CN114543986A - 光阻挡装置 - Google Patents

Abstract

提供一种光束阻挡装置。该光束阻挡装置包括框架；光束阻挡组件，其包括用于阻挡光束的圆柱形阻光部件，所述圆柱形阻光部件包括第一端、第二端和在所述第一端和所述第二端之间的内膛，所述内膛具有在所述第一端和所述第二端之间的倾斜表面和在所述第二端处的封闭表面，所述要阻挡的光束从所述第一端入射到所述内膛中并且被所述倾斜表面和所述封闭表面所捕获；和致动部件，其用于使得所述光束阻挡组件的所述圆柱形阻光部件能够相对于所述框架上移动。由此尽可能避免了被阻挡的激光光束逃出阻挡装置对待检测的激光光束造成干扰的情况；并且，使得能够调节该圆柱形阻光部件的位置以尽可能与要阻挡的激光光束对准。

Description

光阻挡装置

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及对激光干涉的预防。

背景技术

在半导体激光切割设备中，激光的光束质量是一个关键因素。在测试 或维护过程中，收集并分析激光光束以提前发现或测试其质量问题是必要 的。但是对于例如基于两束激光光束的半导体切割设备而言，由于在这两 束激光光束之间存在干涉现象，将难以收集到能够用于计算表征单束激光 光束的质量的特征数据(例如圆度)的光束数据。

如图1所示，在所检测到的半导体切割设备中的两束激光光束A和B 之间的C处存在干涉现象，由于所示出的干涉条纹，根据这样检测到的光 束数据将难以准确地计算表征激光光束A或B的质量的特征数据。

发明内容

期望提供一种光束阻挡装置，其能够在对基于两束激光光束的半导体 切割设备的激光光束进行收集和分析期间阻挡一束激光光束，而仅允许待 测试的一束激光光束通过，消除激光光束之间的干涉，使得待检测的激光 光束能够被准确地分析。

根据一个实施例，提供一种光束阻挡装置。该光束阻挡装置包括框架； 光束阻挡组件，其包括用于阻挡光束的圆柱形阻光部件，所述圆柱形阻光 部件包括第一端、第二端和在所述第一端和所述第二端之间的内膛，所述 内膛具有在所述第一端和所述第二端之间的倾斜表面和在所述第二端处的 封闭表面，所述要阻挡的光束从所述第一端入射到所述内膛中并且被所述 倾斜表面和所述封闭表面所捕获；和致动部件，其用于使得所述光束阻挡 组件的所述圆柱形阻光部件能够相对于所述框架上移动。

根据一个实施例，提供一种用于半导体激光切割设备的激光检测设备， 所述半导体激光切割设备是基于两束激光光束对半导体器件进行切割的， 所述激光检测设备包括：根据本发明各个实施例的光束阻挡装置，其中， 所述光束阻挡装置能够被设置为仅仅阻挡所述两束激光光束中的一束激光 光束。

根据一个实施例，提供一种用于半导体激光切割设备的激光检测方法， 所述半导体激光切割设备是基于两束激光光束对半导体器件进行切割的， 所述激光检测方法包括：检测通过本发明各个实施例所述的光束阻挡装置 阻挡所述两束激光光束中的一束激光光束之后通过的另一束激光光束。

根据一个实施例，提供一种制造根据本发明各个实施例所述的光束阻 挡装置的方法。

根据本发明各个实施例的光束阻挡装置所包括的圆柱形阻光部件，要 阻挡的光束能够射入其内膛中继而被内膛中的倾斜表面和封闭表面所捕 获，由此，尽可能避免了被阻挡的激光光束逃出阻挡装置，对待检测的激 光光束造成干扰的情况。并且，该圆柱形阻光部件能够在致动部件的直接 或间接作用下移动，这使得能够调节该圆柱形阻光部件的位置以尽可能与 要阻挡的激光光束对准。

附图说明

在附图中，实施例仅通过示例的方式而不是限制的方式进行说明，在 附图中相似的附图标记指代相似的元件。

图1示出了在基于两束激光光束的半导体切割设备中所检测到的两束 激光光束之间存在的干涉现象；

图2示出了在半导体切割设备中当存在泄漏光时检测到的激光光束；

图3示出了根据本发明的一个实施例的光束阻挡装置的照片；

图4示出了如图3所示的光束阻挡装置的截面图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的光束阻挡装置的圆柱形阻光部 件；

