[实用新型]一种半导体晶圆自动裂片机

说明书

本实用新型公开了一种半导体晶圆自动裂片机，包括机架、上刀模块、下刀模块和晶圆环定位机构，在机架上设有用于带动晶圆环定位机构转动的R轴旋转机构，上刀模块位于晶圆环定位机构的上方，在机架上设有用于带动上刀模块沿垂直于晶圆环定位机构方向上下移动的Z轴驱动机构，下刀模块设置在晶圆环定位机构的下方，对晶圆的下部进行支撑，本实用新型通过两块相对设置的刀块进行晶圆下部支撑，进行裂片操作时，上刀模块下压，由于裂片间隙与晶圆的切割道位置对应，利用上刀模块的压力，以及下刀模块的刀块产生的应力，使晶圆晶粒可以快速分离，对于硬度较大的第三代半导体，可以快捷实现裂片操作，无需要花费过多的时间进行刻痕，提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体晶圆加工技术领域，具体涉及一种半导体晶圆自动裂片机。

背景技术

三代半导体包含以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等。该行业封测段中的一个重要工序是利用切割机将晶圆按照工艺要求切割成单粒状。此工序目前主流方法都是只进行半切，即只是在晶圆上的切一条浅槽不完全切透，晶粒还未完全分开。此时就要使用自动裂片机，把晶粒完全分开。现在市场裂片机大多采用滚压式，此裂片机存在以下缺陷：一是无法对裂片滚压轴的进行压力调节，兼容性不够，精度不够；二机械式辊压，有损坏晶粒的风险。

实用新型内容

技术目的：针对现有半导体晶圆裂片方式兼容性差，容易造成晶粒损坏的不足，本实用新型公开了一种能够对刀具施加在晶圆上的压力进行控制，实现晶圆的晶粒安全分开的半导体晶圆自动裂片机。

技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种半导体晶圆自动裂片机，包括机架、上刀模块、下刀模块和晶圆环定位机构，在机架上设有用于带动晶圆环定位机构转动的R轴旋转机构，上刀模块位于晶圆环定位机构的上方，在机架上设有用于带动上刀模块沿垂直于晶圆环定位机构方向上下移动的Z轴驱动机构，下刀模块设置在晶圆环定位机构的下方，对晶圆的下部进行支撑，所述下刀模块包括两个相对设置的刀块，在刀块之间形成与晶圆切割道位置相对应的裂片间隙，在进行晶圆裂片时，Z轴驱动机构带动上刀模块下移，在裂片间隙处下压，完成晶圆的裂片。

优选地，本实用新型的R轴旋转机构通过中空底板滑动安装在机架上，中空底板的滑动方向与裂片间隙的方向相垂直，机架上设有与上刀模块的刀具方向相垂直的Y轴驱动机构，通过Y轴驱动机构带动中空底板滑动，使晶圆的切割道位置与裂片间隙对应，由上刀模块和下刀模块配合进行晶圆的裂片操作。

优选地，本实用新型的R轴旋转机构包括齿圈以及固定在齿圈内圈的旋转盘，旋转盘通过交叉滚子轴承与中空底板配合连接，在中空底板上设有步进电机，步进电机通过谐波减速器连接有用于驱动齿圈转动的滚轮。

优选地，本实用新型的晶圆环定位机构设置在旋转盘上，包括弹性机构、压紧机构和定位销钉，所述定位销钉插设在旋转盘上对晶圆的圆周方向进行定位，弹性机构和压紧机构相对设置，通过弹性机构将晶圆压向定位销钉所在一侧，压紧机构将晶圆压紧。

优选地，本实用新型的弹性机构包括L型底座，在L型底座上设有推块，推块沿旋转盘的径向与L型底座通过导向杆滑动连接，在导向杆上套接有弹簧，通过弹簧推动推块在导向杆上滑动；所述压紧机构包括压紧底座和压块，压块固定在压紧底座上，压块的端部位于晶圆的上表面，对晶圆的Z轴方向进行限位，在压块的端部设有滚动方向与旋转盘径向方向一致的转轮。

优选地，本实用新型的机架在下刀模块的两个刀块下方设有滑动底座，刀块沿垂直于裂片间隙的方向与滑动底座滑动连接，在刀块滑动方向的外侧设有电缸，电缸的驱动端通过联轴器连接有推杆，推杆的端部与刀块固定连接，带动刀块在滑动底座上移动。

优选地，本实用新型的Z轴驱动机构和Y轴驱动机构的结构相同，均包括驱动电机、丝杠以及和丝杠螺接的移动架，在移动架上设有用于检测位移距离的光栅尺；上刀模块固定在Z轴驱动机构的移动架上，Y轴驱动机构的移动架端部与中空底板连接，推动中空底板在机架上滑动。