一种晶片切割装置的制作方法

1.本实用新型涉及晶片制造技术领域，更具体的涉及一种晶片切割装置。


背景技术：

2.晶片制造前道工序中需将晶片胚体进行切割，使其形成圆盘型结构的晶圆。现有普通晶片切割装置在晶片胚体切割过程中，常常会因晶片固定不到位而出现晶片偏移、抖动，继而导致切割不畅，在切割过程中产生大量晶片碎屑。同时，晶片表面由于切割产生的静电场又极易吸附晶片碎屑、灰尘等污染物。这些吸附于晶片表面的污染物若不急时清除就会严重影响晶圆质量，不利于后道工序对晶圆的进一步处理。另外，晶片胚体切割时会因为摩擦生热导致晶片局部温度过高，同样会严重影响晶片的质量。
3.因此，需要提供一种能够在晶片胚体切割过程中对晶片进行有效固定，避免或减少晶片碎屑的产生，并能够在切割过程中对晶片进行降温、清洁的切割装置。


技术实现要素：

4.综上所述，本实用新型的目的在于提供一种晶片切割装置，以在切割过程中对晶片进行清洗。
5.为实现上述目的，本实用新型采用了下述技术方案：
6.一种晶片切割装置，所述装置包括有载台，其中部位置上设有一用于固定并带动晶片胚体水平转动的旋转吸盘机构，载台的右侧活动设有用于切被割晶片胚体以将其切割成晶圆的切割机构。所述载台上设有一门型固定架，所述门型固定架的中部活动设有一可竖直上下移动的、对应处于所述旋转吸盘机构中部上方的吊架，所述吊架的中部竖直向下设有一抵压并吸附在晶片胚体上表面中部以防止其向上移动的抵压吸盘，所述的抵压吸盘转动连接在吊架上以使其可随晶片胚体及旋转吸盘机构同步转动。吊架的右端设有一斜向下伸至晶片胚体上表面右端部的右支臂，所述右支臂的下端水平向右设有一用于向晶片胚体被所述切割机构切割位置处喷射切削液的喷嘴。吊架的左端弹性铰接有一斜向下伸至晶片胚体上表面左端部的左支臂，所述左支臂的下端水平纵向设有一弹性抵压在晶片胚体上表面左侧的、用于擦拭切削液的擦拭部，所述擦拭部的左端超出晶片胚体的左端边缘，擦拭部的右端位于抵压吸盘的左侧。
7.所述门型固定架的中部设有用于驱动所述吊架竖直上下移动的吊架驱动机构，所述吊架驱动机构包括有竖直向下固定连接在门型固定架中部前端面上的第一气缸，所述第一气缸的活塞杆与吊架相连接。
8.所述门型固定架中部的前端面上水平纵向设有第一固定块，所述第一固定块的中部竖直开设有第一通孔，所述的第一气缸固定连接在第一固定块上表面的中部，其活塞杆竖直向下穿过所述的第一通孔连接在所述吊架的中部。第一通孔的两侧对应开设有两个第二通孔，所述每个第二通孔内活动插接有一底端与吊架左端部或右端部相连接的稳定杆。
9.所述左支臂的上端通过销轴铰接在所述吊架的左端上部位置上，以使左支臂以所
述销轴为转动轴上下摆动。左支臂中部下方设有一垂直左支臂向外延伸的连接杆，所述连接杆与吊架左端下部之间通过一复位弹簧弹性连接，左支臂在所述复位弹簧的弹性作用下自动向下摆动，以使所述擦拭部弹性抵压在晶片胚体的上表面上。
10.所述的旋转吸盘机构包括有竖直向上固设于载台内的、用于带动晶片胚体转动的第一电机，所述第一电机的转动轴上通过法兰盘固定连接有一吸盘连接座，所述吸盘连接座的中部竖直向上设有一与所述抵压吸盘相对应的、用于吸附晶片胚体下表面中部以将其固定的第一吸盘，吸盘连接座的边缘处对应设有三条呈辐射状向上伸出的支撑臂，三条支撑臂之间的水平夹角均为120
°
，每条支撑臂的上端皆设有一与第一吸盘同高度的、用于吸附晶片胚体边缘以防止其倾斜的第二吸盘。
11.所述载台上设有一对应处于所述切割机构及晶片胚体右端下方的、用于收集所述喷嘴喷出的切削液及晶片碎屑的收集槽，所述收集槽的底部连接有伸向载台外的排污管。
