CN108188591A - 晶圆切割系统 - Google Patents

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黄玲玲
王忠辉
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Abstract

本发明公开了一种晶圆切割系统，包括激光器、扩束准直系统、孔径光阑、反射镜、光学系统和样品位移系统；激光器，用于发射激光形成晶圆切割所需要的光源；扩束准直系统，用于将激光器发射的激光扩束、准直并放大；孔径光阑，用于当激光器发射的激光的M2因子超过门限值时，截取扩束准直系统形成的平行光源的中间部分；反射镜，用于改变平行光源方向，使平行光源垂直射入光学系统；光学系统，用于将激光器发射的激光整形为多焦点光斑并聚焦到晶圆内部；样品位移系统，用于放置被切割晶圆，并调整晶圆的位置。本发明采用激光器和样品位移系统等的配合使用使得激光器发出的激光能够切割随着样品位移系统上移动的晶圆，最终达到想要的尺寸的芯片。

Description

晶圆切割系统
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆切割系统。
背景技术
在半导体制程中，通常需要将形成有集成电路的晶圆切割成一个个芯片，然后将这些芯片做成功能不同的半导体封装结构。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种能够切割晶圆的晶圆切割系统。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆切割系统，包括激光器、扩束准直系统、孔径光阑、反射镜、光学系统和样品位移系统；所述激光器，用于发射激光形成晶圆切割所需要的光源；所述扩束准直系统，用于将所述激光器发射的激光扩束、准直并放大；所述孔径光阑，用于当所述激光器发射的激光的M2因子超过门限值时，截取所述扩束准直系统形成的的平行光源的中间部分；所述反射镜，用于改变所述平行光源方向，使所述平行光源垂直射入所述光学系统；所述光学系统，用于将所述激光器发射的激光整形为多焦点光斑并聚焦到晶圆内部；所述样品位移系统，用于放置被切割晶圆，并调整所述晶圆的位置。本发明的有益效果：采用激光器、扩束准直系统、孔径光阑、反射镜、光学系统和样品位移系统的配合使用使得激光器发出的激光能够切割随着样品位移系统上移动的晶圆，最终达到想要的尺寸的芯片。
优选地，所述扩束准直系统包括用于接收激光的输入透镜和将激光扩束并输出的输出透镜，所述输入透镜的焦距小于输出透镜的焦距。采用输入透镜的焦距小于输出透镜的焦距，两者焦距之比对应输入激光和输出激光光斑直径之比，使得激光经过扩束准直系统能够被扩束。
优选地，所述输入透镜和输出透镜外表面均镀有激光增透膜。采用激光增透膜使得激光经过输入透镜和输出透镜后的投射光无分光，增加激光的通过率。
优选地，所述输入透镜和输出透镜的厚度均为其自身口径直径的1/5到1/2。
优选地，所述激光器包括固体激光器、光纤激光器或碟片激光器，所述激光器的波长大于1300nm，脉宽小于100纳秒，功率为瓦级，激光光束空间模式TEMOO模。
优选地，所述光学系统包括沿光路方向依次设置的多焦点光学元件和聚焦系统；所述多焦点光学元件对入射激光进行相位调制，以利用调制的激光束经过聚焦后再光轴方向形成多个焦点；所述聚焦系统将经相位调制后的激光进行聚焦和缩小焦斑。
优选地，所述样品位移系统包括放置样品的夹持台和位移平台，所述夹持台对晶圆进行真空吸附固定；所述位移平台与夹持台固定并能够带动所述夹持平台进行横轴、竖轴和纵轴三轴移动。
附图说明
图1为本发明的系统示意图。
图中：
