CN113305448B - 一种焦深自动补偿方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦深自动补偿方法、装置和系统，所述方法包括：获取待切割晶圆各采集点的片厚数据并根据片厚数据形成激光切割装置切割轴各预设切割点的焦深补偿数据，采集点与预设切割点具有对应关系；确定激光切割装置切割轴的实时切割速度及实时位置；根据激光切割装置沿Z轴的移动速度、切割轴的下一预设切割点位置、第一实时位置、第一实时切割速度及下一预设切割点的焦深补偿数据，计算激光切割装置为对下一预设切割点补偿切割的移动时刻；到达该移动时刻时，启动激光切割装置对下一预设切割点进行补偿切割。本发明提供的方法，在补偿工艺需求范围内通过实时检测切割轴的位置及速度进行补偿切割，避免因速度迟延导致的焦深补偿偏差。

Description

一种焦深自动补偿方法、装置和系统

技术领域

本发明属于激光切割领域，尤其涉及一种激光焦深补偿方法、装置和系统。

背景技术

在半导体晶圆加工领域，芯片封装工艺是芯片制造的重要步骤之一，而芯片封装的第一步便是晶圆切割，切割工艺的好坏将直接影响芯片的质量和生产成本。由于激光切割可以实现高效率、高精度、高重复性和低能耗的切割加工，目前正逐渐取代传统切割方法而成为主流切割方式。

在特定的切割速度下，为了保证切割质量，必须使切割面始终处于聚焦激光束的有效焦深范围内，而在实际切割过程中，由于晶圆表面厚度不一，往往会导致聚焦激光束的偏离，故需对其进行一定的补偿。在现有的激光焦深补偿方案中，为解决激光头位移速度的迟延，往往是通过读取事先确定的补偿文档中配置好的参数以进行补偿，但在实际切割作业中激光头的速度可受多种因素影响，现有的焦深补偿方案已不能满足切割作业中对补偿精准性及实时性越来越高的要求。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种焦深自动补偿方法、装置和系统。所述技术方案如下：

本发明提供了一种焦深自动补偿方法，包括：

获取待切割晶圆各采集点的片厚数据并根据所述片厚数据形成激光切割装置切割轴各预设切割点的焦深补偿数据，所述采集点与所述预设切割点具有对应关系；

确定所述激光切割装置切割轴的实时切割速度并通过位置读取装置获取所述切割轴的实时位置；

根据所述激光切割装置沿Z轴的移动速度、所述切割轴的下一预设切割点位置、第一实时位置和第一实时切割速度以及所述下一预设切割点的焦深补偿数据，计算所述激光切割装置为对所述下一预设切割点进行补偿切割而沿Z轴运动的移动时刻；

在到达所述移动时刻时，启动所述激光切割装置沿Z轴运动以便以所述下一预设切割点对应的焦深补偿数据对所述下一预设切割点进行补偿切割。

在一些实施例中，所述根据所述片厚数据形成激光切割装置切割轴各预设切割点的焦深补偿数据，包括：根据所述各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算所述各采集点的片厚差异数据；根据所述各采集点的片厚差异数据和标准焦深数据计算所述各采集点的焦深补偿数据以形成所述激光切割装置切割轴的各对应预设切割点的焦深补偿数据；其中，所述标准片厚数据为补偿基准点的片厚数据，所述标准焦深数据为所述补偿基准点的焦深数据。

在一些实施例中，所述根据所述各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算所述各采集点的片厚差异数据，包括：通过聚焦传感器定位所述待切割晶圆表面并使激光聚焦在所述待切割晶圆的需求深度位置，以确定所述补偿基准点；获取所述补偿基准点的片厚数据；根据所述各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算所述各采集点的片厚差异数据。

