使用多面反射镜的激光处理设备及方法技术

公开了通过一个多面反射镜提高目标处理效率的一种激光处理设备及方法。该激光处理设备包含一个激光发生器，输出具有预定直径的激光束；一个多面反射镜，具有多个反射面，绕一个轴旋转，以反射来自激光发生器的入射到反射面上的激光束，其中设置反射面的数量使得激光束可以覆盖多面反射镜的至少两个反射面；以及一个透镜，使从多面反射镜反射的激光束会聚和照射。根据本发明专利技术，通过将激光束分成多个入射到多面反射镜的反射面，并且借助于分开的激光束以低能量反复处理目标，能够提高目标的处理效率和产品产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光处理设备及方法，并且尤其涉及借助于一个多面反射镜来提高目标处理效率的一种激光处理设备及方法。
技术介绍
在从晶片、金属和塑料等制造目标材料时，通常使用例如切割和开槽作业的处理过程。例如，完成半导体芯片制造工序之后，下一个工序是切割一个晶片以将在该晶片上形成的多个芯片分离为单独的芯片。晶片切割操作在半导体芯片的整个工序中非常重要，因为它严重影响后面工序中的生产率和产品质量。晶片切割操作通常采用机械切割方法或激光束切割的方法来实现。特别是，重点研究了使用激光束的处理设备，因为它比机械设备具有更大的优势。通过激光束切割晶片的方法就是，使用一种机械装置，通过将250～360nm范围的高紫外线激光束聚焦到晶片表面所产生的热及化学作用，将晶片的受照射区域烧去。换句话说，当会聚的激光束照射到晶片时，受照射区域立即被加热然后蒸发、融化，并且根据晶片材料的蒸发情况来增加蒸发压力，导致受照射区域的爆炸性烧去。从一个连续的烧去操作，可以将晶片分成多个芯片并且其中可以沿着一条移动通道应用线性或曲线分割工序。激光处理设备中最先进的一种是通过从高压喷水嘴中喷出的水作为引导来切割晶片同时照射激光束进行的。但是，这种设备有一个缺点，喷水嘴由于高压的作用容易机械磨损，使得喷水嘴在一段时间后会发生变化，这会降低生产率，提高成本，还会在工序操作中造成麻烦。作为可以克服目前激光处理设备中的缺点的一项技术，申请人于2004年3月31日申请的韩国申请号2004-0022270中提出了使用一个多面反射镜的方法。具有多个反射面的多面反射镜可以旋转，这些反射面的长度彼此相等，如图1所示。图1是表示使用多面反射镜的一种激光处理方法的示意图。如图1所示，具有多面反射镜的激光处理设备包含一个多面反射镜10，具有多个反射面12，可以绕轴11旋转；以及一个透镜20，使多面反射镜10的反射面12反射的激光束会聚。这里，透镜20可以是一个远心f-透镜，与平台30平行放置，待切割的目标40(例如，晶片)固定在平台30上。也可以使用多个透镜，为了简便起见，图1只显示了一片透镜。如图1A所示，随着多面反射镜10的旋转，激光束在反射面12的前部被反射，然后入射到透镜20的左端。该反射的激光束被透镜20会聚，然后垂直照射到目标40的指定位置S1。接着，如图1B所示，随着多面反射镜的进一步旋转，激光束在反射面12的中部被反射，然后入射到透镜20的中心。该入射激光束被透镜20会聚，然后垂直照射到晶片40的指定位置S2。接下来，如图1C所示，多面反射镜继续旋转，使激光束在反射面12的后部被反射。该反射的激光束入射到透镜20的右端，然后被透镜20会聚，垂直照射到晶片40的指定位置S3。这样，随着多面反射镜的旋转，激光束照射到晶片40从S1到S3的位置。从S1到S3的长度称为多面反射镜10的反射面12处理的扫描长度SL。此外，反射面12的前部和后部反射的激光束之间的夹角称为扫描角。在上述具有多面反射镜的激光处理设备中，使用能量约10W的激光束照射目标。但是，激光束过度照射到目标的同一位置可能会损害目标，降低工序的可靠性。此外，由于通常使用具有预定直径的激光束而非点光束，因此入射在反射面边角上的激光束可能会部分耗散(能量损耗)。参考如下图2描述了由于激光束的耗散导致的能量损耗。图2是表示在多面反射镜的反射面的边角处的能量损耗现象的示意图。如图2所示，当激光束入射到旋转的多面反射镜10时，如果具有固定直径的激光束入射到反射面12的边角上，激光束的一部分，能量减少的激光束A，反射到反射面12并照射到透镜20。但是，激光束的其它部分，损耗的激光束B，在反射面12′上散射并由此未照射到透镜20。因此，透镜20使能量减小的激光束A会聚，仅使其照射到安装在平台30上的目标40上。结果，在暴露于反射面12的边角上反射的激光束的目标的区域与其它区域之间的处理效率有差异。它造成不规则的处理外形，导致处理的可靠性降低。此外，由于激光束的能量在边角处耗散，因此浪费了资源。
