本發(fā)明涉及半導體加工技術領域，尤其涉及一種激光加工晶圓的方法及裝置。

背景技術：

近年來，隨著半導體器件特征尺寸的不斷減小以及芯片集成度的不斷提高，金屬互連線之間、多層布線之間的寄生電容以及金屬導線的電阻急劇增大，導致了rc延遲、功耗增加等一系列問題，限制了高速電子元器件的發(fā)展。當器件特征尺寸小于90nm后，晶圓必須使用低介電常數(shù)材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的sio2層(k＝3.9～4.2)，常用的low-k材料有道康寧公司的fox及多孔silk材料、應用材料公司的黑金剛石系列低k薄膜材料、novellussystem的coral、英特爾的cdo以及nec公司的fcn+有機層等等。

low-k材料的使用也帶來了一些問題。不論是機械強度還是粘附性，low-k材料都遠遠不如sio2，這對劃片工藝提出了挑戰(zhàn)。最為常見的問題是，在劃片過程中由于較低的機械強度及粘附力，使得low-k材料粘連在劃片刀上，這不僅降低了劃片的效率，同時也帶來了絕緣層從金屬層表面被剝離以及產(chǎn)生碎屑并擴散到其它功能區(qū)域等嚴重影響良率的后果。激光加工具有非接觸、精度高、適用材料范圍廣、加工路徑靈活可控等優(yōu)點，是用來對晶圓劃片以及解決上述問題的有力方案。據(jù)了解，蘋果公司已經(jīng)強制要求供應商提供的晶圓必須采用激光切割low-k材料的工藝(即：lasergrooving工藝)，這使得封測廠對此類工藝技術及設備的需求大為提升。嚴格地說，激光束不是“切割”low-k材料，而是依靠激光能量產(chǎn)生的高溫融化金屬層及層間介質層，這樣的激光切割產(chǎn)生械應力很小，因而不會發(fā)生分層或剝離等問題。另外，濱松光子學株式會社還發(fā)明了“隱形切割”的技術，這種技術是利用對晶圓具有透射性波長的激光聚焦在晶圓內(nèi)部形成改質層，再借助外力使晶圓沿著改質層裂開為單獨的芯片。利用隱形切割技術，可以避免在劃片過程中產(chǎn)生碎屑對芯片功能區(qū)造成污染，但是當晶圓上面覆蓋有隔離層或其它功能層時，這將會影響激光的透過，從而影響改質層的形成。因此，在使用隱形切割時，也應首先使用激光去除晶圓上表面low-k層等材料。

但是，由于晶圓上表面low-k層為透明材質導致激光加工時對激光光束造成大量的反射及透過導致大量的能量損失，因此使得需要加大激光能量進行開槽，進而導致low-k層易發(fā)生剝離、熱影響區(qū)大的問題。。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的激光加工晶圓的方法及裝置，能夠通過能量較低的激光光束對晶圓上表面的預定切割道打毛并使預定切割道的表面粗糙化，以提高光吸收率，便于后續(xù)加工進程做準備，避免采用過高的激光光束對晶圓上表面low-k層加工并引起low-k材料的剝離從而導致晶圓損壞；同時，還能使后續(xù)加工進程中的激光光束能量的控制精度更高，進而提高在晶圓上表面的激光加工效果。

第一方面，本發(fā)明提供一種激光加工晶圓的方法，所述方法是由至少兩束具有不同能量分布的激光光束分別依次對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程和開槽進程，用以在所述晶圓上表面的預定切割道上形成凹槽。

可選地，所述方法包括：

由具有第一能量的第一激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構；

由具有第二能量的第二激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行軟化進程；

由具有第三能量的第三激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行開槽進程并在所述晶圓上表面的預定切割道上形成凹槽。

可選地，所述第一能量的范圍是所述第三能量的50％-70％；

優(yōu)選的，所述第一能量的范圍是所述第三能量的55％-65％。由具有第一能量的第一激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構后，還包括：

