[发明专利]一种用于SiC晶圆的划片装置及方法

说明书

本发明提供了一种用于SiC晶圆的划片装置及方法，其中用于SiC晶圆的划片装置包括：X向悬臂、Z向立柱、工作台、砂轮和喷枪，所述的X向悬臂内设有X向滚珠丝杠且X向悬臂下方同时设有划片砂轮和等离子体喷枪；所述的Z向立柱内设有Z向滚珠丝杠与X向悬臂相连；所述的底座内设有工作台旋转电机；所述的工作台的上方设有Y向移动装置；所述砂轮的右侧设有等离子体喷枪调节装置；其特征在于：本发明提供的SiC晶圆的划片装置及方法将等离子体改性与砂轮划切相结合，具有结构简单且操作方便的优点，通过利用该装置及与该装置匹配的划片方法可以对SiC晶圆进行精密划切，解决了现有技术中切割砂轮在划切超硬材料时的崩边、耗材、破损严重的问题。

技术领域

本发明涉及一种晶圆划切装置及方法，具体涉及一种用于SiC晶圆的划片装置及方法。

背景技术

随着光电技术的飞速发展，电子器件的性能要求越来越高，对能在高温、高频、大功率、强辐射等极端条件下正常工作的电子器件需求越来越大。SiC作为半导体领域最有发展前景的材料之一，具有宽隙带、热导率高、电子饱和漂移速率大、化学稳定性好等优点，但是由于该材料化学稳定性好，SiC晶体的莫氏硬度较高，采用传统的方法加工SiC晶体的难度较大、效率较低。

在某些领域中，由于封装或产品本身性能的要求，需要将半导体晶圆切割成一个一个的小晶片。目前在半导体划片领域，主要有砂轮划片和激光划片，砂轮划片方法是一种较为成熟的划片技术，主要通过机械磨削原理来实现切割的目的，但是在切割硬度较大的材料时，砂轮划片存在严重崩边、损耗严重的问题；而激光划片由于技术还不是很成熟，虽然在划切过程中具有划切速度快、效率高的优点，但由于激光划切温度较高，容易对材料造成烧伤损害，进而影响半导体晶圆的加工精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于SiC晶圆的划片装置及方法，能够对晶圆实现高精度切割的同时，使刀具的磨损以及材料的损伤降到最小。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种用于SiC晶圆的划片装置，包括X向悬臂、Z向立柱、工作台、划片砂轮、等离子体喷枪和底座，所述的X向悬臂内设有X向滚珠丝杠且X向悬臂下方设有划片砂轮和等离子体喷枪；所述的Z向立柱内设有Z向滚珠丝杠与X向悬臂相连；所述的底座内设有工作台旋转电机；所述的工作台上方有Y向移动装置；其特征在于：还包括划片砂轮右侧设有等离子体喷枪调节装置，用于调节等离子体喷枪与SiC晶圆的距离。

进一步特征在于：

所述的X向滚珠丝杠由丝杆、滑块和控制丝杠工作的电机；所述的电机采用高精度步进电机，且步进电机设于X向悬臂的右端，所述的滑块下端设有用于连接划片砂轮和等离子体喷枪的连接装置。

所述的Z向立柱采用左右对称的方式布置，且Z向立柱内设用于调节X向悬臂与工作台之间间距的滚珠丝杠；所述的滚珠丝杠的滑块部分与X向悬臂相连。

所述的划片砂轮和等离子体喷枪通过连接装置与X向悬臂相连，且划片砂轮采用金刚石材质的超薄砂轮切片；所述的等离子体通过采用惰性气体(Ar气)和水蒸气的混合气体作为反应气体产生，喷出可以氧化SiC晶圆的氧化性等离子体，且等离子体喷枪设置于具有高精度滚珠丝杠结构的调节装置上。

上述基于SiC晶圆的划片装置的划片方法，包括如下步骤：

1)固定SiC晶圆：将待加工的SiC晶圆用粘性胶带粘结在Y向移动装置的上表面；

2)启动划片装置，调整X向滚珠丝杠和Z向滚珠丝杠，将等离子体喷枪和划片砂轮移动到划片起点位置；

3)对SiC晶圆划片：启动划片砂轮和等离子体喷枪，通过等离子体喷枪喷出具有氧化性的等离子体对SiC晶圆进行表面氧化处理，同时划片砂轮对SiC晶圆进行划片，划片过程中通过操纵工作台旋转电机和Y向移动装置实现对SiC晶圆不同方向和不同位置的划切。