本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光加工晶圓的方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著半導(dǎo)體器件特征尺寸的不斷減小以及芯片集成度的不斷提高，金屬互連線之間、多層布線之間的寄生電容以及金屬導(dǎo)線的電阻急劇增大，導(dǎo)致了rc延遲、功耗增加等一系列問題，限制了高速電子元器件的發(fā)展。當(dāng)器件特征尺寸小于90nm后，晶圓必須使用低介電常數(shù)材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的sio2層(k＝3.9～4.2)，常用的low-k材料有道康寧公司的fox及多孔silk材料、應(yīng)用材料公司的黑金剛石系列低k薄膜材料、novellussystem的coral、英特爾的cdo以及nec公司的fcn+有機(jī)層等等。

low-k材料的使用也帶來了一些問題。不論是機(jī)械強(qiáng)度還是粘附性，low-k材料都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如sio2，這對(duì)劃片工藝提出了挑戰(zhàn)。最為常見的問題是，在劃片過程中由于較低的機(jī)械強(qiáng)度及粘附力，使得low-k材料粘連在劃片刀上，這不僅降低了劃片的效率，同時(shí)也帶來了絕緣層從金屬層表面被剝離以及產(chǎn)生碎屑并擴(kuò)散到其它功能區(qū)域等嚴(yán)重影響良率的后果。激光加工具有非接觸、精度高、適用材料范圍廣、加工路徑靈活可控等優(yōu)點(diǎn)，是用來對(duì)晶圓劃片以及解決上述問題的有力方案。據(jù)了解，蘋果公司已經(jīng)強(qiáng)制要求供應(yīng)商提供的晶圓必須采用激光切割low-k材料的工藝(即：lasergrooving工藝)，這使得封測(cè)廠對(duì)此類工藝技術(shù)及設(shè)備的需求大為提升。嚴(yán)格地說，激光束不是“切割”low-k材料，而是依靠激光能量產(chǎn)生的高溫融化金屬層及層間介質(zhì)層，這樣的激光切割產(chǎn)生械應(yīng)力很小，因而不會(huì)發(fā)生分層或剝離等問題。另外，濱松光子學(xué)株式會(huì)社還發(fā)明了“隱形切割”的技術(shù)，這種技術(shù)是利用對(duì)晶圓具有透射性波長的激光聚焦在晶圓內(nèi)部形成改質(zhì)層，再借助外力使晶圓沿著改質(zhì)層裂開為單獨(dú)的芯片。利用隱形切割技術(shù)，可以避免在劃片過程中產(chǎn)生碎屑對(duì)芯片功能區(qū)造成污染，但是當(dāng)晶圓上面覆蓋有隔離層或其它功能層時(shí)，這將會(huì)影響激光的透過，從而影響改質(zhì)層的形成。因此，在使用隱形切割時(shí)，也應(yīng)首先使用激光去除晶圓上表面low-k層等材料。

但是無法根據(jù)后續(xù)加工工藝的需求，定制化在晶圓上表面low-k層上所形成的槽形結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響后續(xù)加工工藝的加工需求的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的激光加工晶圓的方法及裝置及用戶設(shè)備，能夠根據(jù)后續(xù)的加工工藝需求確定激光光束需在晶圓上表面low-k層上加工后需形成槽形信息并形成預(yù)設(shè)槽形信息，然后通過設(shè)置元件設(shè)置上述預(yù)設(shè)槽形信息，并由所述預(yù)設(shè)槽形信息經(jīng)控制器匹配到最佳的拓?fù)鋱D案分布，進(jìn)而使得在晶圓上表面low-k層刻蝕形成的凹槽更加均勻，熱影響區(qū)更小且均一性更高，進(jìn)而提高在晶圓上表面的激光加工效果。

第一方面，本發(fā)明提供一種激光加工晶圓的方法，包括：

設(shè)置激光光束在晶圓上表面low-k層上加工后需形成的預(yù)設(shè)槽形信息；

根據(jù)預(yù)設(shè)槽形信息匹配激光光束需具有的拓?fù)鋱D案分布；

根據(jù)所述拓?fù)鋱D案分布對(duì)激光光束依次進(jìn)行分束處理、整形處理和聚焦處理后形成具有所述拓?fù)鋱D案分布的激光光斑，用以對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕并形成預(yù)設(shè)槽形。

可選地，所述預(yù)設(shè)槽形信息包括槽形結(jié)構(gòu)、槽形的寬度和槽形的深度中一種或者任意組合。

可選地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)槽形信息匹配激光光束需具有的拓?fù)鋱D案分布，包括：

