CN107433396A - 一种激光加工晶圆的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光加工晶圆的装置及方法，包括：激光器，用于发射激光光束；扩束准直元件，用于将激光光束扩束、准直，形成平行光束；相控型硅基液晶，用于对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑后发射至聚焦元件；聚焦元件，用于将所述任意定制型多光束集合或平顶光斑发射到所述晶圆上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low‑K材料。本发明能够通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制或整形处理提高所述加工方法的工作效率、精确度以及分离晶圆的均匀性，且能适应各种平顶光斑的需求。

Description

一种激光加工晶圆的装置及方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种激光加工晶圆的装置及方法。
背景技术
随着智能化的逐渐发展，对芯片制造和封测领域的要求日益增大，尤其是 针对半导体、有机、无机等材料，在微米、纳米尺度范围内进行加工制造。
目前，在对90nm节点以下的晶圆进行切割时，基片上方一般覆盖Low-K 材料，由于Low-K材料与基片衬底之间的粘附力不如介电常数的材料(如二氧 化硅等)与基片衬底之间的粘附力，因此，在对覆盖有Low-K材料的晶圆进行 切割形成凹槽时，会造成Low-K材料的粘连脱落从而降低芯片良率、甚至造成 晶圆基片的碎片，其中，所述“凹槽”指代不穿透晶圆的基材并在其上表面形 成凹槽。
同时，当采用激光对晶圆进行切割时，由于激光光源的强度分布符合高斯 分布，即光强在光斑的中心位置能量最强，光斑边缘能量则按照高斯分布的特 点逐渐减少，因此采用未经过光学处理的高斯光斑单光束进行切割时，光斑中 心容易产生很强的热烧灼现象，进而热影响区域较大并损坏晶圆。
发明内容
本发明提供的激光加工晶圆的装置及方法能够通过相控型硅基液晶对平行 光束进行能量分布调制或整形处理提高所述加工方法的工作效率、精确度以及 分离晶圆的均匀性，且能适应各种平顶光斑的需求。
通过空间光调制器对平行光源进行分束处理形成至少两束子光源对晶圆上 表面进行切割并去除晶圆上表面的Low-K材料，进而提高了所述装置的分束处 理能力，且能适应各种平顶光斑的需求。
第一方面，本发明提供一种激光加工晶圆的装置，包括：
激光器，用于发射激光光束；
扩束准直元件，用于将激光光束扩束、准直，形成平行光束；
相控型硅基液晶，用于对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多 光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑后发射至聚焦元件；
聚焦元件，用于将所述任意定制型多光束集合或平顶光斑发射到所述晶圆 上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料。
可选地，所述装置还包括：
检测元件，用于检测激光光束并获得激光光束的参数信息。
可选地，当相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制 型多光束集合时，所述装置还包括：
整形元件，设置于相控型硅基液晶和聚焦元件之间并且包括至少两个可变 整形子元件并根据平行光束的设定图案分布进行排列，用于分别对经相控型硅 基液晶调制形成的任意定制型多光束集合进行整形处理并形成具有设定图案分 布的平顶光斑组合后发射至聚焦元件。
可选地，所述装置还包括：
反射镜组，包括至少两个反射镜并根据扩束准直元件和相控型硅基液晶的 位置排列，用于改变平行光束的方向使其垂直射到相控型硅基液晶的表面。
可选地，所述整形子元件为相控型硅基液晶、或衍射光学元件。
可选地，所述聚焦元件为柱面聚焦透镜、平凸透镜或双凸透镜中一种或者 任意组合。
第二方面，本发明提供一种激光加工晶圆的方法，包括：
将所述激光器发射的激光扩束、准直，形成平行光束；
通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光 束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑；