檢測所述預定切割道表面的粗糙度；

判斷所述粗糙度是否達到預設值，如果是，則執(zhí)行下一步；如果否，則由具有第一能量的第一激光光束再次對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構。

可選地，所述檢測所述預定切割道表面的粗糙度，包括；

檢測所述預定切割道表面灰度并獲取灰度信息；

根據(jù)灰度信息確定粗糙度，其中，所述灰度信息與粗糙度相對應。

可選地，當由具有第一能量的第一激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構，或由具有第二能量的第二激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行軟化進程后，還包括：

檢測所述預定切割道的實際位置并獲取實際位置信息；

接收所述預定切割道的設定位置信息；

根據(jù)所述實時位置信息和預定位置信息確定激光光束的位置調整信息；

根據(jù)所述位置調整信息對激光光束的位置進行調整。

可選地，所述第二能量的范圍為所述第三能量的25％-35％；

優(yōu)選的，所述第二能量為所述第三能量的30％-34％。

可選地，所述方法還包括：

獲取所述凹槽的槽形結構；

根據(jù)所述槽形結構匹配激光光束需具有的拓撲圖案分布；

根據(jù)所述拓撲圖案分布對激光光束依次進行分束處理、整形處理和聚焦處理后形成具有所述拓撲圖案分布的激光光斑，用以在所述晶圓上表面的預定切割道上形成具有所述槽形結構的凹槽。

第二方面，本發(fā)明提供一種激光加工晶圓的裝置，包括：

激光器，用于發(fā)射出激光光束；

控制器，用于根據(jù)對晶圓上表面的預定切割道的打毛進程或開槽進程確定激光光束的能量分布；

相控型硅基液晶，用于根據(jù)激光光束的能量分布對激光光束進行調制；

聚焦元件陣列，用于依次調整激光光束的聚焦點并實現(xiàn)對晶圓上表面的預定切割道進行打毛進程或開槽進程；

晶圓加工平臺，用于夾持住所述晶圓并調整所述晶圓的空間位置以在所述晶圓上表面的預定切割道進行打毛進程或開槽進程。

可選地，所述裝置還包括：

粗糙度檢測組件，檢測所述預定切割道表面的粗糙度。

可選地，所述粗糙度檢測組件包括：

分束器，用于將激光光束分束形成第一激光子光束和第二激光子光束，并分別將第一激光子光束發(fā)射至所述相控型硅基液晶，第二激光子光束發(fā)射至透鏡組件；

透鏡組件，用于將第二激光子光束聚焦發(fā)射至ccd裝置；

監(jiān)測光源，用于對晶圓上表面的預定切割道進行監(jiān)測；

ccd裝置，用于檢測所述預定切割道表面灰度并獲取灰度信息。

可選地，所述裝置還包括：

位移檢測裝置，用于檢測所述預定切割道的實際位置并獲取實際位置信息；

接收單元，設置于控制器內(nèi)并用于接收所述預定切割道的設定位置信息；

確定單元，設置于控制器內(nèi)并用于根據(jù)所述實時位置信息和預定位置信息確定激光光束的位置調整信息。

本發(fā)明實施例提供的激光加工晶圓的方法及裝置解決了由于晶圓上表面low-k層為透明材質導致激光加工時對激光光束進行大量的全反射導致大量的能量損失，以及無法準確控制在所述晶圓上表面的預定切割道上形成預定的槽形結構的問題，因此，本實施例中通過首先采用能量較低的激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程，并使預定切割道的表面粗糙化，以提高光吸收率，便于后續(xù)加工進程做準備，避免采用過高的激光光束對晶圓上表面low-k層加工并引起low-k材料的剝離從而導致晶圓損壞；同時，還能使后續(xù)加工進程中的激光光束能量的控制精度更高，進而提高在晶圓上表面的激光加工效果；然后再采用能量加高的激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行開槽進程，進而可以通過控制激光光束的能量分布更加有效的提高激光加工效果，進而保證開槽后所形成的凹槽具有預定的槽形結構，熱影響區(qū)更小且均一性更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例激光加工晶圓的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例激光加工晶圓的方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明一實施例激光加工晶圓的裝置的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明另一實施例拓撲圖案分布示意圖；

