一种激光加工晶圆的方法及系统与流程

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光加工晶圆的方法及系统。

背景技术：

在半导体晶圆加工领域中，业界对新型集成电路技术、产品封装能力以及芯片性能要求的不断提高，促使晶圆变得越来越薄、器件的敏感性越来越高、芯片的结构越来越复杂，从而对芯片划片工艺的要求越来越多样化，例如mems器件的结构非常脆弱，不允许使用利用高压水清洗的划片工艺，也不允许表面存在任何灰尘或粒子；覆盖有low-k介质的芯片不允许在划片时对膜层造成剥离以及同样不允许表面存在任何灰尘或划片碎屑。

芯片封装的第一步工艺就是晶圆划片，晶圆划片工艺的效果将直接影响芯片的性能和生产成本。激光划片作为一种精密加工技术正逐渐成为先进制造业的主流。其中，激光隐形划片是利用激光束聚焦在脆性材料内部，并沿预定的路径扫描，使脆性材料的内部发生变化，形成一个分割用的起点，形成应力层，再对脆性材料施加以外力将其分开的划片技术。隐形划片技术由于是在晶圆内部进行加工，可以有效地避免材料崩边、膜层剥离、热影响区过大、划片碎屑飞溅等一系列问题，是下一代先进的晶圆划片技术。

由于减薄后的晶圆会产生一定的曲率，并且晶圆台的平整度随着尺寸的变大，整幅面的水平误差也越来越大。因此，现有技术主要是应用激光随动装置，该装置通过检测样品表面的起伏变化，同时反馈给可产生微小位移器件，如压电陶瓷、微位移轴、电动弹簧等，使激光头随着样品表面变化而变化。该装置所使用微小位移器件普遍响应较低。当系统处于高速往复运行时，激光头的位移速度不仅会产生较大的迟滞反应，而且在返程的加工过程中容易出现丢步，加工位置错位等问题，最终可能导致加工道边沿处激光加工到表面，以及隐形切割中不同切割深度的切割道产生重叠等情况。

同时，由于现有的晶圆激光切割对切割深度的一致性要求较高,精度至少在微米级，但是高速度切割与晶圆表面不平整构成一对矛盾因素，高速运动情况下很容易造成聚焦平面脱离晶圆平面，出现晶圆表面切割的断点情况，并且频繁的更新激光随动装置设定值也会造成激光随动装置的振荡误差。

技术实现要素：

本发明提供的激光加工晶圆的方法及系统，不仅能够保证了激光聚焦平面始终与切割道表面距离在微米级且不影响工艺效果的要求，还能够避免将激光随动装置随时处于震荡状态，引起控制误差。

第一方面，本发明提供一种激光加工晶圆方法，包括：

扫描待加工切割道，并由激光随动装置获取所述切割道的高度数据；

将高度数据拟合形成所述切割道的高度曲线；

根据所述高度曲线确定在预设切割距离内激光随动装置的高度设定值，并根据激光随动装置的高度设定值控制压电陶瓷在预设切割距离内对切割道进行激光加工。

可选地，所述扫描待加工切割道，并由激光随动装置获取所述切割道的高度数据包括：

预先设置激光随动装置高度零点值，移动z轴，控制激光随动装置在预设范围内进行移动；

预先设置切割道的测高起始点pa，测高终止点pb；

在测高起始点pa、测高终止点pb之间，由激光随动装置按照位置间隔d测量聚焦平面距离材料表面高度，并将所测量的高度数据存入数组h[k]，k＝(pa-pb)/d；其中，k取整数。

