[发明专利]一种晶圆异形结构的激光加工方法

说明书

本申请提供一种晶圆异形结构的激光加工方法，涉及激光加工技术领域。激光加工方法包括：采用第一激光束加工晶圆本体，形成自晶圆本体的表面向晶圆本体的内部延伸的光透通道。采用对晶圆本体具有穿透性波长的第二激光束隐形加工晶圆本体，形成位于晶圆本体的内部并限定待加工部的连续成面状的改质层。待加工部位于光透通道区的周向并与光透通道连接；采用对晶圆本体具有穿透性波长的第三激光束去除待加工部，形成异形结构。与现有的激光直接加工去除该激光无法直接到达的待加工部对应的区域，本申请有效降低去除待加工部时因热效应导致的加工缺陷，大幅提高了异形结构的精度。

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，具体而言，涉及一种晶圆异形结构的激光加工方法。

背景技术

晶圆材料是芯片制造的基础，其加工更是半导体领域的关键技术。随着MEMS的迅速发展，对晶圆材料异形结构的加工需求日益迫切，尤其是含有衬底及功能层的复合晶圆材料异形结构加工。传统的机械加工方法已无法满足要求，激光是当今最适合加工晶圆的技术，但对于晶圆材料的内部加工仍然存在众多难题，例如同质或异质晶圆材料内部结构的精细加工。

目前公开的文献资料多集中于材料表面的异形结构加工。例如，专利CN201910489824.2公开了一种激光加工陶瓷异形槽的装置及方法，通过使用旋转夹具与三维平台加工陶瓷异形槽，虽可在一定程度上解决加工锥度过大的问题，但无法实现材料内部结构的加工。对于透明材料的异形结构加工则是通过焊接的方式实现。专利CN201911081694.5公开了一种针对脆性透明材料异形3D结构的系统精密加工方法，通过夹具将样品夹合，再通过焊接轮廓得到异形3D结构，并不适用于晶圆材料的异形结构，尤其是涉及晶圆内部异形结构的加工。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种晶圆异形结构的激光加工方法，其能够改善上述至少一个的技术问题。

本申请实施例提供一种晶圆异形结构的激光加工方法，其包括：

采用第一激光束加工晶圆本体，形成自晶圆本体的表面向晶圆本体的内部延伸的光透通道。

采用对晶圆本体具有穿透性波长的第二激光束隐形加工晶圆本体，形成位于晶圆本体的内部并限定待加工部的连续成面状的改质层。

待加工部位于光透通道区的周向并与光透通道连接，采用对晶圆本体具有穿透性波长的第三激光束去除待加工部，形成异形结构。

在上述实现过程中，由于待加工部位于光透通道区的周向，也即是待加工部被部分位于其上侧的晶圆本体遮蔽，因此去除待加工部所在的晶圆本体时需要激光穿过晶圆本体聚焦于对应的加工位置，若此时直接去除待加工部(不预先形成改质层)，容易因热效应导致异形结构产生加工缺陷，因此，采用本申请的方式，预先形成限定待加工部的改质层，将待加工部与异形结构进行分隔后再进行待加工部的去除，此时有效降低去除待加工部时因热效应导致的晶圆异形结构的加工缺陷，大幅提高了异形结构的精度。

并且需要说明的是，加工光透通道以及激光隐形加工改质层的步骤的先后顺序不做限定，可根据实际的需求进行选择。

可选地，先进行激光隐形加工改质层，后加工光透通道。

在一种可能的实施方案中，第一激光束与晶圆本体能够沿互相垂直的X轴、Y轴及Z轴相对移动，第二激光束与晶圆本体能够沿互相垂直的X轴、Y轴及Z轴相对移动，第三激光束与晶圆本体能够沿互相垂直的X轴、Y轴及Z轴相对移动。

在上述实现过程中，通过上述三个激光束与晶圆本体能够沿互相垂直的X轴、Y轴及Z轴相对移动，实现异形结构的连续加工，提高加工效率。

在一种可能的实施方案中，异形结构的深度方向与Z轴平行，改质层的形成过程中，第二激光束在Z轴的加工方向自晶圆本体的内部向晶圆本体的表面移动。