图6示出了根据一个实施例的光束阻挡装置的正视图；

图7示出了图6所示实施例的光束阻挡装置的侧视图。

参照上述附图来描述本发明各个实施例的各个方面和特征。上述附图 仅仅是示意性的，而非限制性的。在不脱离本发明的主旨的情况下，在上 述附图中各个单元的分布、标号、或者外观可以发生变化，而不被限制到 仅仅说明书附图所示出的那样。

具体实施方式

在下面的说明中，阐述了若干具体的细节。然而，如本文所描述的实 施例可以在没有某些具体细节的情况下实现。

在通常的基于两束激光光束的半导体切割设备中，使用透镜将来自激 光光源的激光束划分为例如8束的多束激光光束，然后使用特定的光掩模 来阻挡其中的6束激光光束，而仅仅使用功率最高的两束激光光束来进行 半导体切割。为了满足晶圆切割的要求，这两束激光光束被设计为彼此非 常靠近，因此，即使已经尽可能使得这两束激光光束的距离增加，仍然会 在它们之间发生干涉。这使得在测试或维护过程中收集到如图1所示的两束激光光束的光束数据，在图1中在C处示出了明显的梳状干涉条纹，根 据这样检测到的激光光束将难以准确地计算表征激光光束的质量的特征数 据，由此不能分析激光光束的形状、分布等。

另外，激光是能够被反射的。因此，在阻挡激光光束时，很可能存在 因为激光反射而引起的光泄漏，这样的泄漏光也可能对检测到的光束数据 产生干扰。图2示出了当存在泄漏光时检测到的激光光束。如该图下半部 分的白色方块所标示的，其中也存在梳状干涉条纹，与之相对，该图的上 半部分示出了良好质量的数据。

本发明的发明人认识到上述需求并且设计了特定结构的光束阻挡装 置，其能够阻挡至少一束激光光束，尽可能地避免光的泄漏和逃逸，并且 该光束阻挡装置中的阻光部件可以相对于激光光束的位置而被细微地调 整，以尽可能对准要阻挡的激光光束。

图3示出了根据本发明的一个实施例的光束阻挡装置10的照片。如图 3所示，该光束阻挡装置10至少包括外壳11，圆柱形阻光部件12和致动 部件13、14。致动部件13、14使得圆柱形阻光部件12能够在相应的方向 上移动，以阻挡/吸收除待检测的光束之外的其他光束。如图3所示的致动 部件包括第一致动部件13和第二致动部件14，其分别能够直接或间接地使 得圆柱形阻光部件12沿着彼此垂直的第一方向和第二方向移动。

图4示出了如图3所示的光束阻挡装置10的截面图。如图4所示，光 束阻挡装置10包括框架17，光束阻挡组件18和致动部件13、14、15、16。 框架17可以是外壳11的一部分。如图4所示，光束阻挡组件18通过致动 部件13、14、15、16可移动地附接到框架17上。

图5示出了根据一个实施例的光束阻挡装置10的圆柱形阻光部件12。 与图4所示的正视图不同，图5示出了该圆柱形阻光部件12的侧面剖视图。

如图5所示，该圆柱形阻光部件12包括第一端121、第二端122和在 第一端121和第二端122之间的内膛123，该内膛123具有如图5所示的倾 斜表面124、125和在所述第二端122处的封闭表面126，所述内膛的横截 面的形状与要阻挡的光束的形状相匹配。如图5中的虚线所示，要阻挡的 光束从第一端121入射到内膛123中、被倾斜表面124、125和封闭表面126 反射多次，从而充分捕获要阻挡的光束，防止该光束逃逸以干扰待检测的 光束。

为了充分阻挡光束，该内膛在第一端121处的开口的尺寸需要大于要 阻挡的光束的尺寸。尤其，该第一端121处的开口不仅形状与要阻挡的光 束的截面形状相匹配，二者均为圆形，其直径也要大于要阻挡的光束的截 面直径。此外，该圆柱形阻光部件12的内膛123在第一端121和第二端122 之间具有一定长度，该长度被设计为允许阻挡的光束在内膛中多次反射以 被充分吸收。

