[發明專利]鎖頻單脈沖綠光超快激光晶圓打標方法和系統

在審

• 申請號: 202210019722.6
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114260585A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京贏圣科技有限公司
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/0622;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供鎖頻單脈沖綠光超快激光晶圓打標方法和系統，所述方法包括步驟：1)設置能夠在高重復頻率下發射高能量單脈沖且單脈沖能量一致性高的超快激光器；2)鎖定發射頻率為定值；3)所述超快激光經過整形光路、光束傳輸光路輸入到振鏡、再經過場鏡后聚焦晶圓表面；4)在軟硬件控制器的控制下完成打標。本發明的打標方法通過高單脈沖能量的超快激光汽化材料加工面來實現打標，幾乎沒有熱影響區出現，將激光對晶圓的破壞程度減小到最低，但打標結果精密、細致、牢固，提供全新的效果。堆積物高度大幅降低、晶圓表面粗糙度小，打標的一致性和均勻性好。

技術領域

本發明涉及半導體激光加工技術領域，具體涉及鎖頻單脈沖綠光超快激光晶圓打標方法和系統。

背景技術

晶圓下線之后的第一步是在晶圓表面打標，打標是采用激光(laser)在晶圓的12點鐘方向打出晶圓的批號。

而批號實際上是由激光在晶圓表面打出的眾多小孔，或者劃片的眾多小槽組成的。激光在打孔或劃片的同時，會把打孔或劃片的副產物(硅，Si)堆積在旁邊，堆積物過高會導致后續物理化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing， CMP)對晶圓的刮傷。對打標異常的晶圓切片發現：堆積物高度最多可以達到 8000nm以上，而理想情形下應該小于1000nm。

中國專利201910191734.5提供了一種激光晶圓打標裝置，其在進行激光打標之前，沿著打標的移動方向，第一密封腔內釋放氮氣清潔氣體，對晶圓上預先殘留物進行清掃，同時利用真空抽氣進行殘留物的排出；在進行激光打標時，沿著打標的移動方向，第二密封腔內釋放氮氣清潔氣體，對堆積物進行清掃，同時利用真空抽氣進行堆積物的排出。這樣能夠防止晶圓劃傷或割斷。

但這只是行業內必備的輔助手段，真正能夠減少堆積物的是激光打標本身的質量、打標的精細、牢固程度和對材料本身最小限度的破壞。而目前激光對晶圓打標的技術仍有待提高。

發明內容

有鑒于此，為了克服現有技術的不足，本發明提供一種鎖頻單脈沖綠光超快激光晶圓打標方法和系統，該方法將激光對晶圓的破壞程度減小到最低，但打標結果精密、細致、牢固，提供全新的效果。堆積物高度大幅降低，粗糙度小，一致性和均勻性好。

本發明提供的鎖頻單脈沖綠光超快激光晶圓打標方法，包括步驟：

1)設置能夠在高重復頻率下發射高能量單脈沖且單脈沖能量一致性高的綠光超快激光器，所述高重復頻率為10KHz-500KHz，所述高能量單脈沖能量為 20uJ-1000uJ，所述單脈沖間能量差異≤±5％；

2)鎖定發射頻率為10KHz-500KHz之間的一定值；

3)所述激光器發射的超快激光，經過整形光路放大光束尺寸、再經過光束傳輸光路輸入到振鏡、再經過場鏡后聚焦在定位平臺上的晶圓工件表面；

4)在軟硬件控制器的控制下，設置激光參數和加工參數；控制振鏡、激光發射及激光束X、Y、Z軸的移動完成晶圓表面圖案的激光打標。

進一步，所述激光器為全固態皮秒激光器。

進一步，所述單脈沖為單脈沖光子尖峰波，所述單脈沖寬度為1-10ps。

進一步，所述激光器窗口光斑為1-3mm，發散角為0.5-1.5mrad。

進一步，所述整形光路為放大倍率為1-8倍的擴束光路。

進一步，所述光束傳輸光路為傳輸距離10-1000mm的傳輸光路組成。

進一步，所述振鏡轉速為100-10000轉/秒，所述場鏡是F-θ場鏡或遠心場鏡，焦距為30-600mm。

進一步，所述激光波長為532±5nm。