TWI752311B

TWI752311B - 用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構

Info

Publication number: TWI752311B
Application number: TW108113880A
Authority: TW
Inventors: 黃萌義; 熊學毅; 蘇柏年
Original assignee: 雷科股份有限公司; 黃萌義; 熊學毅; 蘇柏年
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2022-01-11
Also published as: TW202040895A

Abstract

一種用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，係包含有用於產出雷射光束的雷射光束產生裝置，位於雷射光束產生裝置之後用於將雷射光束進行分光或不分光的分光裝置，位於分光裝置之後由多個光束控制匣所組成並用於調整雷射光束光路的光束轉換裝置，以及與雷射光束產生裝置、分光裝置和光束轉換裝置電性連結的中央控制裝置；本發明係透過切換使用不同的光束控制匣來使單一台雷射加工機能使用多種不同的光路來進行切割。

Description

用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構

本發明係有關於一種快速切換光路架構；更詳而言之，特別係關於一種用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構。

半導體晶圓的切割是在晶圓表面設置分割預定線將其劃分成複數個格子狀之區域，並在該劃分的區域中形成積體電路，再藉由沿著分割預定線將半導體晶圓切斷而取得一個個的半導體器件，而目前的常見的切割方式可分為刀刃切割和雷射切割兩種，但若是遇到切割低介電值材料(Low-K)晶圓，使用刀刃切割會破壞晶圓的完整性因此只能使用雷射切割。

然而採用雷射切割的問題在於現有的雷射加工機台只有一種固定的光學路徑和加工方法，因此一但碰到有特殊的線寬切割需求，就必須使用到不同的加工機台，而更換加工機台不但會使加工的成本大幅增加，且各式的雷射加工機台更是會佔據不少場地空間。

故要是能將兩種或兩種以上的雷射加工機台整合成獨立的一台設備，並能依照需求來切換光路和加工方法，就能降低加工成本並解決機台設置的空間問題。

有鑑於此，本案申請人遂依其多年從事相關領域之研發經驗，針對前述之缺失進行深入探討，並依前述需求積極尋求解決之道，歷經長時間的努力研究與多次測試，終於完成本發明。

本發明之主要目的在於同時將多種雷射光路整併於同一台雷射加工機內。

為達上述之目的，本發明用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，係包含有雷射光束產生裝置、分光裝置、光束轉換裝置以及中央控制裝置。

所述雷射光束產生裝置係用於產出切割低介電值材料(Low-K)晶圓的雷射光束。

所述分光裝置係用於接收雷射光束產生裝置所射出的雷射光束，該分光裝置係包含有波長板、分光鏡、第一反光鏡、第二反光鏡、以及聚光鏡；

其中，該波長板位於雷射光束產生裝置之後；

其中，該分光鏡位於波長板之後，並將雷射光束分為兩道不同角度且不重疊的第一分光光束和第二分光光束；

其中，該第一反光鏡位於分光鏡之後，並用於反射第一分光光束，又該第一反光鏡上設有位移裝置；

其中，該第二反光鏡位於分光鏡之後，並用於反射第二分光光束；

其中，該聚光鏡位於第一反光鏡和第二反光鏡所反射之第一分光光束和第二分光光束的路徑上，並將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間的平行距離係由位移裝置移動第一反光鏡來控制。

所述光束轉換裝置係位於分光裝置之後，並用於接收經聚光鏡處理過的第一分光光束和第二分光光束，該光束轉換裝置係由兩個或兩個以上的光束控制匣所組成，且各個光束控制匣內設有繞射元件，又該光束轉換裝置上設有用於切換光束控制匣的移動裝置，並透過移動裝置切換使用不同的光束控制匣來產出兩種或兩種以上的雷射光路。

所述中央控制裝置係分別與雷射光束產生裝置、波長板、第一反光鏡以及光束轉換裝置電性連結。

本發明用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構優點在於： 1. 使用者能透過中央控制裝置任意切換使用不同的光束控制匣，使單一雷射機台能使用多種不同的雷射光路進行加工。 2. 第一反光鏡上的位移裝置能任意調整其位置，並透過調整第一反光鏡的位置來改變第一分光光束和第二分光光束之間的間距。