将所述任意定制型多光束集合或所述平顶光斑发射到所述晶圆上表面并沿 预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料。
可选地，所述通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任 意定制型多光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑为对平行光束参数的一 维或二维分布进行空间和时间的变换或调制并获得可定制化多光束集合或可定 制化激光光斑形状；其中，
所述平行光束参数包括相位、振幅或强度、频率、偏振态中一种或者任意 组合。
可选地，所述可定制化多光束集合包括1*N阵列，或M*N阵列，或具有特 定拓扑图案分布的阵列组合，其中N＝2、3……，M大于等于2。
可选地，在将所述任意定制型多光束集合或所述平顶光斑发射到所述晶圆 上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料中，所述方法还包括：
检测激光光束并获得激光光束的参数信息；
根据所述参数信息控制相控型硅基液晶进行调整获取经调制后的任意定制 型多光束集合或所述平顶光斑。
可选地，所述参数信息包括波前相位、发散角、激光照射方位角、光束能 量分布和激光光斑形状中一种或者任意组合。
可选地，在根据所述参数信息控制相控型硅基液晶调整激光光束的波前相 位之前，包括：
获取激光光束的焦点信息；
根据焦点信息判断激光光束的激光焦点是否出现像散或畸变，如果否，则 保持激光光束的波前相位；如果是，则根据所述参数信息确定激光光束的波前 相位，并控制相控型硅基液晶调整激光光束的波前相位。
可选地，所述方法还包括：
获取晶圆上表面Low-K层的厚度信息；
根据厚度信息和参数信息确定所述发散角；
控制相控型硅基液晶按所述发散角调整激光光束；
通过与聚焦元件的配合改变激光光束的激光焦点在晶圆上表面Low-K层的 深度方向上的位置。
可选地，所述方法还包括：
获取晶圆的实时位置信息和目标位置信息，并得出激光偏移量；
根据激光偏移量和参数信息确定激光光束的激光照射方位角；
通过控制相控型硅基液晶调整激光光束的激光照射方位角，以使激光光束 调整至目标位置。
可选地，所述通过控制相控型硅基液晶调整激光光束的激光照射方位角为 通过控制在相控型硅基液晶上加载的闪耀光栅周期用以调整激光光束的激光照 射方位角。
可选地，所述通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任 意定制型多光束集合包括：
获取平顶光斑的设定图案分布；
根据设定图案分布确定定制型多光束集合；
根据定制型多光束集合确定相控型硅基液晶的工作参数，并按所述工作参 数对平行光束进行能量分布调制形成具有所述定制型多光束集合并射入整形元 件。
可选地，当平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合时， 所述方法还包括：
将定制型多光束集合通过整形元件进行整形处理形成具有设定图案分布的 平顶光斑。
可选地，所述具有特定图案分布的光斑组合为方形，圆形，菱形和可定制 型多边形中任意两种以上的组合。
可选地，当平行光束进行整形处理并形成平顶光斑时，所述方法包括
获取平顶光斑的设定图案分布；
根据平顶光斑的图案确定相控型硅基液晶的工作参数，并按所述工作参数 分别对子光束进行整形处理并形成具有设定图案分布的平顶光斑。
本发明实施例提供的激光加工晶圆的装置及方法，主要是采用相控型硅基 液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合对晶圆上表面 进行切割并去除晶圆上表面的Low-K材料，或者所述装置还可采用相控型硅基 液晶对平行光束进行整形处理并形成平顶光斑后发射至聚焦元件并对晶圆上表 面进行切割并去除晶圆上表面的Low-K材料。所述装置中采用相控型硅基液晶 进行分束处理提高了分束处理的能力、或者进行整形处理提高了所述装置的整 形处理的能力且能适应各种平顶光斑的需求。
同时，本发明实施例所述装置在激光加工晶圆过程中，根据晶圆上表面所 需去除的Low-K材料特征将激光光源匹配至最佳设定图案分布，通过保证划片 的子光源能量分布的均匀性，使得在晶圆上表面形成的凹槽更加均匀，热影响 区更小且均一性更高，进而提高在晶圆上表面的激光加工效果。因此，在避免 Low-K材料在加工过程中的剥落前提下，提高所述凹槽的平整度，进而提高晶 圆的性能。
附图说明
