聚合物膠膜的晶體通過XY十字位移滑臺向右傳送到自動除泡裝置的正下方，自動除泡裝置中的除泡Z軸位移滑臺下移，使除泡滾輪與聚合物膠膜接觸，自動除泡裝置沿著高位X軸位移滑臺左右來回移動，除泡滾輪作用在聚合物膠膜上通過左右滾壓方式將聚合物膠膜和晶體表面之間的氣泡清除干凈，并通過滾輪的滾壓力將聚合物膠膜緊緊貼附在晶體上表面；除泡結束，通過XY十字位移滑臺將經過除泡后的覆有聚合物膠膜的晶體向右傳送到快速加熱固化裝置的正下方，加熱固化時，快速加熱固化裝置通過加熱固化Z軸位移滑臺向下移動使加熱板與聚合物膠膜緊密貼合，加熱板將熱量傳遞到晶體上表面，最終使聚合物膠膜與晶體上表面粘結在一起固化不脫落；加熱固化后的覆有聚合物膠膜的晶體通過取放工件機械手臨時存放在暫存工位中的晶體暫存工位內的晶體真空陶瓷吸盤上，取放工件機械手取晶體時，晶體真空陶瓷吸盤釋放真空吸附力，晶體頂升氣缸將暫存在晶體真空陶瓷吸盤上的晶體頂起一定距離，方便取放工件機械手伸進晶體底部將晶體托起，取放工件機械手拖著晶體運行至液氮快速冷卻裝置的位置等待；液氮快速冷卻裝置上設置的晶體承載機構通過冷卻Z軸位移滑臺從液氮槽中起升到高位，取放工件機械手將覆有聚合物膠膜的晶體放到晶體載盤上，承載晶體的晶體載盤隨著晶體承載機構下降到液氮槽低位，使覆有聚合物膠膜的晶體完全浸泡在液氮槽里面進行快速冷卻；附著在晶體上表面的聚合物膠膜在低溫下急速收縮，產生一定的收縮力，使晶片從改質層位置與晶體脫開，實現晶片的冷剝離；晶體承載機構起升到高位，取放工件機械
手將冷卻后的帶有聚合物膠膜的晶體傳送到晶體暫存工位上，進行晶片與晶體的分離；撕膜機械手通過手指夾取聚合物膠膜，聚合物膠膜帶著晶片從晶體的改質層部分剝離；取放工件機械手將剝離后的晶體從晶體暫存工位上取放到傳輸帶上傳到下一個工位。撕膜機械手夾取帶有聚合物膠膜的晶片放置到晶片暫存工位的晶片真空陶瓷吸盤上，晶片真空陶瓷吸盤吸附晶片，撕膜機械手夾取聚合物膠膜的邊緣，將聚合物膠膜從晶片上剝離后放到膠膜回收盒里；晶片真空陶瓷吸盤釋放真空吸附力，晶片暫存工位下方的晶片頂升氣缸將晶片頂起一定的距離，便于撕膜機械手配置的手指夾取晶片；化學除粘結劑裝置配置的晶片承載機構通過除粘結劑Z軸位移滑臺從化學槽中起升到高位，撕膜機械手通過手指夾取剝離下來晶片放到晶片承載機構的晶片載盤上，晶片承載機構通過除粘結劑Z軸位移滑臺下降到化學槽低位，將晶片浸泡到化學液中去除晶片上殘余的粘結劑；晶片承載機構通過除粘結劑Z軸位移滑臺從化學槽中起升到高位，撕膜機械手通過手指將晶片取放到傳輸帶上傳到下一個工位，完成晶片除膠。
[0006]通過納米或皮秒或飛秒激光器、光學系統在晶體本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置，其特征在于：包括低位X軸位移滑臺（1）、膠膜存儲盒（2）、自動貼膜裝置（3）、XY十字位移滑臺（4）、自動除泡裝置（5）、快速加熱固化裝置（6）、撕膜機械手（7）、取放工件機械手（8）、化學除粘結劑裝置（9）、液氮快速冷卻裝置（10）、第一基臺（11）、第二基臺（12）、高位X軸位移滑臺（13）、龍門架（14）、暫存工位（15）和真空陶瓷吸盤（16）；低位X軸位移滑臺（1）、XY十字位移滑臺（4）、暫存工位（15）固定在第二基臺（12）上，龍門架（14）順著第二基臺（12）的長度方向固定在第二基臺（12）上，高位X軸位移滑臺（13）是固定在龍門架（14）的上方，膠膜存儲盒（2）固定在低位X軸位移滑臺（1）上，真空陶瓷吸盤（16）固定在XY十字位移滑臺（4）上，自動貼膜裝置（3）、自動除泡裝置（5）固定在高位X軸位移滑臺（13）上，快速加熱固化裝置（6）固定在龍門架（14）上，撕膜機械手（7）、取放工件機械手（8）、化學除粘結劑裝置（9）和液氮快速冷卻裝置（10）是固定在第一基臺（11）上；其中自動貼膜裝置（3）包括貼膜滑臺安裝塊（301）、貼膜Z軸位移滑臺（302）、吸附裝置（303）和真空吸盤（304）；自動貼膜裝置（3）通過貼膜滑臺安裝塊（301）固定在高位X軸位移滑臺（13）上，貼膜Z軸位移滑臺（302）固定在貼膜滑臺安裝塊（301）上，吸附裝置（303）固定在貼膜Z軸位移滑臺（302）上，真