一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置和方法

本发明属于晶圆加工，尤其涉及一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置和方法。

背景技术：

1、随着半导体产业ic封装的迅速发展，对芯片厚度、表面粗糙度以及亚表面损伤的控制要求越来越高，芯片逐渐向小型化、集成化发展，对芯片厚度的要求要达到50μm及以下，目前存在的减薄装置大多直接用砂轮进行粗磨、精磨、抛光，这些加工工艺存在一些缺陷。

2、磨削减薄的材料大多为硬脆材料，对砂轮端面刀头的磨损严重，刀头磨损后对晶圆的表面粗糙度和亚表面损伤会造成影响。因此需要频繁更换砂轮，提高了加工成本。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置和方法，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，包括：

3、第一驱动组件，所述第一驱动组件上设置有真空自旋转磨削台，所述真空自旋转磨削台上用于放置晶圆，所述第一驱动组件用于驱动所述真空自旋转磨削台沿x轴移动；

4、第二驱动组件，所述第二驱动组件上设置有砂轮，所述砂轮位于所述晶圆一侧上方，所述第二驱动组件用于驱动所述砂轮沿z轴移动；

5、第三驱动组件，所述第三驱动组件上设置有手动驱动组件，所述第三驱动组件上设置有激光加工系统，所述激光加工系统位于所述晶圆远离所述砂轮的一侧，所述激光加工系统用于按照所述砂轮外缘轮廓和回转速度对所述晶圆表面进行刻蚀，以使得所述晶圆表面改性，所述第三驱动组件用于驱动所述手动驱动组件沿y轴移动，且所述手动驱动组件用于驱动所述激光加工系统沿z轴移动。

6、可选的，所述激光加工系统包括激光头，所述激光头两侧对称设置有激光对焦红外装置。

7、可选的，两所述激光对焦红外装置的发射端向下，并倾斜设置，两所述激光对焦红外装置发射出的红外线相交。

8、可选的，所述激光对焦红外装置的倾斜角度为45°。

9、可选的，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件和所述第三驱动组件结构相同，通过伺服电机、直线导轨和滚珠丝杠组成。

10、可选的，所述晶圆旋转方向和所述砂轮旋转方向相对设置。

11、可选的，所述砂轮外缘与所述晶圆中心点重合.且所述砂轮直径大于所述晶圆半径。

12、可选的，还包括基座，所述基座上固接有支撑架，所述支撑架与所述基座垂直设置，所述第一驱动组件和第三驱动组件设置在基座上，所述第二驱动组件设置在设置支撑架上。

13、一种晶圆减薄同步激光改性的加工方法，包括以下步骤：

14、安装待减薄的晶圆；

15、将晶圆移动至砂轮正下方；

16、移动激光加工系统至晶圆上方；

17、启动移动激光加工系统和砂轮；

18、开启真空自旋转磨削台，带动晶圆旋转；

19、完成晶圆的减薄。

20、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

21、通过激光加工系统，对晶圆表面进行刻蚀，与砂轮轨迹一致的方法进行晶圆表面改性，减小晶圆表面硬度，同时砂轮在激光加工系统的另一侧作旋转运动和法向进给运动，最后通过改变激光参数对磨削后的表面进行激光抛光处理，使得晶圆表面粗糙度更小，实现激光辅助晶圆自旋转的磨削去除，减少了砂轮的磨损，提高了减薄的效率和加工的成本，减小加工表面粗糙度，磨削损伤以及亚表面损伤深度。

技术特征：

1.一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于：所述激光加工系统(7)包括激光头(73)，所述激光头(73)两侧对称设置有激光对焦红外装置(71)。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于：两所述激光对焦红外装置(71)的发射端向下，并倾斜设置，两所述激光对焦红外装置(71)发射出的红外线(72)相交。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于：所述激光对焦红外装置(71)的倾斜角度为45°。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于：所述第一驱动组件(10)、所述第二驱动组件(3)和所述第三驱动组件(6)结构相同，通过伺服电机(101)、直线导轨(102)和滚珠丝杠(103)组成。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于：所述晶圆(9)旋转方向和所述砂轮(4)旋转方向相对设置。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于：所述砂轮(4)外缘与所述晶圆(9)中心点重合.且所述砂轮(4)直径大于所述晶圆(9)半径。

8.根据权利要求1所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于：还包括基座(1)，所述基座(1)上固接有支撑架(2)，所述支撑架(2)与所述基座(1)垂直设置，所述第一驱动组件(10)和第三驱动组件(6)设置在基座(1)上，所述第二驱动组件(3)设置在设置支撑架(2)上。

9.一种晶圆减薄同步激光改性的加工方法，基于权利要求1-8任意一项所述的一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于晶圆加工技术领域，公开了一种晶圆减薄同步激光改性的加工装置，包括：第一驱动组件，第一驱动组件上设置有真空自旋转磨削台，真空自旋转磨削台上用于放置晶圆；第二驱动组件上设置有砂轮，砂轮位于晶圆一侧上方；第三驱动组件上设置有手动驱动组件，第三驱动组件上设置有激光加工系统，激光加工系统位于晶圆远离砂轮的一侧，激光加工系统用于按照砂轮外缘轮廓和回转速度对晶圆表面进行刻蚀，以使得晶圆表面改性，本发明减少了砂轮的磨损，提高了减薄的效率和加工的成本，减小加工表面粗糙度，磨削损伤以及亚表面损伤深度。

技术研发人员：陈沛,吴坤洲,秦飞,安彤,代岩伟,王振
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22