[发明专利]一种片台扫描式激光加工中的遮光快门控制方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造设备技术的领域，特别涉及一种片台扫描式激光加工中的遮光快门控制方法。

背景技术

激光用于半导体材料的加工制造，按照所采用激光源的功率强度，大体可分为两种情况，一种是准分子激光光刻曝光为代表的，所采用的激光作用，其功率密度不是很大；另外一种是以激光划片、切片为代表的，在晶圆片局部作用非常强，功率密度很大。

在另外一方面，由于激光加工属于一种束线加工技术，束线的截面积在现有技术条件下，并不能够覆盖住整个晶圆片的面积。当前，主流的集成电路制造中所采用的晶圆片，直径为300mm，将来还有可能进一步扩大；而激光束的截面面积，经过一定的扩束后，也只在平方厘米的量级。因此，对于激光退火之类的应用，除了在激光作用强度方面有一定的考虑之外，还要求光束能够与晶圆片之间做相对运动，以使激光光束能够用扫描或者步进扫描等方式，逐步作用到晶圆片的整个表面，获取全片均匀的加工制造效果。这里的相对运动，既可以是晶圆片(片台)不动而光束扫描，也可以是光束不动而晶圆片(片台)运动通过光束区域。

安全防护问题对于任何加工制造来说都是要重点加以考虑的，特别是采用强激光的激光半导体加工，就更是如此。一般来说，作为工艺加工控制也好，作为安全防护的第一道闸门也好，遮光快门是光路递送通路中一个必不可少的关键性的部件。通过遮光快门的动作，可以在切断强光束的情况下，方便操作人员或者设备工程师去做一些必要的操作和处理。这里所说的遮光快门，仅指遮光挡板，并不含曝光时间控制的功能。

常见的遮光快门控制方式，采用非必要不遮断的策略，亦即开启激光器后，即打开遮光快门；以后若要进行激光加工，则会将晶圆片放置到片台上，启动片台执行扫描的动作，因而光束能够对晶圆片进行一个局部一个局部的处理，直至加工完整个的晶圆片；再之后会进行上下片的动作，更换一片新的晶圆片，进行对新的晶圆片的加工处理。遮光快门在整个过程中保持常开状态。只有在工艺过程、或者设备出现故障，需要人工进行干预时，才会关闭遮光快门以遮蔽光线，提供人工干预的一个相对安全的环境。如果预计故障修复的时间比较长，实际上还会关闭激光器。

在遮光快门打开时，激光束要么是照射到待加工处理的晶圆片上，要么是照射到片台、移动导轨、或者设备的其他地方。当执行晶圆片的上下片切换时，激光束显然是照射到其他设备部件上的。由于半导体激光加工的片台等移动部件的精度很高，而激光束的作用强度又很大，长此以往，较强的激光光束容易对精密部件造成损伤。

针对上述问题，本发明特别提出了一种充分利用遮光快门动作的控制方案，采用非必要不开启的策略，亦即在片台启动了扫描动作后，在片台运行的过程中才打开遮光快门，执行激光束加工，而在其他的非加工时段，遮光快门总是被适时关闭。通过这样的遮光快门控制，将能够更好地保护设备中的其他关键和精密部件，不受到强激光直接的，或者经由其它部件折反射后的间接的照射，保持设备关键部件的完好性和动作精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种片台扫描式激光加工中的遮光快门控制方法，其特征在于，遮光快门在片台运行的过程中通过激光加工处理系统的控制系统来控制遮光快门的开启和关闭；在片台开始运行之前的待机阶段，激光源是开启或关闭，但遮光快门总是关闭的，以提供对设备其他关键部件，对于操作员或者设备工程师人身的最大安全保障；当启动激光加工时，控制系统控制遮光快门开启，片台携载着要进行加工处理的晶圆片做蛇形的扫描移动，在激光束扫描完整个晶圆片，移出晶圆片后，及时关闭遮光快门，卸载晶圆片；

片台扫描式激光加工中的遮光快门的控制流程如下：

步骤1，设备上电时，执行机器设备的上电初始化过程，此时强制令遮光快门处于关闭的状态，然后转入待机阶段；

步骤2，当用户通过加工设备的运行菜单，查询遮光快门的开启条件：(1)激光源已开启；(2)用户已经指定工艺参数；(3)用户装载晶圆片，并启动该晶圆片的加工；

步骤3，如果满足上述遮光快门的开启条件，执行步骤4，如果不满足上述遮光快门的开启条件，返回步骤2；

步骤4，进行晶圆片与激光束的相对位置探测，在当激光束移动逐步接近晶圆片时，在特定的开启位置时，执行步骤5；否则返回，继续进行晶圆片与激光束的相对位置探测；

步骤5，采用电动或者气动的方式打开遮光快门的动作遮光遮光快门，在晶圆片的加工过程中，遮光遮光快门保持开启，确保加工过程的顺利执行；