当在基于两束激光光束的半导体切割设备中检测其中一束激光光束 时，如图5所示的圆柱形阻光部件12能够充分阻挡、捕获另一束激光光束， 避免对要检测的激光光束造成干扰，获得良好的光束数据，从而能够基于 检测到的激光光束数据准确地计算表征激光光束的质量的特征数据。

在一个实施例中，倾斜表面124、125和封闭表面126能够被设置有或 涂覆上特定的光吸收材料，以促进光俘获。例如，倾斜表面124、125和封 闭表面126能够被设置或涂覆成黑色吸光材料。在另一个实施例中，倾斜 表面124、125和封闭表面126能够被设置成足够粗糙的。

虽然参考图5所示的光束阻挡组件的圆柱形阻光部件12能够充分捕获 激光光束，但是在捕获之前首先需要将这样的圆柱形阻光部件12与要阻挡 的激光光束对准。如前所述，为了满足晶圆切割的要求，在半导体激光切 割设备中所使用的两束激光光束被设计为彼此非常靠近，并且激光的能量 很高，可能会伤害人眼。在凭借人的眼力来将光束阻挡装置放置在激光的 路径中以进行准确对准时，可能需要多次调整，这会伤害人眼。由此，使得该圆柱形阻光部件12能够以至少一个自由度移动，从而细微地调节其在 光路中的位置，以对准要阻挡的光束是期望的。

返回图4，致动部件13、14、15、16用于使得光束阻挡组件18的圆柱 形阻光部件12能够相对于框架11移动，从而对准要阻挡的激光光束。

在该实施例中，致动部件13、14、15、16包括第一致动部件13、15 和第二致动部件14、16。第一致动部件可以使得圆柱形阻光部件12沿着第 一方向X移动，第二致动部件可以使得圆柱形阻光部件12沿着第二方向Y 移动。

如图4所示，光束阻挡组件18包括第一部分181和第二部分182，第 一部分181和第二部分182能够相对于彼此移动(例如滑动)。圆柱形阻光 部件12设置在第一部分181中。第一致动部件13、15将第一部分181可 移动地附接到框架17，第二致动部件14、16将第二部分182可移动地附接 到框架17。在一个实施例中，第一致动部件包括螺钉13和弹性部件15(例如弹簧)，而第二致动部件14、16包括螺钉14和弹性部件16。螺钉和弹性 部件分别关于第一部分181或第二部分182相对设置。也可以设想第一致 动部件和第二致动部件仅仅包括螺钉。

如图4所示，当旋转螺钉13时，对应的第一部分181沿着第一方向X 相对于第二部分182移动，而当旋转螺钉14时，第一部分181和第二部分 182共同沿着第二方向Y移动，由此导致圆柱形阻光部件12能够分别沿着 第一和第二方向移动。可以理解，螺钉能够被朝着完全相反的两个不同方 向旋转，以使得圆柱形阻光部件12能够朝向两个相反的方向移动。例如， 当如图5所示沿着I1方向旋转螺钉13时使得圆柱形阻光部件朝向X方向 的正向移动，而当沿着与I1方向相反的方向旋转螺钉13时使得圆柱形阻光 部件朝向X方向的反向移动。对于螺钉14亦是如此。

光束阻挡组件18包括设置在第一部分181中的通道，转动部件183可 旋转地插入到该通道中。转动部件183包括圆柱形阻光部件12设置在其中 的开口184。具体地，该圆柱形阻光部件12固定到开口184的内表面上。 该转动部件183例如可以具有突出该通道的部分，或者其他形式的致动件， 以使得该转动部件183可以在外力作用下旋转。

转动部件183的外表面可以与第一部分181的通道的内表面摩擦贴合， 以使得当通过外力将转动部件183旋转到任何位置处时均可以固定到该位 置处。当该转动部件183在外力作用下被旋转时，该圆柱形阻光部件12同 时被旋转，由此对准要阻挡的激光光束并且允许待检测的光束通过转动部 件183的开口184中的未被阻挡的部分，从而最终被检测和分析。通常， 该转动部件183被配置为能够沿着彼此相反的不同方向旋转，例如沿着I2方向或者与I2相反的方向旋转。