12.所述门型固定架的右侧内壁上固设有一竖直滑轨，所述的竖直滑轨上滑动连接有一滑块，所述切割机构包括有水平纵向朝左固定连接在所述滑块上的第二电机和竖直向上固设于所述载台内的第二气缸，所述第二气缸的活塞杆固定连接在所述滑块的底部。
13.所述第二电机的转动轴上连接有一用于切割晶片胚体的金刚石切割片，第二电机本体上还固定连接有一套设于所述金刚石切割片外侧的、用于防止切削液及晶片碎屑飞溅的防尘护罩。金刚石切割片的底端部漏出到所述防尘护罩的底端开口外，且金刚石切割片向外漏出的长度大于晶片胚体的厚度。
14.所述的第二气缸为多段速度可控气缸。
15.本实用新型的有益效果在于：通过吊架上转动连接的抵压吸盘将吸附在旋转吸盘机构上的晶片胚体进行进一步的抵压固定，防止了晶片胚体在切割过程中上下移动或偏转，使晶片的切割更加顺畅，有效减少了晶片碎屑的产生。通过右支臂端部设置的能够伸至晶片胚体上表面右端部的喷嘴向晶片切割位置处喷射切削液，以降低晶片切割位置处的温度，避免晶片因局部温度过高而导致属性的改变。而且，切削液可有效对晶片胚体切割处进行润滑，使切割过程更加顺畅，减少晶片碎屑的产生。另外，利用切削液的冲击力可有效将晶片胚体上的灰尘、晶片碎屑等冲刷掉，避免晶片胚体上吸附污染物。
16.同时，晶片在旋转吸盘机构的带动下转动，左支臂端部设置的擦拭部能够弹性抵压到晶片胚体上表面上，晶片转动过程中即可通过擦拭部将晶片表面上残留的切削液、晶片碎屑及灰尘等污染物清理干净，使切割后的晶片胚体更加洁净，有利于后道工序的进行。
附图说明
17.图1为本实用新型整体结构示意图；
18.图2为本实用新型旋转吸盘机构结构示意图；
19.图3为本实用新型旋转吸盘机构上部结构示意图（隐藏第一吸盘）；
20.图4为本实用新型吊架及吊架驱动机构整体结构示意图；
21.图5为本实用新型切割机构整体结构示意图。
22.图中：1.载台，2.旋转吸盘机构，21.第一电机，22.法兰盘，23.吸盘连接座，24.第一吸盘，25.支撑臂，26.第二吸盘，3.门型固定架，31.立柱，311.竖直滑轨，312.滑块，32.横臂，4.吊架，41.抵压吸盘，42.轴套组件，43.右支臂，44.喷嘴，45.左支臂，451.连接杆，46.
擦拭部，461.绒毛，47.销轴，48.复位弹簧，5.吊架驱动机构，51.连接板，52.第一固定块，53.第一气缸，54.中空管，55.稳定杆，6.切割机构，61.第二电机，62.金刚石切割片，63.第二气缸，64.防尘护罩，7.收集槽，71.排污管。
具体实施方式
23.以下结合附图和本实用新型优选的具体实施例对本实用新型的结构作进一步地说明。本实施例仅只是本实用新型的一种优选的实施方式，不能理解为是对本实用新型的限制。
24.参照图1至图5所示，本实用新型：一种晶片切割装置，包括有载台1，载台1的中部位置上设有一用于固定并带动晶片胚体水平转动的旋转吸盘机构2，所述旋转吸盘机构2包括有竖直向上固定连接在载台1内下底面中部位置上的第一电机21，该第一电机21的转动轴上通过轴套组件固定连接有一处于载台1上表面上的法兰盘22，在法兰盘22上固定连接有一圆盘状的吸盘连接座23，在该吸盘连接座23的中部位置上竖直向上设置有一与第一电机21的转动轴同轴联动的、用于吸附晶片胚体下表面中部以将其固定的第一吸盘24。在吸盘连接座23的边缘处对应设有三条呈辐射状向上伸出的支撑臂25，三条支撑臂25之间的水平夹角均为120
°
，每条支撑臂25的上端皆设有一与第一吸盘24同高度的、用于吸附晶片胚体下表面边缘处以承托并固定晶片胚体，防止晶片胚体倾斜、抖动的第二吸盘26。
25.本实用新型的吸盘连接座23通过三条支撑臂25形成稳定的三角形支架结构来水平承托晶片胚体，并通过第一吸盘24及三个第二吸盘26将晶片下表面的中部及边缘处吸附固定，使晶片的固定更加稳定、可靠，在第一电机21驱动吸盘连接座23转动过程中，各吸盘将晶片胚体抓牢固定，防止转动过程中晶片偏移、抖动。