图1为本发明一实施例激光加工晶圆的装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例激光加工晶圆的装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例晶圆上表面上所形成的平顶光斑示意图；
图4为本发明一实施例激光加工晶圆的方法的流程图；
图5为本发明另一实施例激光加工晶圆的方法的流程图；
图6为本发明另一实施例激光加工晶圆的方法的流程图；
图7为本发明一实施例具有设定图案分布的平顶光斑的整体效果图；
图8为本发明一实施例具有设定图案分布的平顶光斑的部分效果图；
图9为图8中D-D的剖面图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种激光加工晶圆的装置，如图1所示，所述装置包括：
激光器，用于发射激光光束；
扩束准直元件，用于将激光光束扩束、准直，形成平行光束；
相控型硅基液晶，用于对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多 光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑后发射至聚焦元件；
聚焦元件，用于将所述任意定制型多光束集合或平顶光斑发射到所述晶圆 上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料。
本发明实施例提供的激光加工晶圆的装置主要是采用相控型硅基液晶对平 行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合对晶圆上表面进行切割 并去除晶圆上表面的Low-K材料，或者如图2所示，所述装置还可采用相控型 硅基液晶对平行光束进行整形处理并形成平顶光斑后发射至聚焦元件并对晶圆 上表面进行切割并去除晶圆上表面的Low-K材料。所述装置中采用相控型硅基 液晶进行分束处理提高了分束处理的能力、或者进行整形处理提高了所述装置 的整形处理的能力且能适应各种平顶光斑的需求。
其中，所述激光器包括固体激光器、光纤激光器或碟片激光器。对于所述 激光器所发射的激光波长为266nm、355nm、515nm、527nm、532nm、或1064nm； 并且，所述激光的脉宽范围为纳秒级，功率范围为瓦级，激光光束空间模式TEM00模的高斯光束。本实施例中所述装置依次为激光器发射激光并射入由半波片与 偏振片构成的起偏器，所述起偏器对激光的能量进行总体的调节及偏振态的确 定，由起偏器射出的激光首先通过扩束准直元件，激光器发射的激光为高斯光 束，而高斯光束通过由透镜组构成的扩束准直元件变换后依然是高斯光束，且 能够满足下述关系：
ω′＝ω
参数为(w0，z)的高斯光束在经过扩束准直元件的变换后，其参数变为如 下
所谓高斯光束的准直就是压缩高斯光束的发散角并且能够改善高斯光束的 稳定性及方向性。而入射光束的发散角为：
所述扩束准直元件是由一组较短焦距的第一透镜组和一组较长焦距的第二 透镜组共同组成，也可看作为倒置的伽利略望远系统。其中，激光器发射的高 斯光束先通过较短焦距的透镜后汇聚到第一透镜组的焦点上，其高斯光束的束 腰半径由ω0缩小到ω′0，而第二透镜组的焦点与第一透镜组的焦点重合，由此推 导出：
同理，ω″0与ω′0的关系与上式相同，ω″0相比于原来的半径增大长焦距比短焦距倍数，可以实现光束的扩束与准直。通常将准直系统的扩束比设为M，所以 1/M又被称为光束的几何压缩比。
共焦参数变为：
因此，出射光的发散角减小了1/M，共焦参数(等效腔长)增大了M2倍。 并且在两片平凸透镜之间的焦点处放置了一个可调节光阑，可实现对光束进一 步的扩束准直，并且使高斯光的空间相干性得到更好的提高，光斑的能量分布 也将更加的均匀。进而提高了所述装置进行激光加工晶圆时的工作效率、精确 度以及分离晶圆的均匀性。
同时，如图1所示，本实施例中采用反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal onSilicon)的空间光调制器即相控型硅基液晶，在相控型硅基液晶与扩束准直元件 之间设由反射镜组，以使平行光源通过反射镜组后垂直照射在相控型硅基液晶 的表面发生反射。相控型硅基液晶基于液晶的各向异性，在外场作用下，液晶 分子的指向会发生显著变化，这种变化比各向异性的晶体强烈的多。当在液晶 盒两端施加一定的电压，电场会使得液晶分子被极化。被极化的液晶分子会在 电场中受到一个转矩而发生旋转，从而使得液晶分子的排列发生改变，进而液 晶的折射率也会相应的发生变化。反射光经过空间光调制器的调制后，以改变 激光相位的形式对平行光源实现分束处理的效果。例如，将平行光源分束为一 分为二，一分为三，一分为M*N分布的多点阵列结构。