在一个实施例中，转动部件183的开口中的未被阻挡的部分被设计为 能够允许半导体激光切割设备的一束激光光束通过。

虽然参考图4和5所示的结构描述了光束阻挡组件18，这不是限制性 的，也可以采用其他组成结构，例如该光束阻挡组件18可以包括第一致动 部件和/或第二致动部件和/或转动部件，以确保能够在至少一个方向上移动 圆柱形阻光部件12。此外，弹性部件也不是必需的，也可以仅仅包括螺钉 作为致动部件。再者，在一个实施例中，第一部分181和第二部分182可 以是一体成形的，即第一部分181不能相对于第二部分182运动。在这种 情况下，可以旋转第一致动部件13使得第一部分和第二部分一起沿着x方 向移动，然后旋转第二致动部件14使得第一部分和第二部分一起沿着y方 向移动，反之亦然。由此实现圆柱形阻光部件12在x和y方向上的移动。

另外，第二部分182虽然示出为与第一部分181的相对两侧分别接合 的两个独立的方形或长方形部分，这也不是限制性的，第二部分182也可 以设置成任何其他形状，或者，该第二部分182可以是一体成形的部件， 而不是两个独立的部分，只要其能够保证在通过第二致动部件14移动第一 部分181和第二部分181时使得圆柱形阻光部件12在y方向上移动，在通 过第一致动部件13移动第一部分181时使得圆柱形阻光部件12在x方向 上移动，并且保持未被阻挡的光可以通过开口184通过即可。

例如，第二部分182可以成形为包括沿着X方向的开槽的部件，当第 一部分181在第一致动部件13的作用下相对于第二部分182沿着X方向滑 动时，开口184和圆柱形阻光部件12对应于第二部分182的开槽移动，以 保证未被阻挡的光可以通过开槽和开口，并且，第一部分181和第二部分 182可以共同在第二致动部件14的作用下沿着Y方向移动。

当将如上所述的光束阻挡装置10用于检测半导体激光切割设备的一束 激光光束时，能够将该光束阻挡装置10放置在要阻挡的激光光束的路径上， 然后通过旋转螺钉和/或转动部件以实现圆柱形阻光部件的细微调整，从而 对准要阻挡的激光光束，并且使得待检测的激光光束通过。

图6示出了根据一个实施例的光束阻挡装置10的正视图。与图3和4 所示的不同，该光束阻挡装置10还包括一个支架20，其提供对外壳11的 支撑，外壳11可以通过支撑构件与支架20可移动地连接，例如，支撑构 件可以包括第一支撑构件21，其使得外壳11能够沿着Y方向整体移动， 和/或第二支撑构件22，其使得外壳11能够沿着Z方向整体移动。对于机械设计领域的技术人员而言，关于第一支撑构件21和第二支撑构件22如 何实现将外壳与支架20可移动地附接是已知的，他们可以采用任何可以实 现该功能的结构，在此不再赘述。在一个实施例中，第二支撑构件22可以 包括螺钉。图7示出了图6所示实施例的光束阻挡装置10的侧视图。

当将该光束阻挡装置10用于半导体激光切割设备的激光检测时，所述 半导体激光切割设备是基于两束激光光束对半导体器件进行切割的，激光 检测设备包括如上所述的光束阻挡装置，其中，该光束阻挡装置能够被设 置为仅仅阻挡半导体激光切割设备的两束激光光束中的一束激光光束，而 允许另一束激光光束通过，以被检测。

一种用于半导体激光切割设备的激光检测方法，该激光检测方法包括 检测通过如上所述的光束阻挡装置阻挡两束激光光束中的一束激光光束之 后通过的另一束激光光束。

上述的光束阻挡装置能够以已知的任何方法来制造，只要所制造的光 束阻挡装置能够实现本发明各个实施例所期望的功能即可。

以上参照各个实施例描述了本发明的设备，其中提到的实施例可以包 括特定的特征、结构或特性，但是不是每一个实施例都必然包括该特定的 特征、结构或特性。此外，一些实施例可以具有一些或全部的针对其它实 施例所描述的特征或者没有针对其它实施例所描述的特征。