可选地，所述将高度数据拟合形成所述切割道的高度曲线线为根据数组h[k]中的高度数据做曲线拟合形成高度曲线h^～；其中，

h^～＝f(p，h，c)，h^～为任意一点的拟合高度。

可选地，所述根据所述高度曲线确定在预设切割距离内激光随动装置的高度设定值包括：

预先设定工艺切割速度vpro，随动更新设定间隔时间tset，每间隔距离d更新一次激光随动装置的高度设定值，其中，d＝vprotset，且d＞d；

获取每段距离d长度的起始点高度值ha、结束点高度值hb、最大高度值htop与最小高度值hbot；

比较起始点高度值ha与结束点高度值hb确定激光随动装置的高度设定值hset。

可选地，所述比较起始点高度值ha与结束点高度值hb确定激光随动装置的高度设定值hset包括：

当ha＞hb时，则hset＝htop；

当ha＜hb时，则hset＝hbot。

可选地，所述位置间隔d的范围为：1mm≤d≤100mm。

可选地，所述方法还包括：

在对切割道进行正向或反向激光加工时，均根据由高度曲线所确定的激光随动装置的高度设定值控制压电陶瓷。

第二方面，本发明提供一种激光加工晶圆的系统，包括：

激光随动装置，用于扫描待加工切割道，并获取所述切割道的高度数据；

曲线拟合单元，用于将高度数据拟合形成所述切割道的高度曲线；

压电陶瓷，用于带动激光对切割道进行激光加工；

控制器，用于根据所述高度曲线确定在预设切割距离内激光随动装置的高度设定值，并根据激光随动装置的高度设定值控制压电陶瓷在预设切割距离内对切割道进行激光加工。

可选地，所述系统还包括：

设置单元，用于预先设置激光随动装置高度零点值，移动z轴，控制激光随动装置在预设范围内进行移动；以及预先设置切割道的测高起始点pa，测高终止点pb。

可选地，所述控制器包括：

参数设定模块，用于预先设定工艺切割速度vpro，随动更新设定间隔时间tset，每间隔距离d更新一次激光随动装置的高度设定值，其中，d＝vprotset，且d＞d；

获取模块，用于获取每段距离d长度的起始点高度值ha、结束点高度值hb、最大高度值htop与最小高度值hbot；

确定模块，用于比较起始点高度值ha与结束点高度值hb确定激光随动装置的高度设定值hset。

本发明实施例提供的激光加工晶圆的方法及系统，主要是通过扫描切割道，以最短距离间距记录每个位置的高度数据，根据整条切割道上所记录的高度数据拟合成一条高度曲线，由于晶圆表面的不平整性一般都是呈趋势性变化，不会突变，因此所述高度曲线与距离晶圆表面的实际高度曲线高度匹配。

同时，激光随动装置从接收高度设定值信号到运动到设定值位置的实际移动过程是非阶跃式的，整体运动轨迹似磁滞曲线，切割速度越快，过程形态越明显，因此，在高速切割运动时可以将一段切割距离内的高度最大值或最小值视为随动系统的目标设定值，不仅保证了激光聚焦平面始终与切割道表面距离在微米级且不影响工艺效果的要求，又避免将激光随动装置随时处于震荡状态，引起控制误差。

因此，本实施例所述方法第一方面能够达到在晶圆切割工艺中激光聚焦平面始终与切割道表面始终在同一高度，不会随切割道表面高度起伏出现断点现象，并且激光随动装置控制精度在±1μm范围内；第二方面还能够在不影响工艺切割效果的前提下大大提高了切割速度，缩短工艺时间，提高设备产能；第三方面还能够减小了激光随动装置小范围内频繁震荡，减小测量误差，并在一定程度上增加设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一激光加工晶圆的方法的流程图；

图2为本发明实施例一记录形成的高度信息示意图；

图3为本发明实施例一激光加工晶圆的系统的结构示意图；

图4为本发明实施例一激光加工晶圆的系统的结构示意图；

图5为本发明实施例二激光加工晶圆的方法的流程图；

图6为本发明实施例二对高度数据进行数据处理的示意图；

图7为本发明实施例二激光加工晶圆的系统的结构示意图；

图8为本发明实施例三激光加工晶圆的方法的流程图；

图9为本发明实施例三激光加工晶圆的系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种激光加工晶圆的方法，如图1所示，所述方法包括：

