玻璃钝化硅晶圆的背面切割对位线的制作设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于玻璃钝化晶圆器件的制备技术、具体涉及一种玻璃钝化硅晶圆的背面切割对位线的制作设备。
【背景技术】
[0002]如图1、图2所示，玻璃钝化硅晶圆背面具有金属层1，该金属层紧贴有一层硅材料2，硅材料2中有一个或多个PN结3，在玻璃钝化硅晶圆的正面均匀分布有多数个沟槽4，沟槽4内覆盖有玻璃钝化层5，以对玻璃钝化硅晶圆的核心若干PN结3进行表面钝化保护。
[0003]目前，对玻璃钝化晶圆器件的切割方式都是采用背面切割，以避开质地硬而脆的玻璃钝化层5。切割分离部分为沟槽4的中心线，由于硅材料为非透明材料，在背面切割时，需要依据背面的定位线进行准确定位后进行背面切割，切割完成后，芯片分离时，分离线处于沟槽4的中心位置。
[0004]现有的背面切割对位线的制作方法是采用双面光刻步骤，具体流程为:将正面沟槽光刻板与背面定位线光刻板进行重合定位、晶圆正面涂覆光刻胶、晶圆正面光刻胶烘干、晶圆背面涂覆光刻胶、晶圆背面光刻胶烘干、双面曝光、显影、背面定位线化学腐蚀、清洗、烘干、背面光刻涂胶保护、烘干、正面沟槽继续腐蚀到预定深度、玻璃钝化、表面金属化、背面切割、芯片分离。由于采用双面光刻的方法制作背面定位线工艺繁琐，复杂，工序流转程序多，需消耗人工、占用工时、消耗化学试剂、产能低下，并且双面光刻板套准精度在±20um以上，并且经常偏移，造成双面光刻偏移，直接导致后续背面切割工艺无法准确的切割在指定位置，造成芯片分离后，芯片存在芯片不居中等品质问题。因此，有必要对现有的玻璃钝化硅晶圆的背面切割对位线的制作方法进行改进，以解决上述问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种玻璃钝化硅晶圆的背面切割对位线的制作设备。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:
[0007]—种玻璃钝化硅晶圆的背面切割对位线的制作设备，其特征在于，包括激光标刻装置、运动平台装置、成像装置、图像分析处理系统、工控机、输料装置和机械手；
[0008]所述激光标刻装置由反射镜、设于反射镜旁的激光器以及设于反射镜下方的聚焦镜构成；
[0009]所述运动平台装置由X/Y轴叠加运动平台、设于X/Y轴叠加运动平台上的Θ轴旋转平台以及驱动聚焦镜的Z轴升降调节机构构成，所述聚焦镜位于所述Θ轴旋转平台上方，朝向所述Θ轴旋转平台；
[0010]所述成像装置有相机和光源构成，所述相机位于所述反射镜上方并通过成像镜筒与所述反射镜相连，所述光源设于聚焦镜旁；所述反射镜既能反射激光也能进行成像光源透光；所述输料装置和机械手位于所述运动平台旁；
[0011]所述X/Y轴叠加运动平台、所述θ轴旋转平台、所述激光器、输料装置、所述机械手和所述图像分析处理系统均与所述工控机电连接，所述图像分析处理系统还电连接所述相机。
[0012]在本实用新型中，输料装置用于输送硅晶圆；机械手用于抓取硅晶圆，将输送装置上的硅晶圆抓取到Θ轴旋转平台；成像装置，用以对硅晶圆正面进行成像拍照；图像分析处理系统，用于接收成像信号，并计算出硅晶圆的切割道沟角度和位置信息；激光标刻装置则根据切割道沟角度和位置信息，在硅晶圆正面选择目标点位置，并通过激光在目标点位置进行目标图形的垂直标刻，并穿透整个硅晶圆，且在硅晶圆背面形成与正面目标图形相对应的激光穿透图形，而激光穿透图形之间的对应连线即为背面切割对位线。
[0013]所述X/Y轴叠加运动平台采用直线电机或者伺服电机或者步进电机驱动，所述Θ轴旋转平台采用涡轮蜗杆机构或者同步轮带机构或者DD马达直驱机构驱动；所述Z轴升降调节机构采用电动调节或螺旋测微头手动调节。
[0014]所述X/Y轴叠加运动平台采用直线电机驱动；所述Θ轴旋转平台采用DD马达直驱机构驱动；所述Z轴升降调节机构采用螺旋测微头手动调节。
[0015]在本实用新型中，所述X/Y轴叠加运动平台和Θ轴旋转平台均具有光栅尺，所述光栅尺与所述工控机电连接。
[0016]在实用新型中，在Θ轴旋转平台上方设有与所述聚焦镜同轴的吹气装置，在所述聚焦镜的镜头旁设有朝向所述Θ轴旋转平台上表面的抽尘装置。在打孔过程中辅以吹气，可将打孔过程中的剥离物吹出，抽尘装置及时把打孔时产生的剥离物吸走。
[0017]所述Θ轴旋转平台上设有真空吸附平台，所述工控机还与所述真空吸附平台的真空控制开关电连接。
