CN111940892B - 用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构，包含有用于产出激光束的激光束产生装置，位于激光束产生装置之后用于将激光束进行分光或不分光的分光装置，位于分光装置之后由多个光束控制匣所组成并用于调整激光束光路的光束转换装置，以及与激光束产生装置、分光装置和光束转换装置电性链接的中央控制装置。本发明通过切换使用不同的光束控制匣来使单一台激光加工机能使用多种不同的光路来进行切割，从而达到降低加工成本并解决机台设置的空间问题的有益效果。

Description

用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构
技术领域
本发明涉及一种快速切换光路架构，更具体地，特别指关于一种用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构。
背景技术
半导体晶圆的切割是在晶圆表面设置分割预定线将其划分成复数个格子状的区域，并在该划分的区域中形成集成电路，再藉由沿着分割预定线将半导体晶圆切断而取得一个个的半导体器件，而目前的常见的切割方式可分为刀刃切割和激光切割两种，但若是遇到切割低介电值材料晶圆，使用刀刃切割会破坏晶圆的完整性因此只能使用激光切割。
然而采用激光切割的问题在于现有的激光加工机台只有一种固定的光学路径和加工方法，因此一但碰到有特殊的线宽切割需求，就必须使用到不同的加工机台，而更换加工机台不但会使加工的成本大幅增加，且各式的激光加工机台更是会占据不少场地空间。
因此要是能将两种或两种以上的激光加工机台整合成独立的一台设备，并能依照需求来切换光路和加工方法，就能降低加工成本并解决机台设置的空间问题。
有鉴于此，本案申请人依据其多年从事相关领域的研发经验，针对前述的缺失进行深入探讨，并根据前述需求积极寻求解决之道，历经长时间的努力研究与多次测试，终于完成本发明。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的主要目的在于同时将多种激光光路整并于同一台激光加工机内。
为达上述目的，本发明提供一种用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构，包含有激光束产生装置、分光装置、光束转换装置以及中央控制装置。
所述激光束产生装置用于产出切割低介电值材料晶圆的激光束。
所述分光装置用于接收激光束产生装置所射出的激光束，该分光装置包含有波长板、分光镜、第一反光镜、第二反光镜、以及聚光镜；
其中，该波长板位于激光束产生装置之后；
其中，该分光镜位于波长板之后，并将激光束分为两道不同角度且不重叠的第一分光光束和第二分光光束；
其中，该第一反光镜位于分光镜之后，并用于反射第一分光光束，且该第一反光镜上设有位移装置；
其中，该第二反光镜位于分光镜之后，并用于反射第二分光光束；
其中，该聚光镜位于第一反光镜和第二反光镜所反射的第一分光光束和第二分光光束的路径上，并将第一分光光束和第二分光光束同整成相同方向，且第一分光光束和第二分光光束之间的平行距离由位移装置移动第一反光镜来控制。
所述光束转换装置位于分光装置之后，并用于接收经聚光镜处理过的第一分光光束和第二分光光束，该光束转换装置由两个或两个以上的光束控制匣所组成，且各个光束控制匣内设有绕射组件，该光束转换装置上设有用于切换光束控制匣的移动装置，并通过移动装置切换使用不同的光束控制匣来产出两种或两种以上的激光光路。
所述中央控制装置分别与激光束产生装置、波长板、第一反光镜以及光束转换装置电性连接。
本发明用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构优点在于：
1. 用户能通过中央控制装置任意切换使用不同的光束控制匣，使单一激光机台能使用多种不同的激光光路进行加工；
2. 第一反光镜上的位移装置能任意调整其位置，并通过调整第一反光镜的位置来改变第一分光光束和第二分光光束之间的间距。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明激光切割示意图(一)；
图3为本发明激光切割示意图(二)；
图4为本发明激光切割示意图(三)。
附图中的符号说明：
1用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构；
11激光束产生装置；
12分光装置；121波长板；122分光镜；123第一反光镜；1231位移装置；124第二反光镜；125聚光镜；
13光束转换装置；131光束控制匣；1311绕射组件；132移动装置；
14中央控制装置；
15功率控制装置；
16聚光组件；
2低介电值材料晶圆。
具体实施方式
为了对本发明的目的、功效、特征及结构能够有更为详尽的了解，举较佳实施例并配合图说明如下。
首先请参阅图1，图1为本发明结构示意图。
本发明用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构1，包含有激光束产生装置11、分光装置12、光束转换装置13以及中央控制装置14。
所述激光束产生装置11用于产出切割低介电值材料晶圆2的激光束，而该激光束的波长为355nm。
所述分光装置12用于接收激光束产生装置11所射出的激光束，该分光装置12包含有波长板121、分光镜122、第一反光镜123、第二反光镜124、以及聚光镜125；
其中，该波长板121位于激光束产生装置11之后，该波长板121采用1/2λ波长板121为最佳；
其中，该分光镜122位于波长板121之后，并将激光束分为两道不同角度且不重叠的第一分光光束和第二分光光束，且该第一分光光束和第二分光光束的能量比例通过调整波长板121来控制；
其中，该第一反光镜123位于分光镜122之后，并用于反射第一分光光束，该第一反光镜123位上设有位移装置1231，而该位移装置1231用于调整第一反光镜123的位置；
其中，该第二反光镜124位于分光镜122之后，并用于反射第二分光光束；
其中，该聚光镜125位于第一反光镜123和第二反光镜124所反射的第一分光光束和第二分光光束的路径上，并将反射的第一分光光束和第二分光光束同整成相同方向，且第一分光光束和第二分光光束之间的平行距离由位移装置1231移动第一反光镜123来控制。
所述光束转换装置13位于分光装置12之后，并用于接收经聚光镜125处理过的第一分光光束和第二分光光束，该光束转换装置13由两个或两个以上的光束控制匣131所组成，且各个光束控制匣131内设有可任意替换的绕射组件1311，该绕射组件1311用于将第一分光光束和第二分光光束整形成平顶或多个聚焦点，该光束转换装置13上设有能移动光束控制匣131的移动装置132，并通过移动装置132切换使用不同的光束控制匣131来产出两种或两种以上的激光光路。
所述中央控制装置14分别与激光束产生装置11、波长板121、位移装置1231以及光束转换装置13电性连接。
另外，为了更加精准的控制切割低介电值材料晶圆2的激光束，可在激光束产生装置11和分光装置12之间加装一和中央控制装置14电性链接的功率控制装置15，让激光束先经过功率控制装置15并通过中央控制装置14调整其能量后再进入分光装置12，借此来使切割用的激光束能量更平均。
有关于本发明的实施方式及相关可供参考图式详述如下所示：
本发明在进行切割低介电值材料晶圆２前，会先通过中央控制装置14选择切割的光路种类(如图2、图3或图4所示)，再通过移动装置132将能产出相对应光路的光束控制匣131移至定位后，接着开启激光束产生装置11并使激光束射入功率控制装置15，并通过中央控制装置14调整其能量后再进入分光装置12，接续由分光装置12将射入的激光束进行分光或不分光处理后再射入光束控制匣131，当激光束进入光束控制匣131后，其内部的绕射组件1311会将激光束转变成预先设置的光路，最后使光路通过聚光组件16并打在低介电值材料晶圆2表面来进行切割。
另外，须特别注意的是如要采用图2所示的光路进行切割，则先通过调整波长板121使激光束进入分光镜122后，将激光束的能量全数反射至第二反光镜124；若是要采用图3所示的光路进行切割，则可预先通过调整位移装置1231来设定两道激光束之间的间距，接着由波长板121分配第一分光光束和第二分光光束的能量比例，再由分光镜122将激光束分成第一分光光束和第二分光光束，且其能量分配的比例介于1%~99%：99%~1%之间，另外图2、图3以及图4中所示的光路种类仅作为辅助参考，并非用以限定本发明的光路种类。
综合上述，本发明用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构主要特点在于：
用户能通过中央控制装置任意切换使用不同的光束控制匣，使单一激光机台能使用多种不同的激光光路进行加工。
第一反光镜上的位移装置能任意调整其位置，并通过调整第一反光镜的位置来改变第一分光光束和第二分光光束之间的间距。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，凡是应用本发明说明书及申请专利范围进行的其它等效结构的变化，理应包含在本发明的申请专利范围内。