在一些实施例中，所述根据所述各采集点的片厚差异数据和标准焦深数据计算所述各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴的各对应预设切割点的焦深补偿数据，包括：确定所述各采集点的翘曲程度；根据所述各采集点的翘曲程度、所述各采集点的片厚差异数据和所述标准焦深数据计算所述各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴的各对应预设切割点的焦深补偿数据。

在一些实施例中，所述通过位置读取装置获取所述激光切割装置切割轴的实时位置并确定所述切割轴的实时切割速度，包括：通过所述位置读取装置获取所述激光切割装置切割轴的实时位置，所述位置读取装置为光栅尺或磁栅尺；通过速度检测装置探测所述切割轴在所述实时位置处的实时切割速度。

在一些实施例中，所述激光切割装置为对所述下一预设切割点进行补偿切割而开始沿Z轴运动的移动时刻为所述激光切割装置切割轴到达目标位置的时刻；其中，所述切割轴从所述目标位置到达所述下一预设切割点的时间与所述激光切割装置沿Z轴在所述移动时刻启动至到达所述下一预设切割点以便进行补偿切割的时间相对应。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述各采集点的片厚数据判断所述待切割晶圆的突变点，并将所述突变点的焦深补偿数据替换为所述突变点的相邻采集点的焦深补偿数据。

在一些实施例中，所述方法还包括：相邻的所述预设切割点之间包含至少一个所述采集点。

本发明还提供了一种焦深自动补偿装置，包括：

输入模块，所述输入模块用于接收待切割晶圆各采集点的片厚数据并通过位置读取装置获取激光切割装置切割轴的实时位置；

处理模块，所述处理模块用于根据所述片厚数据形成所述激光切割装置切割轴各预设切割点的焦深补偿数据，并根据所述激光切割装置沿Z轴的移动速度、所述切割轴的下一预设切割点位置、第一实时位置和第一实时切割速度以及所述下一预设切割点的焦深补偿数据，计算所述激光切割装置为对所述下一预设切割点进行补偿切割而沿Z轴运动的移动时刻；

输出模块，所述输出模块根据所述各预设切割点的焦深补偿数据在所述移动时刻输出模拟量电压值以控制所述激光切割装置对所述下一预设切割点进行补偿切割。

本发明还提供了一种焦深自动补偿系统，包括：

补偿装置、检测装置及激光切割装置；其中，

所述补偿装置用于执行以上任意一项的焦深自动补偿方法；

所述检测装置用于检测所述待切割晶圆各采集点的片厚数据、所述激光切割装置切割轴的实时位置及实时速度；

所述激光切割装置用于在到达移动时刻时，启动在Z轴的运动以便根据所述下一预设切割点对应的焦深补偿数据对所述下一预设切割点进行补偿切割。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明提供的焦深自动补偿方法，在补偿工艺需求范围内，通过位置读取装置获取激光切割装置切割轴的实时位置并确定其实时切割速度以进行焦深补偿切割，从而解决现有焦深补偿系统无法根据切割轴的实时位置及实时切割速度进行补偿的技术问题，避免了因速度迟延而造成的焦深补偿偏差。

进一步地，可根据实际的补偿需求选择待切割晶圆的预设切割点进行补偿，从而实现根据实际需求在一定范围内更改补偿点间距的大小，同时，可判断数据采集过程中的突变点，使得焦深补偿更加精准。

更进一步地，通过显微自动聚焦传感器精准定位待切割晶圆表面，并可自动识别晶圆翘曲程度，从而调整补偿基准，扩大补偿范围。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明所述的焦深自动补偿方法的示意图；

图2示出了本发明所述的焦深自动补偿装置的结构示意图；

图3示出了本发明焦深自动补偿系统的整体结构图。

附图标记：

1-晶圆；

2-激光切割装置；21-激光切割装置切割轴；22-驱动电机；23-驱动电机控制器；24-物镜；25-聚焦传感器；

31-厚度检测头；32-厚度检测头控制器；33-位置读取装置；

4-焦深补偿控制器。

具体实施方式

为使本发明的目的、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。

需要说明的是，本发明关于“左”、“右”、“下方”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述的装置必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”或“若干”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“设置”等此类机械术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是电连接，也可以是通信连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供的焦深自动补偿方法，在补偿工艺需求范围内，通过确定激光切割装置切割轴的实时位置及实时切割速度进行焦深补偿切割，从而解决现有焦深补偿系统无法根据实际切割速度进行补偿的技术问题，避免了因速度迟延而造成的焦深补偿偏差。

