TWI622237B - 雷射加工裝置及方法與雷射加工系統 - Google Patents

雷射加工裝置及方法與雷射加工系統 Download PDF

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Abstract

一種雷射加工裝置及方法與雷射加工系統。雷射加工裝 置包括：雷射光源，射出脈衝雷射；及光調變器，於上述雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於特定臨界值的部分且使高於上述特定臨界值的部分通過，藉此對上述雷射脈衝波的形狀進行調變。

Description

雷射加工裝置及方法與雷射加工系統
本發明是有關於一種雷射加工裝置、方法及系統，且有關於一種藉由調節照射至加工對象物的雷射脈衝波的形狀而提高雷射加工品質的雷射加工裝置、方法及系統。
通常，雷射加工製程是指向加工對象物的表面掃描雷射束而對加工對象物表面的形狀或物理性質等進行加工的製程。此種加工對象物可有多種例子，其形狀可為二維平面形狀。作為雷射加工製程的例子，可有如下等製程：於加工對象物的表面上形成圖案的圖案化製程；使加工對象物的物理性質發生變化的製程；利用雷射對加工對象物進行加熱而改變加工對象物的形狀的製程；利用雷射束切割加工對象物的製程。
於利用雷射束切割加工對象物的製程的情形時，藉由如下方式進行切割：照射可由加工對象物吸收的波長的雷射光，藉由吸收雷射光而對加工對象物進行加熱熔融。然而，於上述方法中，亦熔融加工對象物表面中的成為切割位置的區域的周邊。因 此，當加工對象物為半導體晶圓時，形成於半導體晶圓的表面上的半導體元件中的位於上述區域附近的半導體元件存在熔融的可能性。
為了解決此種問題，使用於加工對象物的內部引起雙光子吸收而形成內部裂痕的隱形切割技術。然而，使用於隱形切割的雷射束中的雷射輸出較低的部分具有低於可引起雙光子吸收的閾值的能量。另外，具有如下問題：雷射束的能量不被吸收而散射，從而對處於欲切割的加工對象物內部的半導體晶片圖案造成損傷。於除了上述雷射切割製程以外的其他雷射加工製程中，能量強度較低的雷射束的散射現象亦會對雷射加工品質造成不良影響。
藉由調節自雷射光源出射的雷射脈衝波的波形而提高雷射加工製程的品質。
於一態樣中，提供一種雷射加工裝置，雷射加工裝置包括雷射光源，射出雷射脈衝波；及光調變器，於上述雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於特定臨界值的部分且使高於上述特定臨界值的部分通過，藉此對上述雷射脈衝波的形狀進行調變。
上述雷射脈衝波可具有高斯函數形態或準高斯 (quasi-Gaussian)函數形態的脈衝波形。
上述光調變器可於上述高斯函數形態或準高斯函數形態的脈衝波形中屏蔽邊緣區域且使中心區域通過。
上述雷射光源可包括：雷射二極體；光纖，包括將自上述雷射二極體出射的光束用作泵浦光源而進行放大的增益介質；及第一鏡面及第二鏡面，使上述光束共振。
上述雷射光源可更包括用以調節上述訊號束出射的波形的內部光調變器。
自上述光源出射的上述雷射脈衝波的波長可為1000nm至3000nm。
上述光調變器可為聲光調變器(Acousto-optic modulator)。
上述光調變器可為電光調變器(Electro-optic modulator)。
上述雷射加工裝置可更包括形狀保持光功率放大器，上述形狀保持光功率放大器保持由上述光調變器調變的上述雷射脈衝波的形狀，並且放大上述雷射脈衝波的輸出能量。
於另一態樣中，提供一種雷射加工方法，其至少包括如下步驟：自雷射光源產生雷射脈衝波的步驟；及於上述雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於特定臨界值的部分且使高於上述特定臨界值的部分通過，藉此對上述雷射脈衝波的形狀進行調變的步驟。
上述雷射脈衝波可具有高斯函數形態或準高斯 (quasi-Gaussian)函數形態的脈衝波形。
