激光处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于切割衬底的激光处理装置，该装置包含有：激光头，其用于产生激光束；第一工作固定器和第二工作固定器，其上安装有衬底；以及换向器，其沿着激光束的路径设置，该换向器被操作来有选择地引导激光束朝向安装在第一工作固定器的第一衬底以切割第一衬底，或者朝向安装在第二工作固定器的第二衬底以切割第二衬底，以便于在一个衬底进行切割的同时，在另一个衬底上可以执行同步的操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光处理装置，特别是涉及一种用于在半导体器件上切割或划刻沟槽(singulating or scribing grooves)的激光切割机器。
技术介绍
激光划片(laser scribing)是一种通常使用于沿着衬底上所形成的间隔线 (streets)切割衬底如蓝宝石或碳化硅(sapphire or silicon carbide)晶圆的表面上的线性沟槽的方法。激光束或锐聚焦激光点针对此方法而得以出现。当衬底相对薄时，而激光划片同样也可以通过完全切断衬底而割开衬底。对于在蓝宝石制成的衬底上的激光划片而言，所形成的沟槽的深度通常被控制到微米的程度，这需要精确地切割衬底。激光束的聚焦同样也影响每次切割的深度。因此，有必要测量衬底切割表面的高度，以便于控制通过激光划片的切割的深度。测量衬底表面的高度的一种方法是通过使用光学器件在衬底表面上聚焦的方式。通过计入衬底上的多个测量点，该高度的有效估算得以实现。通常，激光处理装置包含有视觉系统，该视觉系统被用于捕获衬底图像以在发生激光划片以前进行高度测量和进行定位。衬底表面高度的估算或测量增加了辅助操作时间。该辅助操作时间还包括衬底装载和卸载以及视觉定位所花费的时间。通常，在实际的划片时间可以多达大约240秒以完全划刻直径为2英寸的蓝宝石衬底的同时，辅助操作时间可以多达60秒。在辅助操作时间期间，激光头保持为空闲状态，因此是没有生产的。如果视觉和聚焦的点的数目被增加，那么辅助操作时间将会更加冗长。这降低了生产效率。专利技术名称为“激光处理机器”、出版号为2008/(^90078的美国专利公开了一种沿着两道间隔线同时完成激光切割的激光处理机器。这通过使用棱镜将激光束分成两个单独的激光束而得以完成。这两个激光束具有可调节的间距以便于它们能够同时在两个单独的位置处操作来切割晶圆。另一方面，专利技术名称为“激光束加工装置”、出版号为2008-110383 的日本专利公开了一种激光束加工装置，其通过使用分光器(beam splitter)将激光束分成两束光同时加工固定在两个卡盘平台上的工件。该激光束沿着两个单独的路径传播，以同时加工两个固定在两个卡盘平台上的工件。当由于在前述现有技术中两个划片激光束同时出现以划刻两个单独位置处的晶圆所以加工效率得以提高的同时，将激光束源分开之后管理两个必须相互极为贴近设置的激光束成为一个挑战。控制两个来自单独光源的激光束的质量和能量变化技术上是有难度的。这可能趋向导致沿着不同的划刻线形成不同的划刻深度。而且，激光头的功率必须加倍以保持在两个位置处相同的激光能量水平，这提高了机器的成本。而且，在辅助操作时间期间，激光头仍然保持空闲，生产率得以丧失。由于激光头很昂贵，使得激光头的使用最大化和促进激光头的高效使用是合适的
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种激光处理装置，其在实现激光划片深度的更好控制的同时，提高激光划片的产量。于是，本专利技术一方面提供一种用于切割衬底的激光处理装置，该装置包含有激光头，其用于产生激光束；第一工作固定器和第二工作固定器，其上安装有衬底；以及换向器，其沿着激光束的路径设置，该换向器和激光头可在第一位置和第二位置之间相对于彼此移动，其中，在第一位置处换向器被操作来将激光束换向以切割安装在第一工作固定器上的第一衬底，在第二位置处换向器被操作来将激光束换向以切割安装在第二工作固定器上的第二衬底。