一种晶圆直写机加工装置的制作方法

本技术涉及晶圆激光曝光领域，具体涉及一种晶圆直写机加工装置。

背景技术：

1、晶圆直写机即晶圆激光直写机，又称晶圆曝光机，是用于芯片光刻的一种机械设备。传统的晶圆光刻机在进行晶圆光刻时，需要先在晶圆表面涂覆光刻胶，然后制作掩膜板，再进行曝光、显影、蚀刻等步骤。晶圆直写机相较于传统的晶圆光刻机，可以省略掩膜板的制作过程，直接在晶圆上光刻电路、结构特征等。但现有技术中的晶圆直写机，其在加工过程中，直接利用激光发生器对晶圆进行加工，从而使得加工过程的稳定性、可控性降低。如wo2022141772a1，其公开了一种无掩模激光直写系统及无掩模激光直写方法，其中若干激光光纤耦合器阵列，所述激光光纤耦合器阵列位于所述激光光源阵列和所述光纤阵列之间；若干光开关矩阵，所述光开关矩阵位于所述激光光纤耦合器阵列和所述光纤阵列之间，所述光开关矩阵用于根据所述控制模块提供的信息控制每根光纤输出激光束以及关断激光束；若干准直与聚焦透镜矩阵，所述准直与聚焦透镜矩阵位于所述光纤阵列出光方向的一侧。该专利直接利用光纤激光和镜头组对晶圆进行加工，缺少相应的稳定、控制装置，从而使得加工过程中的稳定性和可控性降低。再如cn105458517b，其公开了一种晶圆激光划片与裂片系统，所述晶圆激光划片与裂片系统包括机架和工控机，机架上设有分别连接于工控机的激光器、涂覆铝纳米颗粒的涂覆装置、ccd定位装置及用于承载晶圆的加工平台。该专利的激光器设于机架上，然后对晶圆进行划片、裂片，其同样缺少相应的稳定、控制装置，从而使得加工过程中的稳定性和可控性降低，进而降低了激光直写的质量。

2、有鉴于此，本实用新型提供一种晶圆直写机加工装置，通过设置z轴单元、直写单元等部件，在实现激光直写目的的同时，增强对直写单元稳定性的控制以及对直写单元位移精度的控制，同时利用定位相机模组与z轴单元的配合提升直写单元的对位精度和对焦精度，从而提升激光直写的质量。

技术实现思路

1、本实用新型意在提供一种晶圆直写机加工装置，以解决现有技术中存在的不足，本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

2、一种晶圆直写机加工装置，包括加工模块，其改进之处在于：所述加工模块包括z轴单元和直写单元，所述直写单元滑动设于所述z轴单元上，所述z轴单元的z轴驱动器设有刹停机构，所述z轴驱动器驱动所述直写单元相对于所述z轴单元上下滑动并在刹停机构的作用下使得所述直写单元与所述z轴单元保持相对位置固定；所述直写单元的定位相机模组通过扫描晶圆以确定所述直写单元相对于晶圆的位置，所述z轴驱动器驱动所述直写单元运动至预定位置处，所述直写单元与激光发生器相连接以对晶圆进行激光直写。

3、优选的，所述z轴单元包括z轴安装板、设于z轴安装板上的z轴滑轨、滑动设于所述z轴滑轨上的z轴滑块，所述z轴驱动器设于所述z轴安装板上，所述z轴驱动器的z轴驱动器动子和所述z轴滑块与所述直写单元固定连接，所述直写单元在所述z轴驱动器动子的带动下通过所述z轴滑块沿所述z轴滑轨运动。

4、优选的，所述直写单元包括滑动设于所述z轴单元上的直写安装板、设于所述直写安装板上的直写模组，所述定位相机模组设于所述直写安装板上，所述直写模组的直写激光接口与激光发生器相连接。

5、优选的，所述直写模组包括设于所述直写安装板上的直写安装块、设于所述直写安装块上的直写镜头组、与所述直写镜头组相连接的直写反射镜，所述直写激光接口与所述直写反射镜相连接。

6、优选的，所述直写镜头组包括多个同轴布置的非球面透镜。

7、优选的，所述直写单元还包括直写光栅尺、与所述直写光栅尺相配合的直写读数器，所述直写光栅尺和所述直写读数器用于对所述直写单元的位移进行测定和校正。

8、优选的，所述直写单元还包括直写限位器，所述直写限位器用于限定所述直写单元的位移行程。

9、优选的，所述定位相机模组包括设于所述直写安装板上的相机安装板、滑动设于所述相机安装板上的相机调节板、设于所述相机调节板上的相机安装块，所述相机安装块上设有定位相机。

10、优选的，所述相机安装板上设有相机固定板，所述相机固定板上滑动设有相机滑动板，所述相机安装板上设有用于顶推所述相机滑动板以使所述相机滑动板相对于所述相机固定板滑动的相机调节丝杠，所述相机调节板与所述相机滑动板固定连接。

11、优选的，所述相机调节板的一侧固定设有相机固定块，所述相机固定块上设有长条形孔，所述相机固定块通过长条形孔和螺栓以固定所述相机调节板相对于所述相机安装板的位置。

