本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光加工晶圓的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著智能化的逐漸發(fā)展，對(duì)芯片制造和封測(cè)領(lǐng)域的要求日益增大，尤其是針對(duì)半導(dǎo)體、有機(jī)、無(wú)機(jī)等材料，在微米、納米尺度范圍內(nèi)進(jìn)行加工制造。

目前，在對(duì)90nm節(jié)點(diǎn)以下的晶圓進(jìn)行切割時(shí)，基片上方一般覆蓋low-k材料，由于low-k材料與基片襯底之間的粘附力不如介電常數(shù)的材料(如二氧化硅等)與基片襯底之間的粘附力，因此，在對(duì)覆蓋有l(wèi)ow-k材料的晶圓進(jìn)行切割形成凹槽時(shí)，會(huì)造成low-k材料的粘連脫落從而降低芯片良率、甚至造成晶圓基片的碎片，其中，所述“凹槽”指代不穿透晶圓的基材并在其上表面形成凹槽。

同時(shí)，當(dāng)采用激光對(duì)晶圓進(jìn)行多次切割時(shí)，由于位移平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中普遍存在移動(dòng)的重復(fù)定位誤差，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)晶圓的目標(biāo)位置進(jìn)行精準(zhǔn)切割，進(jìn)而影響晶圓的加工成品率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的激光加工晶圓的控制方法及系統(tǒng)能夠通過(guò)相控型硅基液晶對(duì)激光光束進(jìn)行微位移，避免了由于晶圓加工平臺(tái)的運(yùn)行誤差而導(dǎo)致對(duì)晶圓有效區(qū)域的損傷，提高了所述控制方法加工成品率、工作效率、激光加工精度以及分離晶圓的均勻性。

第一方面，本發(fā)明提供一種激光加工晶圓的控制方法，包括：

采集當(dāng)激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)曝光標(biāo)記或刻蝕加工時(shí)晶圓加工平臺(tái)在第一位置運(yùn)行的實(shí)時(shí)三維位置信息；

獲取第二位置的目標(biāo)三維位置信息并移動(dòng)所述晶圓加工平臺(tái)至第二位置；

采集晶圓加工平臺(tái)在第二位置的實(shí)時(shí)三維位置信息；

根據(jù)第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息確定激光偏移量；

根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶對(duì)激光光束進(jìn)行微位移并實(shí)現(xiàn)激光光束對(duì)晶圓第二目標(biāo)點(diǎn)的刻蝕加工。

可選地，所述根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶對(duì)激光光束進(jìn)行微位移為根據(jù)偏移量是通過(guò)控制反射型液晶的相控型硅基液晶上的閃耀光柵周期用以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光束進(jìn)行微位移。

可選地，在所述根據(jù)第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息確定激光偏移量與所述根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶對(duì)激光光束進(jìn)行微位移之間，還包括：

檢測(cè)相控型硅基液晶的環(huán)境溫度；

接收相控型硅基液晶的設(shè)定環(huán)境溫度；

判斷環(huán)境溫度與設(shè)定環(huán)境溫度是否一致，如果是，則保持所述環(huán)境溫度；如果否，則調(diào)節(jié)至設(shè)定環(huán)境溫度。

可選地，所述方法還包括：

實(shí)時(shí)檢測(cè)激光光束的工作狀態(tài)；

根據(jù)激光光束的工作狀態(tài)判斷激光光束是否處于異常狀態(tài)，如果是，則停止工作；如果否，則執(zhí)行下一步。

可選地，在采集當(dāng)激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)曝光標(biāo)記或刻蝕加工時(shí)晶圓夾持平臺(tái)在第一位置運(yùn)行的實(shí)時(shí)三維位置信息之前，包括：

對(duì)激光光束依次進(jìn)行分束處理、整形處理后形成具有設(shè)定圖案分布的激光光斑。

可選地，所述設(shè)定圖案分布的激光光斑包括至少兩種幾何形狀的平頂光斑組合。

第二方面，本發(fā)明提供一種激光加工晶圓的控制系統(tǒng)，包括：

擴(kuò)束準(zhǔn)直元件，用于將激光器發(fā)射的激光光束擴(kuò)束、準(zhǔn)直，形成平行光束；

分束器，用于將平行光束分為至少兩束，并分別射入相控型硅基液晶、聚焦元件；

相控型硅基液晶，用于根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶對(duì)激光光束進(jìn)行微位移；

