CN107685196B - 一种激光加工晶圆的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光加工晶圆的方法及装置，沿着晶圆上表面的预定切割道方向改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽，所述方法包括：将激光光束经整形处理后在所述预定切割道上形成平顶光斑；将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布；由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽；将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布，然后由具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀。本发明能够依次通过不同能量分布的平顶光斑对晶圆进行刻蚀，使得所述凹槽的槽底更加平坦，槽壁更加陡直，提高所述凹槽的槽形质量保证后续加工需求和激光加工的良品率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种激光加工晶圆的方法及装置。
背景技术
近年来，随着半导体器件特征尺寸的不断减小以及芯片集成度的不断提高，金属互连线之间、多层布线之间的寄生电容以及金属导线的电阻急剧增大，导致了RC延迟、功耗增加等一系列问题，限制了高速电子元器件的发展。当器件特征尺寸小于90nm后，晶圆必须使用低介电常数材料来代替传统的SiO2层(K＝3.9～4.2)，常用的Low-K材料有道康宁公司的FOx及多孔SiLK材料、应用材料公司的黑金刚石系列低K薄膜材料、Novellus System的CORAL、英特尔的CDO以及NEC公司的FCN+有机层等等。
Low-K材料的使用也带来了一些问题。不论是机械强度还是粘附性，Low-K材料都远远不如SiO2，这对划片工艺提出了挑战。最为常见的问题是，在划片过程中由于较低的机械强度及粘附力，使得Low-K材料粘连在划片刀上，这不仅降低了划片的效率，同时也带来了绝缘层从金属层表面被剥离以及产生碎屑并扩散到其它功能区域等严重影响良率的后果。激光加工具有非接触、精度高、适用材料范围广、加工路径灵活可控等优点，是用来对晶圆划片以及解决上述问题的有力方案。据了解，苹果公司已经强制要求供应商提供的晶圆必须采用激光切割Low-K材料的工艺(即：Laser Grooving工艺)，这使得封测厂对此类工艺技术及设备的需求大为提升。严格地说，激光束不是“切割”Low-K材料，而是依靠激光能量产生的高温融化金属层及层间介质层，这样的激光切割产生械应力很小，因而不会发生分层或剥离等问题。另外，滨松光子学株式会社还发明了“隐形切割”的技术，这种技术是利用对晶圆具有透射性波长的激光聚焦在晶圆内部形成改质层，再借助外力使晶圆沿着改质层裂开为单独的芯片。利用隐形切割技术，可以避免在划片过程中产生碎屑对芯片功能区造成污染，但是当晶圆上面覆盖有隔离层或其它功能层时，这将会影响激光的透过，从而影响改质层的形成。因此，在使用隐形切割时，也应首先使用激光去除晶圆上表面Low-K层等材料。
但是，现有的激光切割为在晶圆上形成沟槽，在切割时由于激光为高斯分布，因此槽形状呈“V”形，边缘无法去除干净。所以当刻蚀后使用刀片切割时，导致切割可能损坏器件。
发明内容
本发明提供的激光加工晶圆的方法及装置，能够依次通过具有“M”形能量分布的平顶光斑和具有能量平顶分布的平顶光斑对晶圆进行刻蚀，使得所述凹槽的槽底更加平坦，槽壁更加陡直，还能通过提高所述凹槽的槽形质量保证后续加工需求，进而提高激光加工的良品率。
第一方面，本发明提供一种激光加工晶圆的方法，沿着晶圆上表面的预定切割道方向改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽，所述方法包括：
将激光光束经整形处理后在所述预定切割道上形成平顶光斑；
将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布；
由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽；
将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布，然后由具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀。
可选地，所述将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布包括：