於對上述雷射脈衝波的形狀進行調變的步驟中，可於上述高斯函數形態或準高斯函數形態的脈衝波形中屏蔽邊緣區域且使中心區域通過。
上述雷射加工方法可更包括如下步驟：保持於對上述雷射脈衝波的形狀進行調變的步驟中調變的上述雷射脈衝波的形狀，並且放大上述雷射脈衝波的輸出能量的步驟。
上述雷射加工方法可更包括如下步驟：藉由向加工對象物照射形狀經調變的上述雷射脈衝波而於上述加工對象物的內部形成因雙光子吸收產生的預切割線的步驟。
上述雷射脈衝波的波長可為1000nm至3000nm。
上述加工對象物可包括矽基板。
上述雷射加工方法可更包括沿上述預切割線切割上述加工對象物的步驟。
於另一態樣中，提供一種雷射加工系統，其包括：雷射光源，輸出雷射脈衝波；輸入部，接收與雷射束的強度值的臨界值相關的資訊；至少一個光調變器，於雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於上述臨界值的部分且使高於特定的上述臨界值的部分通過，藉此對上述雷射脈衝波的形狀進行調變；控制部，接收上述臨界值而對自上述雷射光調變器出射的雷射脈衝波的形狀進行控制；及聚光透鏡，對自上述至少一個光調變器輸出的脈衝進行聚光並聚光至 加工對象物的內部。
根據例示性的實施例，可藉由對自雷射光源出射的雷射脈衝波的波形進行調節而防止雷射束於加工對象物產生多餘的散射。
10‧‧‧光源/雷射光源/雷射脈衝波
12‧‧‧雷射二極體
14‧‧‧泵浦-訊號結合裝置
16‧‧‧光纖
17‧‧‧內部光調變器
18‧‧‧第一鏡面
19‧‧‧第二鏡面
20‧‧‧光調變器
30‧‧‧形狀保持光能量放大器
100‧‧‧雷射加工系統
110‧‧‧輸入部
120‧‧‧控制部
130‧‧‧輸出部
140‧‧‧光路徑結合部
150‧‧‧鏡面
160‧‧‧聚光點移動部
170‧‧‧聚光透鏡
180‧‧‧移送單元
200‧‧‧加工物
DL1、DL2、DLm‧‧‧擴散角調節部
Imax‧‧‧最大值
Ith‧‧‧臨界值
Ith‧‧‧臨界值
LS1~LSm‧‧‧雷射裝置
t1、t2、t3、t4、t5、t6‧‧‧時間區間
S1~Sn‧‧‧聚光點
S110~S150‧‧‧步驟
圖1是表示射出雷射脈衝波的光源的例的圖。
圖2是表示圖1所示的光源中的雷射二極體的輸出強度、內部光調變器的透射率及自雷射光源出射的雷射脈衝波的強度的圖。
圖3是表示圖2所示的雷射脈衝波中的一部分的圖。
圖4是概略性地表示例示性的實施例的雷射加工裝置的圖。
圖5是用以說明圖4所示的雷射加工裝置的作動方式的曲線圖。
圖6是例示性地表示圖5所示的調變光強度隨時間發生變化的曲線圖。
圖7是概略性地表示另一例示性的實施例的雷射加工裝置的圖。
圖8是另一例示性的實施例的雷射加工方法的流程圖。
圖9是表示另一例示性的實施例的雷射加工方法的流程圖。
圖10是例示性地表示例示性的實施例的利用雷射加工裝置 的雷射加工系統的圖。
於以下圖式中，相同的參照符號表示相同的構成要素，為了說明的明確性及便利性，可於圖中誇張地表示各構成要素的尺寸。另一方面，以下所說明的實施例僅為示例，可根據這些實施例實現各種變形。
第一、第二等用語可用於說明各種構成要素，但構成要素不應受用語的限定。用語僅以與其他構成要素區分一個構成要素為目的而使用。
若未於文中明確表示其他含義，則單數的表達包括複數的表達。並且，於記載為某個部分“包括”某個構成要素時，若無特別相反的記載，則是指可更包括其他構成要素，而並非指排除其他構成要素。
並且，說明書中所記載的“…部”、“模組”等用語是指對至少一個功能或動作進行處理的單位。
圖1是表示射出雷射脈衝波的光源10的例的圖。
參照圖1，雷射光源10可包括雷射二極體12、包括增益介質的光纖16、用以使雷射束共振的第一鏡面18及第二鏡面19。雷射二極體12可為將正向半導體接面用作活性介質而產生雷射的二極體。若電流供給至雷射二極體12，則會於半導體接面中發生高能量等級密度與低能量等級密度之間的反轉而射出光。