下面将结合图1-图3对本申请的技术方案进行详细介绍，需要说明的是，图1-图3所示的各实施例中，相同或相应的内容可以相互参考，后续不再赘述。

实施例1

下面结合该实施例及附图，对本申请实施例提供的焦深自动补偿方法进行详细说明。

本发明实施例提供的焦深自动补偿方法，包括如下步骤：

S1：获取待切割晶圆1各采集点的片厚数据并根据片厚数据形成激光切割装置切割轴21各预设切割点的焦深补偿数据，此处的采集点与预设切割点具有对应关系；

S2：确定激光切割装置切割轴21的实时切割速度并通过位置读取装置33获取切割轴21的实时位置；

S3：根据激光切割装置2沿Z轴的移动速度、切割轴21的下一预设切割点位置、第一实时位置和第一实时切割速度以及下一预设切割点的焦深补偿数据，计算激光切割装置2为对下一预设切割点进行补偿切割而沿Z轴运动的移动时刻；

S4：在到达该移动时刻时，启动激光切割装置2沿Z轴运动以便以下一预设切割点对应的焦深补偿数据对下一预设切割点进行补偿切割。

图1示出了本发明提供的焦深自动补偿方法的示意图，结合图1所示，下面是对本实施例的方法步骤的详细描述。

S1：获取待切割晶圆1各采集点的片厚数据并根据采集到的片厚数据形成激光切割装置切割轴21各预设切割点的焦深补偿数据，此处的采集点与预设切割点具有对应关系；

优选地，根据上述片厚数据形成激光切割装置切割轴21各预设切割点的焦深补偿数据包括：厚度检测头31检测各采集点的片厚数据，并根据补偿基准点的标准片厚数据计算各采集点与补偿基准点的片厚差异数据；根据各采集点的片厚差异数据和补偿基准点的标准焦深数据计算各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴21的各对应预设切割点的焦深补偿数据。

具体地，在实际的晶圆切割过程中，晶圆表面的厚度不一往往会导致聚焦激光束的偏离。为此，本实施例设置一补偿基准点，并采集各采集点的片厚数据，补偿基准点处的片厚数据与各采集点处的片厚数据的差值即为各采集点的片厚差异数据，将各采集点的片厚差异数据转换为对应的激光切割装置2沿Z轴的移动距离，并根据各采集点所对应的激光切割装置2沿Z轴的移动距离，以及补偿基准点处的标准焦深数据计算各采集点的焦深补偿数据，从而形成激光切割装置切割轴21的各对应预设切割点的焦深补偿数据。前述采集点与预设切割点具有对应关系，更具体地，假设获取采集点a、b、c、d、e、f这6个点的片厚数据，并根据这6个采集点的片厚数据计算若在这6个采集点进行切割时这6个采集点的焦深补偿数据，若在实际中在a、c、f这3个点进行切割作业(此时a、c、f这3个点即为预设切割点)，故而可获取a、c、f的焦深补偿数据。

优选地，通过自动聚焦传感器25定位待切割晶圆1表面并使激光聚焦在所述待切割晶圆的需求深度位置，以确定所述补偿基准点；获取所述补偿基准点的片厚数据；根据所述各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算所述各采集点的片厚差异数据。

