【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及晶圓劃切領域，更具體地說，它涉及剝落式激光劃切晶圓的承載平臺及其方法。
技術介紹
1、激光劃切晶圓在半導體制造中具有具有極高的定位精度和切割質量，能夠實現微米級別的精細切割，而且由于切縫寬度小，激光切割能夠最大限度地減少晶圓材料的浪費，提高材料利用率，激光切割具有高速度的特點，能夠實現對晶圓的快速切割，這有助于提高生產效率，縮短生產周期。同時，激光切割技術還能實現復雜形狀的切割，滿足特殊工藝需求。
2、現有中對于剝落式激光切割方式，現有做法如下：1、激光半切后裂片：利用激光束在晶圓表面進行部分切割，通常切割至晶圓厚度的一定比例(如1/3到2/3)，而不完全穿透晶圓，在激光開槽完成后，通過施加外力(如機械力、熱應力等)使晶圓沿著切割道分離，裂片過程需要控制力度和速度，以避免晶圓破損或產生過多的碎片；2、激光全切后進行采集：激光進行全切時，為保證切透，所以切割道線路下方必須無阻擋，防止切割瞬時產生的高溫熔融對晶圓產生破壞，同時由于激光切割時需要開啟輔助氣體，輔助氣體一方面降低局部溫度，另一方面將濺射的熔渣帶走，當切割閉環完成時，由于輔助氣體的存在，將已切割芯粒吹落。
3、但是現有激光剝落式劃切方式，為將殘余廢料和熔質吹走，且帶走激光切割時產生的熱量，需要對切割軌跡施加輔助氣體，切割軌跡下方需要保持懸空，受到輔助氣體氣壓后易產生飛片，吹落后易裂片；2、若使用特制定位柱對個體晶粒背面進行支撐，則由于晶圓的非透明性質，無法在背面做到準確定位，極大增加定位難度，切該方式并不能固定，限制因素過多，當輔助氣
4、因此需要提出新的方案來解決這個問題。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供剝落式激光劃切晶圓的承載平臺及其方法，通過裝載適用于晶粒大小尺寸的微型機械臂及其對應編碼方式，配合晶粒收集裝置，實現對于整張晶圓范圍內在特定區域的芯片劃切，將已分離晶粒放入指定位置，保證單顆芯片的完整無損傷。
2、本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：該剝落式激光劃切晶圓的承載平臺，包括包括承載平臺外殼、線性運動裝置、微型機械臂裝置、晶粒收集器，所述承載平臺外殼上用于放置待劃切晶圓，所述線性運動裝置安裝在承載平臺外殼上，所述微型機械臂裝置安裝在線性運動裝置上且位于待劃切晶圓下方，所述晶粒收集器安裝在微型機械臂裝置下方。
3、進一步的，所述微型機械臂裝置包括機械臂安裝機臺、所述機械臂安裝機臺上設置有伸縮氣缸，所述伸縮氣缸可繞自身軸線旋轉，所述伸縮氣缸上設置有第二機械臂，所述第二機械臂上設置有第一機械臂，所述第二機械臂可實現大范圍空間姿態調整，所述第一機械臂可實現小范圍空間姿態調整，所述第一機械臂上設置有晶粒末端執行器，所述晶粒末端執行器以第一機械臂的關節安裝中心自由轉動可用于吸附晶粒。
4、根據上述的剝落式激光劃切晶圓的承載平臺的劃切方法，包含晶圓位置區域編碼方法，以晶圓notch口為基準，分為x、y兩個方向，x方向均勻等間距劃分網格線，每條網格線記為x1，x2，…,xj,xj+1,…,xj+n,用于標記切割線在x方向的位置，為了便于計算機讀取位置和進行運算，將該組標記和阿拉伯數字進行一一對應，將其形成字母和數字編碼集合，兩個集合映射關系為{x1，x2，…，xi，xj+1，…，xj+n}→{1，2，…，j，j+1，…，j+n}，同樣的，y方向編碼為{y1，y2，…，yi，yi+1，…，yi+n}→{1，2，…，i，i+1，…，i+n}；
5、切割線位置確定，單顆晶粒大小長度為l、寬度為w，切割區域記為(xj，xj+1，yi，yi+1)，晶粒中心點坐標為[(j+1/2)*l，(i+1/2)*w]，晶粒末端執行器的定位坐標即為[(j+1/2)*l，(i+1/2)*w]。
6、進一步的，以伸縮旋轉氣缸軸線與機械臂安裝機臺交匯處為坐標原點，建立原點坐標系c0，軸線方向為坐標軸z0；以第二機械臂旋轉軸線作為c1坐標系，軸線方向為z1；以此類推建立c2、c3坐標系；
7、本專利技術中伸縮旋轉氣缸、第二機械臂、第一機械臂、晶粒末端執行器，均為連桿結構，根據連桿坐標系變換矩陣展開得到：
8、
9、di為連桿偏距，為關節轉角，α為連桿扭角，本專利技術中末端相對于原點坐標系變換關系可確定晶粒位置相對于原點坐標關系為根據位置調節關節轉角和連桿扭角α即可使得晶粒末端執行器準確定位到晶粒中心位置。
10、進一步的，根據晶粒尺寸及其所在切割區域，即可確定中心坐標點[(i+1/2)*w，(j+1/2)*l]，該坐標中心點即為晶粒末端執行器的定位點；
