专利名称：具有真空抽吸系统和至少一个容纳释放的有害物质的沉积物的第一容置区的激光加工装 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光加工，尤其是涉及抽吸和容纳在激光加工过程中 释放的有害物质。
背景技术：
常规的，切割晶片以及其它半导体是由机械式划片机完成的。采 用机械锯的缺点是由在晶片上的锯齿产生的机械应力可导致产量降 低，以及由锯齿形成的较大的划痕。采用激光可提高产量，而且也减 少划痕的宽度或者在晶片上的装置之间的间隔，从而增加每片晶片上 的装置的数量。由间隔宽度减小所带来的好处对于相对于装置尺寸而 言划痕尺寸大的装置意义重大。
在诸如砷化镓的晶片的生产上，常规采用化学工艺或者蚀刻工艺。 由于高容量和高灵活性，激光加工工艺在通用性和降低生产成本上具 有显著优势。
然而，由于在加工过程中产生释放物，激光在微加工，比如激光 切割和一些材料上的激光钻孔的应用，可能会是危险的。
同时对于下述材料的激光切割己有些提议，比如在激光加工过程 中可能会释放有害物质的砷化镓，很明显，基于现有激光加工装置不 会关注在加工操作过程中产生的颗粒会被堆积的情况，现有刀具不能 在产品上安全地使用。
本发明的目的在于至少克服了现有技术中存在的上述缺陷。
发明内容
关于本发明的第一个方面，提供了一种用于对在激光加工时释放 有害物质的基片进行加工的激光加工装置，所述装置包括真空抽吸系 统，该真空抽吸系统包括围绕加工区域的壳体以从装置的加工区域抽
吸至少一些释放的有害物质，并且所述装置包括至少一个第一容置区， 所述第一容置区包围所述加工区域，所述第一容置区被设置成基本容 纳任何未抽吸的释放的有害物质的沉积物。
优选地，所述激光加工装置进一步包括第二容置区，所述第二容 置区基本围绕所述第一容置区，所述第二容置区被设置成容纳未沉积 在所述第一容置区内的任何未抽吸的有害物质的沉积物。
有利地，在所述第一容置区内的环境气体压力比在所述第二容置 区内的环境气体压力小。
方便地，所述激光加工装置还包括传送腔，其用于将经激光加工 的材料从所述加工区域传送至清洗台，所述清洗台被设置成从所述已 加工的材料清洗任何释放的有害物质，而在传送过程中不会释放所述 有害物质至所述激光加工装置的环境中。
方便地，所述激光加工装置被设置成加工半导体晶片。
有利地，所述激光加工装置被设置成在所述半导体晶片中进行切 割和加工孔中的至少一项。
方便地，所述激光加工装置被设置成加工in-v半导体。 方便地，所述激光加工装置被设置成加工砷化物。 关于本发明的第二个方面，提供了一种用于对在激光加工过程中
释放有害物质的基片进行加工的方法，其包括以下步骤从围绕材料 的加工区域的壳体抽吸至少一些释放的有害物质进行抽吸；并且设置 至少一个在所述壳体内的围绕加工区域的第一容置区，在该第一容置 区基本容纳任何未抽吸的释放的有害物质的沉积物。
优选地，所述方法进一步包括基本围绕所述第一容置区的第二容 置区，并且在所述第二容置区中容纳任何没有沉积在所述第一容置区 中的未抽吸的有害物质的沉积物。
有利地，所述方法进一步包括在所述第一容置区与第二容置区之 间提供环境气体压力差，以防止有害物质从第一容置区传送给第二容 置区。
方便地，所述方法进一步包括提供传送腔，并且将经激光加工的 材料从所述加工区域传送至清洗台，并且从己加工材料清洗任何释放 的有害物质，而在传送过程中不会释放有害物质到所述激光加工装置
的环境中。
方便地，所述方法用来加工半导体晶片。
有利地，所述方法至少用来在半导体晶片中进行切割和加工孔中 的至少一项。
方便地，所述方法用来加工ni-v半导体。 方便地，所述方法用来加工砷化物。
参考附图，以示例的方式对本发明进行说明 图1是根据本发明的激光加工装置的局部透视图； 图2是示出了气流通过图1的激光加工装置中的机械加工部分时 的剖视图3是根据本发明的激光加工装置的示意剖视图4是示出了第一和第二容置腔的图1所示的激光加工装置的一 部分的透视图；并且
图5是示出了用于将已加工的晶片从机械加工部分运送到清洗台 的输送容纳腔的图1所示的激光加工装置的一部分的透视图。
附图中，相同的附图标记表示相同部件。
具体实施例方式
一种用于加工半导体晶片的激光加工机械，可用于在晶片或基片 的半导体或其它材料上切割或钻孔成型。加工过程包括由待加工材料 吸收激光，产生光蚀刻(photoablation)，光致电离或者其它导致以 气体和固体颗粒释放的形成的光致分解现象，这些气体和固体颗粒释