自雷射二極體12射出的光能可用作光纖16的泵浦能量。於雷射二極體12由多個構成的情形時，可於雷射二極體12與光纖16之間設置泵浦-訊號結合裝置14(Pump-signal combiner)。泵浦-訊號結合裝置14可將自多個雷射二極體12出射的光訊號整合為一而傳輸至光纖16。
自雷射二極體12射出的光可入射至光纖16。另外，自雷射二極體12射出的光可藉由光纖16的增益介質而放大。由光纖16的增益介質本身產生或導出的大部分光的方向性會較弱。因此，需使洩露的光返回至介質中而反覆進行導出。為此，光源10可更包括用以實現雷射共振的第一鏡面18及第二鏡面19。
第一鏡面18及第二鏡面19可由反射率較大的材質構成。其中，第二鏡面19的反射率可小於第一鏡面18。因此，不於第二鏡面19反射而部分透射的光可用作輸出光。可藉由第一鏡面18及第二鏡面19實現共振而強化雷射束強度的放大。並且，亦可將雷射束設為相干(coherent)狀態。
雷射光源10可更包括用以調節自雷射光源10射出的雷射脈衝波的形狀的內部光調變器17。內部光調變器17可配置至雷射束的行進路徑。內部光調變器17可包括可使雷射束通過或屏蔽雷射束的光圈。可藉由內部光調變器17的光圈狀態轉換成開放狀態及關閉狀態而改變自光源10射出的雷射脈衝波的形狀。
圖2是表示圖1所示的光源10中的雷射二極體(Laser Diode,LD)12的輸出強度、內部光調變器17的透射率及自雷射光 源10出射的雷射脈衝波的強度的圖。
參照圖2，可藉由自雷射二極體12供給泵浦能量而於光源10的內部產生雷射束。此時，若內部光調變器17處於關閉狀態，則內部光調變器17的透射率收斂成0而雷射脈衝波的強度亦會收斂成0。然而，若因內部光調變器17轉換成開放狀態而內部光調變器17的透射率變高，則會向光源10的外部出射雷射脈衝波。
於圖2中，表示內部光調變器17的透射率按照固定週期改變的例子。如圖2所示，若內部光調變器17按照固定週期反覆開放狀態及關閉狀態，則會按照固定週期自雷射光源10出射雷射脈衝波10。然而，上述內容僅為示例，實施例並不限於此。例如，內部光調變器17可按照不規則的週期變為開放狀態及關閉狀態。於該情形時，會按照不規則的時間週期自雷射光源10射出雷射脈衝波。
圖3是表示圖2所示的雷射脈衝波中的一部分的圖。
參照圖3，自雷射光源10射出的雷射脈衝波可根據時間具有高斯或準高斯(quasi-Gaussian)函數形態的強度分佈。此處，準高斯函數形態的雷射束可指雷射束的強度分佈近似地呈高斯函數形態的雷射束。如圖3所示，於高斯或準高斯函數形態的強度分佈中，雷射脈衝波的強度能夠以雷射脈衝波的強度為最大值Imax的時點為基準而隨時間的變化逐漸減小。因此，即便將雷射脈衝波的輸出強度設得再大，亦會產生雷射脈衝波的能量強度為特定 臨界值Ith以下的時間區域。
於在雷射加工中，對加工雷射束要求特定的能量強度的情形時，雷射脈衝波中的能量強度較弱的部分會成為加工製程中多餘的部分。另外，若上述多餘的雷射束入射至加工對象物，則能量強度較弱的雷射脈衝波無法被加工對象物吸收而散射或透射至加工對象物內部而導致雷射加工品質下降。
作為上述雷射加工製程的例子，可有如下的隱形切割技術：利用雷射束於加工對象物的內部引起雙光子吸收而形成內部裂痕，藉此切割加工對象物。例如，於對矽材質的加工對象物實施隱形切割製程的情形時，自雷射光源10出射的雷射脈衝波的波長可調節成1000nm至3000nm左右，以便可產生雙光子吸收現象。
然而，若自雷射光源10出射的雷射脈衝波如上所述般具有高斯或準高斯函數形態的強度分佈，則雷射脈衝波中的雷射輸出較低的部分會無法於加工對象物引起雙光子吸收。另外，因此無法吸收雷射束的能量而散射，從而會對處於欲切割的加工對象物內部的半導體晶片的圖案造成損傷。
圖4是概略性地表示例示性的實施例的雷射加工裝置的圖。
參照圖4，例示性的實施例的雷射加工裝置可包括：雷射光源10，射出雷射脈衝波；及光調變器20，於雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於特定臨界值Ith的部分且使高於臨界值Ith的部分 通過，藉此對上述雷射脈衝波的形狀進行調變。
