CN110102910A - 用于晶圆划片的双光路激光加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于晶圆划片的双光路激光加工装置及方法，加工装置包括激光器及双光路组件，双光路组件包括光闸A、光闸B以及扩束镜，偏光分光镜，二分之一波长板；激光器产生的激光形成光路A、光路B；光路A通过光路A反射镜反射后进入扩束镜，扩束镜对光束进行扩束后再经过一个光路A反射镜后进入偏光分光镜；光路B通过光路B反射镜反射后到达二分之一波长板调整后再经过一个光路B反射镜后进入偏光分光镜；偏光分光镜射出的激光聚焦在待加工的晶圆上；本发明光路A偏转后的光束可通过扩束镜可以动态的调整激光光斑，满足复杂的加工需求；光路B偏转后的光束经1/2波长板后可以动态的调整激光器的能量，从而保证加工效果。

Description

用于晶圆划片的双光路激光加工装置及方法

技术领域

本发明涉及晶元划片加工技术领域，特别涉及一种用于晶圆划片的双光路激光加工装置及方法。

背景技术

晶圆加工其最关键的技术为激光划片技术，近年来由于产业竞争的日趋激烈化，对划片设备的效率和精度要求越来越高，其切割制程由以前的30um变为现在的10um，单片产能较以前有50%以上的提升，发光亮度较以前有20%以上的提升，芯片尺寸升级为更小的03*05mil。

同时由于消费电子领域需求旺盛，每年更是以超过20%的速度在增加；众所周知，激光划片设备是消费电子领域晶圆产业发展的基础，激光划片设备行业的表现与整体消费市场的景气度密不可分，基于晶圆划片的全自动激光加工装置是晶圆制程上尤为重要的一个环节，目前晶元划片主要依靠单光路作用于晶元，通过前后发射不同能量的单光路来施加给晶元，效率较低，且调整复杂。

发明内容

本发明克服了上述现有技术中所存在的不足，提供了一种用于晶圆划片的双光路激光加工装置，该加工装置通过双光路协同作用，极大的提高了晶圆的加工效率，进而提高了晶圆本身的加工质量与发光亮度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于晶圆划片的双光路激光加工装置，包括激光器以及双光路组件，所述双光路组件包括光闸A、光闸B以及扩束镜，偏光分光镜，二分之一波长板；所述激光器产生的激光经过光闸A、光闸B分别形成光路A、光路B；光路A通过多个光路A反射镜反射后进入扩束镜，扩束镜对光束进行同轴扩束后再经过一个光路A反射镜后进入偏光分光镜；光路B通过多个光路B反射镜反射后到达二分之一波长板，由二分之一波长板调整后再经过一个光路B反射镜后进入偏光分光镜；所述偏光分光镜射出的激光聚焦待加工的晶圆上。

作为优选，所述光闸A与扩束镜间设有3个光路A反射镜，在光路A经过每个光路A反射镜时，该光路A反射镜将光束偏转90度；同样，扩束镜与偏光分光镜之间的光路A反射镜也是将光束偏转90度。

作为优选，所述光闸B与二分之一波长板间设有2个光路B反射镜，在光路B经过每个光路B反射镜时，该光路B反射镜将光束偏转90度；同样，二分之一波长板与偏光分光镜之间的光路B反射镜也是将光束偏转90度。

作为优选，待加工的晶圆置于加工台上，所述加工台为石英载台。

一种晶圆划片的双光路激光加工的方法，包括如下步骤：

第一步：将待加工的晶元置于加工台上，开启激光器，激光器发射的激光束经由光闸A、光闸B后分为光束A、光束B；

第二步：光路A通过光路A反射镜反射后进入扩束镜，扩束镜对光束进行同轴扩束后再经过一个光路A反射镜后进入偏光分光镜；

第三步：光路B通过多个光路B反射镜反射后到达二分之一波长板，由二分之一波长板调整后再经过一个光路B反射镜后进入偏光分光镜；

第四步：经过扩束后的光路A与改变波长的光路B到达偏光分光镜处调整层间距；

第五步：光路A、光路B经偏光分光镜调整完毕后从偏光分光镜射出并聚焦在置于加工台上的晶圆，对晶圆进行划片加工。

采用了上述技术方案的本发明的设计出发点、理念及有益效果是：

本发明的晶元划片加工装置，通过激光器通过双光路组件将激光传送至待加工晶元片，光路A、光路B各自经过反射镜偏转，其中，光路A偏转后的光束可通过扩束镜可以动态的调整激光光斑，满足复杂的加工需求；光路B偏转后的光束经1/2波长板后可以动态的调整激光器的能量，从而保证加工效果；所述偏光分光镜可以动态的调整光路A和光路B的层间距，满足不同片厚的加工需求。