s11、获取压电陶瓷的反馈时间；

s12、根据压电陶瓷的反馈时间确定激光随动装置的采样间隔，然后通过激光随动装置按照所确定的采样间隔进行测高记录高度数据形成高度信息；

s13、根据高度信息对压电陶瓷采用前馈补偿机制进行实时控制，并对切割道进行激光加工。

本发明实施例提供的激光加工晶圆的方法主要是通过控制器的快速响应能力补偿压电陶瓷(pzt)的反应慢问题；具体技术方案是按照压电陶瓷的反馈时间匹配出最优的采样间隔并按照所匹配的最优采样间隔进行测高，进而由控制器通过位置触发模式对压电陶瓷进行快速实时控制；并且通过使用所形成的高度信息在对切割道进行激光隐形切割告诉往返运动。因此，本实施例所述方法不仅能够实现激光完全切入样品内部且不同切割道之间不会出现重叠现象；还能够通过对压电陶瓷采用前馈补偿机制，将高精度的高度信息配合高速控制器的实时反馈效果，最终实现对激光焦点随动高精度控制效果。

可选地，如图2和图3所示，所述根据压电陶瓷的反馈时间确定激光随动装置的采样间隔，然后通过激光随动装置按照所确定的采样间隔进行测高记录高度数据形成高度信息包括：

当压电陶瓷的反馈时间为t毫秒时，则根据反馈时间确定测高起始点向切割方向需缩进的距离、以及测高终止点向切割方向需缩进的距离；

由激光随动装置在测高起始点、测高终止点之间每隔t毫秒取一测高点进行测高记录高度数据形成高度信息。

可选地，所述需缩进的距离x＝平台运行速度*t/2。

具体的，本实施例所述方法是沿着切割道正向由激光随动装置在测高起始点、测高终止点之间每隔t毫秒取一测高点进行测高记录高度数据的工序，因此可将其作为正向测高反馈信息，且正向测高反馈信息位于实际每段切割动作包含路程的中心位置、且均速运行，确保正向测高反馈信息的精确性，从而保证激光的高精度加工。

可选地，所述根据高度信息对压电陶瓷采用前馈补偿机制进行实时控制，并对切割道进行激光加工包括：

将高度信息反馈至控制器；

由控制器控制压电陶瓷以测高起始点作为实际运行起始值；

然后再根据高度信息每隔t毫秒将压电陶瓷在z轴移动相应位置对切割道正向进行激光加工，直至切割终点。

可选地，在所述根据高度信息每隔t毫秒将压电陶瓷在z轴移动相应位置对切割道正向进行激光加工，直至切割终点之后，所述方法还包括：

将测高点位置倒置形成反向高度信息反馈至控制器；

由控制器控制压电陶瓷以倒置后所形成的测高起始点作为反向实际运行起始值；

然后再根据反向高度信息每隔t毫秒将压电陶瓷在z轴移动相应位置对切割道反向进行激光加工，直至切割终点，以使在对切割道反向进行激光加工时压电陶瓷在所确定的测高点位置上。

具体的，本实施例所述方法中对切割道正向或反向进行激光加工均为均速运行，且对切割道正向及反向进行激光切割动作的每个动作之间间隔t毫秒，例如t＝10。保证能够将测高点位置倒置形成反向高度信息成功反馈至控制器；并利用该时间间隔由控制器通过内部高速运算功能快速控制压电陶瓷以倒置后所形成的测高起始点作为反向实际运行起始值，进而通过将激光加工设置为匀速运行保证激光焦点位置尽可能贴近于实际加工位置，另外还能够通过设置一反应的时间间隔在对切割道进行反向切割时进一步保证压电陶瓷在每个点的运行位置不变。