具体地，聚焦传感器25可自动对激光进行追踪和定位以实现对待切割晶圆1表面的准确定位。聚焦传感器25包括半导体激光器、图像传感器、微处理器等组件，其通过收集投射到待切割晶圆1表面的激光反射回的图像并对其进行图像处理，进而对投射的激光进行调整以使其快速、精准定位待切割晶圆1表面并聚焦在该待切割晶圆1的需求深度位置，从而确定补偿基准点，为补偿建立基准。更优选地，可选用WDI自动对焦传感器。

优选地，确定各采集点的翘曲程度，根据采集点的翘曲程度、片厚差异数据及前述标准焦深数据计算各采集点的焦深补偿数据，从而形成激光切割装置切割轴21的各对应预设切割点的焦深补偿数据。

具体地，在半导体工艺过程中，晶圆1表面形成的各种材料层以及各种半导体器件结构会对其表面产生各种应力，使得晶圆1在工艺过程中发生翘曲。最理想的状态下，晶圆1应该不发生翘曲，即便无法完全平坦，但在理想状态下，此种翘曲也应当是边缘向晶圆1正面方向翘起且关于垂直晶圆1的中轴线呈对称碗状，但实际情况中，晶圆1正面所受应力的不对称性通常会造成晶圆1各种不对称形态的翘曲，且越薄的晶圆曲翘度越大。在激光切割中，晶圆边缘的翘曲会导致补偿基准点的偏差，本实施例增加软件算法判断晶圆1翘曲程度，自动识别晶圆1边缘的翘曲区域，从而调整补偿基准点，提高各预设切割点的焦深补偿数据，扩大补偿范围。更具体地，通过软件算法自动识别晶圆1边缘的翘曲区域并判断晶圆1翘曲程度；根据各采集点的翘曲程度、各采集点的片厚差异数据和标准焦深数据计算各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴21的各对应预设切割点的焦深补偿数据。

S2：确定激光切割装置切割轴21的实时切割速度并通过位置读取装置33获取切割轴21的实时位置；

具体地，晶圆是制作硅半导体电路所用的硅晶片，现有晶圆产品已趋向于小型化发展，这对晶圆切割作业的精度提出越来越高的要求。为保证切割作业中，焦深补偿的精准性及实时性，本实施例的技术方案设置了位置读取装置33以读取激光切割装置切割轴21的实时位置。

优选地，此处的位置读取装置33为光栅尺或磁栅尺。具体地，光栅尺依据激光切割装置切割轴21的相对运动产生光信号，这些信号经过光电器件的转换处理后来检测切割轴21的当前位置，并通过高分辨率的读数头33获取切割轴21的实时位置。进一步地，通过速度检测装置探测切割轴21在上述实时位置处的实时切割速度。具体地，速度检测装置可为频闪仪、光电传感器、光电编码器等，通过速度检测装置可探测切割轴21在实时位置处的实时切割速度。

通过位置读取装置33及速度检测装置可检测并获取激光切割装置切割轴21的实时切割速度，从而确保焦深补偿的实时性并提高补偿切割的精度。值得注意的是，激光切割装置切割轴21的实时切割速度可通过上述速度检测装置实时获取，也可通过计算切割轴21在匀速切割段的切割速度而确定，本实施例对此不予限制。

S3：根据激光切割装置2沿Z轴的移动速度、切割轴21的下一预设切割点位置、第一实时位置和第一实时切割速度以及下一预设切割点的焦深补偿数据，计算激光切割装置2为对下一预设切割点进行补偿切割而沿Z轴运动的移动时刻。

S4：在到达该移动时刻时，启动激光切割装置2沿Z轴运动以便以下一预设切割点对应的焦深补偿数据对下一预设切割点进行补偿切割。

优选地，激光切割装置2为对下一预设切割点进行补偿切割而开始沿Z轴运动的移动时刻为激光切割装置切割轴21到达目标位置的时刻；其中，切割轴21从目标位置到达下一预设切割点的时间与激光切割装置2沿Z轴在上述移动时刻启动至到达该下一预设切割点以便进行补偿切割的时间相对应。