获取平顶光斑的形状信息；
接收凹槽的预设槽形结构信息；
根据预设槽形结构信息和形状信息确定平顶光斑的离焦量；
根据离焦量对平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
可选地，所述离焦处理是通过调整聚焦元件的位置以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
可选地，所述离焦处理是通过调整晶圆的位置以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
可选地，所述离焦处理是通过调整激光光束的发射角以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
可选地，在由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽中，还包括：
检测所述凹槽的槽形并获取槽形信息；
根据槽形信息计算出凹槽的顶部宽度和底部宽度；
判断所述顶部宽度和底部宽度是否在预设值内，如果是，则继续由具有该“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀；如果否，则根据所述顶部宽度和底部宽度调整激光光束的离焦量。
可选地，所述平顶光斑为方形平顶光斑、或正方形平顶光斑。
第二方面，本发明提供一种激光加工晶圆的装置，包括：
激光器，用于发射出激光光束；
相控型硅基液晶，用于将激光光束进行整形处理并形成平顶光斑；
聚焦元件，用于将平顶光斑进行聚焦处理并发射到所述晶圆上以使激光光束刻蚀晶圆；
离聚焦处理单元，用于通过调整聚焦元件、或晶圆加工平台、或激光光束之间的夹角用以在晶圆上表面上形成具有边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布的平顶光斑或在凹槽中形成具有能量平顶分布的平顶光斑；
晶圆加工平台，用于夹持住所述晶圆并沿着晶圆上表面的预定切割道方向改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽；
控制器，用于分别与激光器、相控型硅基液晶、聚焦元件、离焦处理单元和晶圆加工平台连接并协调控制上述器件的工作。
可选地，所述装置还包括：
检测组件，用于检测凹槽的槽形信息；
计算单元，设置于控制器内并用于根据槽形信息计算出凹槽的顶部宽度和底部宽度；
判断单元，设置于控制器内并用于判断所述顶部宽度和底部宽度是否在预设值内。
可选地，所述检测组件包括：
分束器，用于将激光光束分束形成第一激光子光束和第二激光子光束，并分别将第一激光子光束发射至所述相控型硅基液晶，第二激光子光束发射至透镜组件；
透镜组件，用于将第二激光子光束聚焦发射至CCD装置；
监测光源，用于对凹槽的槽形进行监测；
CCD装置，用于检测所述凹槽的槽形并获取槽形信息。
本发明实施例提供的激光加工晶圆的方法及装置解决了在切割时由于激光光束为高斯分布，因此槽形状呈“V”形，边缘无法去除干净。所以当刻蚀后使用刀片切割时，导致切割可能损坏器件。本实施例首先通过将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布后对所述预定切割道进行刻蚀，形成槽底两边划线较深中间较浅，槽侧壁倾斜度较高的凹槽，进而使得凹槽的槽底宽度和槽顶宽度接近并达到后续加工需求；然后再通过将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布，且由具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀，则通过能量分布均匀的平顶光斑对凹槽再次进行刻蚀并使得凹槽的槽形结构为“凵”形，一方面使得所述凹槽的槽底更加平坦，槽壁更加陡直，通过提高所述凹槽的槽形质量保证后续加工需求，进而提高激光加工的良品率。另一方面，所述具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀还可将第一次刻蚀后残留于凹槽内的碎屑全部除去，提高了激光加工的效果。
附图说明
图1为本发明一实施例激光加工晶圆的方法的流程图；
图2为本发明另一实施例激光加工晶圆的方法的流程图；
图3为本发明一实施例不同离焦量划片表面放大1000倍显微图；
图4为本发明一实施例由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道刻蚀所形成凹槽的槽形截面图；
图5为本发明一实施例由具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀对应的槽形截面图；