聚焦元件，用于將所述激光光束進(jìn)行聚焦處理并發(fā)射到所述晶圓上以使激光曝光標(biāo)記或刻蝕加工晶圓；

晶圓加工平臺(tái)，用于夾持住所述晶圓并調(diào)整所述晶圓的空間位置以在所述晶圓上進(jìn)行激光加工并形成凹槽；

位移檢測(cè)裝置，用于采集晶圓加工平臺(tái)的三維位置信息；

控制器，分別與相控型硅基液晶、晶圓加工平臺(tái)和位移檢測(cè)裝置連接，用于根據(jù)第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息確定激光偏移量、以及根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶對(duì)激光光束進(jìn)行微位移并實(shí)現(xiàn)激光光束對(duì)晶圓第二目標(biāo)點(diǎn)的曝光加工。

可選地，所述聚焦元件為柱面聚焦透鏡、平凸透鏡或雙凸透鏡；

優(yōu)選的，所述聚焦元件為平凸透鏡。

可選地，所述系統(tǒng)還包括：

溫度檢測(cè)裝置，設(shè)置于所述相控型硅基液晶四周并與控制器連接，用以檢測(cè)相控型硅基液晶的環(huán)境溫度。

可選地，所述系統(tǒng)還包括：

反射鏡，用于將所述分束器射入的平行光束反射至平凸透鏡；

平凸透鏡，用于將所述反射鏡射入的平行光束聚焦并射入光強(qiáng)檢測(cè)裝置；

光強(qiáng)檢測(cè)裝置，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)激光光束的工作狀態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光加工晶圓的控制方法及系統(tǒng)解決了晶圓加工平臺(tái)存在一定的重復(fù)定位誤差導(dǎo)致激光對(duì)晶圓有效區(qū)域的造成損傷的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例主要是通過(guò)相控型硅基液晶實(shí)現(xiàn)對(duì)激光加工晶圓的高精度控制，本實(shí)施例中首先由控制器控制激光器輸出激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行曝光標(biāo)記，并采集當(dāng)激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)曝光標(biāo)記或刻蝕加工時(shí)晶圓加工平臺(tái)在第一位置運(yùn)行的實(shí)時(shí)三維位置信息。當(dāng)?shù)谝淮纹毓鈽?biāo)記完成后，晶圓加工平臺(tái)由第一位置移動(dòng)第二位置，并實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的第二目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行刻蝕加工，并通過(guò)采集第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息，然后根據(jù)上述信息得出晶圓加工平臺(tái)在xy平面上的目標(biāo)三維位置與實(shí)時(shí)三維位置之差，然后根據(jù)所述差值確定激光偏移量。所述控制器根據(jù)激光偏移量經(jīng)理論計(jì)算得出相控型硅基液晶的調(diào)制參數(shù)，并根據(jù)調(diào)制參數(shù)對(duì)激光光束進(jìn)行微位移，從而實(shí)現(xiàn)所述控制方法在預(yù)定切割道內(nèi)的精確刻蝕，進(jìn)而避免了由于晶圓加工平臺(tái)的運(yùn)行誤差而導(dǎo)致對(duì)晶圓有效區(qū)域的損傷，提高了加工成品率。并且順著預(yù)定切割道方向的有效偏移也同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光加工槽形的控制，能確保每個(gè)激光加工點(diǎn)上的總體能量分布接近一致。進(jìn)而提高了所述控制方法的工作效率、激光加工精度以及分離晶圓的均勻性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例激光加工晶圓的控制方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例激光加工晶圓的控制方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例相位補(bǔ)償后lcos相位分布示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例周期電壓所形成的光柵相位輪廓示意圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例光柵常數(shù)與一級(jí)光的衍射效率關(guān)系示意圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例衍射角度與光柵常數(shù)的關(guān)系示意圖；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例兩個(gè)不同周期的激光耦合效率歸一化結(jié)果示意圖；