可选地，所述压电陶瓷的反馈时间t毫秒的范围为5毫秒至15毫秒。

可选地，所述平台运行速度大于等于600mm/s。

综上所述，本实施例所述方法主要是通过设置一个前馈工作(即正向测高反馈高度信息)和两个切割动作(对切割道正向或反向进行激光加工)，有效提高激光加工精度。例如，本实施例所述方法基于压电陶瓷的实际高精度运行反馈时间t为10毫秒的较低速度，采用前馈补偿机制，利用激光随动装置获得切割道内较高位置精度的高度信息；然后直接反馈给控制器，使用控制器内部高速运算功能，实现对压电陶瓷(pzt)的实时控制。并且，由于压电陶瓷的运行时间较慢，为10毫秒左右。因此，激光随动装置取实际10毫秒运行路段的中间位置反馈给控制器，从而保证激光焦点位置尽可能的贴近于实际加工位置。当对切割道反向进行激光加工(切割)时，则将正向测高点位置信号倒置反馈高速控制器，从而保证压电陶瓷在每个点的运行位置不变，从而解决反向切割加工位置错位问题，改善隐形切割中不同切割深度的切割道产生重叠等情况。

本发明实施例还提供一种激光加工晶圆的系统，如图3所示，所述系统包括：

获取单元，用于获取压电陶瓷的反馈时间；

控制器，用于根据压电陶瓷的反馈时间确定激光随动装置的采样间隔，然后通过激光随动装置按照所确定的采样间隔进行测高记录高度数据形成高度信息；并根据高度信息对压电陶瓷采用前馈补偿机制进行实时控制；

激光随动装置17，用于在所确定的测高点位置上进行测高；

压电陶瓷14，用于带动激光加工单元所发射的激光对切割道进行激光加工。

本发明实施例提供的激光加工晶圆的系统主要是通过控制器的快速响应能力补偿压电陶瓷(pzt)的反应慢问题；具体技术方案是按照压电陶瓷的反馈时间匹配出最优的采样间隔并按照所匹配的最优采样间隔进行测高，进而由控制器通过位置触发模式对压电陶瓷进行快速实时控制；并且通过使用所形成的高度信息在对切割道进行激光隐形切割告诉往返运动。因此，本实施例所述系统不仅能够实现激光完全切入样品内部且不同切割道之间不会出现重叠现象；还能够通过对压电陶瓷采用前馈补偿机制，将高精度的高度信息配合高速控制器的实时反馈效果，最终实现对激光焦点随动高精度控制效果。

可选地，所述控制器包括：

缩进距离确定单元，用于当压电陶瓷的反馈时间为t毫秒时，则根据反馈时间确定测高起始点向切割方向需缩进的距离、以及测高终止点向切割方向需缩进的距离；

测高控制单元，用于控制激光随动装置在测高起始点、测高终止点之间每隔t毫秒取一测高点进行测高记录高度数据形成高度信息。

可选地，所述控制器还包括：

第一控制单元，用于控制压电陶瓷以测高起始点作为实际运行起始值；

正向切割控制单元，根据高度信息每隔t毫秒将压电陶瓷在z轴移动相应位置对切割道正向进行激光加工，直至切割终点；

第二控制单元，用于控制压电陶瓷以倒置后所形成的测高起始点作为反向实际运行起始值；

反向切割控制单元，用于根据反向高度信息每隔t毫秒将压电陶瓷在z轴移动相应位置对切割道反向进行激光加工，直至切割终点，以使在对切割道反向进行激光加工时压电陶瓷在所确定的测高点位置上。

综上所述，如图3和图4所示，本实施例所述系统中激光加工光束16依次经过同轴镜筒13、pzt14、50x加工物镜15聚焦在待加工的晶圆19的表面；在同轴镜筒13上还设置有ccd11和检测光源12用于检测激光加工光束；并通过固定背板18固定激光随动装置17与上述光学元件；以使激光随动装置17测高的焦点b与经过pzt14、50x加工物镜15的激光加工光束的焦点a是固定高度c，提高将激光随动装置17测高得到的高度数据反馈至控制器控制压电陶瓷的精确度。

