一种激光聚焦光斑位置定位与监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光聚焦光斑位置定位与监测装置，对光学系统的结构设计，包含激光聚焦光路和等效反馈光路的结构设计，并将第一CCD组件与第二CCD组件协同配合使用，第一CCD组件采集的晶圆表面图形信息通过图像处理提取晶圆轮廓和表面微结构特征，为后续晶圆的定位和摆正提供高精度输入。第二CCD组件位于一维运动平台上，移动精度在微米量级，通过左右移动第二CCD组件来判断多个焦点在样品中的位置，第二CCD组件采集的反馈光路中的激光光斑图像信息通过图像处理提取激光光斑中心坐标及半径，反向标定晶圆内部焦点深度，从而间接监测晶圆内部激光光斑。另外，基于深度强化学习动态调整第二CCD组件位置，实现自动寻焦。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高精度激光切割加工，具体涉及一种激光聚焦光斑位置定位与监测装置。

技术介绍

1、激光隐形切割技术是半导体晶圆精密加工领域的革命性工艺，其核心原理是通过超短脉冲激光聚焦于晶圆内部，在材料的亚表面形成可控的改制层，再通过机械或热应力扩展实现晶圆分离。传统金刚石刀片切割技术存在切缝宽度大、加工效率低、边缘崩裂现象显著、切割碎屑污染严重等固有缺陷。为解决这些问题，激光消融切割技术应运而生，其通过将高能量密度激光束聚焦于晶圆表面，使材料发生熔化、气化等相变过程实现切割分离。然而，该技术仍存在切口表面熔渣残留、切缝宽度控制不足、热影响区过宽等工艺缺陷，这些不足严重制约了其在精密半导体加工领域的应用。相较于传统切割方式，激光隐切技术具有非接触加工、无碎屑产生、切割道窄、适用于超薄晶圆等显著优势，已成为先进封装和化合物半导体加工的关键技术。

2、激光隐切过程中，激光光斑焦点位于晶圆内部，传统光学检测手段（ccd成像、共焦测量）因表面反射干扰和穿透深度限制，无法实现焦点定位与监测。现有监测手段都是采用离线式后验检测方案，在切割完成后，用扫描电子显微本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，包括激光器、第一光路结构、空间光调制器、第一分光镜、第一聚焦物镜、第二聚焦物镜、第一透镜、第一CCD组件、第二CCD组件、第一运动平台、晶圆、第二运动平台和控制系统；

2.根据权利要求1所述的激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，所述第一聚焦物镜和所述第二聚焦物镜的型号相同，且其距离所述第一分光镜的距离相同，所述第一透镜具有与晶圆相同的折射率，所述第一透镜至所述第二CCD组件的距离为焦点在晶圆内部的轴向位置。

3.根据权利要求1所述的激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，由空间光调制器生成的多焦点光斑...

【技术特征摘要】

1.一种激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，包括激光器、第一光路结构、空间光调制器、第一分光镜、第一聚焦物镜、第二聚焦物镜、第一透镜、第一ccd组件、第二ccd组件、第一运动平台、晶圆、第二运动平台和控制系统；

2.根据权利要求1所述的激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，所述第一聚焦物镜和所述第二聚焦物镜的型号相同，且其距离所述第一分光镜的距离相同，所述第一透镜具有与晶圆相同的折射率，所述第一透镜至所述第二ccd组件的距离为焦点在晶圆内部的轴向位置。

3.根据权利要求1所述的激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，由空间光调制器生成的多焦点光斑之间的间距为δd，通过第一运动平台带动晶圆横向步进δd整数倍位移，第二ccd组件可连续捕获各焦点对应光斑图像。

4.根据权利要求1所述的激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，所述深度强化学习寻焦算法采用sac算法，在训练过程中将激光光斑半径的奖励函数调整为向零收敛，同时添加10倍的缩放因子增加训练速度。

5.根据权利要求1所述的激光聚焦光斑位置定位与监测装置，其特征在于，所述第一光路结构包括双反射镜组件，所述双反射镜组件用于调节激光器发出激光束传输路径，调节后的激光束进入后续光学器件的中心并以小于10°的入射角入射至空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈格知，李瑞彦，曹宇，吴让大，甘棕松，邱建荣，
申请(专利权)人：浙江摩克激光智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：