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例單周期激光耦合效率歸一化結(jié)果示意圖；

圖9為本發(fā)明另一實(shí)施例激光加工晶圓的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、激光器，2、光纖準(zhǔn)直器，3、起偏器，4、擴(kuò)束準(zhǔn)直元件，5、分束器，6、相控型硅基液晶，7、聚焦元件，8、可調(diào)光闌，9、晶圓夾持平臺(tái)，10、三軸位移裝置，11、反射鏡，12、平凸透鏡，13、光強(qiáng)檢測(cè)裝置，14、溫度檢測(cè)裝置，15、控制器，16、位移檢測(cè)裝置。

具體實(shí)施方式

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

本發(fā)明實(shí)施例提供一種激光加工晶圓的控制方法，如圖1所示，所述方法包括：

s11、采集當(dāng)激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)曝光標(biāo)記或刻蝕加工時(shí)晶圓加工平臺(tái)在第一位置運(yùn)行的實(shí)時(shí)三維位置信息；

s12、獲取第二位置的目標(biāo)三維位置信息并移動(dòng)所述晶圓加工平臺(tái)至第二位置；

s13、采集晶圓加工平臺(tái)在第二位置的實(shí)時(shí)三維位置信息；

s14、根據(jù)第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息確定激光偏移量；

s15、根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶6對(duì)激光光束進(jìn)行微位移并實(shí)現(xiàn)激光光束對(duì)晶圓第二目標(biāo)點(diǎn)的刻蝕加工。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的激光加工晶圓的控制方法主要是通過(guò)相控型硅基液晶6實(shí)現(xiàn)對(duì)激光加工晶圓的高精度控制，本實(shí)施例中首先由控制器15控制激光器1輸出激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行曝光標(biāo)記、或刻蝕加工并去除晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)上表面的low-k材料。當(dāng)將激光光束對(duì)晶圓第一次曝光標(biāo)記作為初始狀態(tài)時(shí)，并在初始狀態(tài)下，所述相控型硅基液晶6將激光全反射并不參與對(duì)激光光束的控制，僅采集當(dāng)激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)曝光標(biāo)識(shí)時(shí)晶圓加工平臺(tái)在第一位置運(yùn)行的實(shí)時(shí)三維位置信息并作為初始標(biāo)準(zhǔn)值，以便計(jì)算激光偏移量。當(dāng)?shù)谝淮纹毓鈽?biāo)識(shí)完成后，晶圓加工平臺(tái)由第一位置移動(dòng)第二位置，并實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的第二目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行刻蝕加工并去除晶圓第二目標(biāo)點(diǎn)上表面的low-k材料。但是，由于晶圓加工平臺(tái)存在一定的重復(fù)定位誤差，因此控制器15通過(guò)位移檢測(cè)裝置16采集第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息，然后根據(jù)上述信息得出晶圓加工平臺(tái)在xy平面上的目標(biāo)三維位置與實(shí)時(shí)三維位置之差，然后根據(jù)所述差值確定激光偏移量。所述控制器15根據(jù)激光偏移量經(jīng)理論計(jì)算得出相控型硅基液晶6的調(diào)制參數(shù)，并根據(jù)調(diào)制參數(shù)對(duì)激光光束進(jìn)行微位移，從而實(shí)現(xiàn)所述控制方法在預(yù)定切割道內(nèi)的精確刻蝕，從而避免了由于晶圓加工平臺(tái)的運(yùn)行誤差而導(dǎo)致對(duì)晶圓有效區(qū)域的損傷，提高了加工成品率。并且順著預(yù)定切割道方向的有效偏移也同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光加工槽形的控制，能確保每個(gè)激光加工點(diǎn)上的總體能量分布接近一致。進(jìn)而提高了所述控制方法的工作效率、激光加工精度以及分離晶圓的均勻性。

可選地，如圖2-7所示，所述根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶6對(duì)激光光束進(jìn)行微位移為根據(jù)偏移量是通過(guò)控制反射型液晶的相控型硅基液晶6上的閃耀光柵周期用以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光束進(jìn)行微位移。

其中，所述閃耀光柵周期與激光偏移量相對(duì)應(yīng)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系儲(chǔ)存在控制器15內(nèi)。