本实施例的系统，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

实施例二

由于在设备高速运行时，激光随动装置反应慢无法跟上样品表面变化的问题，无法实现激光加工焦点离样品表面变化±1um的加工精度。因此本发明实施例提供一种激光加工晶圆的方法，如图5所示，所述方法包括：

s21、由激光随动装置获取待加工的切割道的高度数据；

s22、按照压电陶瓷的反馈时间对所获取的高度数据进行数据处理并形成正反压电陶瓷运动补偿表；

s23、在对切割道进行正向或反向激光加工时，均根据所述正反压电陶瓷运动补偿表控制压电陶瓷采用前馈补偿机制进行实时控制。

本发明实施例提供的激光加工晶圆的方法主要是能够根据晶圆表面的起伏自动调节激光切割头的高度，保持预定的激光焦距，解决在设备高速运行时，激光随动装置反应慢无法跟上样品表面变化的问题，实现激光加工焦点离样品表面变化±1um的加工精度。首先由激光随动装置获取待加工的切割道的高度数据中通过测量大量密集的高度数据，测量间隔时间极少获取大量的高度数据；然后再按照压电陶瓷的反馈时间对所获取的高度数据进行数据处理并形成正反压电陶瓷运动补偿表，例如对按照压电陶瓷的反馈时间对所获取的高度数据进行筛选、平均处理、曲线拟合等形成高精度的正反压电陶瓷运动补偿表；最后通过位置触发模式对压电陶瓷进行快速实时控制；能够有效的解决不同延时的压电陶瓷控制程序的适应性问题，并通过采用前馈补偿机制简化硬件装配的精度要求，使硬件设计更为灵活。

另外，本实施例所述方法通过设置一个前馈工作(即由激光随动装置正向测高反馈高度数据所形成的正反压电陶瓷运动补偿表)和两个切割动作(对切割道正向或反向进行激光加工)，解决双向隐形切割切割道距离上下波动的问题，有效提高激光加工精度，使得切割速度可达2000mm/s，切割精度可达±1μm；进而可实现对表面平整度变化不大的晶圆表面高速切割。

可选地，如图5和图6所示，所述由激光随动装置获取待加工的切割道的高度数据包括：

预先设置测高起始点向切割方向需缩进的距离、以及测高终止点向切割方向需缩进的距离；例如，预先设置单向进行测高距离位于实际每段切割动作(即切割道)包含路程的起点位置左右各缩进2mm作为测高起始点、测高终止点；

在测高起始点、测高终止点之间，由激光随动装置按照测高采样时间获取待加工的切割道的高度数据；

可选地，所述测高采样时间范围为0.5ms-5ms；其中，采样时间为0.5ms时采样精度最高。

另外，由激光随动装置单向测高获取待加工的切割道高度数据的运行段可包括全程匀速测高、全程变速测高以及部分均速测高；且单向测高运行时瞬时速度最高不超过2000mm/s。

可选地，所述按照压电陶瓷的反馈时间对所获取的高度数据进行数据处理并形成正反压电陶瓷运动补偿表包括：

获取激光随动装置的运动速度和运动延迟，并根据激光随动装置的运动数据和运动延迟计算得出切割道对应的实际x轴位置、以及其对应的高度数据；

获得压电陶瓷的反馈时间、激光加工速度，并根据压电陶瓷的反馈时间、激光加工速度确定正反压电陶瓷运动补偿表。

可选地，所述获得压电陶瓷的反馈时间、激光加工速度，并根据压电陶瓷的反馈时间、激光加工速度确定正反压电陶瓷运动补偿表包括：

获得压电陶瓷的反馈时间、激光加工数据，并根据压电陶瓷的反馈时间和激光加工数据计算得出补偿点坐标；

根据补偿点坐标在测高数据中筛选出待补偿点，并生成正反压电陶瓷运动补偿表；其中，

所述正反压电陶瓷运动补偿表包括正向切割压电陶瓷运动补偿表、反向切割压电陶瓷运动补偿表。

可选地，所述在对切割道进行正向或反向激光加工时，均根据所述正反压电陶瓷运动补偿表控制压电陶瓷采用前馈补偿机制进行实时控制包括：

当切割道进行激光加工时，判断激光运动方向与测高方向确定激光加工方向，并根据激光加工方向调用其对应方向的压电陶瓷运动补偿表；

在对切割道进行正向或反向激光加工时，根据调用对应方向的压电陶瓷运动补偿表控制压电陶瓷采用前馈补偿机制进行激光加工。

可选地，所述在对切割道进行正向或反向激光加工时，根据调用对应方向的压电陶瓷运动补偿表控制压电陶瓷采用前馈补偿机制进行激光加工包括：

以测高起始点作为实际运行起始点，通过控制器内部位置触发，在压电陶瓷触发位置发送触发指令，并根据调用的正向压电陶瓷运动补偿表实时控制压电陶瓷正向对切割道进行切割，直到切割终点；

