[发明专利]一种双激光复合隐形切割方法及加工系统

说明书

本发明提供了一种双激光复合隐形切割方法，具体包括如下步骤：S1选取连续激光器和脉冲激光器，通过控制系统控制用于放置待加工工件的运动加工平台能运动至加工位置；S2打开连续激光器，保持连续激光器连续发出激光，对待加工工件进行预改质，形成预改质区；S3打开脉冲激光器，脉冲激光器输出特定频率的激光在预改质区内沿预定切割路径进行二次改质，形成二次改质区，关闭激光器，完成工件的隐形切割。本发明还提供一种双激光复合隐形切割方法所用的加工系统。本发明解决现有的双激光隐形切割技术需严格控制两个脉冲激光之间的时序，操作难度大的问题。本发明大幅度降低实用难度，提高了切割效果和产品优良率。

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，更具体地，涉及一种双激光复合隐形切割方法及加工系统。

背景技术

单个器件要从大变小绕不开切割技术，从锯切发展到激光切割，相比较之下激光切割有非接触、不易损伤晶圆和高效率等优点，因此备受青睐，成为目前切割半导体关键技术之一。许多激光切割是基于激光表面烧蚀从而形成应力槽进行裂片，相比于锯切等机械切割方法有明显进步，这种方法会对晶圆仍存在一定损伤——激光的“热切割”的切割面存在着大量的熔渣以及切割时崩边现象。为解决这一问题，半导体行业提出新的加工方法——激光隐形切割技术，即在晶圆的内部进行隐形切割再进行裂片，不会对表面造成损伤。

激光隐形切割作为激光切割晶圆的一种方案，可以避免砂轮划片存在的问题。激光隐形切割是通过将脉冲激光的单个脉冲透过材料表面在材料内部聚焦，在焦点区域能量密度较高，形成多光子吸收非线性吸收效应，使得材料改性形成裂纹。每一个激光脉冲等距作用，形成等距的损伤即可在材料内部形成一个改质层，在改质层位置材料的分子键被破坏，材料的连接变的脆弱而易于分开，切割完成后通过拉伸承载膜的方式，将产品充分分开，并使得芯片与芯片之间产生间隙，这样的加工方式避免了机械的直接接触和纯水的冲洗造成的破坏。激光隐形切割在内部形成改质层是一个高温高压的过程，让这一过程变得温和和可控，从而提高隐形切割的质量仍然是目前隐形切割领域不得不解决的问题。公开号为CN111069793A的中国专利文献，公开了一种双脉冲激光隐形切割的方法，分别采用纳秒量级长脉冲激光器和超快脉冲激光器，利用长脉冲激光器进行预热形成改性层，再利用超快激光进行隐切，通过电气控制装置交替发出激光，致使短脉冲激光束在材料内部烧蚀产生的等离子体及材料蒸汽和融液可沿长脉冲激光束预热产生的改性层方向进行定向扩展，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，使加工的质量得到大幅提升。

但上述方案需采用电气装置控制两个激光器的时序交替，且脉冲激光二次改质的过程较难控制，在实际切割过程中，需要严格控制两个脉冲激光之间的时序，对出光进行控制，很大程度提高了加工难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的双激光隐形切割技术需严格控制两个脉冲激光之间的时序，操作难度大的问题，提供一种双激光复合隐形切割方法及加工系统。本发明无需控制两个激光的时序交替和干涉等影响，大幅度降低实用难度，提高切割后的效果和产品的优良率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种双激光复合隐形切割方法，具体包括如下步骤：

S1：选取连续激光器和脉冲激光器，通过控制系统控制用于放置待加工工件的运动加工平台能运动至加工位置，并通过控制系统控制连续激光器发出的激光束通过第一光路能聚焦至待加工工件的初始切割位置处及控制脉冲激光器发出的激光束通过第二光路能聚焦至待加工工件的初始切割位置处；

S2：打开连续激光器，控制系统控制运动加工平台按照设定的加工路径进行移动，保持连续激光器连续发出激光，对待加工工件进行预改质，形成预改质区；

S3：打开脉冲激光器，脉冲激光器输出特定频率的激光在预改质区内沿预定切割路径进行二次改质，形成二次改质区，完成预定切割路径的二次改质后，关闭连续激光器和脉冲激光器，完成工件的隐形切割。