图6为本发明一实施例离焦量与深度和宽度的关系图；
图7为本发明一实施例激光加工晶圆的装置的结构示意图。
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方法，如图1所示，沿着晶圆上表面的预定切割道方向改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽，所述方法包括：
S11、将激光光束经整形处理后在所述预定切割道上形成平顶光斑；
S12、将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布；
S13、由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽；
S14、将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布，然后由具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀。
本发明实施例提供的激光加工晶圆的方法解决了在切割时由于激光光束为高斯分布，因此槽形状呈“V”形，边缘无法去除干净。所以当刻蚀后使用刀片切割时，导致切割可能损坏器件。本实施例首先通过将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布后对所述预定切割道进行刻蚀，形成槽底两边划线较深中间较浅，槽侧壁倾斜度较高的凹槽，进而使得凹槽的槽底宽度和槽顶宽度接近并达到后续加工需求；然后再通过将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布，且由具有能量平顶分布的平顶光斑并且所述平顶光斑的光斑宽度与“M”形能量分布的平顶光斑的光斑宽度相等对凹槽进行再次刻蚀，其中，所述光斑宽度是沿垂直于所述预定切割道的方向上的长度大小；则通过能量分布均匀的平顶光斑对凹槽再次进行刻蚀并使得凹槽的槽形结构为“凵”形，一方面使得所述凹槽的槽底更加平坦，槽壁更加陡直，通过提高所述凹槽的槽形质量保证后续加工需求，进而提高激光加工的良品率。另一方面，所述具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀还可将第一次刻蚀后残留于凹槽内的碎屑全部除去，提高了激光加工的效果。
综上所述，本实施例中所述方法第一方面可以仅仅通过改变激光光束相对于晶圆上表面的焦深位置实现对平顶光斑能量分布的控制，然后由不同能量分布对晶圆进行多次刻蚀的效果，进而通过减少所使用光学器件的数量，有效的减小由于光学器件加工导致的光斑色散、畸变等情况，并有效提高了所述晶圆加工的精确度；第二方面，所述方法通过提高激光光束的稳定性，达到提高晶圆加工效果。第三方面，所述方法依次由具有“M”形能量分布的平顶光斑和能量平顶分布的聚焦点多次对晶圆预定切割道进行刻蚀，减少了晶圆上表面边缘处的Low-K材料堆积并且堆积范围小，进而减小了热影响区，提高了晶圆加工的成品率，并使得在晶圆上表面Low-K层刻蚀形成的凹槽更加均匀，热影响区更小且均一性更高。
可选地，如图2所示，所述将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布包括：
获取平顶光斑的形状信息；
接收凹槽的预设槽形结构信息；
根据预设槽形结构信息和形状信息确定平顶光斑的离焦量；
根据离焦量对平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
具体的，本实施例中所述方法中的离焦处理需要根据槽形结构、平顶光斑的形状确定平顶光斑的离焦量，其中，所述预设槽形结构信息和形状信息与平顶光斑离焦量相对应，其对应关系储存在控制器内。然后再根据所述离焦量对平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布，其中，所述离焦量与平顶光斑的能量分布相对应，其对应关系存储在控制器内。
其中，本实施例中根据衍射理论和计算机辅助设计并制备的平顶元件，其特点是，只在某个区域内光斑的能量分布为平顶分布，超出该区域的其它位置光斑能量不再是平顶分布，这个位置可用离焦量来表示，离焦量定义为透镜焦点位置与晶圆表面的垂直距离，当焦点位置在晶圆表面上时，离焦量为零，当焦点位于晶圆表面上方时为正，位于下方时为负。本实施例中离焦量都采用正值。只有大于或等于Low-K材料能量密度的激光能量照射，才能在晶圆表面留下痕迹，达到划片目的，而低于阈值能量的激光辐照区域会发生光热效应，表面不会留下痕迹，该区域就是热影响区。例如，当平顶光斑的形状保持不变后，平顶光斑的离焦量和所形成的凹槽槽形结构相对应，由图3(A)可知，当离焦量为0.6mm时，划线沟道中间还有部分Low-K材料没有去除掉，两边的Low-K材料去除的多，说明光斑能量分布为中间低两边高，由图3(B)可知，当离焦量为0.5mm时，沟道中间的Low-K材料被去除，说明光斑中间的能量增高，由图3(C)可知，当离焦量减小到0.3mm时，沟道中间较深而两边较低，说明此时光斑的中间能量高而两边能量低。因此，当所述预设槽形结构为“凵”形时，则平顶位置处于离焦量0.3mm-0.5mm范围内。
