一种用于晶片标记的激光设备的制作方法

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种用于晶片标记的激光设备。

背景技术：

在半导体器件制造工艺中，在大致圆板形状的晶片衬底的表面上，利用网状排列的被称作空包渠道的分割预定线划分成多个区域，通过在划分的区域中形成ic、lsi等器件，就构成了半导体晶片。这样构成的半导体器件，通过沿着空白渠道切断开来就形成了一个个的器件。

在半导体晶片上分布着数千或数万个芯片，为了按照生产批次区分这些芯片，需要在每个芯片的表面设置字母或符号，用于标记每个芯片。在现有技术中，通常使用激光器对芯片进行标记，但是一些激光器在长时间使用之后，激光器发射的激光束会产生偏差，导致无法在芯片想要的位置上设置标记。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提出一种用于晶片标记的激光设备，该激光设备可以进行校正，保证该激光设备在长时间使用后不出现偏差。

为实现上述目的及其目的，本发明提出一种用于晶片标记的激光设备，包括：

激光器，用于发射激光束；

扩束镜，用于对所述激光束进行扩束和准直；

光束调节单元，用于调节所述激光束的方向；

反射镜，用于改变所述激光束的方向；

聚焦镜头，用于对所述激光束进行聚焦，以使所述激光束垂直射出；

其中，所述激光器，所述扩束镜，所述光束调节单元和所述反射镜在第一方向上依次设置，所述反射镜，所述聚焦镜头和所述载台在第二方向上依次设置，所述第一方向垂直所述第二方向；

其中，所述载台的一端设置有采集器，所述载台的另一端设置有驱动单元，所述驱动单元带动所述载台进行直线运动，以将所述采集器移动至校正区内；

其中，所述校正区内设置有多个校正点，当所述采集器进入所述校正区时，所述采集器的中心与所述校正点重合，当所述激光束与所述校正点之间存在位置偏差时，所述采集器将所述位置偏差发送至所述光束调节单元，以调整所述激光束的方向。

进一步地，还包括控制单元和旋转组件，所述控制单元连接所述旋转组件。

进一步地，所述光束调节单元设置在所述旋转组件上。

进一步地，所述载台包括一通孔，所述晶片设置在所述通孔上。

进一步地，当所述激光设备对所述晶片进行标记工作时，所述激光束照射至所述载台上。

进一步地，所述采集器内设置有采集部，所述采集部为相机。

进一步地，所述校正区位于所述聚焦镜头和所述载台之间。

进一步地，所述反射镜为平面反射镜，所述反射镜对所述激光束的反射率大于99.99％。

进一步地，还包括衰减器，所述衰减器位于所述激光器和所述扩束镜之间。

进一步地，所述激光束的波长在540-560nm。

综上所述，本发明提出一种用于晶片标记的激光设备，当该激光设备使用一定时间后，通过驱动单元带动采集器移动，使得采集器进入校正区内，如果激光器发射的激光束不能照射到采集器的中心时，采集器则将位置偏差发送至光束调整单元，从而调整激光束的方向，使得激光束照射到采集器的中心上，从而实现对激光设备的校正。

附图说明

图1：本实施例中用于晶片标记的激光设备的简要示意图。

图2：旋转组件和控制单元的简要示意图。

图3：光束调节单元的简要示意图。

图4：载台和晶片的位置示意图。

图5：采集器的简要示意图。

图6：校正区的简要示意图。

图7：采集部的中心部和校正点重合的示意图。

图8：激光光斑的位置偏差示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例提出一种激光设备100，该激光设备100可以对晶片进行标记。该激光设备100包括激光器101，扩束镜102，光束调节单元103，反射镜104，聚焦镜头105，载台106，驱动单元107和采集器108。其中，激光器101，扩束镜102，光束调节单元103和反射镜104在第一方向上依次排列。反射镜104，聚光镜头105和载台106在第二方向上依次排列，第一方向垂直于第二方向，因此，激光器101发射的激光束l在经过反射镜104之后，激光束l的传播方向由第一方向变为第二方向。在一些实施例中，在激光器101和扩束镜102之间还可以设置衰减器，所述衰减器用于衰减激光束的能量。

如图1所示，在本实施例中，该激光器101用于发射激光束l，激光束l将文字或符号标记在晶片上。该激光束l例如为脉冲波激光束，激光束l的波长例如在300-500nm。激光器101发射的激光束l从第一方向出射。激光束l从激光器101出射后，进入扩束镜102，扩束镜102对激光束l进行扩束和准直。