光調變器20與上述內部光調變器17相同，可變更為開放狀態及關閉狀態。若光調變器20成為開放狀態而光調變器20的透射率變高，則雷射束可通過光調變器20而入射至加工對象物。相反地，若光調變器20成為關閉狀態而光調變器20的透射率變低，則雷射束會無法通過光調變器20。光調變器20於自雷射光源10出射的雷射脈衝波的強度較弱時，可保持關閉狀態。藉此，可不使低輸出的雷射束傳輸至加工對象物。並且，光調變器20於自雷射光源10出射的雷射脈衝波的強度較強時，可保持打開狀態。藉此，可僅使輸出充足的雷射束傳輸至加工對象物。
圖5是用以說明圖4所示的雷射加工裝置的作動方式的曲線圖。
於圖5中，上端的曲線圖是根據時間表示自雷射光源10入射至光調變器20的輸入光的強度的圖。並且，中間的曲線圖是表示光調變器20的透射率隨時間而發生變化的圖。並且，下端的曲線圖是根據時間表示經過光調變器20而出射的調變光的強度的圖。
參照圖5，輸入光的強度可根據時間表現出高斯分佈。於該情形時，高斯形狀的脈衝可為中心區域的能量強度較大，但邊緣區域的能量強度較小。光調變器20能夠以僅使輸入光的脈衝中的能量強度較高的區域通過的方式改變透射率。例如，於輸入光的第一個脈衝中，光調變器20僅可於時間區間t1至t2中保持 開放狀態。並且，於輸入光的第二個脈衝中，光調變器20僅可於時間區間t3至t4中保持開放狀態，於輸入光的第三個脈衝中，光調變器20僅可於時間區間t5至t6中保持開放狀態。藉此，僅可於輸入光的強度較高的時間區間出射調變光。
圖6是例示性地表示圖5所示的調變光強度隨時間改變的曲線圖。
參照圖6，藉由光調變器20而僅可於輸入光的強度較高的時間區間t1至t2出射調變光。即，於高斯形狀的輸入光中，僅能量強度較高的中心區域作為調變光而出射，剩餘的邊緣區域會被光調變器20屏蔽。藉此，調變光的強度可始終高於特定的臨界值Ith。此處，臨界值Ith可根據雷射加工製程的種類及加工對象物的種類而改變。另外，隨著臨界值Ith發生變化，光調變器20保持開放狀態的時間區間(t1至t2)亦會發生變化。並且，光調變器20保持開放狀態的時間區間的尺寸可根據輸入光的脈寬而改變。
於輸入光的脈寬較窄的情形時，光調變器20需可於短時間內於開放狀態與關閉狀態之間變動狀態。因此，光調變器20能夠以可於短時間內實現狀態變更的方式構成。例如，光調變器20可為聲光調變器(Acousto-optic modulator)。
聲光調變器可於光通過的路徑包括特定的介質。若對上述介質產生超音波，則會產生於介質內形成的折射率的疏密波。另外，上述折射率的疏密作為繞射光柵而發揮作用，藉此可變更入射至介質的光的行進方向及繞射光的強度。有無繞射光會根據 是否產生超音波而改變，故而可對輸入光進行數位調變。不僅如此，繞射光的強度與超音波的強度成正比，故而亦可對輸入光進行類比調變。因此，於以聲光調變器構成光調變器20的情形時，可藉由對入射至聲光調變器內所包括的介質的超音波進行調節而精確地調節光調變器20的透射率。
作為其他例，光調變器20可為電光調變器(Electro-optic modulator)。電光調變器可包括介質及向介質施加電壓的電壓施加裝置。電光調變器可利用藉由向介質施加電壓而產生於介質的折射率變化對入射光進行調變。原理上，電光調變器的高速性良好，因此亦可將調變頻率調節成數萬兆赫茲。因此，若以電光調變器構成光調變器20，則可根據時間進行精確的動作控制。
圖7是概略性地表示另一例示性的實施例的雷射加工裝置的圖。
參照圖7，實施例的雷射加工裝置可更包括放大雷射脈衝波的輸出能量的形狀保持光功率放大器30。形狀保持光功率放大器30可保持由光調變器20調變的雷射脈衝波的形狀，並且僅提高雷射脈衝波的輸出能量。作為示例，形狀保持光功率放大器30可由包括增益介質的光纖構成。作為示例，上述增益介質可包括自如鐿(Yb)、釹(Nd)、鉺(Er)、銩(Tm)等的稀土類元素獲得的活性離子(active ion)。並且，作為示例，上述增益介質可包括自如鉻(Cr)、鈦(Ti)等的過渡金屬元素獲得的活性離子(active ion)。