圖5為本發(fā)明另一實施例拓撲圖案分布示意圖；

圖6為本發(fā)明另一實施例拓撲圖案分布示意圖；

圖7為本發(fā)明另一實施例拓撲圖案分布示意圖；

圖8為本發(fā)明另一實施例拓撲圖案分布示意圖；

圖9為本發(fā)明另一實施例拓撲圖案分布示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種激光加工晶圓的方法，所述方法是由至少兩束具有不同能量分布的激光光束分別依次對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程和開槽進程，用以在所述晶圓上表面的預定切割道上形成凹槽。

本發(fā)明實施例提供的激光加工晶圓的方法解決了由于晶圓上表面low-k層為透明材質導致激光加工時對激光光束進行大量的全反射導致大量的能量損失，以及無法準確控制在所述晶圓上表面的預定切割道上形成預定的槽形結構的問題，因此，本實施例中通過首先采用能量較低的激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程，并使預定切割道的表面粗糙化，以提高光吸收率，便于后續(xù)加工進程做準備，避免采用過高的激光光束對晶圓上表面low-k層加工并引起low-k材料的剝離從而導致晶圓損壞；同時，還能使后續(xù)加工進程中的激光光束能量的控制精度更高，進而提高在晶圓上表面的激光加工效果；然后再采用能量加高的激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行開槽進程，進而可以通過控制激光光束的能量分布更加有效的提高激光加工效果，進而保證開槽后所形成的凹槽具有預定的槽形結構，熱影響區(qū)更小且均一性更高。

可選地，如圖1所示，所述方法包括：

s11、由具有第一能量的第一激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構；

s12、由具有第二能量的第二激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行軟化進程；

s13、由具有第三能量的第三激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行開槽進程并在所述晶圓上表面的預定切割道上形成凹槽。

具體的，本實施例中為了避免low-k材料在激光加工過程中的剝落，進而將打毛進程和開槽進程中增加一個軟化進程，對low-k材料進行軟化，一方面，減小執(zhí)行開槽進程中的物理應力，提高開槽進程對晶圓上表面low-k層受力更加均勻并使得凹槽更加的平坦；另一方面，在執(zhí)行開槽進程之前，通過打毛進程和軟化進程對晶圓上表面進行了充分的預處理，使得最后通過高能量的激光光束執(zhí)行開槽過程時，對預定切割道的熱影響區(qū)更小且均一性更高。

并且，如圖1所示，本實施例中具體是由具有第一能量的第一激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程，并在晶圓上表面low-k層的上表面上形成陷光結構，進而增強軟化進程或開槽進程中對激光光束的漫反射進而通過提高光吸收率達到優(yōu)化軟化進程和開槽進程的效果，其中，所述陷光結構如圖1右上部所示。然后由具有第二能量的第二激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行軟化進程，使得所述晶圓上表面的預定切割道達到充分軟化的效果，進一步地減少在開槽進程中的物理應力，降低所述晶圓上表面low-k層脫落的風險；如圖1右下部所示，最后由具有第三能量的第三激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行開槽進程，其中，所述第三激光光束還能夠根據(jù)所述凹槽的槽形結構匹配激光光束需具有的拓撲圖案分布；根據(jù)所述拓撲圖案分布對激光光束依次進行分束處理、整形處理和聚焦處理后形成具有所述拓撲圖案分布的激光光斑，用以在所述晶圓上表面的預定切割道上形成具有所述槽形結構的凹槽。進而通過保證用于劃片的激光光束分布的均勻性，使得在晶圓上表面low-k層刻蝕形成的凹槽更加均勻，熱影響區(qū)更小且均一性更高，進而提高在晶圓上表面的激光加工效果。