技术实现思路
本专利技术旨在解决前述问题，提供一种激光处理设备及方法，使用一个多面反射镜，用于防止激光束过度照射到目标上。本专利技术还旨在通过防止激光处理设备中多面反射镜的边角处的能量损耗提高目标的处理效率。为了实现本专利技术的以上目的，通过激光束处理目标的一种激光处理设备包含一个激光发生器，发出具有预定直径的激光束；一个多面反射镜，具有多个反射面，绕一个轴旋转，并反射从激光发生器发出的反射面上的激光束，调节反射面的数量使得激光束覆盖多于两个的反射面；以及一个透镜，使多面反射镜上反射的激光束会聚并使激光束照射目标。本专利技术还提供使用绕轴旋转的多面反射镜的一种处理方法，该多面反射镜包括相同长度的多个反射面，用于反射从激光发生器发出的预定直径的激光束，其中反射面的数量使得入射激光束将覆盖多于两个的反射面，该方法包括在一个平台上固定该目标；确定控制参数，包含多面反射镜的旋转速度和平台的传送速度；使多面反射镜以预定旋转速度绕轴旋转；以预定传送速度移动平台；使激光束照射在反射面上，覆盖多于两个的反射面，确定反射面的数量使其被激光束覆盖；以及使该激光束的各部分被一个透镜会聚，并使会聚的激光束照射到目标上。本专利技术通过具有低能量的分开的激光束的反复照射来处理目标，利用多面反射镜边角处的激光束分开导致能量减小，防止目标的损害。此外，通过增加多面反射镜的反射面的数量使得分开的激光束被透镜会聚，防止了由于分开导致的激光束的耗散或损耗。附图说明附图提供本专利技术的进一步的理解，并入且构成本说明书的一部分。附图表示本专利技术的合意的实施例，并且与描述一起，用于解释本专利技术的原理。在图中图1A至1C是表示具有多面反射镜的激光处理方法的示意图；图2是表示在多面反射镜的反射面的边角处的能量损耗现象的示意图；图3A和3B是表示在激光束照射时多面反射镜中的能量损耗现象的示意图；图4是表示关于激光束的直径，多面反射镜外圆半径与多面反射镜反射面数量之间关系的曲线图；图5是表示借助于根据本专利技术的多面反射镜处理目标的一个示意图；图6是根据本专利技术的一个实施例的具有多面反射镜的激光处理设备的结构图；图7是根据本专利技术的另一个实施例的具有多面反射镜的激光处理设备的结构图；图8是根据本专利技术的借助于多面反射镜的激光处理方法的流程图。具体实施例方式本专利技术的较好实施例将在以下参考附图详细描述。但是，本专利技术可以以不同形式实施，并且不应限于这里所述的实施例。更确切地，提供这些实施例使得本公开将是全面的和完整的，并且将向那些熟练的技术人员完全传达本专利技术的范围。说明书中相同的数字表示相同的元件。以下，将结合附图描述本专利技术的一个示例性实施例。图3A和3B是表示激光束照射时多面反射镜中的能量损耗现象。参考图3A，当具有预定直径D的激光束在多面反射镜10的反射面12的一个边角上入射并反射时，激光束的一部分(即能量减小的激光束A)入射到反射面12上，而激光束的其它部分(即损耗的激光束B)入射到反射面12′上。同时，为了计算能量减小的激光束A的扫描长度SL与多面反射镜的所有反射面的扫描长度的比率，确定从边角到多面反射镜中心(即轴11)的线段与从轴11到能量减小的激光束和多面反射镜外圆的交点的线段之间构成的损本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过激光束处理目标的激光处理设备，包括：一个激光发生器，发出具有预定直径的激光束；一个多面反射镜，具有多个反射面，绕一个轴旋转，并反射从激光发生器发出到反射面上的激光束，调节反射面的数量使得激光束覆盖多个反射面；以及 一个透镜，使多面反射镜上反射的激光束会聚并使激光束照射目标。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩裕熙，弘银晶，
申请(专利权)人：EO技术有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]