具體的，如圖3所示，本實(shí)施例中所述相控型硅基液晶6為相位補(bǔ)償后的lcos器件。lcos顯示器是一種“夾心結(jié)構(gòu)”——單晶硅基底片和鍍有ito膜的玻璃片“夾”(封裝)一層液晶材料。通過(guò)把視頻轉(zhuǎn)換電路、行掃描驅(qū)動(dòng)電路和象素矩陣制作在硅基底上，而ito膜用作公共電極，液晶材料則工作在固定頻率的交流信號(hào)下(場(chǎng)反轉(zhuǎn)模式)。lcos設(shè)計(jì)成快速響應(yīng)光閥，通過(guò)調(diào)制每個(gè)象素對(duì)入射光(來(lái)自時(shí)序光源)的反射程度(灰度)實(shí)現(xiàn)圖像顯示。但是由于器件的制作工藝復(fù)雜，控制難度較大，因此導(dǎo)致了lcos普遍存在著均一性不足的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了光控系統(tǒng)精度和光衍射效率。因此，如圖3所示，本實(shí)施例中所選用的lcos為優(yōu)化后器件，通過(guò)對(duì)“液晶層空間分布的不均勻性”分析確定光控系統(tǒng)精度和光衍射效率的影響；再通過(guò)光學(xué)補(bǔ)償方法提高器件液晶層“空間相位變化”的均一性，最終實(shí)現(xiàn)光控系統(tǒng)的精度和光衍射效率的優(yōu)化。

同時(shí)，本實(shí)施例中由于平面光柵衍射的零級(jí)主極大占據(jù)了總能量的很大一部分，但是用于光譜分析的高級(jí)次主極大所包含的能量又太小，因此衍射效率很低。閃耀光柵通過(guò)控制刻槽的形狀，使刻槽面與光柵面不平行而產(chǎn)生附加相位，這樣單個(gè)刻槽面(相當(dāng)于單縫)衍射的中央極大與各槽面間(縫間)干涉主極大被分開，衍射的零級(jí)能量被轉(zhuǎn)移到其他某一級(jí)上去。而二元光學(xué)閃耀光柵基于二元光學(xué)，二元光學(xué)是一種衍射光學(xué)元件。一般的棱鏡、透鏡等利用的是光的反射、折射原理，而二元光學(xué)利用的是衍射原理，是利用超大規(guī)模集成電路的制作工藝制作出來(lái)的一類光學(xué)元件。對(duì)于二元閃耀光柵的情況。在光柵電極陣列上加適當(dāng)?shù)闹芷谛噪妷?，使整個(gè)液晶光柵形成如圖4所示相位輪廓，每個(gè)階梯的寬度為d，此即閃耀光柵的光柵常數(shù)，每個(gè)階梯內(nèi)臺(tái)階的個(gè)數(shù)為n，寬度為d′，即光柵陣列電極的周期，有n·d′＝d，整個(gè)光柵的單元個(gè)數(shù)為m，此液晶位相光柵模型等效于二元閃耀光柵模型。

同時(shí)，設(shè)液晶位相光柵相鄰電極產(chǎn)生的相位差為φ，當(dāng)單位強(qiáng)度的光入射時(shí)，一個(gè)周期的透射率函數(shù)為：

一個(gè)周期衍射的復(fù)振幅分布為：

其中u＝sinθ/λ,則整個(gè)液晶光柵的復(fù)振幅透射函數(shù)為

帶入光柵方程：dsinθ＝mλ，m＝0，±1，±2……

化簡(jiǎn)為：

則，+1級(jí)衍射光譜強(qiáng)度分布為：

如圖5所示，衍射效率是液晶閃耀光柵一個(gè)重要的性能指標(biāo)，假設(shè)液晶閃耀光柵電極陣列周期8μm，利用上式計(jì)算得出光柵常數(shù)與一級(jí)光的衍射效率關(guān)系。

由上圖可見，當(dāng)光柵常數(shù)為80μm時(shí)，一級(jí)光的衍射效率即可超過(guò)90％，但由于液晶盒本身對(duì)入射光的反射與吸收，電極間距產(chǎn)生的液晶相位凹陷以及液晶回程區(qū)對(duì)相位輪廓的影響等，實(shí)際液晶閃耀光柵的衍射效率與理論值仍有很大差距。液晶閃耀光柵的偏轉(zhuǎn)角可以由光柵方程dsinθ＝mλ確定。對(duì)于一定波長(zhǎng)λ的入射光，偏轉(zhuǎn)角θ隨光柵常數(shù)d變化的關(guān)系如圖6所示。