移动z轴跳步，调取反向切割压电陶瓷运动补偿表，进行反向随动切割，直到完成设定的切割刀数。

综上所述，本实施例所述方法是将测量与随动功能分两步进行；一方面能够通过位置触发模式对压电陶瓷进行快速实时控制。另一方面能够基于压电陶瓷(pzt)的实际高精度运行反馈时间为6毫秒的较低速度，采用前馈补偿机制，利用高速激光随动装置获得切割道内较高位置精度的高度数据。然后直接反馈给控制器，使用控制器内部高速运算功能，实现对pzt的实时控制。激光随动装置每0.5毫秒取一次高度数据及相应的x轴位置；并根据激光随动装置延迟时间t和激光随动装置运动速度，计算出实际的x轴位置和高度数据。再根据激光切割速度及pzt的6毫秒控制延迟，计算出正反两个方向运动时，pzt定点发送x轴位置，最后从高度数据中挑选出最接近的位置作为待补偿点对应高度数据。根据测高速度不同，x轴补偿位置与实测位置距离小于1mm，从而保证激光焦点位置尽可能的贴近于实际加工位置。此加工方法保证压电陶瓷在正反两个方向运动时，针对同一点的运行位置不变，从而解决双向隐形切割切割道距离上下波动的问题，并且能在保证ptz延迟的情况下达到最大的控制精度。

本发明实施例还提供一种激光加工晶圆的系统，如图7所示，所述系统包括：

激光随动装置22，用于获取待加工的切割道的高度数据；

数据处理单元，用于按照压电陶瓷的反馈时间对所获取的高度数据进行数据处理并形成正反压电陶瓷运动补偿表；

压电陶瓷24，用于带动激光对切割道进行正向或反向激光加工；

控制器，用于在对切割道进行正向或反向激光加工时，均根据所述正反压电陶瓷运动补偿表控制压电陶瓷采用前馈补偿机制进行实时控制。

本发明实施例提供的激光加工晶圆的系统主要是能够由控制器根据晶圆表面的起伏自动调节激光切割头的高度，保持预定的激光焦距，解决在设备高速运行时，激光随动装置反应慢无法跟上样品表面变化的问题，实现激光加工焦点离样品表面变化±1um的加工精度。首先由激光随动装置获取待加工的切割道的高度数据中通过测量大量密集的高度数据，测量间隔时间极少获取大量的高度数据；然后再由数据处理单元按照压电陶瓷的反馈时间对所获取的高度数据进行数据处理并形成正反压电陶瓷运动补偿表，例如对按照压电陶瓷的反馈时间对所获取的高度数据进行筛选、平均处理、曲线拟合等形成高精度的正反压电陶瓷运动补偿表；最后由控制器通过位置触发模式对压电陶瓷进行快速实时控制；能够有效的解决不同延时的压电陶瓷控制程序的适应性问题，并通过采用前馈补偿机制简化硬件装配的精度要求，使硬件设计更为灵活。

另外，本实施例所述系统通过设置一个前馈工作(即由激光随动装置正向测高反馈高度数据所形成的正反压电陶瓷运动补偿表)和两个切割动作(对切割道正向或反向进行激光加工)，解决双向隐形切割切割道距离上下波动的问题，有效提高激光加工精度，使得切割速度可达2000mm/s，切割精度可达±1μm；进而可实现对表面平整度变化不大的晶圆表面高速切割。