[0018]所述图像分析处理系统具有显示器。
[0019]本实用新型的玻璃钝化硅晶圆的背面切割对位线的制作设备，采用激光垂直穿透的方式在玻璃钝化硅晶圆背面制作了与正面沟槽对应的切割标记，硅晶圆背面切割可利用此标记进行背面定位切割，因此，本实用新型的制作设备具有不需要使用过去繁琐的二次光刻工艺制作背面定位切割标记的优点，提高了标记制作精度，降低了生产成本和操作时间，还减少了芯片不居中等品质问题。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】本实用新型进行详细说明:
[0021]图1是玻璃钝化硅晶圆的正面俯视图。
[0022]图2为玻璃钝化硅晶圆的局部侧视图。
[0023]图3为本实用新型的硅晶圆正面标刻图形的示意图。
[0024]图4为本实用新型的硅晶圆正面标刻图形的局部放大图。
[0025]图5为本实用新型的硅晶圆背面穿透图形的示意图。
[0026]图6为利用本实用新型的硅晶圆背面穿透图形做定位切割的示意图。
[0027]图7为本实用新型的激光标刻装置的立体示意图。
【具体实施方式】
[0028]如图7所示，本实用新型的玻璃钝化硅晶圆的背面切割对位线的制作设备，包括底座512、大理石台面511、运动平台装置100、工控机514，送料装置200、图像分析处理系统500、激光标刻装置300、成像装置400和机械手(图中未显示)。
[0029]其中，激光标刻装置300由反射镜304、设于反射镜304旁的激光器301以及设于反射镜304下方的聚焦镜302构成。激光器301为一台红外激光器，优选为光纤脉冲激光器。
[0030]运动平台装置100由X/Y轴叠加运动平台101、Θ轴旋转平台102以及Z轴升降调节机构103构成。
[0031]大理石台面511固定在底座512上，工控机514位于底座512内部。X/Y轴叠加运动平台101则固定在大理石台面511上，Θ轴旋转平台102位于X/Y轴叠加运动平台101上。
[0032]在大理石台面511上还固定有悬臂架111，激光器301则固定在该悬臂架的顶部。聚焦镜302位于Θ轴旋转平台102上方、固定在可上下调节的Z轴升降调节机构103上，实现调焦功能。加工材料被固定在Θ轴旋转平台102上表面。激光器301射出脉冲激光光束，激光光束进入反射镜304进行45度折反后进入聚焦镜302。根据加工材料的厚度不同，将激光焦点调整到加工材料的表面上，聚焦镜302将激光汇聚成直径为40至lOOum的光斑焦点，焦点能量密度高度集中，可最大限度提高加工效率。
[0033]X/Y轴叠加运动平台101采用直线电机或者伺服电机或者步进电机驱动。Θ轴旋转平台102采用涡轮蜗杆机构或者同步轮带机构或者DD马达直驱机构驱动。Z轴升降调节机构103采用电动调节或螺旋测微头手动调节。
[0034]在本实施例中，X/Y轴叠加运动平台101采用直线电机驱动；Θ轴旋转平台102采用DD马达直驱机构驱动；Z轴升降调节机构103采用螺旋测微头手动调节。
[0035]在本实施例中，成像装置400包括相机401和光源402。相机401位于反射镜304的正上方，相机401通过成像镜筒403连接反射镜304。
[0036]反射镜304镀有不同膜层，既能反射激光也能进行成像光源透光。光源402采用LED灯，为点光源，设置在聚焦镜302旁。在本实施例中，激光标刻装置300和成像装置200共用反射镜304、聚焦镜302。
[0037]在Θ轴旋转平台102上方设有与聚焦镜302同轴的吹气装置，在聚焦镜302的镜头旁设有朝向Θ轴旋转平台102上表面的抽尘装置506。该抽尘装置506是一根抽灰管，该抽灰管与负压吸尘设备相连。在打孔过程中辅以吹气，可将打孔过程中的剥离物吹出，抽尘装置506及时把打孔时产生的剥离物吸走。
[0038]送料装置200位于大理石台面511上，位于运动平台装置100的前方，包括自动放料盒201、自动收料盒202以及设于自动放料盒201和自动收料盒202之间的晶圆传送带203，自动放料盒201、自动收料盒202均位于料盒升降电机204上。
[0039]图像分析处理系统400中具有显示器201。
[0040]机械手、X/Y轴叠加运动平台101、Θ轴旋转平台102、激光器301、输料装置200、图像分析处理系统400均与工控机514电连接，工控机514图像分析处理系统400还电连接相机401。
[0041]Θ轴旋转平台102上设有真空吸附平台，工控机还与该真空