獲取槽形結(jié)構(gòu)并根據(jù)槽形結(jié)構(gòu)確定所述激光光斑的形狀分布；

獲取槽形的寬度并根據(jù)槽形的寬度確定激光光斑的大小分布；

根據(jù)所述激光光斑的形狀分布、大小分布確定拓?fù)鋱D案分布。

可選地，所述方法還包括：

獲取所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布；

根據(jù)所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布確定所述激光光束的強(qiáng)度和焦點(diǎn)位置。

可選地，當(dāng)對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕后，還包括：

檢測(cè)對(duì)晶圓上表面low-k層刻蝕所形成的槽形并獲取實(shí)時(shí)槽形信息；

獲取所述拓?fù)鋱D案分布并作為第一拓?fù)鋱D案分布；

根據(jù)實(shí)時(shí)槽形信息和第一拓?fù)鋱D案分布確定拓?fù)鋱D案分布的調(diào)整參數(shù)；

根據(jù)所述調(diào)整參數(shù)對(duì)激光光束的拓?fù)鋱D案分布進(jìn)行調(diào)整形成第二拓?fù)鋱D案分布，并將具有第二圖案分布的激光光束對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕。

第二方面，本發(fā)明提供一種激光加工晶圓的裝置，包括：

設(shè)置元件，用于設(shè)置激光光束在晶圓上表面low-k層上加工后需形成的預(yù)設(shè)槽形信息；

控制器，用于根據(jù)預(yù)設(shè)槽形信息匹配激光光束需具有的拓?fù)鋱D案分布；

相控型硅基液晶，用于根據(jù)所述拓?fù)鋱D案分布對(duì)激光光束依次進(jìn)行分束處理和整形處理并形成具有所述拓?fù)鋱D案分布的激光光斑；

聚焦元件陣列，用于將所述激光光斑發(fā)射至晶圓上表面low-k層并對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕并形成預(yù)設(shè)槽形。

可選地，所述控制器包括：

第一計(jì)算單元，用于獲取槽形結(jié)構(gòu)并根據(jù)槽形結(jié)構(gòu)確定所述激光光斑的形狀分布；

第二計(jì)算單元，用于獲取槽形的寬度并根據(jù)槽形的寬度確定激光光斑的大小分布；

第一確定單元，用于根據(jù)所述激光光斑的形狀分布、大小分布確定拓?fù)鋱D案分布。

可選地，所述控制器還包括：

第一獲取單元，用于獲取所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布；

第二確定單元，用于根據(jù)所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布確定所述激光光束的強(qiáng)度和焦點(diǎn)位置。

可選地，所述裝置還包括：

檢測(cè)組件，用于檢測(cè)對(duì)晶圓上表面low-k層刻蝕所形成的槽形并獲取實(shí)時(shí)槽形信息；

第二獲取單元，設(shè)置于控制器內(nèi)并用于獲取所述拓?fù)鋱D案分布并作為第一拓?fù)鋱D案分布；

第三確定單元，設(shè)置于控制器內(nèi)并用于根據(jù)實(shí)時(shí)槽形信息和第一拓?fù)鋱D案分布確定拓?fù)鋱D案分布的調(diào)整參數(shù)。

可選地，所述檢測(cè)組件包括：

分束晶體，用于將激光光束分束形成第一激光子光束和第二激光子光束，并分別將第一激光子光束發(fā)射至所述相控型硅基液晶，第二激光子光束發(fā)射至透鏡組件；

監(jiān)測(cè)光源，用于對(duì)晶圓上表面low-k層經(jīng)刻蝕后所形成的槽形進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

ccd裝置，用于獲取實(shí)時(shí)槽形信息并進(jìn)行成像；

透鏡組件，用于將第二激光子光束聚焦發(fā)射至ccd裝置。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光加工晶圓的方法及裝置解決了無法根據(jù)后續(xù)加工工藝的需求，定制化在晶圓上表面low-k層上所形成的槽形結(jié)構(gòu)的問題，本實(shí)施例所述方法主要是操作者先通過后續(xù)的加工工藝需求確定激光光束需在晶圓上表面low-k層上加工后需形成的槽形并形成預(yù)設(shè)槽形信息，然后通過設(shè)置元件設(shè)置上述預(yù)設(shè)槽形信息，并由所述預(yù)設(shè)槽形信息經(jīng)控制器匹配到最佳的拓?fù)鋱D案分布，進(jìn)而通過保證用于劃片的激光光束分布的均勻性，使得在晶圓上表面low-k層刻蝕形成的凹槽更加均勻，熱影響區(qū)更小且均一性更高，進(jìn)而提高在晶圓上表面的激光加工效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例激光加工晶圓的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例激光加工晶圓的方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例拓?fù)鋱D案分布示意圖；