具体地，此处的激光切割装置2沿Z轴进行上下运动是需要时间的，若切割轴21到达预设切割点时激光切割装置2才开始运动，则当激光切割装置2根据前述获取的该预设切割点的焦深补偿数据移动到预设切割高度位置时，切割轴21已载着晶圆向前移动了，这种迟延会造成焦深补偿的偏差。为解决这一问题，需根据切割轴21的实时位置和实时切割速度，在下一预设切割点尚未到达时控制激光切割装置2提前沿Z轴运动，从而使得下一预设切割点到达激光正下方时，激光切割装置2根据该预设切割点的焦深补偿数据刚好移动到预设切割高度位置。

更具体地，假设激光切割装置2沿Z轴的移动速度为1mm/s，根据前述形成的焦深补偿数据，其在下一预设切割点需补偿焦深10μm，故其需在切割轴21运动到激光下方前10ms开始沿Z轴运动，也即当切割轴21运动到该激光切割装置下方前10ms时该激光切割装置2开始沿Z轴运动。即，若该激光切割装置2开始沿Z轴运动时，切割轴21所到达的位置为目标位置，则该激光切割装置2的移动时刻即为切割轴21到达目标位置的时刻。

进一步假设，当切割轴21的实时位置为X＝135mm时(即第一实时位置为135mm)，其实时切割速度是800mm/s(即第一实时切割速度为800mm/s)，下一预设切割点位置为X＝180mm；此外，假设激光切割装置2沿Z轴的移动速度为1mm/s，并根据已获取的焦深补偿数据可知，激光切割装置2在下一预设切割点处需沿Z轴补偿运动距离为10μm(即0.01mm)。据前述假设可知，该激光切割装置2需在切割轴21运动到激光下方前10ms开始沿Z轴运动，故，自激光切割装置2启动并沿Z轴开始运动至其恰好到达预设切割高度位置以进行补偿切割，在该段时间内(即前述10ms)，切割轴21载着晶圆运动了8mm，进而可计算出，当激光切割装置2启动并沿Z轴开始运动时，切割轴21所处位置为X＝172mm，该位置即为切割轴21的目标位置，也即：当切割轴21在目标位置(X＝172mm)处时，当激光切割装置2启动并沿Z轴开始运动；在激光切割装置2运动10ms后，其到达预设切割高度位置(而切割轴21在这1ms内从目标位置X＝172mm处运动至下一预设切割点位置X＝180mm处)，此时下一预设切割点正好到达激光正下方，从而激光切割装置2对下一预设切割点进行补偿切割。

优选地，根据各采集点的片厚数据判断待切割晶圆1的突变点，并将突变点的焦深补偿数据替换为突变点的相邻点的焦深补偿数据。

具体地，在采集片厚差异数据过程中，由于仪器偏差等因素影响，厚度检测头31有时会采集到突变点数据，此种突变点数据往往与相邻补偿点数据相差一个以上数量级，这给正常的补偿作业造成干扰，也会产生一定的补偿误差。故，可通过软件算法判断片厚检测头采集中出现的突变补偿点，从而在激光切割装置2进行补偿切割时，使用相邻补偿点的焦深补偿数据代替该突变点处的补偿数据，进而排除采集过程中的干扰因素使补偿更加精准。

优选地，相邻预设切割点之间包含至少一个采集点。

具体地，由于相邻预设切割点之间至少存在一个采集点，而采集点的间距固定，故可通过增减相邻预设切割点之间的采集点个数以根据实际需求进行切割间距的调节。更具体地，假设接收到的待切割晶圆1的采集点共9个(编号为01、02、……、09)且各个采集点的间距为1μm，若实际需要的补偿点之间的间距为3μm，则可每隔2个采集点获取一个预设切割点，将之作为补偿点，即将01号采集点作为补偿点并获取其焦深补偿数据后，下一个预设切割点为04号采集点，将04号采集点作为补偿点并获取其焦深补偿数据。据此，可根据实际需求更改补偿点之间的间距，各补偿点之间的间距可相同亦可不同。