放可能会损坏机器或者对操作者有害，或者可能与现场环境中的材料 发生反应形成具有潜在危险的化合物，这些化合物可能对机器及操作 者造成威胁。
一个这样的过程是用q-开关脉冲激光加工砷化镓。在这一过程中， 砷化镓分离形成有害的单质砷。因此，需要阻止砷从激光加工装置的 加工区域或切割区域的释放。
参照图1，根据本发明的一种激光加工系统10包括具有光束传送
通道(未显示)激光和光束导向或定位系统11。光束定位系统是电流
计或者其它扫描系统，所述光束定位系统将激光光束14 (参见图3) 传送至工作面15。可选地，使用固定光束且晶片15相对光束14移动， 以将光束定位到晶片上的特定位置。通常，光束定位系统包括XY平台 12以及气体或液体辅助喷嘴23，如图2所示，以将气体或者液体输送 到加工区域。
无论使用可调节和可定位的激光光束或者固定激光光束14，激光 加工过程总会产生颗粒以及气体的释放。通常，如果没有采取预防措 施，那么这些颗粒和气体的一部分会飘浮在空中并被带至机器中离加 工区域不远的位置。
图2示出了被设计成用于基于电流计的光束传输系统的系统的局 部横剖视图，该系统在激光加工过程中极大地减少了加工区域的局部 释放物。系统包括气流输入窗24，外面的气体通过所述空气气流输入 窗进入加工区域，以及气流出口25，气体通过所述气流出口被排出加 工区域以移除加工区域加工过程中产生的颗粒、气体以及沉积物，从 而安全处置或循环使用。该抽吸系统提供了第一机构用于防止有害物 质释放到环境中，并且防止了在直接加工区域外的整机区域中的有害 物质的沉积。
参考图3和图4，第二机构用于防止不需要的物质的沉积，所述第 二机构包括使用第一容置区36和第二容置区37。所述第一容置区36 是直接围绕晶片15的腔室。该区域通过竖直阻挡壁361与第一容置区 外围的区域相互分隔，但在该区域的顶部打开。阻挡壁防止在直接围 绕晶片15的第一容置区36外侧的物质大量沉积，并且将颗粒沉积限 制在第一容置区36和晶片15上。所述阻挡壁361被安装在承载晶片 15的XY平台12上，使得在加工时所述第一容置区36同晶片15 —起 在XY平台12上移动。横截面基本为矩形的通道362，被设置成穿过所 述竖直阻挡壁361以将晶片15载至第一容置区36内的加工区域中， 并且从加工区域卸载已加工的晶片15。
第二容置区37围绕第一容置区36，所述第二容置区由围绕腔壁 371限定，其顶部关闭但是可被激光束14穿透。横截面基本上为矩形 的通道372穿过腔壁371，使得通过第一容置区与XY平台的适当的移
动，在第一容置区壁361中的通道362可与穿过第二容置区壁371的 通道372对准。
参考图3和图5，其中为了清楚的目的省略了第一容置区36的壁 361，晶片输送系统用来从加工区域拾取晶片15，通过与在所述腔壁 371内的通道372对准的密封通道40运送晶片到清洗台内。大量有害 物质在清洗台内从所述晶片上移除，使得清洗过的晶片可安全地输送。
空气压力，或者环境气体非空气时的环境气体压力，优选地在第 一容置区36内比在第二容置区37内的压力低，从而用于防止有害颗 粒被传送到第一容置区36外面。意外地进入第二容置区37的任何颗 粒容纳在第二容置区37内。
因此，通过如图2所示的对来自加工区域的大部分颗粒和气体释 放的抽吸以及如图4所示的大量的颗粒释放物被限制在第一和第二容 置区或腔36、 37内的晶片区内，从而来自加工区域的有害物质的释放 基本上被阻止。
大多数的颗粒和气体释放通过如图2所示的所述抽吸系统被从加 工区域移除。容置区或腔36、 37的使用，如上所述，有效地消除了在 第二容置区37外面的有害物质的任何沉积。加工区外面的大部分的沉 积发生在第一容置区36中。通过在传送腔40内部的输送系统的操作， 晶片被装载至该加工区域中。加工后，晶片以相反的方式被移走并且 被传送至清洗系统。
通过縮短保证加工安全所需的维持时间，本发明潜在地减小了非 工作状态时间，所述维持时间用来防止在总的加工区域内的有害物质 的沉积。
以上说明了用于对在加工过程中可能释放有害物质的半导体晶片 或其它基片进行激光加工的机械装置，并且所述机械装置被设计成抽 吸或限制释放物，所以不存在对所述机械装置周围的人员健康的危害。
因此，所述的用于加工有害物质的激光加工系统包括用于移除有 害颗粒及气体的局部真空的抽吸系统，被设计成限制有害物质沉积在 被加工的基片区域的第一容置区36，以及进一步阻止有害物质接触暴 露在空气中的机械装置的部件的第二容置区37。设置有密封通道40， 以在随后的输送之前，将加工后的晶片15输送进入清洗台。