可選地，所述第一能量的范圍是所述第三能量的50％-70％；

優(yōu)選的，所述第一能量的范圍是所述第三能量的55％-65％。

具體的，本實施例中由于形成陷光結構需要將能量達到一個閾值，才能夠使其預定切割道均形成陷光結構，因此，所述第一能量的范圍值高于第二能量。同時，為了保證第一能量不損壞晶圓上表面，因此，所述第一能量的范圍是所述第三能量的50％-70％。

可選地，當由具有第一能量的第一激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構后，還包括：

檢測所述預定切割道表面的粗糙度；

判斷所述粗糙度是否達到預設值，如果是，則執(zhí)行下一步；如果否，則由具有第一能量的第一激光光束再次對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構。

可選地，如圖2所示，所述檢測所述預定切割道表面的粗糙度，包括；

檢測所述預定切割道表面灰度并獲取灰度信息；

根據(jù)灰度信息確定粗糙度，其中，所述灰度信息與粗糙度相對應。

具體的，本實施例中為了提高后續(xù)加工進程中所述晶圓上表面的預定切割道對激光光束進行光吸收的均勻性，因此，本實施例中需要對晶圓上表面的預定切割道的打毛效果進行優(yōu)化，本實施例中主要是采用對所述預定切割道表面的粗糙度檢測，判斷是否符合對打毛效果的要求，如果是，則進行下一步的加工進程；如果否，則再次對所述預定切割道進行打毛并達到預定的標準。進而提高了對所述預定切割道的打毛效果，以及對晶圓的加工效果。

可選地，當由具有第一能量的第一激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程并形成陷光結構，或由具有第二能量的第二激光光束對晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行軟化進程后，還包括：

檢測所述預定切割道的實際位置并獲取實際位置信息；

接收所述預定切割道的設定位置信息；

根據(jù)所述實時位置信息和預定位置信息確定激光光束的位置調整信息；

根據(jù)所述位置調整信息對激光光束的位置進行調整。

具體的，本實施例中采用具有不同能量的激光光束對所述預定切割道進行加工，由于晶圓加工平臺或激光光束在來回運動過程中將產(chǎn)生重復誤差，因此，為了提高所述方法的加工精度，需要對所述預定切割道進行微位移，保證激光光束在多次的加工過程中加工精度，提高了所述方法的加工效果。

可選地，所述第二能量的范圍為所述第三能量的25％-35％；

優(yōu)選的，所述第二能量為所述第三能量的30％-34％。

可選地，所述方法還包括：

獲取所述凹槽的槽形結構；

根據(jù)所述槽形結構匹配激光光束需具有的拓撲圖案分布；

根據(jù)所述拓撲圖案分布對激光光束依次進行分束處理、整形處理和聚焦處理后形成具有所述拓撲圖案分布的激光光斑，用以在所述晶圓上表面的預定切割道上形成具有所述槽形結構的凹槽。