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例拓?fù)鋱D案分布示意圖；

圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例拓?fù)鋱D案分布示意圖；

圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例拓?fù)鋱D案分布示意圖；

圖7為本發(fā)明另一實(shí)施例拓?fù)鋱D案分布示意圖；

圖8為本發(fā)明另一實(shí)施例拓?fù)鋱D案分布示意圖；

圖9為本發(fā)明另一實(shí)施例拓?fù)鋱D案分布示意圖；

圖10為本發(fā)明一實(shí)施例激光加工晶圓的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明另一實(shí)施例激光加工晶圓的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種激光加工晶圓的方法，如圖1所示，所述方法包括：

s11、設(shè)置激光光束在晶圓上表面low-k層上加工后需形成的預(yù)設(shè)槽形信息；

s12、根據(jù)預(yù)設(shè)槽形信息匹配激光光束需具有的拓?fù)鋱D案分布；

s13、根據(jù)所述拓?fù)鋱D案分布對(duì)激光光束依次進(jìn)行分束處理、整形處理和聚焦處理后形成具有所述拓?fù)鋱D案分布的激光光斑，用以對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕并形成預(yù)設(shè)槽形。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光加工晶圓的方法解決了無法根據(jù)后續(xù)加工工藝的需求，定制化在晶圓上表面low-k層上所形成的槽形結(jié)構(gòu)的問題，本實(shí)施例所述方法主要是操作者先通過后續(xù)的加工工藝需求確定激光光束需在晶圓上表面low-k層上加工后需形成的槽形并形成預(yù)設(shè)槽形信息，然后通過設(shè)置元件設(shè)置上述預(yù)設(shè)槽形信息，并由所述預(yù)設(shè)槽形信息經(jīng)控制器匹配到最佳的拓?fù)鋱D案分布，例如，當(dāng)后續(xù)加工工藝所述槽形結(jié)構(gòu)整體近視為“凵”型時(shí)，采用如圖3所述的拓?fù)鋱F(tuán)分布進(jìn)行激光加工；進(jìn)而通過保證用于劃片的激光光束分布的均勻性，使得在晶圓上表面low-k層刻蝕形成的凹槽更加均勻，熱影響區(qū)更小且均一性更高，進(jìn)而提高在晶圓上表面的激光加工效果。

同時(shí)，所述方法根據(jù)預(yù)設(shè)槽形信息將激光光束匹配到最佳的拓?fù)鋱D案分布后，還需根據(jù)所述拓?fù)鋱D案分布對(duì)激光器發(fā)射的激光光束進(jìn)行分束處理后形成多束激光子光束、然后對(duì)分束后的激光子光束分別進(jìn)行整形處理、聚焦處理，進(jìn)而形成具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光斑，最后通過改變?cè)摷す夤獍吲c晶圓上表面low-k層之間的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行激光加工效果并在晶圓上表面low-k層上形成凹槽，進(jìn)而在避免low-k層在加工過程中的剝落前提下，達(dá)到高效去除晶圓上表面low-k層效果，并提高所述凹槽的平整度和分離晶圓的均勻性，進(jìn)而提高晶圓的性能。

可選地，如圖2所示，所述預(yù)設(shè)槽形信息包括槽形結(jié)構(gòu)、槽形的寬度和槽形的深度中一種或者任意組合。

可選地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)槽形信息匹配激光光束需具有的拓?fù)鋱D案分布，包括：

獲取槽形結(jié)構(gòu)并根據(jù)槽形結(jié)構(gòu)確定所述激光光斑的形狀分布；

獲取槽形的寬度并根據(jù)槽形的寬度確定激光光斑的大小分布；

根據(jù)所述激光光斑的形狀分布、大小分布確定拓?fù)鋱D案分布。

具體的，本實(shí)施例中所述獲取槽形的寬度并根據(jù)槽形的寬度確定激光光斑的大小分布，包括：

獲取槽形的寬度；

接收激光光斑的形狀分布和對(duì)應(yīng)的熱影響區(qū)信息；

根據(jù)槽形的寬度、激光光斑的形狀分布和對(duì)應(yīng)的熱影響區(qū)信息通過算法計(jì)算得出激光光斑的大小分布。

其中，在該算法中所述熱影響區(qū)信息作為公式中的一系數(shù)，進(jìn)一步的確保由具有所述激光光斑的大小分布的激光光束加工所形成的槽形結(jié)構(gòu)更加精確。