例如，如图1和3所示，本实施例中相控型硅基液晶实现对对平行光束进 行能量分布调制并形成，并将平行光束分成两束子光束集合。两束子光束通过 一透镜变成两束平行光，其中透镜的焦点位置位于M*N的表面。随后，两束子 光束通过一定制化整形元件，可以实现对单个子光束进行定制化整形处理并形 成平顶光斑。其中，该整形元件为根据子光束的阵列分布设计的衍射光学元件 阵列、或相控型硅晶液晶阵列。最后，两束子光束通过根据子光束的阵列分布 设计的聚焦元件阵列，分别以不同的形式聚焦在晶圆上表面的Low-K材料表面 预定切割道的两边位置用以去除晶圆上表面的Low-K材料。因此，本实施例所 述装置采用体积小的相控型硅基液晶实现分束处理，一方面，提高了所述装置 的分束能力、减少了装置整体体积；另一方面，利用相控型硅基液晶的微调能 力，能够进一步的提高所述装置进行激光加工晶圆去除Low-K材料的精确度， 进而提高了晶圆的加工效率和成品率。
可选地，所述装置还包括：
检测元件，用于检测激光光束并获得激光光束的参数信息。
可选地，当相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制 型多光束集合时，如图1所示，所述装置还包括：
整形元件，设置于相控型硅基液晶和聚焦元件之间并且包括至少两个可变 整形子元件并根据平行光束的设定图案分布进行排列，用于分别对经相控型硅 基液晶调制形成的任意定制型多光束集合进行整形处理并形成具有设定图案分 布的平顶光斑组合后发射至聚焦元件。
可选地，所述装置还包括：
反射镜组，包括至少两个反射镜并根据扩束准直元件和相控型硅基液晶的 位置排列，用于改变平行光束的方向使其垂直射到相控型硅基液晶的表面。
可选地，所述整形子元件为相控型硅基液晶、或衍射光学元件。
可选地，所述聚焦元件为柱面聚焦透镜、平凸透镜或双凸透镜中一种或者 任意组合。
具体的，如图3所示，本实施例中所述聚焦元件是由球面及非球面透镜组 成的透镜阵列时，可实现预定切割道两边点光斑的刻蚀效果。随着晶圆的移动， 点光斑叠加可以实现对整个沟道两边的Low-K材料的去除。并且由于加工效果 仅仅存在与预定切割道的两侧位置。因此，激光加工的热效应可以有效的往预 定切割道的中间分散，从而避免了激光加工中热效应对晶圆有效区域中的损坏， 提高了产品合格率。
当聚焦元件是由柱面透镜组成的透镜阵列时，则可以在预定切割道的两边 获得线性光斑的加工效果。可以进一步增加一次性加工面积，从而提高了加工 效率。
可选地，当相控型硅基液晶对平行光束进行整形处理并形成平顶光斑后发 射至聚焦元件时，如图2所示，所述装置包括光纤准直器2、起偏器3、扩束准 直元件4对激光器1发出的激光光束进行前期处理形成平行光束，然后由分束 晶体5将激光光束分为检测光束和加工光束，加工光束经过相控型硅基液晶6 后形成平顶光斑并射入聚焦元件阵列7、光阑8进而对晶圆上表面Low-K层进 行加工；所述检测元件包括分束晶体18、透镜组件19、CCD装置20或成像装 置20，并将检测光束依次射入分束晶体18、透镜组件19、CCD装置20或成像装置20对激光光束进行检测并获取参数信息，其中，主要是通过CCD装置20 对激光光束进行检测激光光束并获得激光光束的参数信息，并根据所述参数信 息控制相控型硅基液晶进行调整获取经调制后的任意定制型多光束集合或所述 平顶光斑；所述装置实现了高效地将晶圆上表面的Low-K层去除，进而提高所 述加工方法的工作效率、精确度以及分离晶圆的均匀性。
本发明实施例还提供一种激光加工晶圆的方法，如图4所示，所述方法包 括：
S11、将所述激光器发射的激光扩束、准直，形成平行光束；
S12、通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型 多光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑；
S13、将所述任意定制型多光束集合或所述平顶光斑发射到所述晶圆上表面 并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料。
