[發(fā)明專(zhuān)利]晶圓加工裝置及加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210008562.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114029610B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳治賢;馮玙璠;王正根
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州邁為科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K26/067
• 分類(lèi)號(hào): B23K26/067;B23K26/064
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 陳鵬瑋

本發(fā)明公開(kāi)了一種晶圓加工裝置及加工方法，屬于激光加工領(lǐng)域；本發(fā)明通過(guò)光路中光學(xué)器件以及光閘的合理布置，實(shí)現(xiàn)先開(kāi)雙細(xì)線槽，再開(kāi)單寬線槽的切割方式；去除晶圓表面低介電常數(shù)層效果較好，開(kāi)槽效率高，設(shè)備成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及晶圓加工裝置及加工方法。

背景技術(shù)

目前激光開(kāi)槽工藝，在刀具劃片作業(yè)前將切割道內(nèi)表層的低介電常數(shù)層使用激光進(jìn)行燒蝕去除，只剩下單一的硅襯底，再通過(guò)刀具劃片快速的將剩余材料去除，最終提高產(chǎn)品的切割效果。目前常見(jiàn)的激光開(kāi)槽過(guò)程為先采用兩個(gè)較小的激光光束在切割道的兩側(cè)形成兩條細(xì)線，以此減小后續(xù)加工對(duì)產(chǎn)品的影響，繼而采用整形為平頂分布的激光光束在切割道的中部加工出一道較寬的凹槽，以去除晶圓表面的低介電常數(shù)層，從而便于后續(xù)裂片。分光得到的兩路細(xì)線光，在同時(shí)加工產(chǎn)品時(shí)難以保證兩路光的完全平行對(duì)稱，其能量是否相等，進(jìn)而影響加工效果。

現(xiàn)有技術(shù)中平頂光束整形大多采用DOE（衍射光學(xué)元件），并通過(guò)旋轉(zhuǎn)DOE來(lái)實(shí)現(xiàn)加工線寬的調(diào)節(jié)，然而在實(shí)際使用過(guò)程中，為得到理想的光束形態(tài)，常常需要保證DOE的中心與激光光束光軸完全重合且垂直，調(diào)節(jié)極為困難，且旋轉(zhuǎn)角度時(shí)會(huì)產(chǎn)生高階衍射導(dǎo)致開(kāi)槽邊緣效果惡化。

專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN111215744A公開(kāi)了一種激光分光的方法，其采用偏振分光棱鏡進(jìn)行分光，在偏振分光棱鏡的激光入射面前部設(shè)置入射波片，通過(guò)制調(diào)節(jié)入射波片角度，使得偏振分光棱鏡的激光入射角度發(fā)生改變，從而達(dá)到調(diào)節(jié)激光能量分光比例的目的。數(shù)據(jù)采集模塊還包括至少兩個(gè)激光能量計(jì)，所述激光能量計(jì)分別檢測(cè)各加工工藝用激光分光束的能量值是否相同來(lái)調(diào)節(jié)波片。通過(guò)增加激光能量計(jì)的數(shù)量來(lái)滿足兩束分光能量檢測(cè)要求，雙細(xì)線跟寬線使用不同光路，光路復(fù)雜。這樣會(huì)加重企業(yè)的設(shè)備投入，成本較高，且不利于提高設(shè)備利用率。基于此，需要開(kāi)發(fā)一種更為便捷、更具有實(shí)用性的激光開(kāi)槽加工系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中晶圓切割效果差的技術(shù)問(wèn)題，提供一種晶圓加工裝置及加工方法，通過(guò)光路中光學(xué)器件以及光閘的合理布置，實(shí)現(xiàn)先開(kāi)雙細(xì)線槽，再開(kāi)單寬線槽的切割方式，有效改善上述技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的晶圓加工裝置，包括激光器、第一波片、第一分光晶體、第一光路器件、第二光路器件和分光單元；所述第一波片和第一分光晶體依次設(shè)置于激光器所發(fā)射激光的光路上，第一分光晶體將激光器所發(fā)射激光分成第一光束和第二光束；所述第一光路器件設(shè)置于第一光束的光路上，第一光路器件包括光闌，第一光束經(jīng)過(guò)第一光路器件與分光單元后整形為兩束長(zhǎng)條狀光斑；所述第二光路器件設(shè)置于第二光束的光路上，第二光束經(jīng)過(guò)第二光路器件與分光單元后整形為兩束圓形光斑。上述方案將激光器出射的激光束分成第一光束和第二光束，分別進(jìn)行雙細(xì)線和單寬線開(kāi)槽，去除晶圓表面低介電常數(shù)層；通過(guò)第一波片可靈活調(diào)整兩束光的能量比例，滿足不同加工需求。

另外，采用狹縫光闌進(jìn)行光斑攔截，可獲得平頂分布的條狀光斑，效果與DOE整形相同，但調(diào)節(jié)更為簡(jiǎn)便且成本大幅下降，在工業(yè)生產(chǎn)中更具有實(shí)用性。以及，通過(guò)調(diào)節(jié)狹縫光闌的寬度和兩透鏡的焦距，可以靈活調(diào)整加工線寬，滿足不同尺寸線寬加工的需求。

優(yōu)選地，所述分光單元包括第二波片、渥拉斯頓棱鏡和第二透鏡，第二波片、渥拉斯頓棱鏡和第二透鏡沿光線方向依次設(shè)置。調(diào)節(jié)第二波片可以使渥拉斯頓棱鏡分光獲得均等且對(duì)稱的兩子光束，滿足保證雙細(xì)線的加工效果，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)兩長(zhǎng)條光斑的前后同時(shí)加工，提高寬線開(kāi)槽效率。

和/或所述第一光路器件還包括第一光閘，所述第二光路器件還包括第二光閘，第一光閘和第二光閘用于第一光束和第二光束通斷的切換。

優(yōu)選地，所述第一光路器件還包括第一透鏡，所述第一透鏡為柱面鏡。

優(yōu)選地，還包括第二分光晶體，所述第二分光晶體設(shè)置于第一光束的光路和第二光束的光路的交點(diǎn)上。