11、末端執行器根據定位點信息，確定原點坐標系c0和末端執行器坐標系c3的轉換矩陣，由機械臂關節變換關系確定出第一機械臂、第二機械臂的關節轉角和扭角α，由微電機控制其轉動即可使得晶粒末端執行器到達定位點，并且開啟真空模式，晶粒末端執行器端面開設陶瓷微孔吸附住晶粒。
12、綜上所述，本專利技術具有以下有益效果：
13、1.定位準確度增高：剝落式激光異性切割承載平臺及其方法針對晶圓位置區域進行編碼，根據待激光劃切的晶粒尺寸確定晶圓的編碼區域大小，在x、y兩個方向上計算待切割晶粒中心位置，使得在整張晶圓范圍內獲得任意晶粒的中心坐標。微型機械臂裝置采用多連桿，并根據多連桿關節坐標轉換關系獲得連桿扭角和轉角，使得末端執行器可以準確定位到任意晶粒位置，提高了定位準確度。
14、2.保護晶粒在劃切過程中無損傷：末端執行器在到達晶粒中心位置后，開啟真空吸附可將晶粒牢牢固定，當激光切割頭進行加工伴隨輔助氣體吹氣時，可保持晶粒固定，提高激光頭劃切走線時的切割精度，保證晶粒不被吹落損傷。
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1.剝落式激光劃切晶圓的承載平臺，其特征在于：包括包括承載平臺外殼、線性運動裝置、微型機械臂裝置、晶粒收集器，所述承載平臺外殼上用于放置待劃切晶圓，所述線性運動裝置安裝在承載平臺外殼上，所述微型機械臂裝置安裝在線性運動裝置上且位于待劃切晶圓下方，所述晶粒收集器安裝在微型機械臂裝置下方。
2.根據權利要求1所述的剝落式激光劃切晶圓的承載平臺，其特征在于：所述微型機械臂裝置包括機械臂安裝機臺、所述機械臂安裝機臺上設置有伸縮氣缸，所述伸縮氣缸可繞自身軸線旋轉，所述伸縮氣缸上設置有第二機械臂，所述第二機械臂上設置有第一機械臂，所述第二機械臂可實現大范圍空間姿態調整，所述第一機械臂可實現小范圍空間姿態調整，所述第一機械臂上設置有晶粒末端執行器，所述晶粒末端執行器以第一機械臂的關節安裝中心自由轉動可用于吸附晶粒。
3.根據權利要求1-2所述的剝落式激光劃切晶圓的承載平臺的劃切方法，其特征在于：包含晶圓位置區域編碼方法，以晶圓notch口為基準，分為X、Y兩個方向，X方向均勻等間距劃分網格線，每條網格線記為X1，X2，…,Xj,Xj+1,…,Xj+n,用于標記切割線在X
4.根據權利要求3所述的一種方法，其特征在于：以伸縮旋轉氣缸軸線與機械臂安裝機臺交匯處為坐標原點，建立原點坐標系C0，軸線方向為坐標軸z0；以第二機械臂旋轉軸線作為C1坐標系，軸線方向為Z1；以此類推建立C2、C3坐標系；
5.根據權利要求4所述的一種方法，其特征在于：包含執行動作定位：晶圓放置在承載平臺外殼的凹槽臺階內，以晶圓notch口作為方向基準，確定晶圓的方向位置，以晶圓notch口指向作為Y向，垂直于Y向作為X向，分別在X、Y兩個方向，根據待切割晶粒大小均勻等間距地劃分劃切線，X向劃切線記為X1，X2，…,Xi,Xj+1,…,Xj+n；Y向劃切線記為Y1，Y2，…，Yi,Yi+1,…,Yi+n。由此將整張晶圓劃分出與晶粒相同大小的多個區域。
6.根據權利要求5所述的一種方法，其特征在于：根據晶粒尺寸及其所在切割區域，即可確定中心坐標點[(i+1/2)*W,(j+1/2)*L]，該坐標中心點即為晶粒末端執行器的定位點；
...【技術特征摘要】
1.剝落式激光劃切晶圓的承載平臺，其特征在于：包括包括承載平臺外殼、線性運動裝置、微型機械臂裝置、晶粒收集器，所述承載平臺外殼上用于放置待劃切晶圓，所述線性運動裝置安裝在承載平臺外殼上，所述微型機械臂裝置安裝在線性運動裝置上且位于待劃切晶圓下方，所述晶粒收集器安裝在微型機械臂裝置下方。
2.根據權利要求1所述的剝落式激光劃切晶圓的承載平臺，其特征在于：所述微型機械臂裝置包括機械臂安裝機臺、所述機械臂安裝機臺上設置有伸縮氣缸，所述伸縮氣缸可繞自身軸線旋轉，所述伸縮氣缸上設置有第二機械臂，所述第二機械臂上設置有第一機械臂，所述第二機械臂可實現大范圍空間姿態調整，所述第一機械臂可實現小范圍空間姿態調整，所述第一機械臂上設置有晶粒末端執行器，所述晶粒末端執行器以第一機械臂的關節安裝中心自由轉動可用于吸附晶粒。
3.根據權利要求1-2所述的剝落式激光劃切晶圓的承載平臺的劃切方法，其特征在于：包含晶圓位置區域編碼方法，以晶圓notch口為基準，分為x、y兩個方向，x方向均勻等間距劃分網格線，每條網格線記為x1，x2，…,xj,xj+1,…,xj+n,用于標記切割線在x方向的位置，為了便于計算機讀取位置和進行運算，將該組標記和阿拉伯數字進行一一對應，將其形成字母和數字編碼集...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王曰海，馮長春，謝燕，戴庭舸，
申請(專利權)人：浙江大學紹興研究院，
類型：發明
國別省市：
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