本发明实施例提供的激光加工晶圆的方法一方面是采用相控型硅基液晶对 平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合对晶圆上表面进行切 割并去除晶圆上表面的Low-K材料，所述装置中采用相控型硅基液晶进行分束 处理提高了分束处理的能力，提高所述加工方法的工作效率、精确度以及分离 晶圆的均匀性。另一方面采用相控型硅基液晶对平行光束进行整形处理并形成 平顶光斑后发射至聚焦元件并对晶圆上表面进行切割并去除晶圆上表面的 Low-K材料。所述方法是利用相控型硅基液晶对激光光束进行整形处理提高了 所述方法整形处理的能力且能适应各种平顶光斑的需求。
同时，本实施例中所述方法还在激光加工晶圆过程中，根据晶圆上表面所 需去除的Low-K材料特征将激光光束匹配至最佳设定图案分布，通过保证划片 的子光束能量分布的均匀性，使得在晶圆上表面形成的凹槽更加均匀，热影响 区更小且均一性更高，进而提高在晶圆上表面的激光加工效果。因此，本实施 例所述方法在避免Low-K材料在加工过程中的剥落前提下，提高所述凹槽的平 整度，进而提高晶圆的性能。
可选地，如图5和6所示，所述通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量 分布调制并形成任意定制型多光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑为对 平行光束参数的一维或二维分布进行空间和时间的变换或调制并获得可定制化 多光束集合或可定制化激光光斑形状；其中，
所述平行光束参数包括相位、振幅或强度、频率、偏振态中一种或者任意 组合。
可选地，所述可定制化多光束集合包括1*N阵列，或M*N阵列，或具有特 定拓扑图案分布的阵列组合，其中N＝2、3……，M大于等于2。
可选地，在将所述任意定制型多光束集合或所述平顶光斑发射到所述晶圆 上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料中，所述方法还包括：
检测激光光束并获得激光光束的参数信息；
根据所述参数信息控制相控型硅基液晶进行调整获取经调制后的任意定制 型多光束集合或所述平顶光斑。
可选地，所述参数信息包括波前相位、发散角、激光照射方位角、光束能 量分布和激光光斑形状中一种或者任意组合。
可选地，在根据所述参数信息控制相控型硅基液晶调整激光光束的波前相 位之前，包括：
获取激光光束的焦点信息；
根据焦点信息判断激光光束的激光焦点是否出现像散或畸变，如果否，则 保持激光光束的波前相位；如果是，则根据所述参数信息确定激光光束的波前 相位，并控制相控型硅基液晶调整激光光束的波前相位。
可选地，所述方法还包括：
获取晶圆上表面Low-K层的厚度信息；
根据厚度信息和参数信息确定所述发散角；
控制相控型硅基液晶按所述发散角调整激光光束；
通过与聚焦元件的配合改变激光光束的激光焦点在晶圆上表面Low-K层的 深度方向上的位置。
可选地，所述方法还包括：
获取晶圆的实时位置信息和目标位置信息，并得出激光偏移量；
根据激光偏移量和参数信息确定激光光束的激光照射方位角；
通过控制相控型硅基液晶调整激光光束的激光照射方位角，以使激光光束 调整至目标位置。
可选地，所述通过控制相控型硅基液晶调整激光光束的激光照射方位角为 通过控制在相控型硅基液晶上加载的闪耀光栅周期用以调整激光光束的激光照 射方位角。
可选地，如图5所示，所述通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布 调制并形成任意定制型多光束集合包括：
获取平顶光斑的设定图案分布；
根据设定图案分布确定定制型多光束集合；
根据定制型多光束集合确定相控型硅基液晶的工作参数，并按所述工作参 数对平行光束进行能量分布调制形成具有所述定制型多光束集合并射入整形元 件。
可选地，当平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合时， 所述方法还包括：
将定制型多光束集合通过整形元件进行整形处理形成具有设定图案分布的 平顶光斑。
可选地，所述具有特定图案分布的光斑组合为方形，圆形，菱形和可定制 型多边形中任意两种以上的组合。
具体的，本实施例中所述方法主要是通过控制第一空间光调制器的工作参 数实现平行光源的分束处理，其中，当在液晶盒两端施加一定的电压，电场会 使得液晶分子被极化。被极化的液晶分子会在电场中受到一个转矩而发生旋转， 从而使得液晶分子的排列发生改变，进而液晶的折射率也会相应的发生变化。 则可通过子光源的阵列分布确定第一空间光调制器的工作参数，进而控制第一 空间光调制器将平行光源一分为二，一分为三，一分为N*M的多点阵列结构。 因此，所述方法能够根据子光源的阵列分布任意调整工作参数，提高了所述方 法的分束能力。
可选地，如图7和8所示，所述设定图案分布的平顶光斑包括至少两种几 何形状的平顶光斑组合；