形狀保持光功率放大器30的光纖可摻雜自如鐿(Yb)、釹(Nd)、鉺(Er)、銩(Tm)等的稀土類元素獲得的活性離子(active ion)或自如鉻(Cr)、鈦(Ti)等的過渡金屬元素獲得的活性離子(active ion)。若通過光調變器20的調變光入射至形狀保持光功率放大器，則可藉由光泵浦作用而放大調變光的強度。
以上，對例示性的實施例的雷射加工裝置進行了說明。根據實施例，可對雷射脈衝波的形狀進行調變而僅將能量強度較高的區域照射至到加工對象物。藉此，照射至加工對象物的雷射束可全部被加工對象物吸收。例如，於實施藉由雙光子吸收進行的切割製程的情形時，入射至加工對象物的雷射脈衝波均可引起雙光子吸收。藉此，可防止能量強度較低的雷射束散射或透射加工對象物而對處於加工對象物內部的半導體晶片造成損傷。並且，於雷射脈衝波中僅使用能量強度較強的部分，故而亦可較小地設定雷射脈衝波的能量。
以上，對例示性的實施例的雷射加工裝置進行了說明。以下，對另一例示性的實施例的雷射加工方法進行說明。以下所說明的雷射加工方法可包括所有上述技術特徵。
圖8是另一例示性的實施例的雷射加工方法的流程圖。
參照圖8，實施例的雷射加工方法可包括如下步驟：自雷射光源10產生雷射脈衝波的步驟S110；及於雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於特定臨界值的部分且使高於上述特定臨界值的部分通過，藉此對上述雷射脈衝波的形狀進行調變的步驟S120。
作為示例，於自雷射光源10產生雷射脈衝波的步驟S110中，可按照固定的時間間隔或不規則的時間間隔反覆產生高斯函數形態或準高斯(quasi-Gaussian)函數形態的雷射脈衝波。
並且，於對上述雷射脈衝波的形狀進行調變的步驟S120中，可於高斯函數形態或準高斯函數形態的脈衝波形中屏蔽邊緣區域且使中心區域通過。可藉由僅使高斯或準高斯形態的脈衝波中的中心區域朝向加工對象物通過而將輸出光的強度保持為臨界值以上。於對雷射脈衝波的形狀進行調變的步驟S120中，可使用聲光調變器或電光調變器。
再次參照圖8，例示性的實施例的雷射加工方法可更包括步驟S130，上述步驟S130保持於對上述雷射脈衝波的形狀進行調變的步驟S120中調變的上述雷射脈衝波的形狀，並且放大輸出能量0。於放大輸出能量的步驟S130中，可使用包括增益介質的形狀保持光功率放大器30。
於圖8中，對調變放大照射至加工對象物的雷射束的實施例進行了說明。圖8所示的雷射加工方法可應用於各種領域。例如，圖8所示的雷射加工方法可應用於加工對象物的切割製程中。於該情形時，在產生雷射脈衝波的步驟S110中，可將雷射脈衝波的波長設為1000nm至3000nm左右。藉此，雷射束可於加工對象物的內部引起雙光子吸收。作為上述加工對象物的例，可包括矽基板。
圖9是表示另一例示性的實施例的雷射加工方法的流程 圖。於對圖9的實施例進行說明時，省略與圖8重複的內容。
參照圖9，實施例的雷射加工方法可更包括如下步驟：藉由向加工對象物照射雷射脈衝波而於加工對象物的內部形成因雙光子吸收產生的預切割線的步驟S140；及沿上述預切割線切割上述加工對象物的步驟S150。於在加工物的內部形成預切割線的步驟S140中，可於加工對象物的內部形成雷射脈衝波的聚光點。另外，可藉由雷射脈衝波而於加工對象物的內部引起雙光子吸收。並且，藉由上述雙光子吸收而於加工對象物的內部形成裂痕(crack)，從而可形成預切割線。
由於已調變形成預切割線的步驟S140中所使用的雷射脈衝波的形狀，故而照射至加工對象物的大部分雷射束可於加工對象物的內部引起雙光子吸收現象。藉此，可防止能量強度較低的雷射束散射或透射加工對象物而對處於加工對象物內部的半導體晶片造成損傷。並且，於雷射脈衝波中僅使用能量強度較強的部分，故而亦可較小地設定雷射脈衝波的能量。