同时，当由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽后，如图4所示，所述凹槽的槽形结构为槽底两边划线较深中间较浅，槽侧壁倾斜度较高；然后将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布的聚焦点，然后由聚焦点对凹槽进行再次刻蚀后，如图5所示，所述凹槽的槽形结构为槽底部平坦，槽壁较陡直呈“凵”形，使得凹槽的槽顶宽度和槽底宽度基本一致，一方面可以避免激光光束的能量分布以及热影响使得切割出的槽形状呈“V”形，进而容易导致晶圆的损伤降低良品率；另一方面，还能够根据后续加工需求调整所述光斑形状、激光光束的能量密度以及激光光束的离焦量来获取更精准的槽形结构，提高晶圆的加工效率。
可选地，所述离焦处理是通过调整聚焦元件的位置以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
具体的，本实施例中主要是保持晶圆加工平台的位置不变，并通过与聚焦元件连接的第一处理单元调整该聚焦元件的位置改变激光光束的聚焦点位置，首先通过第一处理单元将聚焦点的位置调整到第一位置，实现对平顶光斑的离焦处理并使得晶圆在聚焦元件和聚焦点之间且由在晶圆上表面预定切割道上具有边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布的平顶光斑进行刻蚀形成凹槽；然后通过第一处理单元将聚焦点的位置调整到第二位置，实现对平顶光斑的聚焦处理并使具有能量平顶分布的平顶光斑对所述凹槽进行刻蚀。
其中，所述第一调整单元与聚焦元件连接，并带动聚焦元件在沿激光光束的方向移动。
可选地，所述离焦处理是通过调整晶圆的位置以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
具体的，本实施例中所述方法保持聚焦元件的位置不变，首先第二处理单元移动晶圆加工平台使夹持在晶圆加工平台上的晶圆向靠近聚焦元件方向移动，实现对平顶光斑的离焦处理并使其处在聚焦元件和聚焦点之间且由在晶圆上表面预定切割道上具有边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布的平顶光斑进行刻蚀形成凹槽；然后第二调整单元移动晶圆加工平台使夹持在晶圆加工平台上的晶圆向远离聚焦元件方向移动，实现对平顶光斑的聚焦处理并使其具有能量平顶分布的平顶光斑对所述凹槽进行刻蚀。
其中，第二调整单元设置于晶圆加工平台内，并带动所述加工平台在垂直于晶圆加工平台方向进行上下移动。
可选地，所述离焦处理是通过调整激光光束的发射角以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
具体的，本实施例中所述方法保持聚焦元件和晶圆的位置不变，首先通过第三调整单元增大激光光束的发散角使得聚焦点向远离聚焦元件的方向移动，实现对平顶光斑的离焦处理，使得晶圆在聚焦元件和聚焦点之间在晶圆上表面预定切割道上具有边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布的平顶光斑进行刻蚀形成凹槽；然后通过第三调整单元缩小激光光束的发散角使得聚焦点向靠近聚焦元件的方向移动实现对平顶光斑的聚焦处理，并使具有能量平顶分布的平顶光斑对所述凹槽进行刻蚀。
其中，所述第三调整单元设置于聚焦元件之前，进而调整激光光束的发散角，或者所述第三调整单元还可为相控型硅基液晶。
或者，本实施例中所述方法还可通过同时调整聚焦元件的位置和激光光束的发散角，或聚焦元件的位置和晶圆的位置，或晶圆的位置和激光光束的发散角，或聚焦元件的位置、晶圆的位置和激光光束的发散角来进行离焦处理或者聚焦处理。
可选地，在由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽中，还包括：
检测所述凹槽的槽形并获取槽形信息；
根据槽形信息计算出凹槽的顶部宽度和底部宽度；
判断所述顶部宽度和底部宽度是否在预设值内，如果是，则继续由具有该“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀；如果否，则根据所述顶部宽度和底部宽度调整激光光束的离焦量。
