В статье рассмотрен технологический процесс лазерного управляемого терморасскалывания (ЛУТ) [1]  на установках РТ-350 [2] (Рис.1), РТ-500 [3] выпущенных ОАО «МЗ «Сапфир». Метод ЛУТ, разработанный академиком В.С. Кондратенко, широко используется в таких задачах как: безотходная и высокопрецизионная резка стекла, сапфира, кремния, арсенида галия [4].

Рис.1 – Установка лазерной резки полупроводниковых материалов РТ-350.

Для решения задачи позиционирования заготовки на предметном столике установки РТ-350 были использованы две камеры: одна из них в видимом диапазоне – Watec WAT-902H3 Supreme (Тайвань) – для случая, если приборная пластина (заготовка) установлена структурами вверх (лицевой стороной вверх), другая камера – в ИК диапазоне – для случая,  приборная пластина расположена лицевой стороной вниз.

Когда приборная пластина расположена на предметном столике лицевой стороной вверх, контроль ее положения осуществляется в интерфейсном окне программы управления установкой РТ-350 LaserCut v.3.0 (Рис.2). Интерфейсное окно включает в себя значения параметров резки и окно вывода изображения с поверхности разрезаемой приборной пластины. В окне вывода изображения c камеры производится позиционирование и наведение на реперные метки приборной пластины, далее слева в разделе параметры устанавливаются требуемые геометрические и скоростные параметры резки. Таким образом, интерфейс программы LaserCut v.3.0 позволяет позиционировать приборную пластину, задать параметры и выполнить цикл резки.

 Рис.2 – Интерфейсное окно программы управления LaserCut v.3.0 на установках PT-350, РТ-500.

В тех случаях, когда необходимо получить высокую чистоту процесса, на лицевую сторону приборной пластины наклеивается пленка, а сама пластина располагается лицевой стороной вниз. В окне вывода изображения c камеры производится фокусировка на нижнюю поверхность приборной пластины с использованием ИК-камеры и последующее наведение на реперные метки. Данный метод позиционирования заготовки с помощью ИК-камеры используется для разделения кремневых подложек на чипы на установке РТ-350. В основу этого метода было положено свойство кремния пропускать часть спектра ИК-диапазона. На установке ЛУТ РТ-350 установлена камера, разработанная компанией Edmund Optics Ltd. (Германия), модель 1/2″ CCD Near IR AnalogCamera CCIR  NT56-848 с диапазоном чувствительности в спектре 1460-1625нм (Рис.3) и объективом 1.5X AuxiliaryLensfor VIS 7X ZoomLenses 1,5Х (Рис.4). Данное оборудование позволяет получать 12-ти кратное увеличение изображения пластины на дисплее ПК.

Наведение ИК-камеры производится следующим образом. В ИК-камеру попадает изображение с нижней поверхности приборной пластины, которое отображается в интерфейсном окне. Далее оператор установки производит поиск реперных меток и осуществляет операцию наведения на них. После наведения пластина автоматически ориентируется по линии реза вдоль реперных меток, далее вводятся параметры резки, и производится резка. На (Рис.5) представлена разделенная методом ЛУТ приборная пластина.

Рис.5 – Разделенная методом ЛУТ приборная пластина из кремния.

Предложенные методы позиционирования заготовок на установке РТ-350 с применением программы управления LaserCut v.3.0 широко используются для резки различных приборных пластин из кремния. Предложенный способ позволяет защитить структуры от попадания загрязнения и обеспечивает высокое качество получаемых изделий.

1. Кондратенко В.С. Исследование и разработка процесса резки стекла методом лазерного управляемого термораскалывания: Дис. … канд. техн. наук.  Москва, 1983.
2. Сорокин А.В., Кондратенко В.С., Гиндин П.Д., Колесник В.Д.. Установка для лазерной резки полупроводниковых пластин РТ-350. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. – с.6
3. Сорокин А.В., Кондратенко В.С., Гиндин П.Д., Наумов А.С., Колесник В.Д., Установка для лазерной резки стекла РТ-500. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. – с.7
4. Кондратенко В.С., Гиндин П.Д., Наумов А.С., Черных С.П. Разделение приборных пластин на кристаллы методом лазерного управляемого термораскалывания // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: Труды XIII Международного научн.-техн. сем., 2004 г., Алушта.
5. Пат. 2024441, МКИ С 03 В 33/02. Способ резки хрупких материалов / Кондратенко В.С.; Завл. № 5030537/33 от 2.04.1992; Опубл. 15.12.94; Бюл. № 23
6. Optics and optical instruments catalog, EO Edmund optics GmbH, 2006

Все статьи автора «VladimirKh»