具體的，如圖4和圖5所示，為了在晶圓上表面low-k層上刻蝕出的槽形結構為兩側分別是“凵”型凹槽，中間為“u”型凹槽，則需要將激光光束一分為三并分別作用于預定切割道的邊緣位置和中心位置將半導體襯底上的low-k層去除，并保留它們之間的區(qū)域，隨后可以通過機械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料。該槽形結構可以移除邊緣的low-k材料并且限定移除對象區(qū)域，同時一束較小形狀的光斑可以在保證預定切割道邊緣low-k材料去除的情況下，對中間一部分區(qū)域實現(xiàn)一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對刀片的阻力，并且位于最中心的0級衍射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運動軌跡，從而提高刀片運行精度。位于預定切割道邊緣的兩道方形平頂激光子光束可以實現(xiàn)切割道邊緣的精確和清晰處理，在提高加工效率的同時改進了制造特性，還能有效的避免low-k層在加工過程中的剝落。因此，如圖4左側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如b-b剖面圖所示的槽形結構。本實施例可將作用在中間激光子光束使用的整形元件為圓形平頂光斑整形元件，并配合平凸柱面鏡實現(xiàn)對激光光斑的線性化處理；作用在預定切割道兩邊的激光子光束所用整形元件為正方形平頂整形元件，并配合凸透鏡可以在預定切割道的兩邊實現(xiàn)方形的激光加工效果。中間橢圓形的的平頂光斑可以在實現(xiàn)對low-k材料進行去除的同時，最大限度的提高工作效率。根據(jù)光斑長度以及平凸柱面鏡焦距即可確定線形平頂光斑的寬度，從而實現(xiàn)對預定切割道邊緣被精確和清晰地處理，在提高加工效率的同時改進了制造特性，還能有效的避免low-k在加工過程中的剝落。

當移除即使在移除邊緣的low-k材料之后仍保留的low-k材料時，由于從low-k材料施加到刀片的物理阻力，不可能確保刀片的預定移動速度。因此，在本發(fā)明的另一實施例中，在使用兩個分割的子激光對預定切割道t邊緣兩邊的low-k材料去除后，同時引入衍射分光的0級激光。三束子激光的能量強度接近一致，因此可以在保證預定切割道邊緣low-k材料去除的情況下，對中間一部分區(qū)域實現(xiàn)等同于邊緣刻蝕的效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對刀片的阻力，并且位于最中心的0級衍射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運動軌跡，從而提高刀片運行精度。

或者，如圖4右側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如b-b剖面圖所示的槽形結構。本實施例中作用于中間的激光子光束使用的整形元件為圓形平頂光斑整形元件，并配合平凸透鏡實現(xiàn)對激光光斑的聚焦處理。

進一步地，如圖5所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如c-c剖面圖所示的槽形結構。當兩側的“凵”型凹槽大于中間為“u”型凹槽時，所述方法可采用中間激光子光束的光斑尺寸小于切割道兩邊的激光子光束的光斑尺寸大小。三束激光子光束的光斑均用三個平凸透鏡組成的聚焦元件組實現(xiàn)在晶圓上的聚焦。根據(jù)光斑長度以及平凸透鏡焦距即可確定線形平頂光斑的寬度，從而實現(xiàn)對預定切割道邊緣被精確和清晰地處理，在提高加工效率的同時改進了制造特性，還能有效的避免low-k在加工過程中的剝落。較小的中間光束在有效的保證了對切割道兩邊進行高效清除的同時，還可以對中間一部分區(qū)域實現(xiàn)等一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對刀片的阻力，并且位于最中心的射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運動軌跡，從而提高刀片運行精度。