优选的，所述平顶光斑组合为方形平顶光斑，圆形平顶光斑，矩形平顶光 斑，椭圆形平顶光斑或可定制性多边形平顶光斑中两种或者两种以上的任意组 合。
具体的，本实施例中在子激光切割晶圆上表面时，为了避免Low-K材料在 加工过程中的剥落，进而将平顶光斑按照作用分为软化作用、开槽作用和除屑 作用，并在切割过程中，依次进行软化、开槽和除屑；进而针对光斑不同的作 用确定不同的光斑形状，例如，如图7所示，当作为软化作用时，为了提高软 化的效果则采用能量分布集中的圆形平顶光斑或者椭圆形平顶光斑，即为淡黑 色圆形平顶光斑；当作为开槽作用时，为了提高去除晶圆上表面的Low-K材料 后在晶圆上表面所形成凹槽的平整度则采用与所述凹槽匹配的矩形平顶光斑或 者方形平顶光斑，即为黑色矩形平顶光斑；当作为除屑作用时，去除碎屑需要 高能量因此采用圆形平顶光斑或者椭圆形平顶光斑，即为黑色椭圆平顶光斑， 进而所述平顶光斑则为圆形平顶光斑、矩形平顶光斑、椭圆形平顶光斑以及各 种可定制型的平顶光斑组合。
同时，本实施例中所述平顶光斑组合包括：软化光斑、开槽光斑和除屑光 斑，并且首先使用小能量的软化光斑对晶圆上表面进行软化、进而减少在开槽 过程中Low-K材料施加到刀片的物理阻力；然后使用大能量的开槽光斑对晶圆 上表面进行切割开槽，最后使用中等能量的除屑光斑对切割开槽后遗留的碎屑 进行移除，提高所述加工方法的切割效果。
并且，如图9所示，所述软化光斑、开槽光斑和除屑光斑所在子光源焦点 在晶圆中形成了三维分布，所述晶圆包括基材和设置在基材上方的晶圆上表面， 所述晶圆上表面中覆有Low-K材料。所述子光源焦点在晶圆中形成了三维分布， 主要是在晶圆上表面形成了三维分布，其中，主要是通过子光源焦点纵向分布 于所述晶圆中，首先利用处于晶圆上表面表层的子光源焦点对晶圆上表面进行 软化以达到提高激光吸收率的作用，且在开槽过程中减少应力，提高激光能量 的吸收，避免了使用高能量激光直接开槽时容易产生烧灼现象和热影响区域高； 然后利用能量较高且位于晶圆上表面中部的子光源焦点，对晶圆上表面进行激 光加工并形成凹槽，最后利用能量始终且位于晶圆上表面下部或者中部的子光源焦点，对晶圆上表面进行除屑处理，进一步的保证彻底去除该区域的Low-K 材料。
可选地，当平行光束进行整形处理并形成平顶光斑时，所述方法包括
获取平顶光斑的设定图案分布；
根据平顶光斑的图案确定相控型硅基液晶的工作参数，并按所述工作参数 分别对子光束进行整形处理并形成具有设定图案分布的平顶光斑。
本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理 和技术效果类似，此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围 应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种激光加工晶圆的装置，其特征在于，包括：
激光器，用于发射激光光束；
扩束准直元件，用于将激光光束扩束、准直，形成平行光束；
相控型硅基液晶，用于对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑后发射至聚焦元件；
聚焦元件，用于将所述任意定制型多光束集合或平顶光斑发射到所述晶圆上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
检测元件，用于检测激光光束并获得激光光束的参数信息。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，当相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合时，所述装置还包括：
整形元件，设置于相控型硅基液晶和聚焦元件之间并且包括至少两个可变整形子元件并根据平行光束的设定图案分布进行排列，用于分别对经相控型硅基液晶调制形成的任意定制型多光束集合进行整形处理并形成具有设定图案分布的平顶光斑组合后发射至聚焦元件。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
反射镜组，包括至少两个反射镜并根据扩束准直元件和相控型硅基液晶的位置排列，用于改变平行光束的方向使其垂直射到相控型硅基液晶的表面。
5.根据权利要求3或4任一所述的装置，其特征在于，所述整形子元件为相控型硅基液晶、或衍射光学元件。
6.根据权利要求1-5任一所述的装置，其特征在于，所述聚焦元件为柱面聚焦透镜、平凸透镜或双凸透镜中一种或者任意组合。