具体的，本实施例中所述方法为了更好地达到后续加工的需求，在具有该“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀时，对凹槽的槽形结构进行实时检测，保证槽形结构更加的稳定，进而提高所述晶圆加工的精确性和良品率。
其中，由于所述凹槽的顶部宽度和底部宽度与凹槽的深度和宽度相关，同时，所述离焦量与凹槽的深度和宽度相对应，因此所述凹槽的顶部宽度和底部宽度与离焦量相对应。并且，如图6所示所述离焦量与凹槽的深度和宽度相对应，随着离焦量变小，凹槽越来越小，热影响区也随着离焦量的变小而变小，这是因为越接近聚焦点，激光能量越集中，平顶整形的效率越高，光斑直径几乎占据整个能量分布，低于阈值能量的分布区域变小，热影响区也变小，而光斑直径越小，划线宽度越小。
可选地，所述平顶光斑为方形平顶光斑、或正方形平顶光斑。
具体的，本实施例中为了获得更好的槽形结构，主要是采用方形平顶光斑或正方形平顶光斑，能够保证凹槽的槽壁更加陡直。
本发明实施例还提供一种激光加工晶圆的装置，如图7所示，所述装置包括：
激光器，用于发射出激光光束；
相控型硅基液晶，用于将激光光束进行整形处理并形成平顶光斑；
聚焦元件，用于将平顶光斑进行聚焦处理并发射到所述晶圆上以使激光光束刻蚀晶圆；
离聚焦处理单元，用于通过调整聚焦元件、或晶圆加工平台、或激光光束之间的夹角用以在晶圆上表面上形成具有边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布的平顶光斑或在凹槽中形成具有能量平顶分布的平顶光斑；
晶圆加工平台，用于夹持住所述晶圆并沿着晶圆上表面的预定切割道方向改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽；
控制器，用于分别与激光器、相控型硅基液晶、聚焦元件、离焦处理单元和晶圆加工平台连接并协调控制上述器件的工作。
本发明实施例提供的激光加工晶圆的装置中依次由相控型硅基液晶将激光器发射的激光光束进行整形处理为平顶光斑，并经聚焦元件对平顶光斑进行聚焦处理并发射到所述晶圆上以使激光光束刻蚀晶圆；首先控制器控制离聚焦处理单元将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布后对夹持在晶圆加工平台晶圆上表面的预定切割道进行刻蚀，并改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽，进而形成槽底两边划线较深中间较浅，槽侧壁倾斜度较高的凹槽，进而使得凹槽的槽底宽度和槽顶宽度接近并达到后续加工需求；然后控制控制离聚焦处理单元将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布，且由具有能量平顶分布的平顶光斑对夹持在晶圆加工平台晶圆上表面的凹槽进行再次刻蚀，并改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以使能量分布均匀的平顶光斑对凹槽再次进行刻蚀并使得凹槽的槽形结构为“凵”形，一方面使得所述凹槽的槽底更加平坦，槽壁更加陡直，通过提高所述凹槽的槽形质量保证后续加工需求，进而提高激光加工的良品率。另一方面，所述具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀还可将第一次刻蚀后残留于凹槽内的碎屑全部除去，提高了激光加工的效果。
可选地，所述装置还包括：
检测组件，用于检测凹槽的槽形信息；
计算单元，设置于控制器内并用于根据槽形信息计算出凹槽的顶部宽度和底部宽度；
判断单元，设置于控制器内并用于判断所述顶部宽度和底部宽度是否在预设值内。
可选地，所述检测组件包括：
分束器，用于将激光光束分束形成第一激光子光束和第二激光子光束，并分别将第一激光子光束发射至所述相控型硅基液晶，第二激光子光束发射至透镜组件；
透镜组件，用于将第二激光子光束聚焦发射至CCD装置；
监测光源，用于对凹槽的槽形进行监测；
CCD装置，用于检测所述凹槽的槽形并获取槽形信息。
可选的，所述离聚焦处理单元包括：
第一处理单元，与聚焦元件连接，并用于调整聚焦元件的位置实现对平顶光斑的离焦处理或聚焦处理；
或第二处理单元，设置于晶圆加工平台内，并用于通过改变晶圆加工平台的位置调整晶圆的位置实现对平顶光斑的离焦处理或聚焦处理；
或第三处理单元，用于调整激光光束的发射角实现对平顶光斑的离焦处理或聚焦处理。