26.具体的，参照图1所示，载台1上固定连接有一纵向对应处于旋转吸盘机构2上方的门型固定架3，该门型固定架3包括有左右两侧的立柱31和纵向固定连接在两立柱31上端的横臂32。在横臂32的中部活动设有一可竖直上下移动的、对应处于旋转吸盘机构2中部上方的吊架4，以及用于驱动该吊架4竖直上下移动的吊架驱动机构5。
27.具体的，参照图1及图4所示，吊架驱动机构5包括有一竖直固定连接在门型固定架3横臂32前端面中部位置上的连接板51，在该连接板51的前端面上水平纵向螺纹固定连接有长方体结构的第一固定块52，该第一固定块52对应处于第一吸盘24的上方。在第一固定块52的中部位置上竖直开设有上下贯穿第一固定块52的第一通孔（图中未标出），在第一固定块52的上表面中部位置上螺纹固定连接有一竖直向下设置的第一气缸53，该第一气缸53的活塞杆对应穿过第一通孔向下伸缩并固定连接在吊架4上，实际使用时通过第一气缸53驱动吊架4竖直上下移动。
28.具体的，为了使吊架4的竖直移动更加稳定，防止使用过程中因第一气缸53的活塞杆不稳导致吊架4倾斜、偏转，本实用新型还在第一固定块52的第一通孔两侧对应开设有两个竖直上下贯通第一固定块52的第二通孔（图中未标出），在每个第二通孔内皆套设有一中空管54，每个中空管54内活动插接有一底端与吊架4左端部或右端部相连接的稳定杆55，吊架4在第一气缸53的驱动下竖直上下移动过程中，两稳定杆55在中空管54内上下移动，可有效限位吊架4的移动方向，防止吊架4移动过程中扭转、偏移，使吊架4的移动更加稳定、可靠。
29.具体的，参照图1及图4所示，吊架4整体呈长方体结构，水平对应处于旋转吸盘机构2的上方。吊架4的中部竖直向下设有一对应处于第一吸盘24上方的、用于抵压并吸附晶片胚体上表面中部以防止晶片胚体向上移动的抵压吸盘41，该抵压吸盘41通过轴套组件42转动连接在吊架4上以使抵压吸盘41可随晶片胚体及旋转吸盘机构2同步同轴联动。
30.本实用新型在旋转吸盘机构2的上方设置了可向下抵压晶片胚体的抵压吸盘41，实际使用时可通过第一吸盘24、第二吸盘26及抵压吸盘41将晶片胚体牢牢夹持住，有效解决了晶片胚体切割过程中因固定不到位而导致的晶片偏移、转动及抖动的问题，使晶片胚体的切割更加顺畅，且极大地减少了切割过程中产生的晶片碎屑，有利于晶片的清洁。
31.具体的，吊架4的右端设有一斜向右下伸至晶片胚体上表面右端部的右支臂43，在该右支臂43的下端水平向右设有一用于向晶片胚体被所述切割机构切割位置处喷射切削液的喷嘴44，喷嘴44的开口处为向下倾斜式结构，利于切削液向下喷射到晶片胚体的切割深处。需要注意的是，喷嘴44的下端与晶片胚体的上表面间存在一定间隙，以防止喷嘴44划伤晶片表面。
32.具体的，吊架4的左端弹性铰接有一斜向左下伸至晶片胚体上表面左端部的左支臂45，在该左支臂45的下端水平纵向设有一弹性抵压在晶片胚体上表面左侧的、用于擦拭残留在晶片表面上的切削液、灰尘、晶片碎屑等污染物的擦拭部46。具体的，左支臂45的上端通过销轴47铰接在吊架4的左端上部位置上，以使左支臂45可以该销轴47为转动轴上下摆动。在左支臂45中部下方设有一垂直左支臂45向外延伸的连接杆451，该连接杆451与吊架4左端下部之间通过一复位弹簧48弹性连接，左支臂45在该复位弹簧48的弹性作用下自动向下摆动，以使擦拭部46能够弹性抵压到晶片胚体的上表面上。
33.需要注意的是，复位弹簧48的弹力应适中，以擦拭部46刚好接触晶片表面为准，既保证擦拭部46对晶片的接触擦拭，又不会因过度抵压造成晶片表面的损伤。