如图1所示，在一些实施例中，激光器101可以通过使用一个来源而同时振荡具有不同波长的激光束。激光器101包含产生激光束的激光产生器(未示出)以及将所产生的激光束分离以振荡具有不同波长的激光束的激光振荡器(未示出)。例如，在本发明的示例性实施例中，通过将红外线(infraredray，ir)激光束(具有大致780nm或更长的波长范围)分离成可见激光束(具有大致380nm至780nm的波长范围)和紫外线(ultraviolet，uv)激光束(具有大致380nm或更短的波长范围)而可以同时振荡三种种类的激光束。因此，可以选择性地使用具有不同波长的激光束。激光器101并不限于此，而是可以包含各种激光来源。此外，经分离的激光束的种类和经振荡的激光束的数目并不限于此，而是可以变化。

如图1-2所示，当激光束l经过扩束和准直后进入光束调节单元103，光束调节单元103可以调节激光束l的方向。在本实施例中，该光束调节单元103可以设置在旋转组件109上，旋转组件109电性连接控制单元108，控制单元108可以控制旋转组件109的转动。在本实施例中，该旋转组件109例如为电机和安装在电机输出轴上的转动平台，光束调节单元103可以固定在转动平台上。

如图2所示，在本实施例中，该光束调节单元103例如包括一个光楔1031，通过对光楔1031旋转来调整激光束l的传播方向。在本实施例中，光楔1031可以是一种顶角很小(小于1/10弧度)的棱镜，当激光束l垂直或接近垂直射入光楔1031时，激光束l从光楔1031射出的角度会发生很小的偏折；当旋转光楔1031时，激光束l的射出角度也随之偏转，因此，需要调整激光束l的传播方向时，只需旋转光楔1031即可，结构简单，调节方便。

如图3所示，在一些实施例中，光束调节单元103包括一对颠倒设置的第一光楔1032和第二光楔1033。当第一光楔1032和第二光楔1033相对旋转时，从光束调节单元103射出的激光束l的方向也随之改变，从而达到调整激光束l传播方向的目的。在其它实施方式，光束调节单元103包括的光楔数量不限于上述数量，用户可根据需求进行设置，以灵活的控制激光束l的偏转角度。第一光楔1032和第二光楔1033呈前后间隔设置，第一光楔1032和第二光楔1033的倾斜面分别相对且平整放置，第一光楔1032和第二光楔1033放置于激光束l的传播路径中，这样放置的第一光楔1032和第二光楔1033可以使得激光束l在垂直于光轴方向上有一定的偏移。

如图1所示，在本实施例中，当激光束l经过光束调节单元103之后，激光束l在反射镜104进行反射，激光束l经过反射镜104后，激光束l的传播方向由第一方向变成第二方向。在本实施例中，该反射镜104为平面反射镜，其用于改变激光束l的传播方向。反射镜104的表面镀有高反射膜层，当激光束l射入反射镜104时，反射镜104对激光束l的反射率高达99.99％以上，有效的避免了激光束l因为折射而造成能量的损失。

在一些实施例中，还可以用扫描器单元来替换光束调节单元103，扫描器单元配备有调整所述激光束的传播方向的多个扫描器，并且经配置以提供所述激光束的传播路径。

如图1所示，在本实施例中，当激光束l在反射镜104改变传播方向后，聚焦镜头105对激光束l进行聚焦。激光束l经过聚焦镜头105的聚焦处理后，从聚焦镜头105射出的激光束l为垂直出射并聚焦在工件200的表面，避免了聚焦镜头105对偏折后的激光束l引入更大的偏折，最终导致加工时激光束l偏离太远而加工失败的问题。在本实施例中，聚焦镜头105为例如远心扫描镜头。

如图1和图4所示，在本实施例中，激光束l经过聚焦镜头105之后，该激光束l被照射到载台106上的晶片1062上。在本实施中，该载台106包括一通孔1061，该通孔1061贯穿载台106的上下表面。晶片1062设置通孔1061上，晶片1062的边缘部分与载台106接触，也就是晶片1062的主体部分位于通孔1061上。在本实施例中，该晶片1062的表面上包括数千或数万个芯片。激光束l通过该通孔1061可以对晶片1062上的多个芯片进行标记。

需要说明的是，当对该晶片1062进行标记工作时，该晶片1062位于载台106上，当对激光设备100进行校正时，晶片1062不在载台106上。

如图1所示，在载台106的一端设置有驱动单元107，载台107的另一端设置有采集器108。驱动单元107为直线驱动机构，也就是驱动单元107带动载台107进行直线运动，例如带动载台107在x方向或y方向上进行直线运动。该驱动单元107例如为直线电驱动机构。