同時(shí)，所述方法中預(yù)設(shè)槽形信息與所述拓?fù)鋱D案分布相對(duì)應(yīng)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系儲(chǔ)存在控制器內(nèi)。例如，如圖3所示，為了在晶圓上表面low-k層刻蝕出的槽形結(jié)構(gòu)為兩“u”型凹槽分別分布在切割道兩側(cè)，其中，激光光束被一分為二并分別作用于預(yù)定切割道的邊緣位置和中心位置將半導(dǎo)體襯底上的low-k材料去除，并保留它們之間的區(qū)域，隨后可以通過機(jī)械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料。使用該槽形結(jié)構(gòu)可以移除邊緣的low-k材料并且限定移除對(duì)象區(qū)域，當(dāng)在隨后的處理中移除low-k材料時(shí)，可以防止移除對(duì)象區(qū)域之外的區(qū)域中的low-k材料被移除，邊緣被精確和清晰地處理，在提高加工效率的同時(shí)改進(jìn)了制造特性，還能有效的避免low-k層在加工過程中的剝落。因此，本實(shí)施例中可采用如圖三左側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如a-a剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)，其中，該拓?fù)鋱F(tuán)分布由分別分布在切割道兩側(cè)的兩個(gè)橢圓形激光光斑組成，其中所用聚焦元件陣列為圓形平頂光斑整形元件，聚焦元件陣列為平凸柱面鏡陣列組成。通過聚焦元件陣列可以將作用在預(yù)定切割線兩端的兩束平行光整形成為線條形狀，該形狀較之圓形光斑，其刻蝕區(qū)域增大。從而增加了加工效率。通過對(duì)透鏡的位置的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)線性形狀相對(duì)于預(yù)定切割道垂直方向的寬度進(jìn)行改變，從而獲得不同槽寬的加工效果。進(jìn)而有利于下一步通過機(jī)械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料。通過這種方法移除邊緣的low-k材料并且限定移除對(duì)象區(qū)域，當(dāng)在隨后的處理中移除low-k材料時(shí)，可以防止移除對(duì)象區(qū)域之外的區(qū)域中的low-k材料被移除?；蛘卟捎脠D三右側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如a-a剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)，其中，該拓?fù)鋱F(tuán)分布由分別分布在切割道兩側(cè)的兩個(gè)圓形激光光斑組成，通過分束元件或相控型硅基液晶將一束入射激光光束分為兩束激光子光束，再經(jīng)過聚焦元件陣列將兩束激光子光束分別作用于劃片跑道兩側(cè)。

如圖4和圖5所示，為了在晶圓上表面low-k層上刻蝕出的槽形結(jié)構(gòu)為兩側(cè)分別是“凵”型凹槽，中間為“u”型凹槽，則需要將激光光束一分為三并分別作用于預(yù)定切割道的邊緣位置和中心位置將半導(dǎo)體襯底上的low-k層去除，并保留它們之間的區(qū)域，隨后可以通過機(jī)械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料。該槽形結(jié)構(gòu)可以移除邊緣的low-k材料并且限定移除對(duì)象區(qū)域，同時(shí)一束較小形狀的光斑可以在保證預(yù)定切割道邊緣low-k材料去除的情況下，對(duì)中間一部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對(duì)刀片的阻力，并且位于最中心的0級(jí)衍射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高刀片運(yùn)行精度。位于預(yù)定切割道邊緣的兩道方形平頂激光子光束可以實(shí)現(xiàn)切割道邊緣的精確和清晰處理，在提高加工效率的同時(shí)改進(jìn)了制造特性，還能有效的避免low-k層在加工過程中的剝落。因此，如圖4左側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如b-b剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例可將作用在中間激光子光束使用的整形元件為圓形平頂光斑整形元件，并配合平凸柱面鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光斑的線性化處理；作用在預(yù)定切割道兩邊的激光子光束所用整形元件為正方形平頂整形元件，并配合凸透鏡可以在預(yù)定切割道的兩邊實(shí)現(xiàn)方形的激光加工效果。中間橢圓形的的平頂光斑可以在實(shí)現(xiàn)對(duì)low-k材料進(jìn)行去除的同時(shí)，最大限度的提高工作效率。根據(jù)光斑長度以及平凸柱面鏡焦距即可確定線形平頂光斑的寬度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定切割道邊緣被精確和清晰地處理，在提高加工效率的同時(shí)改進(jìn)了制造特性，還能有效的避免low-k在加工過程中的剝落。