34.具体的，擦拭部46整体呈长条状结构，其下端面上密布有可直接接触晶片表面的纳米材质制造的绒毛461，擦拭部46的绒毛461在复位弹簧48的弹力作用下自适应地抵压到晶片胚体的上表面上。
35.本实用新型擦拭部46上设置的纳米材质绒毛461可避免使用后其上残留污染物，可有效减少停机清洗擦拭部46的次数，利于本实用新型的连续工作。
36.具体的，擦拭部46的左端超出晶片胚体的左端边缘，擦拭部46的右端位于抵压吸盘41的左侧，使擦拭部46可以覆盖到晶片胚体上表面的绝大部分，利于晶片的清洁。
37.具体的，参照图1所示，在门型固定架3右侧的立柱31上活动设有用于切割晶片胚体以将其切割成为晶圆的切割机构6，切割机构6对应处于旋转吸盘机构2和吊架4的右侧。门型固定架3右侧的立柱31内侧壁上竖直固定连接有一竖直滑轨311，该竖直滑轨311上滑动连接有一可沿其表面上下自由滑移的滑块312，切割机构6水平纵向固定连接在该滑块312上。
38.具体的，参照图1及图5所示，本实用新型的切割机构6包括有水平纵向朝左设置的第二电机61，该第二电机61的转动轴水平向左伸出并连接有一用于切割晶片胚体的金刚石切割片62。第二电机61的本体底部固定连接在滑块312上，以使第二电机61通过该滑块312滑动连接在竖直滑轨311上。在载台1内的右侧壁上还竖直固定连接有一用于驱动第二电机61使其沿竖直滑轨311上下滑移的第二气缸63，该第二气缸63为多段速度可控气缸，通过两
个气动调速阀对活塞杆的伸缩速度进行控制，保证使第二气缸63的活塞杆能够驱动金刚石切割片62在切割初始位置上快速上升，以为晶片胚体的置入留出足够的空间，减少金刚石切割片62上升阶段的时间。同时，保证使第二气缸63的活塞杆能够分阶段以不同速度下降，使金刚石切割片62能够在其最高位置处快速下降到切割初始位置处，减少金刚石切割片62初步下降阶段的时间。金刚石切割片62下降至接触晶片胚体上表面后，第二气缸63的活塞杆开始缓慢下降，使金刚石切割片62能够以缓慢的速度下降，逐步加深金刚石切割片62对晶片胚体造成的切痕，直至完全将晶片胚体切割成晶圆。
39.本实用新型通过可分阶段变速伸缩的第二气缸63对金刚石切割片62的升降进行精确控制，使晶片胚体的切割更加省时且顺畅，且进一步减少了晶片碎屑的产生。
40.具体的，由于晶片切割过程中喷嘴44会向切割处喷射切削液，为了避免切割时金刚石切割片62将切削液及晶片碎屑甩飞四溅，本实用新型在第二电机61的本体上还固定连接有一套设于金刚石切割片62外侧的、用于防止切削液及晶片碎屑飞溅的防尘护罩64。安装后金刚石切割片62的下端部从防尘护罩64下部开口处漏出，且金刚石切割片62外漏的长度需大于晶片胚体的厚度，保证切割时防尘护罩64不会触碰到晶片胚体，避免划伤晶片表面。
41.具体的，参照图1所示，为了便于收集喷射出的切削液及切割产生的晶片碎屑等废液，本实用新型在载台1上还设有一对应处于切割机构6及晶片胚体右端下方的收集槽7，收集槽7水平横向设置，其上部开口处于金刚石切割片62及防拆护罩开口的下方，保证防尘护罩64内流出的废液能够完全流入到收集槽7内。在收集槽7的底部还连接有一伸向载台1外的排污管71，通过该排污管71急时将收集到的废液排出。
42.上述实施例仅仅为了表述清楚本实用新型的具体一种实施方式，并不是对本实用新型的实施方式的限定。依据本实用新型原理可以推导总结出其他一些对载台1、旋转吸盘机构2、门型固定架3、吊架4、吊架驱动机构5、切割机构6及收集槽7等的调整或改动，在此就不进行一一列举。凡是依据本实用新型的精神和原则之内做出的任何修改、替换或改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围内。