如圖7所示，在e位置時(shí)不同周期閃耀光柵加載后，并得出光纖耦合能量的歸一化結(jié)果，所述歸一化結(jié)果隨著周期的變大，+1級(jí)衍射光逐漸靠近參考位置，并于單周期60個(gè)像素開始耦合進(jìn)入光纖。通過(guò)曲線擬合得到，閃耀光柵在當(dāng)周期480μm以后的平均控制精度為：5.35e-05。

如圖8所示，為單周期包含170個(gè)像素至180個(gè)像素的閃耀光柵加載后，得出光纖耦合能量的歸一化結(jié)果。因此，控制精度可以達(dá)到2.9e-5。且當(dāng)周期包含的像素越大時(shí)，lcos的控制精度越高，計(jì)算可以得到單周期包含190-220個(gè)像素時(shí)，精度可以達(dá)到1.75e-05。

綜上所述，本實(shí)施例中采用lcos對(duì)激光光束進(jìn)行微位移，通過(guò)提高了lcos的相位分布精度，進(jìn)而提高激光加工的精度。

可選地，在所述根據(jù)第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息確定激光偏移量與所述根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶6對(duì)激光光束進(jìn)行微位移之間，還包括：

檢測(cè)相控型硅基液晶6的環(huán)境溫度；

接收相控型硅基液晶6的設(shè)定環(huán)境溫度；

判斷環(huán)境溫度與設(shè)定環(huán)境溫度是否一致，如果是，則保持所述環(huán)境溫度；如果否，則調(diào)節(jié)至設(shè)定環(huán)境溫度。

具體的，本實(shí)施例中由于環(huán)境溫度對(duì)相控型硅基液晶6的光學(xué)響應(yīng)有影響，因此，本實(shí)施例中在采用所述相控型硅基液晶6對(duì)激光光束進(jìn)行微位移之前，需對(duì)相控型硅基液晶6的環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，并調(diào)節(jié)至設(shè)定的環(huán)境溫度使得相控型硅基液晶6能夠在最佳的環(huán)境溫度下對(duì)激光光束進(jìn)行微位移。同時(shí)，設(shè)定環(huán)境溫度與相控型硅基液晶6相對(duì)應(yīng)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系儲(chǔ)存在控制器15內(nèi)。當(dāng)相控型硅基液晶6為反射型液晶的相控型硅基液晶6時(shí)，則所述設(shè)定環(huán)境溫度與lcos器件相對(duì)應(yīng)，使得lcos器件可以在最優(yōu)的環(huán)境溫度下進(jìn)行工作，從而進(jìn)一步的lcos器件的光學(xué)響應(yīng)。同時(shí)，提高了所述控制方法的在預(yù)定切割道內(nèi)的精確刻蝕。

可選地，所述方法還包括：

實(shí)時(shí)檢測(cè)激光光束的工作狀態(tài)；

根據(jù)激光光束的工作狀態(tài)判斷激光是否處于異常狀態(tài)，如果是，則停止工作；如果否，則執(zhí)行下一步。

具體的，本實(shí)施例中所述控制方法通過(guò)由分束器5，反射鏡11，平凸透鏡12及光強(qiáng)檢測(cè)裝置13組成光學(xué)檢測(cè)鏈路對(duì)激光進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，其中所述光強(qiáng)檢測(cè)裝置13為光功率計(jì)或光電二極管。本實(shí)施例中通過(guò)對(duì)激光光束的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，提高了所述控制方法的運(yùn)行安全，避免了異常狀態(tài)的激光對(duì)晶圓有效區(qū)域的損傷，進(jìn)而提高了所述控制方法的加工成品率。其中，當(dāng)控制系統(tǒng)內(nèi)對(duì)激光進(jìn)行加工的各組件中出現(xiàn)任何的問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致激光處于異常狀態(tài)，則本實(shí)施例中僅需通過(guò)對(duì)激光光束的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)對(duì)激光進(jìn)行加工的各組件檢測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)任何的問(wèn)題時(shí)則反饋至控制器15，并有控制器15控制系統(tǒng)停止工作。本實(shí)施例所述控制方法簡(jiǎn)化了檢測(cè)步驟并提高了檢測(cè)精確。

可選地，在采集當(dāng)激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)曝光標(biāo)記或刻蝕加工時(shí)晶圓加工平臺(tái)在第一位置運(yùn)行的實(shí)時(shí)三維位置信息之前，包括：