7.一种激光加工晶圆的方法，其特征在于，包括：
将所述激光器发射的激光扩束、准直，形成平行光束；
通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑；
将所述任意定制型多光束集合或所述平顶光斑发射到所述晶圆上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合、或进行整形处理并形成平顶光斑为对平行光束参数的一维或二维分布进行空间和时间的变换或调制并获得可定制化多光束集合或可定制化激光光斑形状；其中，
所述平行光束参数包括相位、振幅或强度、频率、偏振态中一种或者任意组合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述可定制化多光束集合包括1*N阵列，或M*N阵列，或具有特定拓扑图案分布的阵列组合，其中N＝2、3……，M大于等于2。
10.根据权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，在将所述任意定制型多光束集合或所述平顶光斑发射到所述晶圆上表面并沿预定切割道方向去除晶圆上表面的Low-K材料中，所述方法还包括：
检测激光光束并获得激光光束的参数信息；
根据所述参数信息控制相控型硅基液晶进行调整获取经调整后的任意定制型多光束集合或所述平顶光斑。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述参数信息包括波前相位、发散角、激光照射方位角、光束能量分布和激光光斑形状中一种或者任意组合。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在根据所述参数信息控制相控型硅基液晶调整激光光束的波前相位之前，包括：
获取激光光束的焦点信息；
根据焦点信息判断激光光束的激光焦点是否出现像散或畸变，如果否，则保持激光光束的波前相位；如果是，则根据所述参数信息确定激光光束的波前相位，并控制相控型硅基液晶调整激光光束的波前相位。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取晶圆上表面Low-K层的厚度信息；
根据厚度信息和参数信息确定所述发散角；
控制相控型硅基液晶按所述发散角调整激光光束；
通过与聚焦元件的配合改变激光光束的激光焦点在晶圆上表面Low-K层的深度方向上的位置。
14.根据权利要求11-13任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取晶圆的实时位置信息和目标位置信息，并得出激光偏移量；
根据激光偏移量和参数信息确定激光光束的激光照射方位角；
通过控制相控型硅基液晶调整激光光束的激光照射方位角，以使激光光束调整至目标位置。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述通过控制相控型硅基液晶调整激光光束的激光照射方位角为通过控制在相控型硅基液晶上加载的闪耀光栅周期用以调整激光光束的激光照射方位角。
16.根据权利要求7-15任一所述的方法，其特征在于，所述通过相控型硅基液晶对平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合包括：
获取平顶光斑的设定图案分布；
根据设定图案分布确定定制型多光束集合；
根据定制型多光束集合确定相控型硅基液晶的工作参数，并按所述工作参数对平行光束进行能量分布调制形成具有所述定制型多光束集合并射入整形元件。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，当平行光束进行能量分布调制并形成任意定制型多光束集合时，所述方法还包括：
将定制型多光束集合通过整形元件进行整形处理形成具有设定图案分布的平顶光斑。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述具有特定图案分布的光斑组合为方形，圆形，菱形和可定制型多边形中任意两种以上的组合。
19.根据权利要求7-15任一所述的方法，其特征在于，当平行光束进行整形处理并形成平顶光斑时，所述方法包括
获取平顶光斑的设定图案分布；
根据平顶光斑的图案确定相控型硅基液晶的工作参数，并按所述工作参数分别对子光束进行整形处理并形成具有设定图案分布的平顶光斑。
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