[實用新型]一種晶圓激光開槽裝置

有效

• 申請號: 201921254512.5
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN210548930U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 程勇
• 申請（專利權）人: 深圳泰研半導體裝備有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/067
• 代理公司: 深圳市神州聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 44324
• 代理人: 周松強

一種晶圓激光開槽裝置，該裝置包括激光器、第一光闌、擴束準直鏡、第二光闌、反射鏡、衍射分光鏡、電動旋轉位移臺、聚焦鏡和運動平臺，激光器發射出激光束，激光束依次經過第一光闌、擴束準直鏡、第二光闌、反射鏡和衍射分光鏡，衍射分光鏡輸出兩束性質相同的激光束，再經過聚焦鏡，兩束激光束聚焦于放置在運動平臺上的待加工晶圓上形成兩個聚焦光斑，通過旋轉電動旋轉位移臺控制衍射分光鏡的旋轉角度，改變兩個聚焦光斑與垂直于切割道方向的夾角，進而控制兩個聚焦光斑在垂直切割道方向的距離，即可改變切割道的間距。

技術領域

本實用新型涉及激光加工技術領域，尤其涉及一種晶圓激光開槽裝置。

背景技術

在半導體制程中，通過降低集成電路中使用的介電材料的介電常數，可以降低集成電路的漏電電流，降低導線之間的電容效應，降低集成電路發熱等等，這樣的材料被稱為Low-K材料。使用傳統的金剛石刀輪加工含Low-K材料的晶圓時，會出現Low-K材料的飛濺和外觀不良，從而影響后面的工序。為了解決這個問題，需要先去除晶圓表面的Low-K層，再使用金剛石刀輪加工。

現有技術公開了一種Low-k材料的激光加工裝置及方法(申請號：201610326961.0)，該裝置采用激光器發射出激光光束，依次經過半波片和第一偏振片后分成光束A和光束B；光束A依次經過第一45度反射鏡、第一光閘和第二45度反射鏡之后，經過第二光閘并選擇性地進入光束整形器，之后依次進入第二偏振片和第三45度反射鏡后，最后進入聚焦鏡后聚焦于被加工材料上；光束B依次經過第三光閘、棱鏡后、第二偏振片和第45度反射鏡后，最后進入聚焦鏡后也聚焦于被加工材料上。利用激光沿著切割道切割low-k層，在切割道形成一個凹槽，去除Low-k材料的同時保證激光不影響硅襯底，其加工效果好，加工后的凹槽均勻、無明顯崩邊、波浪紋等問題。

目前主流的Low-K去除方式是使用激光開槽技術，將激光聚焦于晶圓表面的Low-K材料上，熔化或氣化Low-K材料，最終去除切割道上Low-K層，但在上述技術方案中，光束的間距調節方式復雜，且不能連續調節間距，開槽工藝流程不夠簡化。

發明內容

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種晶圓激光開槽裝置，該裝置利用衍射分光鏡將激光光束分為兩束具有一致的能量、光斑形態、偏振態的激光束，經過聚焦鏡將兩束激光聚焦于被加工材料上形成切割道聚焦光斑；且衍射分光鏡是安裝在電動旋轉位移臺上，可以通過電動旋轉位移臺調節衍射分光鏡的旋轉角度，改變兩個聚焦光斑與垂直于切割道方向的夾角，改變兩個聚焦光斑沿垂直切割道方向的距離，進而連續調節切割道的間距，操作方式簡單方便。

為實現上述目的，本實用新型是這樣實現的：

一種晶圓激光開槽裝置，其特征在于其包括激光器、第一光闌、擴束準直鏡、第二光闌、反射鏡、衍射分光鏡、電動旋轉位移臺、聚焦鏡和運動平臺，所述激光器、第一光闌、擴束準直鏡、第二光闌和反射鏡沿水平方向同軸設置，所述衍射分光鏡、電動旋轉位移臺、聚焦鏡和運動平臺由上至下依次同軸設置在反射鏡的下方，且所述衍射分光鏡安裝在電動旋轉位移臺上，待加工晶圓放置于運動平臺上；

激光器發射出激光束，激光束依次經過第一光闌、擴束準直鏡、第二光闌、反射鏡和衍射分光鏡，衍射分光鏡輸出兩束性質相同的激光束，再經過聚焦鏡，兩束激光束聚焦于放置在運動平臺上的待加工晶圓上形成兩個聚焦光斑，通過旋轉電動旋轉位移臺控制衍射分光鏡的旋轉角度，改變兩個聚焦光斑與垂直于切割道方向的夾角，進而控制兩個聚焦光斑沿垂直切割道方向的距離，即可改變切割道的間距。

本裝置并不是直接改變兩個聚焦光斑的間距，而是通過旋轉衍射分光鏡間接改變兩個聚焦光斑沿垂直切割道方向的距離，操作方式簡單方便；且本裝置的兩個聚焦光斑的中心位置保持不變，通過調節電動旋轉位移臺的旋轉角度，可調節衍射分光鏡的旋轉角度，改變兩個聚焦光斑與垂直于切割道方向的夾角，改變了兩個聚焦光斑沿垂直切割道方向的距離，達到了更改切割道間距的效果，這種方式更改切割道間距，速度更快，效果更穩定，并且可以連續變化，適用于各種寬度的產品。