對(duì)激光光束依次進(jìn)行分束處理、整形處理后形成具有設(shè)定圖案分布的激光光斑。

可選地，所述設(shè)定圖案分布的激光光斑包括至少兩種幾何形狀的平頂光斑組合。

具體的，本實(shí)施例所述方法能夠在激光加工晶圓過(guò)程中，根據(jù)晶圓目標(biāo)點(diǎn)所需激光加工凹槽的特征將激光光束匹配至最佳設(shè)定圖案分布，通過(guò)保證劃片的激光光束能量分布的均勻性，使得在晶圓上表面形成的凹槽更加均勻，熱影響區(qū)更小且均一性更高，進(jìn)而提高在晶圓上表面的激光加工效果。

本實(shí)施例中所述整形處理是用于將激光器1發(fā)射的激光光束整形為方形平頂光斑，圓形平頂光斑，矩形平頂光斑，橢圓形平頂光斑或可定制性多邊形平頂光斑。

同時(shí)，沿調(diào)整所述激光光斑的空間位置方向，所述平頂光斑組合依次包括：

軟化光斑：為圓形、橢圓形、方形、矩形或可定制性多邊形并用于軟化晶圓上表面；

開槽光斑：為圓形、橢圓形、方形、矩形或可定制性多邊形并用于在所述晶圓上表面形成凹槽；

除屑光斑：為圓形、橢圓形、方形、矩形或可定制性多邊形并用于去除碎屑。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種激光加工晶圓的控制系統(tǒng)，如圖3所示，所述系統(tǒng)包括：

擴(kuò)束準(zhǔn)直元件4，用于將激光器1發(fā)射的激光光束擴(kuò)束、準(zhǔn)直，形成平行光束；

分束器5，用于將平行光束分為至少兩束，并分別射入相控型硅基液晶6、聚焦元件7；

相控型硅基液晶6，用于根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶6對(duì)激光光束進(jìn)行微位移；

聚焦元件7，用于將所述激光光束進(jìn)行聚焦處理并發(fā)射到所述晶圓上以使激光曝光標(biāo)記或刻蝕加工晶圓；

晶圓加工平臺(tái)，用于夾持住所述晶圓并調(diào)整所述晶圓的空間位置以在所述晶圓上進(jìn)行激光加工并形成凹槽；

位移檢測(cè)裝置16，用于采集晶圓加工平臺(tái)的三維位置信息；

控制器15，分別與相控型硅基液晶6、晶圓加工平臺(tái)和位移檢測(cè)裝置16連接，用于根據(jù)第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息確定激光偏移量、以及根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶6對(duì)激光光束進(jìn)行微位移并實(shí)現(xiàn)激光光束對(duì)晶圓第二目標(biāo)點(diǎn)的刻蝕加工。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光加工晶圓的控制系統(tǒng)主要是通過(guò)相控型硅基液晶6實(shí)現(xiàn)對(duì)激光加工晶圓的高精度控制，所述系統(tǒng)包括：由激光器1、光纖準(zhǔn)直器2、起偏器3、擴(kuò)束準(zhǔn)直元件4、分束器5、聚焦元件7和可調(diào)光闌8組成的激光加工鏈路，并實(shí)現(xiàn)激光光束對(duì)晶圓目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行曝光標(biāo)記、或刻蝕加工并去除目標(biāo)點(diǎn)上表面的low-k材料；由晶圓加工平臺(tái)、位移檢測(cè)裝置16和控制器15組成的三維位置檢測(cè)鏈路，并實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓加工平臺(tái)的三維位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，由分束器5、相控型硅基液晶6和控制器15組成的激光調(diào)整鏈路，并用于根據(jù)激光偏移量調(diào)控相控型硅基液晶6對(duì)激光光束進(jìn)行微位移并實(shí)現(xiàn)激光光束對(duì)晶圓第二目標(biāo)點(diǎn)的刻蝕加工。其中，所述晶圓加工平臺(tái)包括晶圓夾持平臺(tái)9、三軸位移裝置10，所述晶圓夾持平臺(tái)9與三軸位移裝置10連接，并由三軸位移裝置10帶動(dòng)晶圓夾持平臺(tái)9移動(dòng)。