综上所述，本实施例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将激光光束分为至少两激光子光束，第一激光子光束经过相控型硅基液晶6整形处理形成平顶光斑后射入聚焦元件7、光阑8进而对晶圆上表面的预定切割道进行刻蚀；第二激光子光束依次射入第四分束晶体18、透镜组件19、CCD装置20或成像装置20实现对凹槽的实时检测并获取凹槽的实时槽形信息，并根据实时槽形信息控制相控型硅基液晶对平顶光斑的离焦量进行实时调整。同时还通过监测光源17射入分束晶体18实现对槽形的监测并避免激光灌输对CCD装置的影响。
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 (10)
1.一种激光加工晶圆的方法，沿着晶圆上表面的预定切割道方向改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽，其特征在于，所述方法包括：
将激光光束经整形处理后在所述预定切割道上形成平顶光斑；
将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布；
由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽；
将平顶光斑进行聚焦处理并形成能量平顶分布，然后由具有能量平顶分布的平顶光斑对凹槽进行再次刻蚀。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布包括：
获取平顶光斑的形状信息；
接收凹槽的预设槽形结构信息；
根据预设槽形结构信息和形状信息确定平顶光斑的离焦量；
根据离焦量对平顶光斑进行离焦处理并形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述离焦处理是通过调整聚焦元件的位置以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述离焦处理是通过调整晶圆的位置以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述离焦处理是通过调整激光光束的发射角以使由激光光束中处于聚焦元件和聚焦点之间的离焦点入射至所述预定切割道，并且所述离焦点对应的平顶光斑形成边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在由具有“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀形成凹槽中，还包括：
检测所述凹槽的槽形并获取槽形信息；
根据槽形信息计算出凹槽的顶部宽度和底部宽度；
判断所述顶部宽度和底部宽度是否在预设值内，如果是，则继续由具有该“M”形能量分布的平顶光斑对所述预定切割道进行刻蚀；如果否，则根据所述顶部宽度和底部宽度调整激光光束的离焦量。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述平顶光斑为方形平顶光斑、或正方形平顶光斑。
8.一种激光加工晶圆的装置，其特征在于，包括：
激光器，用于发射出激光光束；
相控型硅基液晶，用于将激光光束进行整形处理并形成平顶光斑；
聚焦元件，用于将平顶光斑进行聚焦处理并发射到所述晶圆上以使激光光束刻蚀晶圆；
离聚焦处理单元，用于通过调整聚焦元件、或晶圆加工平台、或激光光束之间的夹角用以在晶圆上表面上形成具有边缘能量大于中间能量的“M”形能量分布的平顶光斑或在凹槽中形成具有能量平顶分布的平顶光斑；
晶圆加工平台，用于夹持住所述晶圆并沿着晶圆上表面的预定切割道方向改变激光光束与预定切割道之间的相对位置以在所述预定切割道上形成凹槽；
控制器，用于分别与激光器、相控型硅基液晶、聚焦元件、离聚焦处理单元和晶圆加工平台连接并协调控制上述器件的工作。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
检测组件，用于检测凹槽的槽形信息；
计算单元，设置于控制器内并用于根据槽形信息计算出凹槽的顶部宽度和底部宽度；
判断单元，设置于控制器内并用于判断所述顶部宽度和底部宽度是否在预设值内。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测组件包括：
分束器，用于将激光光束分束形成第一激光子光束和第二激光子光束，并分别将第一激光子光束发射至所述相控型硅基液晶，第二激光子光束发射至透镜组件；
透镜组件，用于将第二激光子光束聚焦发射至CCD装置；
监测光源，用于对凹槽的槽形进行监测；
CCD装置，用于检测所述凹槽的槽形并获取槽形信息。
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