圖10是表示例示性的實施例的雷射加工系統的圖。
可於輸入部110中輸入用於雷射加工的各種參數。作為示例，可將圖6所示的調變光的強度臨界值Ith輸入至輸入部110。作為其他例，輸入部110可於內部儲存關於各種加工對象物的種類及厚度與強度臨界值Ith的關係的查找表。另外，若向輸入部110輸入加工對象物的厚度或種類，則輸入部110可參照查找表而導出強度臨界值Ith。
控制部120可自上述輸入部110接收強度臨界值Ith的資訊。另外，控制部120可利用上述強度臨界值Ith的資訊對雷射裝置LS1~LSm的輸出值進行控制，亦可控制各雷射裝置的接通/斷開。並且，亦可控制聚光點移動部及移送單元180而對加工物200內部的聚光點(S1,S2,~,Sn)位置及加工物200的加工速度進行控制。
輸出部130可根據控制部120的控制輸出雷射加工系統100的控制內容。例如，在輸入部110輸入各種參數時，使用者可以從輸出部130確認輸入的參數的內容。例如，其被存儲在或調出內容的查找表可以是從輸出部130輸出。又例如，通過控制雷射加工裝置的開/關控制、聚光點移動部和移送單元，加工物內部的聚光點位置與加工物的加工速度的控制或關聯內容可從輸出部130輸出。
雷射裝置LS1~LSm作為輸出雷射的裝置，可為圖4或圖7所示的雷射加工裝置。作為一例，於包括多個雷射裝置的雷射加工系統的情形時，一部分雷射加工裝置可為包括聲光調變器及/或電光調變器而僅輸出所期望的臨界值以上的雷射的裝置。並且，剩餘的雷射加工裝置亦可輸出準高斯(quasi-Guassian)脈衝。作為另一例，亦可為所有雷射裝置包括聲光調變器及/或電光調變器而進行加工。
第一光擴散角調節部DL1及第n光擴散角調節部DLm發揮調節雷射束的擴散角的作用。自各雷射裝置擴散的雷射束具 有略微的擴散性質，藉由利用擴散角調節部DL1,DL2,~DLm對上述雷射束進行調節，可控制作為加工物200的基板的聚焦深度。
通過上述擴散角調節部DL1~DLm的多個雷射束可藉由光路徑結合部而聚光至一個聚光點。於雷射束經過的光路徑上，設置用以變更光路徑的鏡面150及使雷射束聚光至基板的聚光透鏡170。雷射束藉由光學透鏡形態的聚光透鏡170而以不同的高度形成聚光點S1~Sn。於聚光透鏡170的前端，可選擇性地設置對多個雷射束的聚光點位置進行調節的光學透鏡形態的聚光點移動部160。
於圖10中，表示包括多個雷射加工裝置及多個光擴散角調節部的雷射加工系統，但上述內容僅為一例，實施例的雷射加工系統亦可包括一個雷射加工裝置及光擴散角調節部。於該情形時，亦可不使用光路徑結合部140。
以上，對例示性的實施例的雷射加工裝置及方法進行了說明。根據上述所說明的實施例，可藉由對自雷射光源10出射的雷射脈衝波的形狀進行調變而使雷射脈衝波的強度保持高於特定臨界值的狀態。並且，由於雷射脈衝波的強度保持高於特定臨界值的狀態，故而可防止雷射脈衝波於加工對象物散射或透射加工對象物而對加工對象物內部的半導體晶片造成損傷。
於以上說明中，具體地記載有多個事項，但這些事項並不限定發明的範圍，而應解釋為較佳的實施例的示例。因此，本發明的範圍不應由所說明的實施例界定，而應由申請專利範圍中 所記載的技術思想界定。

Claims (16)

  1. 一種雷射加工裝置，包括：雷射光源，射出雷射脈衝波，所述雷射光源包括雷射二極體、光纖、第一鏡面以及第二鏡面，其中所述光纖包括將自所述雷射二極體出射的光束用作泵浦光源而進行放大的增益介質，所述第一鏡面以及所述第二鏡面使所述光束共振；以及光調變器，於所述雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於特定臨界值的部分且使高於所述特定臨界值的部分通過，藉此對所述雷射脈衝波的形狀進行調變。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工裝置，其中所述雷射脈衝波具有高斯函數形態或準高斯函數形態的脈衝波形。