[发明专利]一种双脉冲激光隐形切割的方法

说明书

本发明涉及一种双脉冲激光隐形切割的方法，包括：将待加工工件放置在多轴移动平台的加工平台上；取一双脉冲激光器，双脉冲激光器发出的激光束经过光路聚焦到待加工工件上；调整多轴移动平台使得激光束的焦点位于待加工工件内合适切割位置处；将双脉冲激光器与控制系统电气连接；启动控制系统和所述双脉冲激光器，控制系统控制所述双脉冲激光器先发出长脉冲激光束对待加工工件进行预热，再发出短脉冲激光束对待加工工件进行切割，如此交替；在切割的过程中移动多轴移动平台，完成整个工件的切割。本发明通过长脉冲激光焦斑的预热及短脉冲激光焦斑的烧蚀从而实现隐形切割裂纹方向的可控，减少隐形切割在材料内部的损伤区域。

技术领域

本发明涉及切割加工的技术领域，具体涉及一种双脉冲激光隐形切割的方法。

背景技术

随着微电子产业的发展，器件越来越小型化，轻便化。随之也会带来有很多问题，单个芯片尺寸越来越小，晶圆厚度也越来越薄，晶圆更加容易断裂；为了降低耦合及串扰，在IC芯片制作中需要加入low-k材料，但low-k材料与硅衬底的附着力较低，使用传统切割方法时容易出现薄膜脱离和破碎等现象，进一步增加了晶圆切割的复杂度和难度，传统的激光切割将激光聚焦于晶圆表面，由于激光的边缘吸收，激光加工会产生微裂纹或者热影响区。

最近，半导体加工行业提出一种新的加工手段——超快激光隐形切割技术，即利用穿透率较高的激光束聚焦在晶圆材料内部，并扫描晶圆划片槽位置，使晶圆划片槽内部的材料结构发生变化，形成改质层，再对晶圆施以外力将其分开的一种切割技术。与传统的激光切割技术相比较，激光隐切技术由于将激光焦点限定在晶圆内部，对晶圆表面和底面不产生热损伤，有效地解决了传统激光带来的热影响区和微裂缝等问题，同时由于激光隐切技术所采用的激光焦点极小，在材料内部形成的切割道极细，能够较大程度提高加工的精度，避免材料的浪费。但是，在实际加工过程中，激光隐形切割技术在材料内部形成裂纹的方向还存在一定的未知性，同时，由于超短脉冲激光具有极高的能量密度，容易造成对加工区域附近材料的损伤，导致在加工精度和加工质量上还有较大的提升空间，因此提高激光隐形切割的质量和效率是当前半导体加工行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双脉冲激光隐形切割的方法，该方法减少隐形切割在材料内部的损伤区域，使加工的质量得到大幅提升。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种双脉冲激光隐形切割的方法，包括如下步骤：

将待加工工件放置在多轴移动平台的加工台上；

取一双脉冲激光器，所述双脉冲激光器发出的激光束经过光路聚焦到待加工工件上；

调整所述多轴移动平台使得激光束的焦点位于待加工工件内合适切割位置处；

将所述双脉冲激光器与控制系统电气连接，所述控制系统控制所述双脉冲激光器按照时序交替输出长脉冲激光束和短脉冲激光束；

启动所述控制系统和所述双脉冲激光器，所述控制系统控制所述双脉冲激光器先发出长脉冲激光束对待加工工件进行预热，再发出短脉冲激光束对待加工工件进行切割，如此交替；

在切割的过程中移动所述多轴移动平台以按照切割路径移动待加工工件，从而使得交替发出的长短脉冲激光束完成工件的切割工作。

进一步地，所述光路上设置有CCD相机，将CCD相机与激光束进行同轴校准，在启动所述双脉冲激光器前，通过CCD相机在待加工工件上找到激光束的焦点，从而调整待加工工件位于合适的位置处。

进一步地，还包括利用扩片机按照切割路径方向对待加工工件施加机械作用力，从而将工件沿切割线进行分离。

进一步地，双脉冲激光器，其中短脉冲激光束为飞秒或皮秒量级，长脉冲激光束为纳秒量级，长脉冲激光束为纳秒量级。