实施例2

图2示出了本发明提供的焦深自动补偿装置的结构示意图，结合图2所示，下面是对本实施例的装置结构的详细描述。

本发明公开焦深自动补偿装置，包括：

10：输入模块，该模块用于接收收待切割晶圆1各采集点的片厚数据并通过位置读取装置33获取激光切割装置切割轴21的实时位置。

优选地，输入模块用于接收厚度检测头31获取的待切割晶圆1各采集点的片厚数据及位置读取装置33获取的激光切割装置切割轴21的实时位置。

进一步地，输入模块还用于接收速度检测装置探测的切割轴21在实时位置处的实时切割速度；或，输入模块还用于接收激光切割装置切割轴21在匀速切割段的切割速度，并将该切割速度作为实时切割速度。

20：处理模块，该模块用于根据片厚数据形成激光切割装置切割轴21各预设切割点的焦深补偿数据，并根据激光切割装置2沿Z轴的移动速度、切割轴21的下一预设切割点位置、第一实时位置和第一实时切割速度以及下一预设切割点的焦深补偿数据，计算激光切割装置2为对下一预设切割点进行补偿切割而沿Z轴运动的移动时刻。

优选地，处理模块用于根据各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算各采集点的的片厚差异数据；根据上述各采集点的片厚差异数据和标准焦深数据计算各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴21的各对应预设切割点的焦深补偿数据；其中，所述标准片厚数据为补偿基准点的片厚数据，所述标准焦深数据为所述补偿基准点的焦深数据。

进一步地，处理模块还用于确定前述各采集点的翘曲程度，根据采集点翘曲程度、各采集点的片厚差异数据和标准焦深数据计算各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴21的各对应预设切割点的焦深补偿数据。

优选地，激光切割装置2为对下一预设切割点进行补偿切割而开始沿Z轴运动的移动时刻为激光切割装置切割轴21到达目标位置的时刻；其中，上述切割轴21从目标位置到达下一预设切割点的时间与激光切割装置2沿Z轴在所述移动时刻启动至到达下一预设切割点以便进行补偿切割的时间相对应。

优选地，处理模块还用于根据各采集点的片厚数据判断待切割晶圆1的突变点，并将该突变点的焦深补偿数据替换为该突变点的相邻采集点的焦深补偿数据。

优选地，在处理模块内，所获取的相邻预设切割点之间包含至少一个采集点。

30：输出模块，该模块根据各预设切割点的焦深补偿数据在前述移动时刻输出模拟量电压值以控制激光切割装置2对下一预设切割点进行补偿切割。

实施例3

图3示出了本发明提供的焦深自动补偿系统的整体结构图，结合图3所示，下面是对本实施例的系统整体结构的详细描述。

本实施例提供的焦深自动补偿系统包括补偿装置、检测装置以及激光切割装置；其中，

补偿装置用于执行前述实施例1中任一项焦深自动补偿方法；

检测装置用于检测待切割晶圆1各采集点的片厚数据、激光切割装置切割轴的实时位置及实时速度；

激光切割装置用于在到达移动时刻时，启动在Z轴的运动以便根据下一预设切割点对应的焦深补偿数据对下一预设切割点进行补偿切割。

具体地，

补偿装置主要包括焦深补偿控制器4，该控制器接收检测装置获取的各预设切割点的片厚数据及激光切割装置切割轴21的实时位置，并根据所获取的片厚数据计算各预设切割点的焦深补偿数据。进一步地，将各预设切割点的焦深补偿数据转换为激光切割装置2沿Z轴的移动距离，并输出模拟量电压值以控制激光切割装置2在移动时刻启动沿Z轴的运动，进而实现对下一预设切割点的补偿切割。

