[发明专利]铌酸锂材料激光无尘打标装置及其打标方法

说明书

本发明涉及铌酸锂材料激光无尘打标装置及打标方法，沿光路依次设置有纳秒紫外激光器、光斑整形模组、功率实时反馈调节模组、扫描振镜以及聚焦镜，光斑整形模组包含依光路传输方向设置的扩束镜、匀光组件和光斑选择模组，功率实时反馈调节模组包含依光路传输方向设置的玻片和分光镜，电机与玻片驱动连接，能带动玻片转动，分光镜的反射光路上布置有功率计，分光镜的透射光路上布置有反射单元，反射单元的反射光路上衔接扫描振镜，聚焦镜的输出端正对于加工平台上的铌酸锂材料。采用合适波长、峰值功率和脉宽的激光器，光斑整形模组提供多光斑选择和均匀能量密度分布，获得合适的打标点径和深度；功率实时反馈调节模组实时控制打标激光的能量稳定。

技术领域

本发明涉及一种铌酸锂材料激光无尘打标装置及其打标方法。

背景技术

激光打标加工技术是使用激光对被加工物件表面进行集中的高能量照射，从而完成打标任务，这种非直接接触的加工不仅不会损坏被加工件的表面，没有切削力，打标而成的图案、符号、文字等质量非常高。激光标记能够持久不消退，并且具有加工速度快、打标精度高和灵活性好等特点。

铌酸锂是一种不溶于水的无色固体，可以透过波长为350～5200纳米之间的波，是制造光波导的优异材料，广泛应用于激光倍频、非线性光学、泡克耳斯盒、光学参量振荡器、Q开关激光器以及其它声光效应器件、千兆赫频率光开关等。近年来，随着半导体产业的快速发展，铌酸锂这一特殊材料的应用越来越多，针对铌酸锂材料的晶圆打标需求也逐渐增加。

晶圆打标是半导体制程中不可或缺的重要环节，主要是给每个晶圆标记个别代码以保证在后道生产工序中可追溯。晶圆打标有两种，一是硬打标(hard mark)，另一个是软打标(soft mark)，其中，soft mark对设备的可控制性的要求更高，对工艺的细节要求更加细致，对点的圆度、直径、深度及其公差，粉尘检测的具体规格，脉冲与脉冲之间的误差少于0.5％，均提出了十分严格的要求。

Soft mark主要是烧熔表面材料并使其部分汽化以在晶圆表面生成一系列浅浅的小点(点的直径和深度因后续制程而异)，并且不会在周边产生粉尘和大量再凝固的残渣。粉尘超标会直接污染下游的机器和无尘车间的环境，而小点周边的残渣则会为后道工序带来隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种铌酸锂材料激光无尘打标装置及其打标方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

铌酸锂材料激光无尘打标装置，特点是：沿光路依次设置有纳秒紫外激光器、光斑整形模组、功率实时反馈调节模组、扫描振镜以及聚焦镜，所述光斑整形模组包含依光路传输方向设置的扩束镜、匀光组件和光斑选择模组，所述功率实时反馈调节模组包含依光路传输方向设置的玻片和分光镜，电机与玻片驱动连接，能带动玻片转动，分光镜的反射光路上布置有功率计，分光镜的透射光路上布置有反射单元，反射单元的反射光路上衔接扫描振镜，聚焦镜的输出端正对于加工平台上的铌酸锂材料。

进一步地，上述的铌酸锂材料激光无尘打标装置，其中，所述纳秒紫外激光器是功率15W～40K、脉宽＜20ns、频率30K～100K范围可调的纳秒紫外激光器。

进一步地，上述的铌酸锂材料激光无尘打标装置，其中，所述纳秒紫外激光器是功率15W、脉17ns、频率30K～100K范围可调的纳秒紫外激光器。

进一步地，上述的铌酸锂材料激光无尘打标装置，其中，加工平台上方设有用于加快打标区域空气流动的同轴吹气单元，旁侧设有吸附粉尘颗粒的集尘单元。

进一步地，上述的铌酸锂材料激光无尘打标装置，其中，所述反射单元包含依光路传输方向设置的反射镜一和反射镜二。