空吸盤（304）固定在吸附裝置（303）上；自動除泡裝置（5）包括除泡滑臺安裝塊（501）、除泡Z軸位移滑臺（502）和除泡滾輪（504）；自動除泡裝置（5）通過除泡滑臺安裝塊（501）固定在高位X軸位移滑臺（13）上，除泡Z軸位移滑臺（502）固定在除泡滑臺安裝塊（501）上，除泡滾輪（504）安裝在除泡Z軸位移滑臺（502）上；快速加熱固化裝置（6）包括加熱板（601）、加熱固化Z軸位移滑臺（603）和加熱固化滑臺安裝塊（604）；快速加熱固化裝置（6）通過加熱固化滑臺安裝塊（604）固定在龍門架（14）上，加熱固化Z軸位移滑臺（603）固定在加熱固化滑臺安裝塊（604）上，加熱板（601）連接固定在加熱固化Z軸位移滑臺（603）上；化學除粘結劑裝置（9）包括化學槽（901）、晶片承載機構（902）、晶片載盤（903）、除粘結劑Z軸位移滑臺（904）和除粘結劑滑臺安裝支架（905）；化學槽（901）和除粘結劑滑臺安裝支架（905）固定在第一基臺（11）上，除粘結劑Z軸位移滑臺（904）固定在除粘結劑滑臺安裝支架（905）上，晶片承載機構（902）固定在除粘結劑Z軸位移滑臺（904）上，晶片載盤（903）固定在晶片承載機構（902）上，且晶片載盤（903）位于化學槽（901）內；液氮快速冷卻裝置（10）包括液氮槽（101）、晶體承載機構（102）、晶體載盤（103）、冷卻Z軸位移滑臺（104）和冷卻滑臺安裝支架（105）；液氮槽（101）和冷卻滑臺安裝支架（105）固定在第一基臺（11）上，冷卻Z軸位移滑臺（104）固定在冷卻滑臺安裝支架（105）上，晶體承載機構（102）固定在冷卻Z軸位移滑臺（104）上，晶體載盤（103）固定在晶體承載機構（102）上，且晶體載盤（103）位于液氮槽（101）內；暫存工位（15）包括晶體暫存工位（152）、膠膜回收盒（153）、晶片暫存工位（154）和連接板（151），連接板（151）固定在第二基臺（12）上，晶體暫存工位（152）、膠膜回收盒（153）、晶片暫存工位（154）都固定在連接板（151）上；晶體暫存工位（152）包括晶體頂升氣缸（155）和晶體真空陶瓷吸盤（156），晶體真空陶瓷吸盤（156）設置在晶體暫存工位（152）處，晶體頂升氣缸（155）設置在晶體真空陶瓷吸盤（156）的下方；晶片暫存工位（154）包括晶片頂升氣缸（157）和晶片真空陶瓷吸盤（158），晶片真空陶瓷吸盤（158）設置在晶片暫存工位（154）處，
晶片頂升氣缸（157）設置在晶片真空陶瓷吸盤（158）的下方。2.根據權利要求1所述的一種從激光改質后的晶體上剝離晶片的全自動裝置，其特征在于：該裝置的剝離晶片的過程為：將激光改質后的晶體（17）放置到真空陶瓷吸盤（16）上吸附固定，XY十字位移滑臺（4）將晶體（17）傳送到自動貼膜裝置（3）的右側下方；膠膜存儲盒（2）通過低位X軸位移滑臺（1）傳送到自動貼膜裝置（3）的正下方；自動貼膜裝置（3）中的貼膜Z軸位移滑臺（302）上的吸附裝置（303）帶動真空吸盤（304）向下移動與聚合物膠膜接觸，真空吸盤（304）吸附放置在膠膜存儲盒（2）中的聚合物膠膜（202）并起升；自動貼膜裝置（3）通過高位X軸位移滑臺（13）向右移動到晶體（17）的正上方，貼膜Z軸位移滑臺（302）向下移動使吸附的聚合物膠膜（202）與晶體（17）的上表面接觸，卸掉真空吸附力，將聚合物膠膜（202）貼在晶體（17）上表面；將覆有聚合物膠膜（202）的晶體（17）通過XY十字位移滑臺（4）向右傳送到自動除泡裝置（5）的正下方，自動除泡裝置（5）中的除泡Z軸位移滑臺（502）下移，使除泡滾輪（504）與聚合物膠膜（202）接觸，自動除泡裝置（5）沿著高位X軸位移滑臺（13）左右來回移動，除泡滾輪（504）作用在聚合物膠膜（202）上通過左右滾壓方式將聚合物膠膜（202）和晶體（17）表面之間的氣泡清除干凈，并通過滾輪的滾壓力將聚...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張紅梅，胡北辰，牛奔，張志耀，
申請(專利權)人：西北電子裝備技術研究所中國電子科技集團公司第二研究所，
類型：發明
國別省市：