[实用新型]一种含低介电常数介质晶圆片的激光划片系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶圆片激光光束精密加工技术领域，具体涉及一种含低介电常数介质晶圆片的激光划片系统。

背景技术

随着集成电路尺寸缩小到纳米级别，后端的互连技术不得不从Al/SiO₂变成Cu/low-k(低介电常数)。Cu和低K介电材料组成的多层互连结构改善了逻辑器件的运行速度，降低了因RC延迟带来的串扰噪声、传输延迟和功率损耗，尤其在超大规模集成电路中，低K介电常数材料因其更好的电气和介电性能而发挥重要作用。因此，为提高器件性能，晶圆片逐渐转向应用低K(<3.0)介电常数材料，然而，与SiO₂相比，低K介电常数材料的附着性、硬度、断裂性等机械性能降低。在后序的封装工序中，通常将电测完毕的晶圆片贴膜后再分离为晶粒，先是在晶圆片上划出沟槽，然后进行裂片再分离。在此过程中，划片的质量决定了整体的封装质量，而应用低K介质材料做成的晶圆片在划片过程中容易发生剥离、崩角和分层等缺陷，增加了划片的难度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是低K介质材料做成的晶圆片在划片过程中容易出现剥离、崩角和分层现象，而增加划片难度的问题，提供一种含低介电常数介质晶圆片的激光划片系统。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种含低介电常数介质晶圆片的激光划片系统，包括激光器、扩束镜、光阑、反射镜、分束元件、可变焦距系统和移动平台；激光器出射的激光光束经扩束镜扩束后垂直进入光阑，经过光阑滤掉边缘杂光后的激光光束入射到反射镜，经过反射镜反射后的激光光束入射到激光光束分束元件，激光光束分束元件输出性质完全一致的两束激光光束，两束激光光束进入可变焦距系统，经可变焦距系统调节后的两束激光光束聚焦于位移平台上的晶圆片，两束激光光束共同作用于晶圆片上实现同步化片。

上述方案中，所述激光器为固体激光器。

上述方案中，所述反射镜为45°反射镜。

上述方案中，可变焦距系统位于垂直即Z轴方向移动的一维直线运动装置上。

上述方案中，位移平台位于水平即XY轴方向移动的二维直线运动装置上。

与现有技术相比，本实用新型采用分束元件和可变焦距系统进行组合调节光束间距，设备简便、通用型强，加工质量高、效率好，尤其适用于含low-k介质晶圆片的划片加工。

附图说明

图1为一种含低介电常数介质晶圆片的激光划片系统的原理示意图。

图中标号：1-激光器、2-扩束镜、3-光阑、4-反射镜、5-分束元件、6-可变焦距系统、7-移动平台、8-晶圆片。

具体实施方式

一种含低介电常数介质晶圆片的激光划片系统，如图1所述，主要由激光器、扩束镜、光阑、45°反射镜、分束元件、可变焦距系统和移动平台组成。激光器出射的激光光束经扩束镜扩束后垂直进入光阑，经过光阑滤掉边缘杂光后的激光光束入射到反射镜，经过反射镜反射后的激光光束入射到激光光束分束元件，激光光束分束元件输出性质完全一致的两束激光光束，两束激光光束进入可变焦距系统，经可变焦距系统调节后的两束激光光束聚焦于位移平台上的晶圆片，两束激光光束共同作用于晶圆片上实现同步化片。

激光器输出的激光光束送入扩束镜。在本实用新型中，激光器为固体激光器，脉冲宽度为纳秒或者皮秒，波长为1064nm、1030nm、532nm、515nm或355nm。

扩束镜对激光器输出的激光光束进行激光光束光斑倍率调节和激光光束准直后送入光阑。在本实用新型中，扩束镜的调节倍率为6至10倍。

光阑对扩束镜输出的激光光束进行滤光后送入反射镜，当不需要划片时关闭光阑，防止激光光束溢出。

反射镜对光阑输出的激光光束进行方向调节后送入分束元件。在本实用新型中，反射镜为45°反射镜，用于将水平的光线反射成垂直于加工平面的光线。45°反射镜具有三维调节功能，调节上下方向使入射光照到反射镜表面，调节俯仰方向使出射光垂直于位移平台，调节左右方向使出射光垂直进入激光分束元件。

分束元件将反射镜输出的单束激光光束分成两束子激光光束后送入可变焦距系统。采用具有分束功能的分束元件，分束元件为一分二的分束设备，一束原始激光光束垂直入射到分束元件表面，出射与原始激光光束性质完全一致的两束子激光光束，这两束子光束性质完全一致，即能量相等，尺寸相同。分束元件的衍射效率达到80％以上，保证达到加工平面的激光光束光斑能量。