检测装置包括厚度检测头31、厚度检测头控制器32及位置读取装置33，该装置用于检测待切割晶圆1各采集点的片厚数据、激光切割装置切割轴21的实时位置，并将所获取的各采集点的片厚数据、激光切割装置切割轴21的实时位置转换成模拟量信号输出和/或通过串口通信采集输出，使得上述补偿装置可以计算焦深补偿数据及激光切割转轴2对下一预设切割点补偿切割的移动时刻。作为优选地，检测装置还包括速度检测装置，速度检测装置可探测激光切割装置切割轴21在上述实时位置处的实时切割速度，进而检测装置将其检测到的实时切割速度转换成模拟量信号输出和/或通过串口通信采集输出以计算前述移动时刻。

激光切割装置2接收前述检测装置输出的模拟量电压值，从而在到达移动时刻时，启动在Z轴的运动以便根据下一预设切割点对应的焦深补偿数据对下一预设切割点进行补偿切割。

优选地，激光切割装置包括：驱动电机22、切割头组件及聚焦传感器25，还包括驱动电机控制器23等；其中，

驱动电机22用于带动切割头组件在XYZ轴的运动；

切割头组件主要包括激光发射器、切割头、外光路系统等，外光路系统包括物镜24。切割头组件用于通过物镜24将入射激光聚焦在待切割晶圆1表面进行切割；

聚焦传感器25用于判断上述切割头组件的Z轴位置从而对激光进行精确的定位和调整，以使其准确定位在待切割晶圆1表面并聚焦在待切割晶圆1的需求深度位置。具体地，聚焦传感器25包括半导体激光器、图像传感器、微处理器等组件，其通过收集投射到待切割晶圆1表面的激光反射回的图像并对其进行图像处理，进而对投射的激光进行调整以使其快速、精准定位待切割晶圆1表面并聚焦在该待切割晶圆1的需求深度位置，从而确定补偿基准点，为补偿建立基准。更优选地，可选用WDI自动对焦传感器。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明提供的焦深自动补偿方法，在补偿工艺需求范围内，通过位置读取装置获取激光切割装置切割轴的实时位置并确定其实时切割速度以进行焦深补偿切割，从而解决现有焦深补偿系统无法根据切割轴的实时位置及实时切割速度进行补偿的技术问题，避免了因速度迟延而造成的焦深补偿偏差。

进一步地，可根据实际的补偿需求选择待切割晶圆的预设切割点进行补偿，从而实现根据实际需求在一定范围内更改补偿点间距的大小，同时，可判断数据采集过程中的突变点，使得焦深补偿更加精准。

更进一步地，通过显微自动聚焦传感器精准定位待切割晶圆表面，并可自动识别晶圆翘曲程度，从而调整补偿基准，扩大补偿范围。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

尽管已描述了本申请实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例中范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种焦深自动补偿方法，其特征在于，包括：

获取待切割晶圆各采集点的片厚数据并根据所述片厚数据形成激光切割装置切割轴各预设切割点的焦深补偿数据，所述采集点与所述预设切割点具有对应关系；其中，所述激光切割装置切割轴用于承载所述待切割晶圆向前移动；

确定所述激光切割装置切割轴的实时切割速度并通过位置读取装置获取所述切割轴的实时位置；

根据所述激光切割装置沿Z轴的移动速度、所述切割轴的下一预设切割点位置、所述实时位置和所述实时切割速度以及所述下一预设切割点的焦深补偿数据，计算所述激光切割装置为对所述下一预设切割点进行补偿切割而沿Z轴运动的移动时刻；