為期許本發明之目的、功效、特徵及結構能夠有更為詳盡之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式說明如後。

首先請參閱圖1，圖1為本發明結構示意圖。

本發明用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構１，係包含有雷射光束產生裝置１１、分光裝置１２、光束轉換裝置１３以及中央控制裝置１４。

所述雷射光束產生裝置１１係用於產出切割低介電值材料(Low-K)晶圓２的雷射光束，而該雷射光束之波長為355nm。

所述分光裝置１２係用於接收雷射光束產生裝置１１所射出的雷射光束，該分光裝置１２係包含有波長板１２１、分光鏡１２２、第一反光鏡１２３、第二反光鏡１２４、以及聚光鏡１２５；

其中，該波長板１２１位於雷射光束產生裝置１１之後，該波長板１２１採用

λ波長板１２１為最佳；

其中，該分光鏡１２２位於波長板１２１之後，並將雷射光束分為兩道不同角度且不重疊的第一分光光束和第二分光光束，且該第一分光光束和第二分光光束的能量比例係透過調整波長板１２１來控制；

其中，該第一反光鏡１２３位於分光鏡１２２之後，並用於反射第一分光光束，又該第一反光鏡１２３位上設有位移裝置１２３１，而該位移裝置１２３１係用於調整第一反光鏡１２３的位置；

其中，該第二反光鏡１２４位於分光鏡１２２之後，並用於反射第二分光光束；

其中，該聚光鏡１２５位於第一反光鏡１２３和第二反光鏡１２４所反射之第一分光光束和第二分光光束的路徑上，並將反射之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間的平行距離係由位移裝置１２３１移動第一反光鏡１２３來控制。

所述光束轉換裝置１３係位於分光裝置１２之後，並用於接收經聚光鏡１２５處理過的第一分光光束和第二分光光束，該光束轉換裝置１３係由兩個或兩個以上的光束控制匣１３１所組成，且各個光束控制匣１３１內設有可任意替換的繞射元件１３１１，該繞射元件１３１１係用於將第一分光光束和第二分光光束整形成平頂或多個聚焦點，又該光束轉換裝置１３上設有能移動光束控制匣１３１的移動裝置１３２，並透過移動裝置１３２切換使用不同的光束控制匣１３１來產出兩種或兩種以上的雷射光路。

所述中央控制裝置１４係分別與雷射光束產生裝置１１、波長板１２１、位移裝置１２３１以及光束轉換裝置１３電性連結。

另外，為了更加精準的控制切割低介電值材料(Low-K)晶圓２的雷射光束，可在雷射光束產生裝置１１和分光裝置１２之間加裝一和中央控制裝置１４電性連結的功率控制裝置１５，讓雷射光束先經過功率控制裝置１５並透過中央控制裝置１４調整其能量後再進入分光裝置１２，藉此來使切割用的雷射光束能量更平均。

有關於本發明之實施方式及相關可供參考圖式詳述如下所示：

本發明在進行切割低介電值材料(Low-K)晶圓２前，會先透過中央控制裝置１４選擇切割的光路種類(如圖2、圖3或圖4所示)，再透過移動裝置１３２將能產出相對應光路的光束控制匣１３１移至定位後，接著開啟雷射光束產生裝置１１並使雷射光束射入功率控制裝置１５，並透過中央控制裝置１４調整其能量後再進入分光裝置１２，接續由分光裝置１２將射入的雷射光束進行分光或不分光處理後再射入光束控制匣１３１，當雷射光束進入光束控制匣１３１後，其內部的繞射元件１３１１會將雷射光束轉變成預先設置的光路，最後使光路通過聚光元件１６並打在低介電值材料(Low-K)晶圓２表面來進行切割。

另外，須特別注意的是如要採用圖2所示之光路進行切割，則先透過調整波長板１２１使雷射光束進入分光鏡１２２後，將雷射光束的能量全數反射至第二反光鏡１２４；又若是要採用圖3所示之光路進行切割，則可預先透過調整位移裝置１２３１來設定兩道雷射光束之間的間距，接著由波長板１２１分配第一分光光束和第二分光光束的能量比例，再由分光鏡１２２將雷射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於1%~99%：99%~1%之間，另外圖2、圖3以及圖4中所示之光路種類僅作為輔助參考，並非用以限定本發明之光路種類。