當(dāng)移除即使在移除邊緣的low-k材料之后仍保留的low-k材料時(shí)，由于從low-k材料施加到刀片的物理阻力，不可能確保刀片的預(yù)定移動(dòng)速度。因此，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在使用兩個(gè)分割的子激光對(duì)預(yù)定切割道t邊緣兩邊的low-k材料去除后，同時(shí)引入衍射分光的0級(jí)激光。三束子激光的能量強(qiáng)度接近一致，因此可以在保證預(yù)定切割道邊緣low-k材料去除的情況下，對(duì)中間一部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)等同于邊緣刻蝕的效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對(duì)刀片的阻力，并且位于最中心的0級(jí)衍射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高刀片運(yùn)行精度。

或者，如圖4右側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如b-b剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中作用于中間的激光子光束使用的整形元件為圓形平頂光斑整形元件，并配合平凸透鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光斑的聚焦處理。

進(jìn)一步地，如圖5所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如c-c剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩側(cè)的“凵”型凹槽大于中間為“u”型凹槽時(shí)，所述方法可采用中間激光子光束的光斑尺寸小于切割道兩邊的激光子光束的光斑尺寸大小。三束激光子光束的光斑均用三個(gè)平凸透鏡組成的聚焦元件組實(shí)現(xiàn)在晶圓上的聚焦。根據(jù)光斑長度以及平凸透鏡焦距即可確定線形平頂光斑的寬度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定切割道邊緣被精確和清晰地處理，在提高加工效率的同時(shí)改進(jìn)了制造特性，還能有效的避免low-k在加工過程中的剝落。較小的中間光束在有效的保證了對(duì)切割道兩邊進(jìn)行高效清除的同時(shí)，還可以對(duì)中間一部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)等一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對(duì)刀片的阻力，并且位于最中心的射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高刀片運(yùn)行精度。

如圖6所示，激光光束為了在晶圓上表面low-k層刻蝕出的槽形結(jié)構(gòu)為整體近似“凵”型凹槽，且當(dāng)移除即使在移除邊緣的low-k材料之后仍保留的low-k材料時(shí)，由于從low-k材料施加到刀片的物理阻力，不可能確保刀片的預(yù)定移動(dòng)速度。因此，本實(shí)施例中在使用兩個(gè)分割的激光子光束對(duì)預(yù)定切割道邊緣兩邊的low-k材料去除后，同時(shí)引入衍射分光的0級(jí)激光。三束激光子光束的能量強(qiáng)度接近一致，因此可以在保證預(yù)定切割道邊緣low-k材料去除的情況下，對(duì)中間一部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)等同于邊緣刻蝕的效果。最終獲得一個(gè)近似于全部刻蝕的“凵”型槽形結(jié)構(gòu)。由于槽頂與槽底相差較小，當(dāng)隨后通過機(jī)械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料時(shí)，良好的應(yīng)力釋放能有效的避免刀片對(duì)芯片晶體內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力損傷，挺高產(chǎn)品可靠性。因此，如圖6左上側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如d-d剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中采用的整形元件陣列為定制化的3*3方形整形元件，并配合凸透鏡可以實(shí)現(xiàn)3*3的陣列方形平頂光斑加工效果。方形的平頂光斑可以有效的控制邊緣精度，因此相較于圓形光斑，可以獲得更加有效的加工精度，并且不損傷到晶圓有效區(qū)域。方形的邊緣還能更好的控制熱效應(yīng)的擴(kuò)散，將加工槽控制在預(yù)定切割道以內(nèi)。方形的陣列加工效果可以更好的覆蓋大范圍的加工區(qū)域，即增加的加工效率。不同的方形子光斑中間的無能量區(qū)域也能一定的緩解熱效應(yīng)的影響。通過這種多光束重疊的方式后，可以保證光斑簇頂部能量分布相對(duì)均勻，因此可以有效地減小熱效應(yīng)產(chǎn)生的low-k材料燒蝕現(xiàn)象。由于多光束的重疊，使得劃片的光束能量分布更為均勻，槽底部更為平坦，熱影響區(qū)均一性較高，相應(yīng)的崩邊、微孔、披鋒現(xiàn)象也可隨之減小。