在到达所述移动时刻时，启动所述激光切割装置沿Z轴运动以便以所述下一预设切割点对应的焦深补偿数据对所述下一预设切割点进行补偿切割。

2.根据权利要求1所述焦深自动补偿方法，其特征在于，所述根据所述片厚数据形成激光切割装置切割轴各预设切割点的焦深补偿数据，包括：

根据所述各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算所述各采集点的片厚差异数据；

根据所述各采集点的片厚差异数据和标准焦深数据计算所述各采集点的焦深补偿数据以形成所述激光切割装置切割轴的各对应预设切割点的焦深补偿数据；

其中，所述标准片厚数据为补偿基准点的片厚数据，所述标准焦深数据为所述补偿基准点的焦深数据。

3.根据权利要求2所述焦深自动补偿方法，其特征在于，所述根据所述各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算所述各采集点的片厚差异数据，包括：

通过聚焦传感器定位所述待切割晶圆表面并使激光聚焦在所述待切割晶圆的需求深度位置，以确定所述补偿基准点；

获取所述补偿基准点的片厚数据；

根据所述各采集点的片厚数据和标准片厚数据计算所述各采集点的片厚差异数据。

4.根据权利要求2所述焦深自动补偿方法，其特征在于，所述根据所述各采集点的片厚差异数据和标准焦深数据计算所述各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴的各对应预设切割点的焦深补偿数据，包括：

确定所述各采集点的翘曲程度；

根据所述各采集点的翘曲程度、所述各采集点的片厚差异数据和所述标准焦深数据计算所述各采集点的焦深补偿数据以形成激光切割装置切割轴的各对应预设切割点的焦深补偿数据。

5.根据权利要求1所述焦深自动补偿方法，其特征在于，确定所述激光切割装置切割轴的实时切割速度并通过位置读取装置获取所述切割轴的实时位置，包括：

通过所述位置读取装置获取所述激光切割装置切割轴的实时位置，所述位置读取装置为光栅尺或磁栅尺；

通过速度检测装置探测所述切割轴在所述实时位置处的实时切割速度。

6.根据权利要求1所述焦深自动补偿方法，其特征在于，

所述激光切割装置为对所述下一预设切割点进行补偿切割而开始沿Z轴运动的移动时刻为所述激光切割装置切割轴到达目标位置的时刻；

其中，所述切割轴从所述目标位置到达所述下一预设切割点的时间与所述激光切割装置沿Z轴在所述移动时刻启动至到达所述下一预设切割点以便进行补偿切割的时间相对应。

7.根据权利要求1所述焦深自动补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述各采集点的片厚数据判断所述待切割晶圆的突变点，并将所述突变点的焦深补偿数据替换为所述突变点的相邻采集点的焦深补偿数据。

8.根据权利要求1所述焦深自动补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：相邻的所述预设切割点之间包含至少一个所述采集点。

9.一种焦深自动补偿装置，其特征在于，包括：

输入模块，所述输入模块用于接收待切割晶圆各采集点的片厚数据并通过位置读取装置获取激光切割装置切割轴的实时位置；其中，所述激光切割装置切割轴用于承载所述待切割晶圆向前移动；

处理模块，所述处理模块用于根据所述片厚数据形成所述激光切割装置切割轴各预设切割点的焦深补偿数据，并根据所述激光切割装置沿Z轴的移动速度、所述切割轴的下一预设切割点位置、所述实时位置和所述实时切割速度以及所述下一预设切割点的焦深补偿数据，计算所述激光切割装置为对所述下一预设切割点进行补偿切割而沿Z轴运动的移动时刻；

输出模块，所述输出模块根据所述各预设切割点的焦深补偿数据在所述移动时刻输出模拟量电压值以控制所述激光切割装置对所述下一预设切割点进行补偿切割。

10.一种焦深自动补偿系统，其特征在于，所述系统包括补偿装置、检测装置及激光切割装置；其中，

所述补偿装置用于执行权利要求1-8任意一项的方法；

所述检测装置用于检测所述待切割晶圆各采集点的片厚数据、所述激光切割装置切割轴的实时位置及实时速度；

所述激光切割装置用于在到达移动时刻时，启动在Z轴的运动以便根据所述下一预设切割点对应的焦深补偿数据对所述下一预设切割点进行补偿切割。

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