12、本实用新型中，所述定位相机模组通过扫描晶圆以确定所述直写单元相对于晶圆的位置，所述z轴单元用于带动所述直写单元运动以使得所述直写单元的激光焦点尽可能的处于晶圆的厚度中心处，所述直写单元与激光发生器相连接，激光发生器所产生的激光经所述直写单元的直写反射镜、直写镜头组后对晶圆进行激光直写。本实用新型具体工作时，由上料模块将晶圆放置于平台模块上，平台模块对晶圆的位置、角度进行校正，加工模块对晶圆进行激光直写。

13、与现有技术相比，本实用新型通过设置z轴单元、直写单元等部件，在实现激光直写目的的同时，增强了对直写单元稳定性的控制以及对直写单元位移精度的控制，同时利用定位相机模组与z轴单元的配合提升了直写单元的对位精度和对焦精度，从而提升了激光直写的质量。

技术特征：

1.一种晶圆直写机加工装置，包括加工模块(30)，其特征在于：所述加工模块(30)包括z轴单元(31)和直写单元(32)，所述直写单元(32)滑动设于所述z轴单元(31)上，所述z轴单元(31)的z轴驱动器(313)设有刹停机构，所述z轴驱动器(313)驱动所述直写单元(32)相对于所述z轴单元(31)上下滑动并在刹停机构的作用下使得所述直写单元(32)与所述z轴单元(31)保持相对位置固定；所述直写单元(32)的定位相机模组(329)通过扫描晶圆以确定所述直写单元(32)相对于晶圆的位置，所述z轴驱动器(313)驱动所述直写单元(32)运动至预定位置处，所述直写单元(32)与激光发生器相连接以对晶圆进行激光直写。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述z轴单元(31)包括z轴安装板(315)、设于z轴安装板(315)上的z轴滑轨(311)、滑动设于所述z轴滑轨(311)上的z轴滑块(312)，所述z轴驱动器(313)设于所述z轴安装板(315)上，所述z轴驱动器(313)的z轴驱动器动子(314)和所述z轴滑块(312)与所述直写单元(32)固定连接，所述直写单元(32)在所述z轴驱动器动子(314)的带动下通过所述z轴滑块(312)沿所述z轴滑轨(311)运动。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述直写单元(32)包括滑动设于所述z轴单元(31)上的直写安装板(321)、设于所述直写安装板(321)上的直写模组，所述定位相机模组(329)设于所述直写安装板(321)上，所述直写模组的直写激光接口(325)与激光发生器相连接。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述直写模组包括设于所述直写安装板(321)上的直写安装块(324)、设于所述直写安装块(324)上的直写镜头组(323)、与所述直写镜头组(323)相连接的直写反射镜(322)，所述直写激光接口(325)与所述直写反射镜(322)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述直写镜头组(323)包括多个同轴布置的非球面透镜。

6.根据权利要求3所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述直写单元(32)还包括直写光栅尺(326)、与所述直写光栅尺(326)相配合的直写读数器(327)，所述直写光栅尺(326)和所述直写读数器(327)用于对所述直写单元(32)的位移进行测定和校正。

7.根据权利要求3所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述直写单元(32)还包括直写限位器(328)，所述直写限位器(328)用于限定所述直写单元(32)的位移行程。

8.根据权利要求3所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述定位相机模组(329)包括设于所述直写安装板(321)上的相机安装板(3291)、滑动设于所述相机安装板(3291)上的相机调节板(3294)、设于所述相机调节板(3294)上的相机安装块(3295)，所述相机安装块(3295)上设有定位相机(3298)。

9.根据权利要求8所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述相机安装板(3291)上设有相机固定板(3292)，所述相机固定板(3292)上滑动设有相机滑动板(3293)，所述相机安装板(3291)上设有用于顶推所述相机滑动板(3293)以使所述相机滑动板(3293)相对于所述相机固定板(3292)滑动的相机调节丝杠(3297)，所述相机调节板(3294)与所述相机滑动板(3293)固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种晶圆直写机加工装置，其特征在于：所述相机调节板(3294)的一侧固定设有相机固定块(3296)，所述相机固定块(3296)上设有长条形孔，所述相机固定块(3296)通过长条形孔和螺栓以固定所述相机调节板(3294)相对于所述相机安装板(3291)的位置。

技术总结
本技术涉及一种晶圆直写机加工装置，包括加工模块，所述加工模块包括Z轴单元和直写单元，所述直写单元滑动设于所述Z轴单元上，所述Z轴单元的Z轴驱动器设有刹停机构，所述Z轴驱动器驱动所述直写单元相对于所述Z轴单元上下滑动并在刹停机构的作用下使得所述直写单元与所述Z轴单元保持相对位置固定；所述直写单元的定位相机模组通过扫描晶圆以确定所述直写单元相对于晶圆的位置，所述Z轴驱动器驱动所述直写单元运动至预定位置处，所述直写单元与激光发生器相连接以对晶圆进行激光直写。本技术能够增强对直写单元稳定性的控制以及对直写单元位移精度的控制，同时提升直写单元的对位精度和对焦精度，从而提升了激光直写的质量。

技术研发人员：邓超
受保护的技术使用者：深圳市圭华智能科技有限公司
技术研发日：20230811
技术公布日：2024/2/25