同時(shí)，由于晶圓上表面low-k層的厚度不均，因此僅采用如圖6左上側(cè)的拓?fù)鋱D案分布進(jìn)行激光加工，無法達(dá)到預(yù)期近似于“凵”型的槽形結(jié)構(gòu)，因此根據(jù)晶圓上表面low-k層的厚度分布，進(jìn)而調(diào)整所述拓?fù)鋱D案分布。例如，當(dāng)切割道中部比兩側(cè)厚時(shí)，則采用如圖6右上側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如d-d剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。其中，整形元件陣列采用定制化的“工”型方形整形元件，并配合凸透鏡可以實(shí)現(xiàn)“工”型陣列方形平頂光斑加工效果。為有效的控制陣列光斑熱影響區(qū)域的擴(kuò)散，將激光定制化的分束成“工”型陣列光斑組合。使得預(yù)定切割道邊緣的加工熱效應(yīng)更多的向加工槽中間擴(kuò)散，即保留了加工效率，又有效的控制了產(chǎn)品損壞情況。在切割道的中間區(qū)域保留了一束子光斑的加工效果，可以對(duì)中間一部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)等一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對(duì)刀片的阻力，并且位于最中心的射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高刀片運(yùn)行精度。最后一道激光子光束的組合，還能有效的對(duì)前面的刻蝕槽形進(jìn)行修繕，將槽底的殘留物進(jìn)行去除。

當(dāng)切割道中部比兩側(cè)薄時(shí)，則采用如圖6中下側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如d-d剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。其中，整形元件陣列時(shí)定制化的“h”型方形整形元件，并配合凸透鏡可以實(shí)現(xiàn)“h”型陣列方形平頂光斑加工效果。由于激光器對(duì)low-k材料產(chǎn)生較大的熱影響效果，可能導(dǎo)致材料的熱脹冷縮效應(yīng)使得加工精度降低，并且熱效應(yīng)的擴(kuò)散也有可能損壞晶圓的有效區(qū)域，從而降低產(chǎn)品合格率。將激光定制化的分束成“h”型陣列光斑組合。使得預(yù)定切割道邊緣的加工熱效應(yīng)更多的向加工槽中間擴(kuò)散，即保留了加工效率，又有效的控制了產(chǎn)品損壞情況。并且，在切割道的中間區(qū)域保留了一束子光斑的加工效果，可以對(duì)中間一部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)等一定的刻蝕效果。因此有可能在隨后的刀片開槽處理中極大的減小剩余l(xiāng)ow-k材料對(duì)刀片的阻力，并且位于最中心的射光刻蝕的溝道能有效的將束縛住刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高刀片運(yùn)行精度。

因此，所述方法還包括：

獲取晶圓上表面low-k層的厚度信息；

根據(jù)厚度信息和預(yù)設(shè)槽形信息匹配激光光束需具有的拓?fù)鋱D案分布。

如圖7所示，為了在晶圓上表面low-k層上刻蝕出的槽形結(jié)構(gòu)為三列均勻的“u”型凹槽，因此，如圖7上側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如e-e剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例采用的三束激光光斑均用三個(gè)平凸透鏡組成的聚焦元件陣列實(shí)現(xiàn)在晶圓上的聚焦。并且，還根據(jù)光斑長度以及平凸透鏡焦距即可確定線形平頂光斑的寬度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)定切割道邊緣被精確和清晰地處理。

同時(shí)，為了在晶圓上表面low-k層刻蝕出的槽形結(jié)構(gòu)為整體近似“凵”型凹槽；因此，本實(shí)施例還可通過使用包含整個(gè)切割道的母激光光束對(duì)整個(gè)預(yù)定切割道內(nèi)的low-k材料進(jìn)行去除，然后使用兩道小型的激光子光束對(duì)切割道兩邊剩余的材料進(jìn)行切割。不僅能獲得接近于“凵”型的槽形結(jié)構(gòu)，當(dāng)隨后通過機(jī)械處理方法或激光處理方法移除剩余的low-k材料時(shí)，良好的應(yīng)力釋放能有效的避免刀片對(duì)芯片晶體內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力損傷，挺高產(chǎn)品可靠性。而且后續(xù)的兩道小型高斯光束還能清理掉第一道母光束切割后重新凝聚在槽內(nèi)兩邊的剩余物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)高效的槽形獲得結(jié)果。

或者，如圖8上側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如f-f剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。其中，采用激光光束被分為兩束子激光。其中前一束激光子光束能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后面的激光子光束。前一束激光子光束用于激光開槽，而后一束激光子光束占有總激光的20-30％，被用來去除槽底的碎屑，優(yōu)化槽形結(jié)構(gòu)。這樣的分束效果可以在最大限度的保證加工效率的同時(shí)，對(duì)槽形實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的改善，從而避免后續(xù)的機(jī)械切割時(shí)，可能出現(xiàn)的剩余l(xiāng)ow-k材料被粘附于刀片上，并飛濺到晶圓的有效區(qū)域，影響了產(chǎn)品良率。

