一种用于激光改质剥离晶圆的物镜系统的制作方法

本发明涉及晶圆加工，具体涉及一种用于激光改质剥离晶圆的物镜系统。

背景技术：

1、晶圆是半导体行业重要的基本元件之一。晶圆的需求量大，晶圆的成本严重地影响半导体器件的成本。激光改质剥离技术作为一种高效而精确的晶圆分离方法，逐渐成为集成电路制造领域的关键技术之一。该技术通过激光对晶圆表面进行局部改质，引起热应力，从而实现晶圆材料的剥离。相较于传统的机械剥离方法，激光改质剥离技术具有更高的剥离精度、更小的损伤以及材料利用率的提高等优势，因此备受青睐。

2、在激光改质剥离技术中，光路的稳定性对于剥离效果至关重要。光路的稳定性直接关系到激光能量的精准传递和焦点聚焦的准确性。对于激光剥离而言，高质量的光学光路系统可以确保激光能够准确地聚焦在晶圆表面的目标区域，提高剥离的精度和效率。

3、然而，一个常见的问题是在物镜聚焦的过程中，由于激光能量的吸收，物镜可能会发生加热，导致焦距的变化。物镜加热后，焦距的变化可能引起光斑的偏移，甚至导致焦点位置不稳定。这种焦距变化会对剥离过程产生负面影响，例如聚焦点的漂移可能导致晶圆材料的不均匀剥离，影响剥离质量和产能。另外，激光加热物镜还会引起物镜材料的热膨胀，改变了物镜的形状，引起光学畸变，影响系统的焦距和成像质量。如果物镜的温度进一步升高，将导致物镜材料内部产生热应力，导致光学元件产生微裂纹和变形，从而影响物镜的光学性能。

技术实现思路

1、为解决以上问题，本发明提供了一种用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，包括镜筒、凸透镜、前物镜环、后物镜环，前物镜环和后物镜环螺接与镜筒内，前物镜环面向晶圆，凸透镜被前物镜环和后物镜环限制在镜筒中，后物镜环的长度大于前物镜环的长度，在远离凸透镜的一侧，后物镜环上设有导热条，导热条沿后物镜环的长度方向。

2、本发明通过增加后物镜环的长度，应用后物镜环实现对凸透镜的散热，以便降低凸透镜的温度。导热条将凸透镜上的热量传递给后物镜环，传递给更大的表面积，便于向镜筒外散热。导热条为条形，也不影响后物镜环的力学特性。

3、更进一步地，镜筒、前物镜环、后物镜环的材料为金属合金。

4、更进一步地，镜筒中设有中空区域，中空区域覆盖前物镜环和后物镜环，中空区域的外侧设有第一通风口和第二通风口，中空区域用于通风，中空区域还可以通制冷过的空气，以便对凸透镜实施更好的制冷效果。

5、更进一步地，第一通风口位于前物镜环一侧，第二通风口位于后物镜环一侧，第二通风口的尺寸小于第一通风口的尺寸。

6、更进一步地，还包括散热凸起，散热凸起设置在中空区域的内壁上。

7、更进一步地，还包括散热条，散热条设置在凸透镜的边缘，散热条与后物镜环接触。

8、更进一步地，散热条呈辐射状分布，以便于充分传递凸透镜中心产生的热量。

9、更进一步地，散热条的材料为氧化铟锡或氧化铝。

10、更进一步地，还包括热致形状记忆聚合物，热致形状记忆聚合物设置在凸透镜上；热致形状记忆聚合物在温度升高时，能够快速产生微观形变，便于在短时间内将凸透镜上的热量散开。

11、更进一步地，热致形状记忆聚合物与散热条接触。

12、本发明的有益效果：

13、(1)本发明增加了后物镜环的长度，不仅有利于将凸透镜更稳固地限制在镜筒中，而且有利于散发凸透镜中的热量，降低凸透镜的温度，从而实现均匀剥离晶圆。

14、(2)本发明将镜筒设置为中空形状，即在镜筒中设置中空区域，中空区域有利于将凸透镜产生的热量散失，从而降低凸透镜的温度。

15、(3)本发明在凸透镜上引入散热条，散热条有利于散失凸透镜产生的热量，降低凸透镜的温度。

16、(4)本发明在凸透镜上引入热致形状记忆聚合物，通过热致形状记忆聚合物微观结构的变化，快速吸收剥离晶圆时脉冲激光产生的热量，以免热量聚集，有利于降低凸透镜的温度，提高剥离晶圆的质量。

17、综合以上效果，本发明在晶圆加工技术领域具有良好的应用前景。

18、以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：包括镜筒、凸透镜、前物镜环、后物镜环，所述前物镜环和所述后物镜环螺接与所述镜筒内，所述前物镜环面向晶圆，所述凸透镜被所述前物镜环和所述后物镜环限制在所述镜筒中，所述后物镜环的长度大于所述前物镜环的长度，在远离所述凸透镜的一侧，所述后物镜环上设有导热条，所述导热条沿所述后物镜环的长度方向。

2.如权利要求1所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：所述镜筒、所述前物镜环、所述后物镜环的材料为金属合金。

3.如权利要求1所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：所述镜筒中设有中空区域，所述中空区域覆盖所述前物镜环和所述后物镜环，所述中空区域的外侧设有第一通风口和第二通风口。

4.如权利要求3所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：所述第一通风口位于所述前物镜环一侧，所述第二通风口位于所述后物镜环一侧，所述第二通风口的尺寸小于所述第一通风口的尺寸。

5.如权利要求3所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：还包括散热凸起，所述散热凸起设置在所述中空区域的内壁上。

6.如权利要求3所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：还包括散热条，所述散热条设置在所述凸透镜的边缘，所述散热条与所述后物镜环接触。

7.如权利要求6所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：所述散热条呈辐射状分布。

8.如权利要求7所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：所述散热条的材料为氧化铟锡或氧化铝。

9.如权利要求8所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：还包括热致形状记忆聚合物，所述热致形状记忆聚合物设置在所述凸透镜上。

10.如权利要求9所述的用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，其特征在于：所述热致形状记忆聚合物与所述散热条接触。

技术总结
本发明涉及晶圆加工技术领域，具体涉及一种用于激光改质剥离晶圆的物镜系统，包括镜筒、凸透镜、前物镜环、后物镜环，前物镜环和后物镜环螺接与镜筒内，前物镜环面向晶圆，凸透镜被前物镜环和后物镜环限制在镜筒中，后物镜环的长度大于前物镜环的长度，在远离凸透镜的一侧，后物镜环上设有导热条，导热条沿后物镜长度方向。本发明通过增加后物镜环的长度，应用后物镜环实现对凸透镜的散热，以免热量聚集，有利于降低凸透镜的温度，提高剥离晶圆的质量，在晶圆加工技术领域具有良好的应用前景。

技术研发人员：吴忧,韩世飞,许建强,冀利岗
受保护的技术使用者：北京晶飞半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20