如在权利要求中所使用的，除非指出，否则序数形容词“第一”、“第 二”、“第三”等描述共同的元件的使用仅表示相似元件的不同实例被提及， 并且不旨在暗示如此所描述的元件必须是以给定的顺序，无论是时间上的、 空间上的、排级上还是任何其它方式。

不同的实施例或示例的各个特征可以与所包含的一些特征以及所排除 的其它特征进行多种结合来适应多种不同的应用。附图和前述描述给出了 实施例的示例。本领域技术人员将理解，所描述的元件中的一个或多个可 以被组合成单个功能元件。或者，某些元件可以分成多个功能元件。来自 一个实施例的元件可以添加到另一个实施例。实施例的范围决不受这些具 体示例的限制。无论是否在说明书中明确给出，诸如产品组成和结构上的差异的许多变化是可能的。

Claims (12)

1.一种光束阻挡装置，包括：

框架；

光束阻挡组件，其包括用于阻挡光束的圆柱形阻光部件，所述圆柱形阻光部件包括第一端、第二端和在所述第一端和所述第二端之间的内膛，所述内膛具有在所述第一端和所述第二端之间的倾斜表面和在所述第二端处的封闭表面，所述要阻挡的光束从所述第一端入射到所述内膛中并且被所述倾斜表面和所述封闭表面所捕获；和

致动部件，其用于使得所述光束阻挡组件的所述圆柱形阻光部件能够相对于所述框架移动。

2.根据权利要求1所述的光束阻挡装置，其中，所述倾斜表面和所述封闭表面被配置为使得所述光束在所述内膛中被多次反射。

3.根据权利要求1所述的光束阻挡装置，其中，所述致动部件包括：

第一致动部件，其用于使得所述圆柱形阻光部件能够沿着第一方向移动，所述第一致动部件包括螺钉或者彼此相对设置的螺钉和弹性部件。

4.根据权利要求3所述的光束阻挡装置，其中，所述光束阻挡组件还包括能够彼此相对运动的第一部分和第二部分，所述圆柱形阻光部件包括在所述第一部分中；

其中，所述第一致动部件用于将所述第一部分附接到所述框架并且使得所述第一部分能够沿着所述第一方向相对于所述第二部分移动。

5.根据权利要求4所述的光束阻挡装置，其中，所述致动部件还包括第二致动部件，其用于将所述第二部分附接到所述框架，并且使得所述第一部分和所述第二部分能够沿着第二方向移动，所述第二致动部件包括螺钉或者彼此相对设置的螺钉和弹性部件，所述第二方向与所述第一方向垂直。

6.根据权利要求4或5所述的光束阻挡装置，其中，所述第一部分包括设置在所述第一部分中的通道；

所述致动部件还包括转动部件，其可旋转地设置在所述通道中并且包括开口，所述圆柱形阻光部件固定到所述转动部件的内表面上以阻挡通过所述开口的至少一束光束并且允许其他光束通过所述开口中的未被阻挡的部分。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的光束阻挡装置，其中，所述内膛的截面是基于半导体激光切割设备的一束激光光束的截面而被设计的。

8.根据权利要求6所述的光束阻挡装置，其中，所述开口中的未被阻挡的部分被设计为能够允许半导体激光切割设备的一束激光光束通过。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的光束阻挡装置，其中，所述倾斜表面和/或所述封闭表面包括特定的光吸收材料或者被设置为粗糙的以捕获所述要阻挡的光束。

10.一种用于半导体激光切割设备的激光检测设备，所述半导体激光切割设备是基于两束激光光束对半导体器件进行切割的，所述激光检测设备包括：

根据权利要求1-9中任一项所述的光束阻挡装置，其中，所述光束阻挡装置能够被设置为仅仅阻挡所述两束激光光束中的一束激光光束。

11.一种用于半导体激光切割设备的激光检测方法，所述半导体激光切割设备是基于两束激光光束对半导体器件进行切割的，所述激光检测方法包括：

检测通过根据权利要求1-9中任一项所述的光束阻挡装置阻挡所述两束激光光束中的一束激光光束之后通过的另一束激光光束。

12.一种制造根据权利要求1-9中任一项所述的光束阻挡装置的方法。

Images