[發(fā)明專利]激光處理的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310263720.2
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103521931A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭志恒;鄭志華;周立基
• 申請（專利權(quán)）人: 先進(jìn)科技新加坡有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/064;B23K26/08
• 代理公司: 北京申翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11214
• 代理人: 周春發(fā)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明申請涉及一種激光處理的方法和裝置，其尤其但并非排他地用作為使用激光分割半導(dǎo)體晶圓。

背景技術(shù)

多個半導(dǎo)體器件以陣列的形式構(gòu)造在半導(dǎo)體晶圓上，該半導(dǎo)體晶圓通常是由諸如藍(lán)寶石、硅、鎵和/或它們的混合物之類的材料制成。然后，使用激光切割半導(dǎo)體晶圓以分離或者有助于分離半導(dǎo)體器件成為單獨(dú)的片塊（pieces）。

傳統(tǒng)的激光分割可包括任一下述流程：i）激光蝕刻（laser?scribing），其中線性凹槽（或蝕刻線）形成于半導(dǎo)體晶圓表面以沿著這些凹槽實施斷裂；或者ii）激光切割，其中半導(dǎo)體晶圓從其上表面至其下表面被切割通過。

具體地，激光分割取決于傳送至半導(dǎo)體晶圓的輻射（如頻率或能量）超越其材料燒蝕閾值（material?ablation?threshold）的情況。通過使用物鏡將激光束聚焦，高斯激光束的激光輸出寬度能夠小至大約1-20微米（μm）。這種尺寸的激光束確保了其輻射超出了半導(dǎo)體晶圓的材料燒蝕閾值以便進(jìn)行激光分割。

圖1表明了傳統(tǒng)的激光蝕刻處理100，其中，在激光束102和半導(dǎo)體晶圓104之間的相對移動沿著蝕刻方向110發(fā)生以在半導(dǎo)體晶圓104的表面上形成蝕刻線106以前，激光束102聚焦在位于具有半導(dǎo)體器件（圖中未示）的半導(dǎo)體晶圓104的表面的一點(diǎn)處。可是，當(dāng)激光束102聚焦在半導(dǎo)體晶圓104的表面上并且其傳遞的輻射位于或超過其材料燒蝕閾值時，碎渣108將會從半導(dǎo)體晶圓104移離并且可能再沉積回半導(dǎo)體晶圓104的表面。這樣可能污染了半導(dǎo)體晶圓104上的半導(dǎo)體器件。所以，這種傳統(tǒng)的激光分割處理存在半導(dǎo)體晶圓104的表面污染問題。

避免碎渣108污染半導(dǎo)體晶圓104上的半導(dǎo)體器件的一個辦法是在激光處理之前和之后進(jìn)行表面覆蓋和沖洗。不幸的是，該表面覆蓋處理具有其自身的局限性。例如，表面和側(cè)壁重塑的熔融層可能會影響半導(dǎo)體器件分割之后的外觀和/或性能。已經(jīng)提出了其他的后處理方法，如側(cè)壁蝕刻，來緩和這個難題。然而，表面蝕刻晶圓的額外的預(yù)處理和后處理最終限制了整體產(chǎn)能，并提高了運(yùn)行成本。

所以，本發(fā)明申請的目的在于至少尋求消除傳統(tǒng)的激光分割處理中出現(xiàn)的難題。

發(fā)明內(nèi)容

第一方面，本發(fā)明提供了一種激光處理方法，該方法包含有以下步驟：將激光束引導(dǎo)至工件；在激光束和工件之間引起相對移動。其中將激光束引導(dǎo)至工件的步驟包括：將激光束聚焦在工件內(nèi)部，直到內(nèi)部損壞形成在工件內(nèi)部，而碎裂從內(nèi)部損壞延展至工件的至少一個表面以在工件上形成表面裂紋。另外，在激光束和工件之間引起相對移動的步驟是如此設(shè)置以致于工件上的表面裂紋沿著工件上的分割線延展。

第二方面，本發(fā)明提供了一種激光處理裝置，該裝置包含有：支持設(shè)備，其用于固定工件；激光發(fā)射設(shè)備，其用于將激光束引導(dǎo)至工件；和定位設(shè)備，其被操作來在激光發(fā)射設(shè)備和支持設(shè)備之間引起相對移動；其中，該激光發(fā)射設(shè)備被配置來在操作過程中將發(fā)射出的激光束聚焦在工件內(nèi)部，直到內(nèi)部損壞形成在工件內(nèi)部，而碎裂從內(nèi)部損壞延展至工件的至少一個表面以在工件上形成表面裂紋，以及定位設(shè)備還被配置來在激光發(fā)射設(shè)備和支持設(shè)備之間引起相對移動，以致于工件上的表面裂紋沿著工件上的分割線延展。

本發(fā)明的一些較佳但是可選的步驟/特征已經(jīng)描述在從屬權(quán)利要求中。

附圖說明

現(xiàn)在僅僅通過示例的方式，并參考附圖描述本發(fā)明較佳實施例，其中：

圖1所示為傳統(tǒng)的表面蝕刻處理。

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例所述的激光處理裝置。

圖3所示為圖2的激光處理裝置的操作示意圖。

圖4a-4h所示為使用圖2的激光處理裝置的半導(dǎo)體晶圓的分割處理。

圖5a和圖5b所示分別為使用圖2的激光處理裝置進(jìn)行分割處理之后，半導(dǎo)體晶圓的平面和立體示意圖。

圖6a和圖6b所示分別為使用圖2的激光處理裝置進(jìn)行多次分割處理之后，半導(dǎo)體晶圓的平面和立體示意圖。

具體實施方式

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例所述的激光處理裝置200的立體示意圖。該激光處理裝置200包含有：i）激光發(fā)射設(shè)備202；和ii）XY夾盤平臺204，用于支持和移動半導(dǎo)體晶圓206。具體地，激光發(fā)射設(shè)備202被操作來投射激光束208至半導(dǎo)體晶圓200上。XY夾盤平臺204也被操作來相對于激光發(fā)射設(shè)備202根據(jù)蝕刻軸線210和也根據(jù)步進(jìn)軸線212移動半導(dǎo)體晶圓206，該步進(jìn)軸線212垂直于蝕刻軸線210。