同時(shí)，本實(shí)施例首先由激光加工鏈路輸出激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行曝光標(biāo)記、或刻蝕加工并去除晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)上表面的low-k材料。當(dāng)將激光光束對(duì)晶圓第一次曝光標(biāo)記作為初始狀態(tài)時(shí)，并在初始狀態(tài)下，所述相控型硅基液晶6將激光光束全反射并不參與對(duì)激光光束的控制，僅通過(guò)三維位置檢測(cè)鏈路采集當(dāng)激光光束對(duì)晶圓第一目標(biāo)點(diǎn)曝光標(biāo)記時(shí)晶圓加工平臺(tái)在第一位置運(yùn)行的實(shí)時(shí)三維位置信息并作為初始標(biāo)準(zhǔn)值，以便計(jì)算激光偏移量。當(dāng)?shù)谝淮纹毓馔瓿珊?，晶圓加工平臺(tái)由第一位置移動(dòng)第二位置，并在激光加工鏈路對(duì)晶圓的第二目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行刻蝕加工并去除晶圓第二目標(biāo)點(diǎn)上表面的low-k材料時(shí)，所述三維位置檢測(cè)鏈路采集晶圓加工平臺(tái)在第二位置的實(shí)時(shí)三維位置信息。所述控制器15通過(guò)位移檢測(cè)裝置16采集第二位置的目標(biāo)三維位置信息和實(shí)時(shí)三維位置信息，然后根據(jù)上述信息得出晶圓加工平臺(tái)在xy平面上的目標(biāo)三維位置與實(shí)時(shí)三維位置之差，然后根據(jù)所述差值確定激光偏移量。所述控制器15根據(jù)激光偏移量經(jīng)理論計(jì)算得出相控型硅基液晶6的調(diào)制參數(shù)，并由激光調(diào)整鏈路根據(jù)調(diào)制參數(shù)對(duì)激光光束進(jìn)行微位移，從而實(shí)現(xiàn)所述控制方法在預(yù)定切割道內(nèi)的精確刻蝕，從而避免了由于晶圓加工平臺(tái)的運(yùn)行誤差而導(dǎo)致對(duì)晶圓有效區(qū)域的損傷，提高了加工成品率。并且順著預(yù)定切割道方向的有效偏移也同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光加工槽形的控制，能確保每個(gè)激光加工點(diǎn)上的總體能量分布接近一致。

可選地，如圖4所示，所述聚焦元件7為柱面聚焦透鏡、平凸透鏡12或雙凸透鏡；

優(yōu)選的，所述聚焦元件7為平凸透鏡12。

可選地，所述系統(tǒng)還包括：

溫度檢測(cè)裝置14，設(shè)置于所述相控型硅基液晶6四周并與控制器15連接，用以檢測(cè)相控型硅基液晶6的環(huán)境溫度。

可選地，所述系統(tǒng)還包括：

反射鏡11，用于將所述分束器5射入的平行光束反射至平凸透鏡12；

平凸透鏡12，用于將所述反射鏡11射入的平行光束聚焦并射入光強(qiáng)檢測(cè)裝置13；

光強(qiáng)檢測(cè)裝置13，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)激光光束的工作狀態(tài)。

具體的，如圖9所示，本實(shí)施例中所述系統(tǒng)包括由分束器5，反射鏡11，平凸透鏡12及光強(qiáng)檢測(cè)裝置13組成光學(xué)檢測(cè)鏈路對(duì)激光光束進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，其中所述光強(qiáng)檢測(cè)裝置13為光功率計(jì)或光電二極管。本實(shí)施例中通過(guò)對(duì)激光光束的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，提高了所述控制方法的運(yùn)行安全，避免了異常狀態(tài)的激光對(duì)晶圓有效區(qū)域的損傷，進(jìn)而提高了所述控制方法的加工成品率，同時(shí)還能有效的對(duì)所述控制系統(tǒng)中各組件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

可選的，本實(shí)施例所述控制系統(tǒng)還包括：

整形元件陣列，包括至少兩個(gè)可變整形元件并按激光光斑的設(shè)定圖案分布排列，用于分別對(duì)所述激光器1發(fā)射的激光光束進(jìn)行整形處理并形成具有設(shè)定圖案分布的平頂光斑。

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

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。