如圖6所示，激光光束為了在晶圓上表面low-k層刻蝕出的槽形結構為整體近似“凵”型凹槽，且當移除即使在移除邊緣的low-k材料之后仍保留的low-k材料時，由于從low-k材料施加到刀片的物理阻力，不可能確保刀片的預定移動速度。因此，本實施例中在使用兩個分割的激光子光束對預定切割道邊緣兩邊的low-k材料去除后，同時引入衍射分光的0級激光。三束激光子光束的能量強度接近一致，因此可以在保證預定切割道邊緣low-k材料去除的情況下，對中間一部分區(qū)域實現(xiàn)等同于邊緣刻蝕的效果。最終獲得一個近似于全部刻蝕的“凵”型槽形結構。由于槽頂與槽底相差較小，當隨后通過機械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料時，良好的應力釋放能有效的避免刀片對芯片晶體內(nèi)部產(chǎn)生的應力損傷，挺高產(chǎn)品可靠性。因此，如圖6左上側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如d-d剖面圖所示的槽形結構。本實施例中采用的整形元件陣列為定制化的3*3方形整形元件，并配合凸透鏡可以實現(xiàn)3*3的陣列方形平頂光斑加工效果。方形的平頂光斑可以有效的控制邊緣精度，因此相較于圓形光斑，可以獲得更加有效的加工精度，并且不損傷到晶圓有效區(qū)域。方形的邊緣還能更好的控制熱效應的擴散，將加工槽控制在預定切割道以內(nèi)。方形的陣列加工效果可以更好的覆蓋大范圍的加工區(qū)域，即增加的加工效率。不同的方形子光斑中間的無能量區(qū)域也能一定的緩解熱效應的影響。通過這種多光束重疊的方式后，可以保證光斑簇頂部能量分布相對均勻，因此可以有效地減小熱效應產(chǎn)生的low-k材料燒蝕現(xiàn)象。由于多光束的重疊，使得劃片的光束能量分布更為均勻，槽底部更為平坦，熱影響區(qū)均一性較高，相應的崩邊、微孔、披鋒現(xiàn)象也可隨之減小。

同時，由于晶圓上表面low-k層的厚度不均，因此僅采用如圖6左上側的拓撲圖案分布進行激光加工，無法達到預期近似于“凵”型的槽形結構，因此根據(jù)晶圓上表面low-k層的厚度分布，進而調整所述拓撲圖案分布。例如，當切割道中部比兩側厚時，則采用如圖6右上側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如d-d剖面圖所示的槽形結構。其中，整形元件陣列采用定制化的“工”型方形整形元件，并配合凸透鏡可以實現(xiàn)“工”型陣列方形平頂光斑加工效果。為有效的控制陣列光斑熱影響區(qū)域的擴散，將激光定制化的分束成“工”型陣列光斑組合。使得預定切割道邊緣的加工熱效應更多的向加工槽中間擴散，即保留了加工效率，又有效的控制了產(chǎn)品損壞情況。在切割道的中間區(qū)域保留了一束子光斑的加工效果，可以對中間一部分區(qū)域實現(xiàn)等一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對刀片的阻力，并且位于最中心的射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運動軌跡，從而提高刀片運行精度。最后一道激光子光束的組合，還能有效的對前面的刻蝕槽形進行修繕，將槽底的殘留物進行去除。

當切割道中部比兩側薄時，則采用如圖6中下側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如d-d剖面圖所示的槽形結構。其中，整形元件陣列時定制化的“h”型方形整形元件，并配合凸透鏡可以實現(xiàn)“h”型陣列方形平頂光斑加工效果。由于激光器對low-k材料產(chǎn)生較大的熱影響效果，可能導致材料的熱脹冷縮效應使得加工精度降低，并且熱效應的擴散也有可能損壞晶圓的有效區(qū)域，從而降低產(chǎn)品合格率。將激光定制化的分束成“h”型陣列光斑組合。使得預定切割道邊緣的加工熱效應更多的向加工槽中間擴散，即保留了加工效率，又有效的控制了產(chǎn)品損壞情況。并且，在切割道的中間區(qū)域保留了一束子光斑的加工效果，可以對中間一部分區(qū)域實現(xiàn)等一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對刀片的阻力，并且位于最中心的射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運動軌跡，從而提高刀片運行精度。

如圖7所示，為了在晶圓上表面low-k層上刻蝕出的槽形結構為三列均勻的“u”型凹槽，因此，如圖7上側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如e-e剖面圖所示的槽形結構。本實施例采用的三束激光光斑均用三個平凸透鏡組成的聚焦元件陣列實現(xiàn)在晶圓上的聚焦。并且，還根據(jù)光斑長度以及平凸透鏡焦距即可確定線形平頂光斑的寬度，從而實現(xiàn)對預定切割道邊緣被精確和清晰地處理。