可选地，所述系统还包括：

距离缩进设置单元，用于预先设置测高起始点向切割方向需缩进的距离、以及测高终止点向切割方向需缩进的距离。

可选地，所述数据处理单元包括：

计算模块，用于获取激光随动装置的运动速度和运动延迟，并根据激光随动装置的运动数据和运动延迟计算得出切割道对应的实际x轴位置、以及其对应的高度数据；

补偿表确定模块，用于获得压电陶瓷的反馈时间、激光加工速度，并根据压电陶瓷的反馈时间、激光加工速度确定正反压电陶瓷运动补偿表。

综上所述，如图7所示，本实施例所述系统中沿着y运动轴27方向激光加工光束25依次经过同轴镜筒23、pzt24、加工物镜26聚焦在待加工的晶圆内；在z运动轴21上设置激光随动装置22和同轴镜筒23；通过图7中xy加工平面28显示出激光随动装置0位焦点29、以及激光焦点210的位置。

本实施例的系统，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

实施例三

由于现有的晶圆激光切割对切割深度的一致性要求较高,精度至少在微米级，但是高速度切割与晶圆表面不平整构成一对矛盾因素，高速运动情况下很容易造成聚焦平面脱离晶圆平面，出现晶圆表面切割的断点情况，并且频繁的更新激光随动装置设定值也会造成激光随动装置的振荡误差。因此，本发明实施例提供一种激光加工晶圆的方法，如图8所示，所述方法包括：

s31、扫描待加工切割道，并由激光随动装置获取所述切割道的高度数据；

s32、将高度数据拟合形成所述切割道的高度曲线；

s33、根据所述高度曲线确定在预设切割距离内激光随动装置的高度设定值，并根据激光随动装置的高度设定值控制压电陶瓷在预设切割距离内对切割道进行激光加工。

本发明实施例提供的激光加工晶圆的方法主要是通过扫描切割道，以最短距离间距记录每个位置的高度数据，根据整条切割道上所记录的高度数据拟合成一条高度曲线，由于晶圆表面的不平整性一般都是呈趋势性变化，不会突变，因此所述高度曲线与距离晶圆表面的实际高度曲线高度匹配。

同时，激光随动装置从接收高度设定值信号到运动到设定值位置的实际移动过程是非阶跃式的，整体运动轨迹似磁滞曲线，切割速度越快，过程形态越明显，因此，在高速切割运动时可以将一段切割距离内的高度最大值或最小值视为随动系统的目标设定值，不仅保证了激光聚焦平面始终与切割道表面距离在微米级且不影响工艺效果的要求，又避免将激光随动装置随时处于震荡状态，引起控制误差。

因此，本实施例所述方法第一方面能够达到在晶圆切割工艺中激光聚焦平面始终与切割道表面始终在同一高度，不会随切割道表面高度起伏出现断点现象，并且激光随动装置控制精度在±1μm范围内；第二方面还能够在不影响工艺切割效果的前提下大大提高了切割速度，缩短工艺时间，提高设备产能；第三方面还能够减小了激光随动装置小范围内频繁震荡，减小测量误差，并在一定程度上增加设备使用寿命。

可选地，所述扫描待加工切割道，并由激光随动装置获取所述切割道的高度数据包括：

预先设置激光随动装置高度零点值，移动z轴，控制激光随动装置在预设范围内进行移动；

预先设置切割道的测高起始点pa，测高终止点pb；

在测高起始点pa、测高终止点pb之间，由激光随动装置按照位置间隔d测量聚焦平面距离材料表面高度，并将所测量的高度数据存入数组h[k]，k＝(pa-pb)/d；其中，k取整数。

