本發明涉及半導體加工設備，尤其涉及一種振動式激光改質晶片分離機構。
背景技術：
1、以sic、gan為代表的寬禁帶半導體是我國重點發展的高科技新材料產業。受益于5g?通信、國防軍工、新能源汽車和新能源光伏等領域的發展，sic、gan需求增速可觀。但其晶體硬度高、切割難度高、晶體切割線損耗大，導致單晶襯底材料占器件成本50%以上，限制了器件的廣泛應用。
2、晶錠激光切片技術，是將激光垂直照射于晶體表面，在其內部距離表面指定深度的地方聚焦，此處激光能量達到晶體的破壞閾值，形成晶體破壞層，以此破壞層作為分離面，再通過各種剝離方法實現待剝離晶片從晶錠上的分離。該技術被認為是降低sic襯底成本的有效手段，有望成為第三代半導體襯底加工流程中的核心工藝。
3、如圖1所示，晶錠的激光改質過程簡述為：激光通過物鏡1形成匯聚的激光束2，激光束2在其焦點處能量聚集達到極高的密度，激光能量密度超過晶錠4的損傷閾值，晶體結構將被破壞。激光束2按照圖２示意掃描路徑6掃描整個晶錠4，即可在距晶錠4表面一定高度形成易于分離的改質層3，晶錠表層5即為待分離的晶片。
4、目前工藝上相對成熟的剝離方法主要為冷剝離，但冷剝離方法需要預制一種帶有多類參雜物的pdms層，工藝復雜，而且需要將晶體放入液氮中制冷使pdms產生收縮力，使晶片剝離，該過程收縮力控制難度大，易造成碎片，操作復雜，不易于實現自動化生產。
技術實現思路
1、為克服現有改質層剝離工藝復雜，且剝離過程收縮力控制難度大，易造成碎片的技術缺陷，本發明提供了一種振動式激光改質晶片分離機構。
2、本發明提供了一種振動式激光改質晶片分離機構，包括底板、支撐架、下吸盤組件和上吸盤組件，上吸盤組件通過支撐架固定連接至地板上，下吸盤組件固定連接至底板上，上吸盤組件包括豎直驅動組件和上吸盤，上吸盤的下表面配置有連接負壓系統的負壓槽，上吸盤連接至豎直驅動組件的活動端，上吸盤的左右兩側分別水平延伸有安裝側板，安裝側板上開有通孔，安裝側板上固定連接有振動器，振動器的輸出軸從通孔穿出；下吸盤組件包括下吸盤底座和下吸盤，下吸盤的上表面配置有連接負壓系統的負壓槽，下吸盤的底部連接有至少三根導向銷釘，下吸盤底座上穿置連接有與導向銷釘數量相等且位置對應的直線軸承，導向銷釘與直線軸承配合連接，下吸盤底座上還固定連接有位于豎直方向上的液壓緩沖器，液壓緩沖器的活動端朝上設置可與下吸盤的底部相接觸，下吸盤的左右兩側分別水平延伸有用于接觸振動器的輸出軸的承接板，兩塊承接板分別與兩塊安裝側板位置對應；下吸盤底座上連接有光電傳感器，下吸盤上連接有與光電傳感器對應配合的傳感器片。上吸盤和下吸盤上的負壓槽能對晶錠表層和晶錠進行有效吸附，且吸附力均勻，能最大限度避免碎片。
3、優選的，豎直驅動組件包括帶導桿電缸，帶導桿電缸通過電缸固定板與支撐架固定連接，上吸盤連接至帶導桿電缸的活動端。
4、優選的，振動器為電磁鐵振動器、音圈電機、壓電促動器或氣缸。
5、工作時，首先將待改質后待分片的晶錠放置于下吸盤上，吸附固定，此時下吸盤處于下位置，傳感器片位于光電傳感器的槽內，傳感器有信號；然后，帶導桿電缸帶動上吸盤向下運動，根據晶錠厚度，上吸盤向下運動一定距離接觸到晶錠上表面后停止運動，上吸盤的負壓槽接通負壓與晶錠上表面的改質層吸合，吸合后帶導桿電缸帶動上吸盤、晶錠、下吸盤整體向上運動，直到傳感器沒信號后，帶導桿電缸停止運動。下一步，控制上吸盤兩側的振動器運動，振動器的輸出軸將施力于下吸盤兩側的承接板，為避免破壞上吸盤與晶錠的吸附，輸出力應小于上吸盤吸附力，該力將通過上吸盤傳導至晶錠的改質層上。控制振動器高頻重復運動，則改質層將受到高頻拉應力，在此拉應力作用下，改質層上的微觀裂紋逐步擴展，直至發生疲勞斷裂。此時，晶錠表層將與晶錠沿改質層分離，即實現晶片的分離。分離后，由于下吸盤的吸附作用，晶錠與下吸盤將向下跌落于液壓緩沖器上，傳感器片再次位于光電傳感器的槽內，傳感器有信號，即檢測到此時晶片成功分離。
6、本發明提供的技術方案與現有技術相比具有如下技術效果：本發明針對激光改質工藝已生成改質層的晶體，提出了基于疲勞斷裂原理的振動式激光改質晶片分離機構，通過該機構能順利將晶錠表層從晶錠分離開，整個過程簡單高效，該過程中振動力容易控制，能最大限度避免造成碎片，操作簡單，有助于實現自動化生產。
1.一種振動式激光改質晶片分離機構，其特征在于，包括底板（7）、支撐架（8）、下吸盤組件（9）和上吸盤組件（10），上吸盤組件（10）通過支撐架（8）固定連接至地板上，下吸盤組件（9）固定連接至底板（7）上，上吸盤組件（10）包括豎直驅動組件和上吸盤（22），上吸盤（22）的下表面配置有連接負壓系統的負壓槽（15），上吸盤（22）連接至豎直驅動組件的活動端，上吸盤（22）的左右兩側分別水平延伸有安裝側板（23），安裝側板（23）上開有通孔，安裝側板（23）上固定連接有振動器（21），振動器（21）的輸出軸從通孔穿出；下吸盤組件（9）包括下吸盤底座（11）和下吸盤（14），下吸盤（14）的上表面配置有連接負壓系統的負壓槽（15），下吸盤（14）的底部連接有至少三根導向銷釘（12），下吸盤底座（11）上穿置連接有與導向銷釘（12）數量相等且位置對應的直線軸承（13），導向銷釘（12）與直線軸承（13）配合連接，下吸盤底座（11）上還固定連接有位于豎直方向上的液壓緩沖器（16），液壓緩沖器（16）的活動端朝上設置可與下吸盤（14）的底部相接觸，下吸盤（14）的左右兩側分別水平延伸有用于接觸振動器（21）的輸出軸的承接板（24），兩塊承接板（24）分別與兩塊安裝側板（23）位置對應；下吸盤底座（11）上連接有光電傳感器（17），下吸盤（14）上連接有與光電傳感器（17）對應配合的傳感器片（18）。
2.根據權利要求1所述的一種振動式激光改質晶片分離機構，其特征在于，豎直驅動組件包括帶導桿電缸（20），帶導桿電缸（20）通過電缸固定板（19）與支撐架（8）固定連接，上吸盤（22）連接至帶導桿電缸（20）的活動端。
3.根據權利要求2所述的一種振動式激光改質晶片分離機構，其特征在于，振動器（21）為電磁鐵振動器（21）、音圈電機、壓電促動器或氣缸。