同時，為了在晶圓上表面low-k層刻蝕出的槽形結構為整體近似“凵”型凹槽；因此，本實施例還可通過使用包含整個切割道的母激光光束對整個預定切割道內(nèi)的low-k材料進行去除，然后使用兩道小型的激光子光束對切割道兩邊剩余的材料進行切割。不僅能獲得接近于“凵”型的槽形結構，當隨后通過機械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料時，良好的應力釋放能有效的避免刀片對芯片晶體內(nèi)部產(chǎn)生的應力損傷，挺高產(chǎn)品可靠性。而且后續(xù)的兩道小型高斯光束還能清理掉第一道母光束切割后重新凝聚在槽內(nèi)兩邊的剩余物質，從而實現(xiàn)高效的槽形獲得結果。

或者，如圖8上側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如f-f剖面圖所示的槽形結構。其中，采用激光光束被分為兩束子激光。其中前一束激光子光束能量遠遠大于后面的激光子光束。前一束激光子光束用于激光開槽，而后一束激光子光束占有總激光的20-30％，被用來去除槽底的碎屑，優(yōu)化槽形結構。這樣的分束效果可以在最大限度的保證加工效率的同時，對槽形實現(xiàn)進一步的改善，從而避免后續(xù)的機械切割時，可能出現(xiàn)的剩余l(xiāng)ow-k材料被粘附于刀片上，并飛濺到晶圓的有效區(qū)域，影響了產(chǎn)品良率。

再或者，如圖9所示上側所示的拓撲圖案分布，經(jīng)具有該拓撲圖案分布的激光光束加工后形成如g-g剖面圖所示的槽形結構。其中，激光子光束所用整形元件為正方形平頂整形元件，并配合平凸透鏡可以在預定切割道的兩邊實現(xiàn)方形的激光加工效果。比較與圓形光斑，可以獲得更加有效的加工精度，并且不損傷到晶圓有效區(qū)域。方形的邊緣還能更好的控制熱效應的擴散，將加工槽控制在預定切割道以內(nèi)。而后面的圓形平頂光斑則同樣是為了去除激光加工后，殘留在槽底的low-k材料，進一步優(yōu)化槽形結構。

本發(fā)明實施例還提供一種激光加工晶圓的裝置，如圖3所示，所述裝置包括：

激光器，用于發(fā)射出激光光束；

控制器，用于根據(jù)對晶圓上表面的預定切割道的打毛進程或開槽進程確定激光光束的能量分布；

相控型硅基液晶，用于根據(jù)激光光束的能量分布對激光光束進行調制；

聚焦元件陣列，用于依次調整激光光束的聚焦點并實現(xiàn)對晶圓上表面的預定切割道進行打毛進程或開槽進程；

晶圓加工平臺，用于夾持住所述晶圓并調整所述晶圓的空間位置以在所述晶圓上表面的預定切割道進行打毛進程或開槽進程。

本發(fā)明實施例提供的激光加工晶圓的裝置首先通過控制器將激光器發(fā)射的能量較低的激光光束依次通過相控型硅基液晶、聚焦元件陣列對放置于晶圓加工平臺上的晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行打毛進程，并使預定切割道的表面粗糙化，以提高光吸收率，便于后續(xù)加工進程做準備，避免采用過高的激光光束對晶圓上表面low-k層加工并引起low-k材料的剝離從而導致晶圓損壞；同時，還能使后續(xù)加工進程中的激光光束能量的控制精度更高，進而提高在晶圓上表面的激光加工效果；然后再通過控制器將激光器發(fā)射的能量加高的激光光束依次通過相控型硅基液晶、聚焦元件陣列對放置于晶圓加工平臺上的晶圓上表面的預定切割道執(zhí)行開槽進程，進而可以通過控制激光光束的能量分布更加有效的提高激光加工效果，進而保證開槽后所形成的凹槽具有預定的槽形結構，熱影響區(qū)更小且均一性更高。