11-激光器；12-光学系统；121-多焦点光学元件；122-聚焦系统；13-样品位移系统；14-扩束准直系统；141-输入透镜；142-输出透镜；15-反射镜；16-孔径光阑。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示，本实施例中的一种晶圆切割系统，包括激光器11、扩束准直系统14、孔径光阑16、反射镜15、光学系统12和样品位移系统13；所述激光器11，用于发射激光形成晶圆切割所需要的光源；所述扩束准直系统14，用于将所述激光器11发射的激光扩束、准直并放大；所述孔径光阑16，用于当所述激光器11发射的激光的M2因子超过门限值时，截取所述扩束准直系统14形成的的平行光源的中间部分；所述反射镜15，用于改变所述平行光源方向，使所述平行光源垂直射入光学系统12；所述光学系统12，用于将所述激光器11发射的激光整形为多焦点光斑并聚焦到晶圆内部；所述样品位移系统13，用于放置被切割晶圆，并调整所述晶圆的位置。所述扩束准直系统14包括用于接收激光的输入透镜141、将激光扩束并输出的输出透镜142，所述输入透镜141的焦距小于输出透镜142的焦距。采用输入透镜141的焦距小于输出透镜142的焦距，两者焦距之比对应输入激光和输出激光光斑直径之比，使得激光经过扩束准直系统14能够被扩束。
在本实施例中，所述输入透镜141和输出透镜142外表面均可镀有激光增透膜。采用激光增透膜使得激光经过输入透镜141和输出透镜142后的投射光无分光，增加激光的通过率。
在本实施例中，所述输入透镜141和输出透镜142的厚度均为其自身口径直径的1/5到1/2。
在本实施例中，所述激光器11包括固体激光器、光纤激光器或碟片激光器，所述激光器11的波长大于1300nm，脉宽小于100纳秒，功率为瓦级，激光光束空间模式TEMOO模。
在本实施例中，所述光学系统12包括沿光路方向依次设置的多焦点光学元件121和聚焦系统122；所述多焦点光学元件121对入射激光进行相位调制，以利用调制的激光束经过聚焦后再光轴方向形成多个焦点；所述聚焦系统122将经相位调制后的激光进行聚焦和缩小焦斑。
在本实施例中，所述样品位移系统13包括放置样品的夹持台131和位移平台132，所述夹持台131对晶圆进行真空吸附固定；所述位移平台132与夹持台131固定并能够带动所述夹持平台132进行横轴、竖轴和纵轴三轴移动。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种晶圆切割系统，包括激光器、扩束准直系统、孔径光阑、反射镜、光学系统和样品位移系统；所述激光器，用于发射激光形成晶圆切割所需要的光源；所述扩束准直系统，用于将所述激光器发射的激光扩束、准直并放大；所述孔径光阑，用于当所述激光器发射的激光的M2因子超过门限值时，截取所述扩束准直系统形成的的平行光源的中间部分；所述反射镜，用于改变所述平行光源方向，使所述平行光源垂直射入所述光学系统；所述光学系统，用于将所述激光器发射的激光整形为多焦点光斑并聚焦到晶圆内部；所述样品位移系统，用于放置被切割晶圆，并调整所述晶圆的位置。
2.根据权利要求1所述的晶圆切割系统，其特征在于：所述扩束准直系统包括用于接收激光的输入透镜和将激光扩束并输出的输出透镜，所述输入透镜的焦距小于输出透镜的焦距。
3.根据权利要求2所述的晶圆切割系统，其特征在于：所述输入透镜和输出透镜外表面均镀有激光增透膜。
4.根据权利要求2所述的晶圆切割系统，其特征在于：所述输入透镜和输出透镜的厚度均为其自身口径直径的1/5到1/2。
5.根据权利要求1所述的晶圆切割系统，其特征在于：所述激光器包括固体激光器、光纤激光器或碟片激光器，所述激光器的波长大于1300nm，脉宽小于100纳秒，功率为瓦级，激光光束空间模式TEMOO模。
6.根据权利要求1所述的晶圆切割系统，其特征在于：所述光学系统包括沿光路方向依次设置的多焦点光学元件和聚焦系统；所述多焦点光学元件对入射激光进行相位调制，以利用调制的激光束经过聚焦后再光轴方向形成多个焦点；所述聚焦系统将经相位调制后的激光进行聚焦和缩小焦斑。
7.根据权利要求1所述的晶圆切割系统，其特征在于：所述样品位移系统包括放置样品的夹持台和位移平台，所述夹持台对晶圆进行真空吸附固定；所述位移平台与夹持台固定并能够带动所述夹持平台进行横轴、竖轴和纵轴三轴移动。
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