权利要求
1.一种用于对在激光加工过程中释放有害物质的基片进行加工的激光加工装置，所述装置包括真空抽吸系统，该真空抽吸系统包括围绕加工区域的壳体以从装置的加工区域抽吸至少一部分释放的有害物质，并且所述装置包括至少一些在所述壳体内的第一容置区，所述第一容置区包围所述加工区域，所述第一容置区被设置成基本容纳任何未抽吸的释放的有害物质的沉积物。
2. 如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于包括第二容 置区，所述第二容置区基本围绕所述第一容置区，所述第二容置区被 设置成容纳未沉积在所述第一容置区内的任何未抽吸的有害物质的沉 积物。
3. 如权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于在所述 第一容置区内的环境气体压力比在所述第二容置区内的环境气体压力 小。
4. 如前述权利要求中任一项所述的激光加工装置，还包括传送腔， 该传送腔用于将经激光加工的材料从所述加工区域传送至清洗台，所 述清洗台被设置成清洗从已加工的材料清洗任何释放的有害物质，而 在传送过程中不会释放所述有害物质至所述激光加工装置的环境中。
5. 如前述权利要求中任一项所述的激光加工装置，其特征在于 所述激光加工装置被设置成加工半导体晶片。
6. 如权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于所述激光加 工装置被设置成在所述半导体晶片中进行切割和加工孔中的至少一 项。
7. 如前述权利要求中任一项所述的激光加工装置，其特征在于所述激光加工装置被设置成加工ni-V半导体。
8. 如前述权利要求中任一项所述的激光加工装置，其特征在于 所述激光加工装置被设置成加工砷化物。
9. 一种用于对在激光加工过程中释放有害物质的基片进行激光加 工的方法，其特征在于，包括以下步骤a. 从围绕材料的加工区域的壳体抽吸至少一些释放的有害物质进 行抽吸；并且b. 设置至少一个在所述壳体内的围绕加工区域的第一容置区，在该 第一容置区基本容纳任何未抽吸的释放的有害物质的沉积物。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于包括第二容置区，该 第二容置区基本围绕所述第一容置区，并且在所述第二容置区中容纳 任何没有沉积在所述第一容置区中的未抽吸的有害物质的沉积物。
11. 如权利要求9或10所述的方法，其特征在于在所述第一容 置区与所述第二容置区之间提供环境气体压力差，以防止有害物质从 所述第一容置区传送至所述第二容置区。
12. 如权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于还包括提供传送腔，并且将经激光加工的材料从所述加工区域传送至清洗台， 并且从己加工材料清洗任何释放的有害物质，而在传送过程中不会释 放有害物质到所述激光加工装置的环境中。
13. 如权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于所述方法用于加工半导体晶片。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于所述方法用于在所述半导体晶片中进行切割和加工孔中的至少一项。
15. 如权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于所述方法用于加工in-v半导体。
16. 如权利要求9至15中任一项所述的方法，其特征在于所述 方法用于加工砷化物。
全文摘要
一种用于对在激光加工时释放有害物质的材料(15)进行加工的激光加工装置，包括真空抽吸系统(24，25)以抽吸至少一部分从装置的加工区域释放的有害物质。至少一个第一容置区(36)包围所述加工区域以容纳任何未抽吸的释放出的有害物质的沉积物。第二容置区(37)可围绕第一容置区并且在两个区(36，37)之间可存在压力差以辅助将有害物质的沉积物容纳至第一容置区(36)。可设置传送腔(40)以传送已加工的材料(15)至清洗台以防止在对任何沉积有有害物质的已加工的材料(15)进行传送的过程中的来自激光加工装置的释放。
文档编号B23K26/16GK101370612SQ200780002596
公开日2009年2月18日 申请日期2007年2月1日 优先权日2006年2月2日
发明者帕特·格兰姆斯, 约翰·塔利, 约翰·奥哈洛伦 申请人:Xsil技术有限公司