附图说明

图1为本发明在实施例中加工装置的组成结构框图；

图2为本发明在实施例中双光路组件的平面状态示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发 明发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明的具体实施方式如下：

如图1所示，本实施例的晶元划片加工装置包括上下料组件，激光器，双光路组件以及加工组件四大部分，其中，上下料组件以及加工组件均采用现有技术，所束加工组件包括可移动的加工台，所述的加工台为石英吸附载台。

本发明提供的用于晶圆划片的全自动激光加工装置，通过上下料组件将待加工的晶元传送至加工组件的加工台，然后再开启激光器及双光路组件进行加工。

如图2所示，所述双光路组件包括光闸A1、光闸B8以及扩束镜5，偏光分光镜7，二分之一波长板11；所述激光器产生的激光经过光闸A1、光闸B8分别形成光路A、光路B；其中，光路A依次通过第一光路A反射镜2、第二光路A反射镜3、第三光路A反射镜4反射后进入扩束镜5，扩束镜5对光束进行同轴扩束后再经过一个第四光路A反射镜6后进入偏光分光镜7；扩束镜5扩束后改善光束传播的发散角使光路准直。

光路B通过第一光路B反射镜9、第二光路B反射镜10反射后到达二分之一波长板11，由二分之一波长板11调整后再经过一个第三光路B反射镜12后进入偏光分光镜7；所述偏光分光镜射出的激光聚焦待加工的晶圆上。

本发明的激光器通过光路A和光路B开关光，光路A通过多个反射镜后到达扩束镜，扩束镜对光束进行同轴扩束，改善光束传播的发散角使光路准直，扩束后的光束通过光路A反射镜4到达偏光分光镜，光路B通过多个反射镜后到达1/2波长板，1/2波长板可以动态的改变激光能量，从而保证加工效果；通过1/2波长板的光路由光路B反射镜3到达偏光分光镜，所述偏光分光镜可以动态的调整光路A和光路B的层间距，满足不同片厚的加工需求。

系统会根据用户类型对工作模式进行分类，若用户为工程师，所有的工作模式是开放的，包含自动模式，手动模式，维护模式，参数档等菜单，若用户为操作员，只有自动模式和参数档是开放的，这样可以防止操作员的误操作而中断加工，并对加工系统进行有效的安全防护。该全自动激光加工装置极大的提高了晶圆的加工效率，提高了晶圆本身的发光亮度。

虽然本发明已以较佳实施案例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种用于晶圆划片的双光路激光加工装置，其特征在于：包括激光器以及双光路组件，所述双光路组件包括光闸A、光闸B以及扩束镜，偏光分光镜，二分之一波长板；所述激光器产生的激光经过光闸A、光闸B分别形成光路A、光路B；光路A通过多个光路A反射镜反射后进入扩束镜，扩束镜对光束进行同轴扩束后再经过一个光路A反射镜后进入偏光分光镜；光路B通过多个光路B反射镜反射后到达二分之一波长板，由二分之一波长板调整后再经过一个光路B反射镜后进入偏光分光镜；所述偏光分光镜射出的激光聚焦待加工的晶圆上。

2.根据权利要求1所述双光路激光加工装置，其特征在于：所述光闸A与扩束镜间设有3个光路A反射镜，在光路A经过每个光路A反射镜时，该光路A反射镜将光束偏转90度；同样，扩束镜与偏光分光镜之间的光路A反射镜也是将光束偏转90度。

3.根据权利要求1所述双光路激光加工装置，其特征在于：所述光闸B与二分之一波长板间设有2个光路B反射镜，在光路B经过每个光路B反射镜时，该光路B反射镜将光束偏转90度；同样，二分之一波长板与偏光分光镜之间的光路B反射镜也是将光束偏转90度。

4.根据权利要求1所述双光路激光加工装置，其特征在于：待加工的晶圆置于加工台上，所述加工台为石英载台。

5.一种晶圆划片的双光路激光加工的方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：将待加工的晶元置于加工台上，开启激光器，激光器发射的激光束经由光闸A、光闸B后分为光束A、光束B；

第二步：光路A通过光路A反射镜反射后进入扩束镜，扩束镜对光束进行同轴扩束后再经过一个光路A反射镜后进入偏光分光镜；

第三步：光路B通过多个光路B反射镜反射后到达二分之一波长板，由二分之一波长板调整后再经过一个光路B反射镜后进入偏光分光镜；

第四步：经过扩束后的光路A与改变波长的光路B到达偏光分光镜处调整层间距；

第五步：光路A、光路B经偏光分光镜调整完毕后从偏光分光镜射出并聚焦在置于加工台上的晶圆，对晶圆进行划片加工。