綜合上述，本發明用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構主要特色在於： 1. 使用者能透過中央控制裝置任意切換使用不同的光束控制匣，使單一雷射機台能使用多種不同的雷射光路進行加工。 2. 第一反光鏡上的位移裝置能任意調整其位置，並透過調整第一反光鏡的位置來改變第一分光光束和第二分光光束之間的間距。

故，本發明在同類產品中具有極佳之進步性以及實用性，同時查遍國內外關於此類結構之技術資料文獻後，確實未發現有相同或近似之構造存在於本案申請之前，因此本案應已符合『創作性』、『合於產業利用性』以及『進步性』的專利要件，爰依法提出申請之。

唯，以上所述者，僅係本發明之較佳實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之其它等效結構變化者，理應包含在本發明之申請專利範圍內。

１:用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構１１:雷射光束產生裝置１２:分光裝置１２１:波長板１２２:分光鏡１２３:第一反光鏡１２３１:位移裝置１２４:第二反光鏡１２５:聚光鏡１３:光束轉換裝置１３１:光束控制匣１３１１:繞射元件１３２:移動裝置１４:中央控制裝置１５:功率控制裝置１６:聚光元件２:低介電值材料(Low-K)晶圓

圖1：本發明架構示意圖；圖2：本發明雷射切割示意圖(一)；圖3：本發明雷射切割示意圖(二)；圖4：本發明雷射切割示意圖(三)。

無。

1:用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構

11:雷射光束產生裝置

12:分光裝置

121:波長板

122:分光鏡

123:第一反光鏡

1231:位移裝置

124:第二反光鏡

125:聚光鏡

13:光束轉換裝置

131:光束控制匣

1311:繞射元件

132:移動裝置

14:中央控制裝置

15:功率控制裝置

16:聚光元件

2:低介電值材料(Low-K)晶圓

Claims

一種用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，係包含有雷射光束產生裝置、分光裝置、光束轉換裝置以及中央控制裝置；所述雷射光束產生裝置係用於產出切割低介電值材料(Low-K)晶圓的雷射光束；所述分光裝置係用於接收雷射光束產生裝置所射出的雷射光束，該分光裝置係包含有波長板、分光鏡、第一反光鏡、第二反光鏡、以及聚光鏡；其中，該波長板位於雷射光束產生裝置之後；其中，該分光鏡位於波長板之後，並將雷射光束分為兩道不同角度且不重疊的第一分光光束和第二分光光束；其中，該第一反光鏡位於分光鏡之後，並用於反射第一分光光束，又該第一反光鏡上設有位移裝置；其中，該第二反光鏡位於分光鏡之後，並用於反射第二分光光束；其中，該聚光鏡位於第一反光鏡和第二反光鏡所反射之第一分光光束和第二分光光束的路徑上，並將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間的平行距離係由位移裝置移動第一反光鏡來控制；所述光束轉換裝置係位於分光裝置之後，並用於接收經聚光鏡處理過的第一分光光束和第二分光光束，該光束轉換裝置係由兩個或兩個以上的光束控制匣所組成，且各個光束控制匣內設有繞射元件，又該光束轉換裝置上設有用於切換光束控制匣的移動裝置，並透過移動裝置切換使用不同的光束控制匣來產出兩種或兩種以上的雷射光路；所述中央控制裝置係分別與雷射光束產生裝置、波長板、第一反光鏡以及光束轉換裝置電性連結。
如請求項第1項所述之用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，其中，該雷射光束產生裝置所發出之雷射光束波長為355nm。
如請求項第1項所述之用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，其中，該雷射光束產生裝置和分光裝置之間設有功率控制裝置。
如請求項第3項所述之用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，其中，該功率控制裝置係與中央控制裝置電性連結。
如請求項第1項所述之用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，其中，該光束控制匣內的繞射元件為可替換式。
如請求項第1項所述之用於切割低介電值材料(Low-K)晶圓的快速切換光路架構，其中，該繞射元件係用於將第一分光光束和第二分光光束整形成平頂或多個聚焦點。