Claims (4)

1.用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构，其特征在于，包含有激光束产生装置、分光装置、光束转换装置以及中央控制装置；
所述激光束产生装置用于产出切割低介电值材料晶圆的激光束；
所述分光装置用于接收激光束产生装置所射出的激光束，该分光装置包含有波长板、分光镜、第一反光镜、第二反光镜、以及聚光镜；
该波长板位于激光束产生装置之后；
该分光镜位于波长板之后，并将激光束分为两道不同角度且不重叠的第一分光光束和第二分光光束；
该第一反光镜位于分光镜之后，并用于反射第一分光光束，该第一反光镜上设有位移装置；
该第二反光镜位于分光镜之后，并用于反射第二分光光束；
该聚光镜位于第一反光镜和第二反光镜所反射的第一分光光束和第二分光光束的路径上，并将第一分光光束和第二分光光束同整成相同方向，且第一分光光束和第二分光光束之间的平行距离是由位移装置移动第一反光镜来控制；
所述光束转换装置位于分光装置之后，并用于接收经聚光镜处理过的第一分光光束和第二分光光束，该光束转换装置由两个以上的光束控制匣所组成，且各个光束控制匣内设有绕射组件，该光束转换装置上设有用于切换光束控制匣的移动装置，并通过移动装置切换使用不同的光束控制匣来产出两种以上的激光光路；
所述中央控制装置分别与激光束产生装置、波长板、第一反光镜以及光束转换装置电性连接，其中：
该光束控制匣内的绕射组件为可替换式；
该绕射组件用于将第一分光光束和第二分光光束整形成平顶或多个聚焦点。
2.如权利要求1所述的用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构，其特征在于，该激光束产生装置所发出的激光束波长为355nm。
3.如权利要求1所述的用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构，其特征在于，该激光束产生装置和分光装置之间设有功率控制装置。
4.如权利要求3所述的用于切割低介电值材料晶圆的快速切换光路架构，其特征在于，该功率控制装置与中央控制装置电性连接。
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