再或者，如圖9所示上側(cè)所示的拓?fù)鋱D案分布，經(jīng)具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光束加工后形成如g-g剖面圖所示的槽形結(jié)構(gòu)。其中，激光子光束所用整形元件為正方形平頂整形元件，并配合平凸透鏡可以在預(yù)定切割道的兩邊實(shí)現(xiàn)方形的激光加工效果。比較與圓形光斑，可以獲得更加有效的加工精度，并且不損傷到晶圓有效區(qū)域。方形的邊緣還能更好的控制熱效應(yīng)的擴(kuò)散，將加工槽控制在預(yù)定切割道以內(nèi)。而后面的圓形平頂光斑則同樣是為了去除激光加工后，殘留在槽底的low-k材料，進(jìn)一步優(yōu)化槽形結(jié)構(gòu)。

可選地，所述方法還包括：

獲取所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布；

根據(jù)所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布確定所述激光光束的強(qiáng)度和焦點(diǎn)位置。

具體的，由于激光加工過程中存在著熱影響區(qū)，因此，為了能夠更好優(yōu)化槽形結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步的根據(jù)所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布確定所述激光光束的強(qiáng)度和焦點(diǎn)位置。

可選地，當(dāng)對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕后，還包括：

檢測(cè)對(duì)晶圓上表面low-k層刻蝕所形成的槽形并獲取實(shí)時(shí)槽形信息；

獲取所述拓?fù)鋱D案分布并作為第一拓?fù)鋱D案分布；

根據(jù)實(shí)時(shí)槽形信息和第一拓?fù)鋱D案分布確定拓?fù)鋱D案分布的調(diào)整參數(shù)；

根據(jù)所述調(diào)整參數(shù)對(duì)激光光束的拓?fù)鋱D案分布進(jìn)行調(diào)整形成第二拓?fù)鋱D案分布，并將具有第二圖案分布的激光光束對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕。

例如，當(dāng)?shù)谝煌負(fù)鋱D案分布與第二拓?fù)鋱D案分布僅僅調(diào)整激光光斑的形狀，可只需控制相控型硅基液晶對(duì)激光光束進(jìn)行調(diào)制并形成第二拓?fù)鋱D案分布；當(dāng)?shù)谝煌負(fù)鋱D案分布與第二拓?fù)鋱D案分布之間激光光斑以及激光子光束陣列均需調(diào)整，則通過控制相控型硅基液晶和聚焦元件陣列7對(duì)激光光束進(jìn)行調(diào)制。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種激光加工晶圓的裝置，如圖10所示，所述裝置包括：

設(shè)置元件，用于設(shè)置激光光束在晶圓上表面low-k層上加工后需形成的預(yù)設(shè)槽形信息；

控制器15，用于根據(jù)預(yù)設(shè)槽形信息匹配激光光束需具有的拓?fù)鋱D案分布；

相控型硅基液晶6，用于根據(jù)所述拓?fù)鋱D案分布對(duì)激光光束依次進(jìn)行分束處理和整形處理并形成具有所述拓?fù)鋱D案分布的激光光斑；

聚焦元件陣列7，用于將所述激光光斑發(fā)射至晶圓上表面low-k層并對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行刻蝕并形成預(yù)設(shè)槽形。

本發(fā)明實(shí)施例提供的激光加工晶圓的裝置，通過設(shè)置元件設(shè)置上述預(yù)設(shè)槽形信息，并由所述預(yù)設(shè)槽形信息經(jīng)控制器匹配到最佳的拓?fù)鋱D案分布，還需根據(jù)所述拓?fù)鋱D案分布對(duì)激光器1發(fā)射的激光光束經(jīng)相控型硅基液晶6進(jìn)行分束處理后形成多束激光子光束、然后對(duì)分束后的激光子光束分別進(jìn)行整形處理；最后由聚焦元件陣列7對(duì)激光子光束進(jìn)行聚焦處理，進(jìn)而形成具有該拓?fù)鋱D案分布的激光光斑，最后通過改變?cè)摷す夤獍吲c晶圓上表面low-k層之間的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行激光加工效果并在晶圓上表面low-k層上形成凹槽，進(jìn)而通過保證用于劃片的激光光束分布的均勻性，使得在晶圓上表面low-k層刻蝕形成的凹槽更加均勻，熱影響區(qū)更小且均一性更高，進(jìn)而提高在晶圓上表面的激光加工效果。