本专利技术另一方面提供一种用于切割安装于第一工作台和第二工作台上的衬底的方法，该方法包含有以下步骤在第一工作台上安装第一衬底，在第二工作台上安装第二衬底；使用激光头产生激光束，并使用换向器将该激光束换向至第一衬底以切割该第一衬底； 在第一衬底被切割的同时，使用光学系统检查第二衬底以为切割做好准备；在第一衬底的切割已经完成之后，将换向器和激光传送设备相对于彼此从第一位置移动至第二位置，以便于将激光束换向至第二衬底而切割第二衬底；其后将第一衬底从第一作业台处移离。本专利技术再一方面提供一种用于切割衬底的激光处理装置，该装置包含有激光头， 其用于产生激光束；第一工作固定器和第二工作固定器，其上安装有衬底；以及换向器，其沿着激光束的路径设置，该换向器被操作来有选择地引导激光束朝向安装在第一工作固定器的第一衬底以切割第一衬底，或者朝向安装在第二工作固定器的第二衬底以切割第二衬底。本专利技术又一方面提供一种用于切割安装于第一工作台和第二工作台上的衬底的方法，该方法包含有以下步骤在第一工作台上安装第一衬底，在第二工作台上安装第二衬底；使用激光头产生激光束，并使用换向器将该激光束换向至第一衬底以切割该第一衬底； 在第一衬底被切割的同时，使用光学系统检查第二衬底以为切割做好准备；在第一衬底的切割已经完成之后，操作换向器以将激光束换向至第二衬底而切割第二衬底；其后将第一衬底从第一作业台处移离。参阅后附的描述本专利技术实施例的附图，随后来详细描述本专利技术是很方便的。附图和相关的描述不能理解成是对本专利技术的限制，本专利技术的特点限定在权利要求书中。附图说明根据本专利技术所述的系统和方法的较佳实施例的示例现将参考附图加以详细描述， 其中图1所示为根据本专利技术较佳实施例所述的包含有两个工作台的激光划片组件的立体示意图，其中表明了激光束正在一个工作台上划刻晶圆。图2是激光划片组件的立体示意图，其中表明了激光束在另外一个工作台上划刻晶圆。图3包含3A至3E，其是激光划片组件的工作台的俯视示意图，其表明了用于在工作台上切割衬底的第一作业顺序，以减小所需的定位距离(indexing distance).图4包含4A至4C，其所示为激光划片组件的两个工作台的俯视示意图，其表明了在工作台的移动范围之内所包含的重叠局部。图5包含5A和5B，其所示为和图4A至图4C所述相同配置中布置的两个工作台的俯视示意图，其表明用于同时处理两个衬底的第二作业顺序。具体实施例方式在此本专利技术较佳实施例将结合附图进行描述。图1所示为根据本专利技术较佳实施例所述的包含有两个工作台的激光划片组件10 的立体示意图，其中表明激光束正在一个工作台上切割或划刻衬底36、40，如晶圆。激光划片组件10包含有以激光头14形式存在的用于产生激光束的激光光源，可以为卡盘平台 16,18形式的在x-y- θ方向移动的第一工作台和第二工作台，激光束传送系统20，以及光学系统。光学系统包含有一组共轴光学器件22、一组高度测量光学器件M和底部光学器件 26。该组共轴光学器件22包括顶部光学器件观，其和底部光学器件沈一起被操作来捕获衬底的图像，以进行定位的目的。各组激光束聚焦光学器件30设置在卡盘平台16、18 的上方以用于聚焦激光束。高度测量光学器件M相邻于激光束聚焦光学器件30设置。高度测量光学器件对测量待切割的衬底40的高度以便于激光束能被聚焦而用于划刻至正确的切割深度。沿着激光束的路径设置的激光束换向器(diverter) 12由可以分别引导激光束至激光头14的左侧和右侧的两个反射激光板组成。激光束换向器12和激光头14可以相互彼此移动，更合适的方式是，在激光头14为静止的同时驱动激光束换向器12移动。激光束换向器的反射板可以为反射镜或棱镜的表面，并通过连接至激光束换向器12的马达，例如线性、步进或伺服马达驱动，以在水平方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于切割衬底的激光处理装置，该装置包含有：激光头，其用于产生激光束；第一工作固定器和第二工作固定器，其上安装有衬底；以及换向器，其沿着激光束的路径设置，该换向器和激光头可在第一位置和第二位置之间相对于彼此移动，其中，在第一位置处换向器被操作来将激光束换向以切割安装在第一工作固定器上的第一衬底，在第二位置处换向器被操作来将激光束换向以切割安装在第二工作固定器上的第二衬底。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑志华，周立基，张转运，黎思亮，
申请(专利权)人：先进自动器材有限公司，
类型：发明
国别省市：HK