[發明專利]使用空間光調制器的激光切割方法與激光切割裝置

在審

• 申請號: 202210715946.0
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN116060779A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 邱俊榮;陳俊雄;莊完禎
• 申請（專利權）人: 邱俊榮;陳俊雄;莊完禎
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70;B23K101/40
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;張燕華

一種使用空間光調制器的激光切割方法與激光切割裝置，使用空間光調制器的激光切割方法包括以下步驟：(a)發射一激光至一空間光調制器，該空間光調制器包括多個像素；(b)將該空間光調制器所調制后的激光照射在一待切割物上，以形成一焦點，并切割該待切割物；(c)量測該待切割物的切割深度；(d)當該待切割物的切割深度到達一第一預定深度，該空間光調制器變換各個像素所調制的各激光的相位，以變更該焦點上的光型分布；及(e)重復(b)～(d)步驟，直到該待切割物的切割深度到達一第二預定深度；其中，該第一預定深度隨著每次(b)～(d)步驟的循環而有不同，此外，本發明還提供一種適于切割一待切割物的激光切割裝置。

技術領域

本發明涉及一種晶柱激光切割方法，特別涉及一種使用空間光調制器的晶柱激光切割方法。

背景技術

晶柱切割在半導體工藝中是很普遍的過程，主要是將晶柱切下微晶片，目前市場是使用線切割(例如鋼琴線)進行裁切。惟線切割的寬度較寬，因此得在晶柱上預留較大的切割道，并且裁切較大等于浪費較多的晶柱基材。

進一步的，某些元件需要用碳化硅(SiC)或氮化鎵(GaN)晶圓制造，碳化硅或氮化鎵的成本較高，較大的切割道意味著需投入更多成本在被裁切的基材上。且碳化硅硬度較高，以線切割裁切時，其切面會產生龜裂問題，需要另外研磨處理。

激光切割則是另一種可選的切割手段，雖然激光切割可有效降低切割道的寬度，但是傳統激光切割的具有成本較高與不易切割晶柱的缺點。

此外，請參閱圖1A與圖1B，圖1A所繪示為激光切割的微觀示意圖。圖1B所繪示為激光的能量分布圖。在圖1B中，垂直軸表示激光的能量強度，水平軸表示水平方向的位置。當激光11投射在待切割物10時，激光束看似集中，但實際上能量仍集中于光束中央，并向外遞減，此分布方式通常被稱為高斯分布。而如此方式進行切割時，能量集中處的待切割物10會因為熱效應對材料的物性產生較大的改變，例如：折射率的改變，從而使致激光產生些微的偏移，導致切割面不平整。

對于碳化硅晶柱切割有采用隱形切割的方法，是利用激光穿透繞射光學元件，讓激光聚焦在待切割物的內部，讓待切割物因內部溶解進而沿著晶面斷裂，從而達到切割的目的。然而待切割物因為內部材料的溶解時，熱影響無法妥善釋放，也會影響激光的聚焦，而導致切割面無法形成理想的平整面，需后續進行較大規模的研磨加工已進行補強。

因此，如何解決碳化硅或氮化鎵晶柱切割的問題，便是本領域具通常知識者值得去思量的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光切割方法，通過相位調制產生不同的光型分布，不同的光型分布的激光能夠補償材料的熱影響，克服切割面不平整的問題，其具體手段如下：

一種激光切割方法，包括以下步驟：

(a)發射一激光至一空間光調制器，該空間光調制器包括多個像素；

(b)將該空間光調制器所調制后的激光照射在一待切割物上，以形成一焦點，并切割該待切割物；

(c)量測該待切割物的切割深度；

(d)當該待切割物的切割深度到達一第一預定深度，該空間光調制器變換各個像素所調制的各激光的相位，以變更該焦點上的光型分布；及

(e)重復(b)～(d)步驟，直到該待切割物的切割深度到達一第二預定深度；

其中，該第一預定深度隨著每次(b)～(d)步驟的循環而有不同。

上述的激光切割方法，其中該待切割物為一晶柱。

上述的激光切割方法，其中該晶柱的材質為碳化硅或氮化鎵。

上述的激光切割方法，其中該晶柱是固定于一工具上，當該晶柱被該激光切割時，該工具將該晶柱進行旋轉。