可選地，所述控制器包括：

第一計(jì)算單元，用于獲取槽形結(jié)構(gòu)并根據(jù)槽形結(jié)構(gòu)確定所述激光光斑的形狀分布；

第二計(jì)算單元，用于獲取槽形的寬度并根據(jù)槽形的寬度確定激光光斑的大小分布；

第一確定單元，用于根據(jù)所述激光光斑的形狀分布、大小分布確定拓?fù)鋱D案分布。

可選地，所述控制器還包括：

第一獲取單元，用于獲取所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布；

第二確定單元，用于根據(jù)所述槽形的深度和拓?fù)鋱D案分布確定所述激光光束的強(qiáng)度和焦點(diǎn)位置。

可選地，所述裝置還包括：

檢測(cè)組件，用于檢測(cè)對(duì)晶圓上表面low-k層刻蝕所形成的槽形并獲取實(shí)時(shí)槽形信息；

第一獲取單元，設(shè)置于控制器內(nèi)并用于獲取所述拓?fù)鋱D案分布并作為第一拓?fù)鋱D案分布；

第三確定單元，設(shè)置于控制器內(nèi)并用于根據(jù)實(shí)時(shí)槽形信息和第一拓?fù)鋱D案分布確定拓?fù)鋱D案分布的調(diào)整參數(shù)。

可選地，所述檢測(cè)組件包括：

分束晶體，用于將激光光束分束形成第一激光子光束和第二激光子光束，并分別將第一激光子光束發(fā)射至所述相控型硅基液晶，第二激光子光束發(fā)射至透鏡組件；

監(jiān)測(cè)光源，用于對(duì)晶圓上表面low-k層經(jīng)刻蝕后所形成的槽形進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

ccd裝置，用于獲取實(shí)時(shí)槽形信息并進(jìn)行成像；

透鏡組件，用于將第二激光子光束聚焦發(fā)射至ccd裝置。

綜上所示，如圖3所示，本實(shí)施例所述裝置包括光纖準(zhǔn)直器2、起偏器3、擴(kuò)束準(zhǔn)直元件4對(duì)激光器1發(fā)出的激光光束進(jìn)行前期處理形成平行光束，然后由分束晶體5將激光光束分為至少兩激光子光束，第一激光子光束經(jīng)過相控型硅基液晶6微調(diào)后射入聚焦元件陣列7、光闌8進(jìn)而對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行加工；第二激光子光束依次射入第四分束晶體18、透鏡組件19、ccd裝置20或成像裝置20實(shí)現(xiàn)對(duì)槽形的實(shí)時(shí)檢測(cè)并獲取實(shí)時(shí)槽形信息，并根據(jù)實(shí)時(shí)槽形信息和第一拓?fù)鋱D案分布確定拓?fù)鋱D案分布的調(diào)整參數(shù)，并經(jīng)相控型硅基液晶進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)還通過監(jiān)測(cè)光源17射入分束晶體18實(shí)現(xiàn)對(duì)槽形的監(jiān)測(cè)并避免激光灌輸對(duì)ccd裝置的影響。

或者，如圖11所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置還可包括光纖準(zhǔn)直器2、起偏器3、擴(kuò)束準(zhǔn)直元件4對(duì)激光器1發(fā)出的激光光束進(jìn)行前期處理形成平行光束，然后由分束晶體21將平行光束分為檢測(cè)光束和加工光束，并將所述檢測(cè)光束發(fā)射至晶圓上表面low-k層，然后反射至厚度檢測(cè)單元22；將所述加工光束發(fā)射至分束晶體5并將加工光束分為至少兩子光束，第一子光束經(jīng)過相控型硅基液晶6微調(diào)后射入聚焦元件陣列7、光闌8進(jìn)而對(duì)晶圓上表面low-k層進(jìn)行加工；第二子光束射入分束晶體11并分為第三子光束和第四子光束，并將第三子光束射入透鏡組件12、ccd裝置13進(jìn)行光強(qiáng)分布、焦點(diǎn)位置的檢測(cè)；通過監(jiān)測(cè)光源17射入分束晶體18實(shí)現(xiàn)對(duì)槽形的監(jiān)測(cè)并避免激光灌輸對(duì)ccd裝置的影響，并將第四子光束依次射入分束晶體18、透鏡組件19、ccd裝置20或成像裝置20實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光斑的成像功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)槽形的實(shí)時(shí)檢測(cè)并獲取實(shí)時(shí)槽形信息，并根據(jù)實(shí)時(shí)槽形信息和第一拓?fù)鋱D案分布確定拓?fù)鋱D案分布的調(diào)整參數(shù)，并經(jīng)相控型硅基液晶進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)施例的裝置，可以用于執(zhí)行上述方法實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。