[实用新型]晶圆切割装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种晶圆切割装置，属于半导体加工技术领域。

背景技术

当前，随着硅晶圆芯片技术的不断发展，芯片的集成度越来越高，单粒芯片尺寸越来越小，单位面积上的芯片数量越来越多，因此，对芯片切割方式和切割效率提出了新的要求。传统的晶圆切割技术主要有金刚石切割法和化学蚀刻法，金刚石切割存在的问题有：切槽宽，晶圆利用率低，难加工脆性和高强度材料，易产生裂痕、碎片和分层，刀具易磨损，需要消耗大量去离子水，增加成本。化学蚀刻法也存在一些不足，如刻蚀速度慢，污染环境和不适用于化学稳定的材料等。

实用新型内容

本实用新型提供了一种加工速度快，窄切槽，损伤小的晶圆切割装置，。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

晶圆切割装置，包括激光器，扩束镜，反射镜，聚焦系统，水导系统和工作台，所述待切割的晶圆置于工作台上，所述激光器产生的激光，依次经扩束镜，反射镜，后进入聚焦系统，聚焦系统射出的聚焦激光经由水导系统变成激光水柱射到工作台上。

前述的激光器采用倍频DPSS激光器。

前述的聚焦系统为双聚焦系统，由平凸镜，平面分光镜，聚焦镜，二分之一波长波片和四分之一波长波片构成，在聚焦系统中，激光束首先经平凸镜，将平行光汇聚成一束光，然后经过平面分光镜，将一束光分成两束光，两束光经四分之一波长波片，再经聚焦镜后形成前后两个焦点。

前述的水导系统由一个水腔构成，所述水腔的上面设窗口，经聚焦后的光束从窗口进入水腔内部，所述水腔的下面设置喷嘴，聚焦激光随去离子水从喷嘴射出。

前述的水腔内为去离子水。

前述的喷嘴的直径约为25μm-50μm。

本实用新型通过将激光耦合与小直径的去离子水柱中再传导到晶圆表面，使仅在水柱直径内切割晶圆，具有高切割速率，热影响区小，加工质量好等优点。同时，本实用新型的聚焦系统采用双聚焦系统，在晶圆的表面和内部形成两个聚焦点，穿透深度大，切割速度高，且断面干净，质量优于单焦点切割。

附图说明

图1为本实用新型的晶圆切割装置的结构示意图，

图2为本实用新型的双聚焦系统线路结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的晶圆切割装置包括激光器1，扩束镜2，反射镜3，聚焦系统10，水导系统和工作台8。待切割的晶圆置于工作台8上，激光器1产生的激光，经扩束镜2，反射镜3后进入聚焦系统10。

本实用新型的聚焦系统为双聚焦系统，如图2所示，由平凸镜16，平面分光镜17，聚焦镜13，二分之一波长波片11和四分之一波长波片12构成，激光束经反射镜后形成平行光，进入聚焦系统，在聚焦系统中，首先经平凸镜16，将平行光汇聚成一束光，然后经过平面分光镜17，将一束光分成两束光，两束光经四分之一波长12波片，再经聚焦镜13后形成前后两个焦点。在平面分光器17和四分之一波长波片12之间还设置二分之一波长波片11，通过调整二分之一波长波片11可改变前焦点的位置，通过改变平凸镜16的曲率半径可以调整后焦点的位置，具有很高的可控性。在晶圆的表面和内部产生前后两个焦点15和14，穿透深度更大，可以提高切割速度和切割质量。

激光束经由聚焦系统聚焦后进入水导系统，水导系统由一个水腔5构成，水腔5的上面设窗口4，经聚焦后的光束从窗口4进入水腔5内部。水腔5内为去离子水7，在水腔5的下面设置喷嘴6，聚焦激光随去离子水从喷嘴6射出，喷嘴6的直径约为25μm-50μm，此时，去离子水柱作为激光传播的介质，聚焦激光在去离子水柱内以全反射的方式传导至工作台8上的晶圆上，实现切割。聚焦激光仅在水柱直径内烧蚀并切割晶圆，热影响区小，提高加工质量，且切割速率高。

优选的，本实用新型的激光器采用倍频DPSS激光器，其激光脉宽一般是纳秒级，短脉冲由于具有脉宽极窄和极高峰值功率的特点，对加工区域的热影响很小，可以极大的改善激光切割晶圆的质量。