如图5-7所示，该载台106上设置有采集器108，采集器108内设置有采集部1081，当驱动单元107带动载台106移动时，采集器108同样跟随移动。当采集器108进入至校正区110时，校正区110内设置有多个校正点111，通过该校正点111来校正激光束l。当采集器108进入至校正区110内时，校正点111与采集部1081的中心部1082重合。在本实施例中，该采集部1081例如为ccd相机。

如图8所示，在本实施例中，当采集器108进入校正区110内时，采集部1081采集激光束l，并在采集部1081上形成激光光斑l1，当激光光斑l1与中心部1082重合，则说明该激光设备100处于正常状态，当激光光斑l1与中心部1082不重合，也就是激光光斑l1与中心部1082之间存在位置偏差，采集器108会将该位置偏差发送至光束调节单元103，通过光束调节单元103调整激光束l的方向，使得形成的激光光斑l1与中心部1082重合。例如从图8中可以看出，激光光斑l1与中心部1082之间存在位置偏差，且所述位置偏差相对于中心部1082的坐标为(dx，dy)。采集器108则将该位置偏差发送至光束调节单元103，以通过光束调节单元103来调节激光束l的方向。

需要说明的是，当对晶片1062进行标记工作时，不需要使用该校正区110，当对激光设备100进行校正时，才使用校正区110，校正区100位于聚焦镜头105和采集器108之间，当激光设备100校正完成后，收集该校正区110，再次进行晶片的标记工作。

如图5-7所示，在本实施例中，驱动单元107带动采集器108进入校正区110内时，采集部1081的中心部1082与校正点111重合，驱动单元107带动采集器108逐步移动，使得采集部1081的中心部1082与校正区110内的每个校正点111均重合，同时采集部1081还可以形成激光光斑l1，采集器1081还可以采集到激光光斑l1相对于每个校正点111的位置偏差，并将所有的位置偏差发送至光束调节单元103，以调整激光束l的方向。

如图1-7所示，以下将阐述该激光设备100的工作过程，首先校正该激光设备100，将校正区110放置在聚焦镜头105上，然后通过驱动单元107带动载台106移动，使得采集器108进入校正区110内，当采集器108进入校正区110内时，激光器101发射激光束l，激光束l沿着第一方向依次经过扩束镜102，光束调节单元103和反射镜104，反射镜104将激光束l的传播方向由第一方向变成第二方向，然后激光束l沿着第二方向依次聚焦镜头105和校正区110，进入采集器108。采集器108内的采集部1081采集到激光束l，并在采集部1081上显示出激光光斑l1。

如图1-7所示，驱动单元107带动采集器108逐渐移动，使得该采集部1081的中心部1082与每个校正点111重合，并将激光光斑l1相对中心部1082的位置偏差发送至光束调节单元103，光束调节单元103根据位置偏差来调节激光束l的方向，以使的激光光斑l1与中心部1082重合。光束调节单元103可以通过旋转组件109进行转动，从而调整激光束l的方向。需要说明的是，由于校正区110内设置有大量的校正点111，当中心部1081与每个校正点111重合时，激光器101发射激光束l的次数等于校正点111的数量。

如图1-7所示，当光束调节单元103调节激光束l的传播方向后，移动单元107还可以带动采集器108进入校正区110内，以验证光束调节单元110的调节光束的作用。

如图1-7所示，在本实施例中，当该激光设备100校正完成后，收起校正区110，并将晶片1062设置在载台106的通孔1061上，然后通过激光束l对晶片1062进行标记，也就是通过激光束l对晶片1062上的芯片进行标记，也就是在晶片1062的芯片上形成文字或符号。

如图1所示，在本实施例中，该激光设备100还可应用于各种激光加工设备，激光加工设备则主要包括激光打标机、激光切割机、激光焊接机及其他设备等。例如，将激光设备100应用到激光打标机，工件为金属、皮革或塑料中的任一种，当101发出的激光束l射在工件表面时，同时激光束l按照设定的路径移动，激光束l在工件表面产生高温并在工件的表面刻出图案、商标或文字。

综上所述，本发明提出一种用于晶片标记的激光设备，当该激光设备使用一定时间后，通过驱动单元带动采集器移动，使得采集器进入校正区内，如果激光器发射的激光束不能照射到采集器的中心时，采集器则将位置偏差发送至光束调整单元，从而调整激光束的方向，使得激光束照射到采集器的中心上，从而实现对激光设备的校正。本发明提出的用于晶片标记的激光设备使用寿命长，操作简单。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。