一种光学镜组切换装置及晶圆激光加工组件的制作方法

本申请涉及半导体加工设备，特别是涉及一种光学镜组切换装置及晶圆激光加工组件。

背景技术：

1、近年来光电产业的快速发展，高集成度和高性能的半导体晶圆需求不断增长，硅、碳化硅、蓝宝石、玻璃以及磷化铟等材料被广泛应用于新型显示led晶圆、半导体晶圆的衬底材料。随着晶圆集成度大幅提高，晶圆趋向于轻薄化，传统的很多加工方式已经不再适用，于是在部分工序引入了激光切割技术。

2、针对泛半导体行业研发的超快精密皮秒激光设备目前已经广泛应用于led芯片、mems芯片、frid芯片、sim芯片、存储芯片等诸多晶圆的切割领域。随着行业的发展，市场的需求，泛半导体晶圆的生产过程也对于激光设备产生了新的需求，尤其对于效率的提升尤为迫切，因此在激光加中引入分光加工系统。例如在新型led晶圆激光切割中。4英寸大小所需加工时间为10min/片，引入分光加工系统后，可实现成倍的加工效率提升。

3、对于泛半导体晶圆，不同类型或同类型不同尺寸的晶圆，芯片与芯片之间间距、对于激光切割加工的工艺效果的差距，使得分光系统需求的分光束及分光间距也不一样，因此，分光系统需具备快速切换镜片来调整分光数量以及精确定位分光间距。

技术实现思路

1、本申请主要提供一种光学镜组切换装置及晶圆激光加工组件，以解决现有系统切换光学镜组效率不高的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光学镜组切换装置。该光学镜组切换装置，包括：多个光学镜组，包括镜片，所述镜片设置在镜架上，所述镜片为衍射光学器件镜片；镜组切换组件，包括分度转盘和旋转驱动件，所述分度转盘周向设置多个可容置所述光学镜组的通孔，所述旋转驱动件连接所述分度转盘并用于驱动所述分度转盘转动，使得其中任意一个通孔位于预设工位；所述光学镜组通过第一连接件磁吸连接在所述通孔内；其中，激光从位于预设工位的所述光学镜组一侧入射，另一侧出射；镜组定距组件，包括中空件，所述中空件设置在预设工位，光学镜组可通过第三连接件与中空件磁吸连接；所述镜组定距组件还包括驱动机构，驱动所述中空件沿激光入射方向往复移动，靠近并接触预设工位的所述光学镜组，使所述光学镜组脱离所述通孔连接并连接在所述中空件上，及远离所述光学镜组，使所述光学镜组脱离所述中空件并连接在通孔上；其中，所述驱动机构还驱动所述中空件旋转，从而带动其连接的所述光学镜组旋转。

3、在一些实施例中，所述驱动机构包括中空电机和直线驱动件，所述中空电机设有第二中空通道，所述第二中空通道与所述中空件的第一中空通道共轴线，所述中空电机用于驱动所述中空件旋转，所述中空电机连接在所述直线驱动件上，所述直线驱动件用于驱动所述中空电机沿激光入射方向往复移动。

4、在一些实施例中，所述第一连接件为第一磁性连接件，所述分度转盘的通孔内设置有所述第一磁性连接件，所述光学镜组上配合设置有第二磁性连接件，所述第二磁性连接件和所述第一磁性连接件磁吸连接；所述第三连接件为第三磁性连接件，所述中空件上配合设置第四磁性连接件，所述第四磁性连接件和所述第三磁性连接件磁性连接。

5、在一些实施例中，所述镜组定距组件设置在激光入射所述镜组切换组件的一侧，所述中空件朝向所述通孔设置；所述第四磁性连接件设置在所述中空件朝向所述通孔的侧壁，所述第三磁性连接件设置在所述镜架朝向所述中空件的侧壁上；

6、所述中空件通过所述驱动机构沿激光入射方向移动，靠近并接触所述光学镜组，继续移动使所述光学镜组脱离所述通孔并连接在所述中空件上，所述中空电机带动所述中空件及其上的所述光学镜组旋转。

7、在一些实施例中，所述中空件上设有至少一个第二对位部，所述光学镜组上设有至少一个第一对位部，所述第二对位部用以与所述第一对位部定位配合；所述第二对位部设置在所述中空件朝向所述通孔的侧壁，所述第一对位部和所述第三磁性连接件设置在光学镜组镜架的同一侧壁上。

8、在一些实施例中，所述第一对位部和所述第二对位部形成销孔定位、卡槽定位或锥销定位。

9、在一些实施例中，所述通孔的侧壁设有安装槽，所述安装槽的槽底靠近中空件设置，所述第一磁性连接件设置在所述安装槽的槽底上，所述第二磁性连接件设置在所述光学镜组的镜架靠近所述安装槽一侧的侧壁上。