可选地，所述将高度数据拟合形成所述切割道的高度曲线线为根据数组h[k]中的高度数据做曲线拟合形成高度曲线h^～；其中，

h^～＝f(p，h，c)，h^～为任意一点的拟合高度。

可选地，所述根据所述高度曲线确定在预设切割距离内激光随动装置的高度设定值包括：

预先设定工艺切割速度vpro，随动更新设定间隔时间tset，每间隔距离d更新一次激光随动装置的高度设定值，其中，d＝vprotset，且d＞d；

获取每段距离d长度的起始点高度值ha、结束点高度值hb、最大高度值htop与最小高度值hbot；

比较起始点高度值ha与结束点高度值hb确定激光随动装置的高度设定值hset。

可选地，所述比较起始点高度值ha与结束点高度值hb确定激光随动装置的高度设定值hset包括：

当ha＞hb时，则hset＝htop；

当ha＜hb时，则hset＝hbot。

可选地，所述位置间隔d的范围为：1mm≤d≤100mm。

可选地，所述方法还包括：

在对切割道进行正向或反向激光加工时，均根据由高度曲线所确定的激光随动装置的高度设定值控制压电陶瓷。

例如，本实施例所述方法具体方案可按照如下步骤执行：

预先设置激光随动装置高度零点值，移动z轴，使激光随动装置的移动范围控制在微米级的可调范围内；

预先设置一条切割道起点位置为pa，终点位置为pb，扫描整条切割道，以位置间隔d(1mm≤d≤100mm)测量聚焦平面距离晶圆表面高度，依次记录所有高度数据存入数组h[k]，k＝(pa-pb)/d,k取整数；

根据数组h[k]中的高度数据做曲线拟合，h～＝f(p，h,c)，h～为任意一点的拟合高度；

设定工艺切割速度vpro，随动更新设定间隔时间tset，每间隔距离d更新一次激光随动装置的高度设定值，d＝vprotset，满足条件d＞d；

取每一段d长度的起始点高度值ha、结束点高度值hb、最大高度值htop与最小高度值hbot，高速设定值hset

当ha＞hb时，则hset＝htop；

当ha＜hb时，则hset＝hbot。

本发明实施例还提供一种激光加工晶圆的系统，如图9所示，所述系统包括：

激光随动装置31，用于扫描待加工切割道，并获取所述切割道的高度数据；

曲线拟合单元32，用于将高度数据拟合形成所述切割道的高度曲线；

压电陶瓷33，用于带动激光对切割道进行激光加工；

控制器34，用于根据所述高度曲线确定在预设切割距离内激光随动装置的高度设定值，并根据激光随动装置的高度设定值控制压电陶瓷在预设切割距离内对切割道进行激光加工。

本发明实施例提供的激光加工晶圆的系统主要是通过扫描切割道，以最短距离间距记录每个位置的高度数据，由曲线拟合单元根据整条切割道上所记录的高度数据拟合成一条高度曲线，由于晶圆表面的不平整性一般都是呈趋势性变化，不会突变，因此所述高度曲线与距离晶圆表面的实际高度曲线高度匹配。

同时，激光随动装置从接收高度设定值信号到运动到设定值位置的实际移动过程是非阶跃式的，整体运动轨迹似磁滞曲线，切割速度越快，过程形态越明显，因此，在高速切割运动时可以将一段切割距离内的高度最大值或最小值视为随动系统的目标设定值，不仅保证了激光聚焦平面始终与切割道表面距离在微米级且不影响工艺效果的要求，又避免将激光随动装置随时处于震荡状态，引起控制误差。

因此，本实施例所述系统第一方面能够达到在晶圆切割工艺中激光聚焦平面始终与切割道表面始终在同一高度，不会随切割道表面高度起伏出现断点现象，并且激光随动装置控制精度在±1μm范围内；第二方面还能够在不影响工艺切割效果的前提下大大提高了切割速度，缩短工艺时间，提高系统产能；第三方面还能够减小了激光随动装置小范围内频繁震荡，减小测量误差，并在一定程度上增加系统使用寿命。

可选地，所述系统还包括：

设置单元，用于预先设置激光随动装置高度零点值，移动z轴，控制激光随动装置在预设范围内进行移动；以及预先设置切割道的测高起始点pa，测高终止点pb。

可选地，所述控制器包括：

参数设定模块，用于预先设定工艺切割速度vpro，随动更新设定间隔时间tset，每间隔距离d更新一次激光随动装置的高度设定值，其中，d＝vprotset，且d＞d；

获取模块，用于获取每段距离d长度的起始点高度值ha、结束点高度值hb、最大高度值htop与最小高度值hbot；

确定模块，用于比较起始点高度值ha与结束点高度值hb确定激光随动装置的高度设定值hset。

本实施例的系统，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。