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的雷射加工裝置，其中所述光調變器於所述高斯函數形態或準高斯函數形態的脈衝波形中屏蔽邊緣區域且使中心區域通過。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工裝置，其中所述雷射光源更包括用以對所述光束出射的波形進行調節的內部光調變器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工裝置，其中自所述光源出射的所述雷射脈衝波的波長為1000nm至3000nm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工裝置，其中所述光調變器為聲光調變器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工裝置，其中所述 光調變器為電光調變器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工裝置，更包括形狀保持光功率放大器，所述形狀保持光功率放大器保持由所述光調變器調變的所述雷射脈衝波的形狀，並且放大所述雷射脈衝波的輸出能量。
  9. 一種雷射加工方法，包括：自雷射光源產生雷射脈衝波，所述雷射光源包括雷射二極體、光纖、第一鏡面以及第二鏡面，其中所述光纖包括將自所述雷射二極體出射的光束用作泵浦光源而進行放大的增益介質，所述第一鏡面以及所述第二鏡面使所述光束共振；以及於所述雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於特定臨界值的部分且使高於所述特定臨界值的部分通過，藉此對所述雷射脈衝波的形狀進行調變。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的雷射加工方法，其中所述雷射脈衝波具有高斯函數形態或準高斯函數形態的脈衝波形。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的雷射加工方法，其中對所述雷射脈衝波的形狀進行調變為於所述高斯函數形態或準高斯函數形態的脈衝波形中屏蔽邊緣區域且使中心區域通過。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的雷射加工方法，更包括：保持於對所述雷射脈衝波的形狀進行調變時所調變的所述雷射脈衝波的形狀，並且放大所述雷射脈衝波的輸出能量。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的雷射加工方法，更包 括：藉由向加工對象物照射形狀經調變的所述雷射脈衝波而於所述加工對象物的內部形成因雙光子吸收產生的預切割線。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的雷射加工方法，其中所述雷射脈衝波的波長為1000nm至3000nm。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的雷射加工方法，其中所述加工對象物包括矽基板。
  16. 一種雷射加工系統，包括：雷射光源，輸出雷射脈衝波，所述雷射光源包括雷射二極體、光纖、第一鏡面以及第二鏡面，其中所述光纖包括將自所述雷射二極體出射的光束用作泵浦光源而進行放大的增益介質，所述第一鏡面以及所述第二鏡面使所述光束共振；輸入部，接收與雷射束的強度值的臨界值相關的資訊；至少一個光調變器，於雷射脈衝波中，屏蔽雷射強度低於所述臨界值的部分且使高於特定的所述臨界值的部分通過，藉此對所述雷射脈衝波的形狀進行調變；控制部，接收所述臨界值而對自所述雷射光調變器出射的雷射脈衝波的形狀進行控制；以及聚光透鏡，對自所述至少一個光調變器輸出的脈衝進行聚光並聚光至加工對象物的內部。
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