10、在一些实施例中，所述安装槽上设有至少一个定位件，所述光学镜组上设有与所述定位件相配合的定位部；所述定位部和所述第一磁性连接件设置在于光学镜组的镜架的同侧侧壁上。

11、在一些实施例中，所述定位件和所述定位部形成销孔定位、卡槽定位或锥销定位。

12、为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种晶圆激光加工组件。该晶圆激光加工组件包括如上述的光学镜组切换装置，其中，还包括激光加工模组，所述激光加工模组位于预设工位，朝向位于所述预设工位的所述光学镜组发射激光。

13、本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种光学镜组切换装置及晶圆激光加工组件。通过分度转盘周向设置有多个可容置光学镜组的通孔，旋转驱动件可位于切换分度转盘上所需的光学镜组至预设工位，再通过镜组定距组件的中空件及驱动机构配合，以捕获并分离出预设工位上的光学镜组，以及旋转光学镜组，从而获得所需的各出射光之间的间距，从而能够高效地切换及调整光学镜组，快速适配不同类型或不同尺寸的晶圆的激光加工需求，以适应于各类晶圆切割工况。

技术特征：

1.一种光学镜组切换装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述驱动机构包括中空电机和直线驱动件，所述中空电机设有第二中空通道，所述第二中空通道与所述中空件的第一中空通道共轴线，所述中空电机用于驱动所述中空件旋转，所述中空电机连接在所述直线驱动件上，所述直线驱动件用于驱动所述中空电机沿激光入射方向往复移动。

3.根据权利要求2所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述第一连接件为第一磁性连接件，所述分度转盘的通孔内设置有所述第一磁性连接件，所述光学镜组上配合设置有第二磁性连接件，所述第二磁性连接件和所述第一磁性连接件磁吸连接；所述第三连接件为第三磁性连接件，所述中空件上配合设置第四磁性连接件，所述第四磁性连接件和所述第三磁性连接件磁吸连接。

4.根据权利要求3所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述镜组定距组件设置在激光入射所述镜组切换组件的一侧，所述中空件朝向所述通孔设置；所述第四磁性连接件设置在所述中空件朝向所述通孔的侧壁，所述第三磁性连接件设置在所述镜架朝向所述中空件的侧壁上；

5.根据权利要求4所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述中空件上设有至少一个第二对位部，所述光学镜组上设有至少一个第一对位部，所述第二对位部用以与所述第一对位部定位配合；所述第二对位部设置在所述中空件朝向所述通孔的侧壁，所述第一对位部和所述第三磁性连接件设置在光学镜组镜架的同一侧壁上。

6.根据权利要求5所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述第一对位部和所述第二对位部形成销孔定位、卡槽定位或锥销定位。

7.根据权利要求3至6任一所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述通孔的侧壁设有安装槽，所述安装槽的槽底靠近中空件设置，所述第一磁性连接件设置在所述安装槽的槽底上，所述第二磁性连接件设置在所述光学镜组的镜架靠近所述安装槽一侧的侧壁上。

8.根据权利要求7所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述安装槽上设有至少一个定位件，所述光学镜组上设有与所述定位件相配合的定位部；所述定位部和所述第一磁性连接件设置在于光学镜组的镜架的同侧侧壁上。

9.根据权利要求8所述的光学镜组切换装置，其特征在于，所述定位件和所述定位部形成销孔定位、卡槽定位或锥销定位。

10.一种晶圆激光加工组件，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的光学镜组切换装置，其中，

技术总结
本申请公开了一种光学镜组切换装置及晶圆激光加工组件。该光学镜组切换装置包括：多个光学镜组；镜组切换组件，包括分度转盘和旋转驱动件，分度转盘周向设置多个可容置光学镜组的通孔，旋转驱动件连接分度转盘并用于驱动分度转盘转动，使得其中任意一个通孔位于预设工位；光学镜组通过第一连接件磁吸连接在通孔内；镜组定距组件，包括中空件，光学镜组可通过第三连接件与中空件磁吸连接；镜组定距组件还包括驱动机构，驱动中空件沿激光入射方向往复移动，驱动机构还驱动中空件旋转，从而带动其连接的光学镜组旋转。通过上述方式，本申请提供的光学镜组切换装置能够快速且高效地切换及调节光学镜组。

技术研发人员：饶浩乾,万胜
受保护的技术使用者：武汉帝尔激光科技股份有限公司
技术研发日：20231228
技术公布日：2024/9/29