可選地，所述裝置還包括：

粗糙度檢測組件，檢測所述預定切割道表面的粗糙度。

可選地，所述粗糙度檢測組件包括：

分束器，用于將激光光束分束形成第一激光子光束和第二激光子光束，并分別將第一激光子光束發(fā)射至所述相控型硅基液晶，第二激光子光束發(fā)射至透鏡組件；

透鏡組件，用于將第二激光子光束聚焦發(fā)射至ccd裝置；

監(jiān)測光源，用于對晶圓上表面的預定切割道進行監(jiān)測；

ccd裝置，用于檢測所述預定切割道表面灰度并獲取灰度信息。

可選地，所述裝置還包括：

位移檢測裝置，用于檢測所述預定切割道的實際位置并獲取實際位置信息；

接收單元，設置于控制器內(nèi)并用于接收所述預定切割道的設定位置信息；

確定單元，設置于控制器內(nèi)并用于根據(jù)所述實時位置信息和預定位置信息確定激光光束的位置調整信息。

綜上所示，如圖3所示，本實施例所述裝置包括光纖準直器2、起偏器3、擴束準直元件4對激光器1發(fā)出的激光光束進行前期處理形成平行光束，然后由分束晶體5將激光光束分為至少兩激光子光束，第一激光子光束經(jīng)過相控型硅基液晶6微調后射入聚焦元件陣列7、光闌8進而對晶圓上表面low-k層進行加工；第二激光子光束依次射入第四分束晶體18、透鏡組件19、ccd裝置20或成像裝置20實現(xiàn)對所述預定切割道表面的粗糙度進行檢測，其中，主要是通過ccd裝置20對所述預定切割道表面灰度進行檢測并獲取灰度信息，然后控制器根據(jù)灰度信息確定粗糙度。同時還通過監(jiān)測光源17射入分束晶體18實現(xiàn)對晶圓上表面的預定切割道進行監(jiān)測并避免激光灌輸對ccd裝置的影響。

或者，本發(fā)明實施例提供的裝置還可包括光纖準直器2、起偏器3、擴束準直元件4對激光器1發(fā)出的激光光束進行前期處理形成平行光束，將所述平行光束發(fā)射至分束晶體5并將加工光束分為至少兩子光束，第一子光束經(jīng)過相控型硅基液晶6微調后射入聚焦元件陣列7、光闌8進而對晶圓上表面low-k層進行加工；第二子光束射入分束晶體11并分為第三子光束和第四子光束，并將第三子光束射入透鏡組件12、ccd裝置13進行光強度檢測，并根據(jù)所述光強度對激光光束進行微調整；通過監(jiān)測光源17射入分束晶體18實現(xiàn)對晶圓上表面的預定切割道進行監(jiān)測并避免激光灌輸對ccd裝置的影響，并將第四子光束依次射入分束晶體18、透鏡組件19、ccd裝置20或成像裝置20實現(xiàn)對對所述預定切割道表面的灰度進行檢測并獲取灰度信息，并根據(jù)所述灰度信息確定粗糙度，進而實現(xiàn)對預設切割道充分打毛，所述裝置還通過位移檢測裝置16對所述預定切割道的實際位置進行檢測并獲取實際位置信息，其中，所述晶圓加工平臺包括晶圓夾持平臺9和晶圓移動裝置10，主要是通過對晶圓移動裝置10的檢測實現(xiàn)對所述預定切割道的實際位置進行檢測；并控制相控型硅基液晶根據(jù)所述激光光束的位置調整信息對激光光束進行微調整，進而提高所述方法的加工精度，需要對所述預定切割道進行微位移，保證激光光束在多次的加工過程中加工精度，提高了所述方法的加工效果。

本實施例的裝置，可以用于執(zhí)行上述方法實施例的技術方案，其實現(xiàn)原理和技術效果類似，此處不再贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。