JP2004515365A - 半導体材料のレーザー加工 - Google Patents
半導体材料のレーザー加工 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004515365A JP2004515365A JP2002549424A JP2002549424A JP2004515365A JP 2004515365 A JP2004515365 A JP 2004515365A JP 2002549424 A JP2002549424 A JP 2002549424A JP 2002549424 A JP2002549424 A JP 2002549424A JP 2004515365 A JP2004515365 A JP 2004515365A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- beams
- wavelength
- wafer
- harmonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 40
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
- H01L21/3043—Making grooves, e.g. cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
- B23K2103/166—Multilayered materials
- B23K2103/172—Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
高出力のグリーンレーザーを向けることにより半導体がカットされ、続いてＵＶビームが向けられる。第一のビームは比較的粗いエッジと高い材料除去率で切断を行い、第二のビームは、少量の材料除去で、要求された仕上がりのためにエッジにおける切断を完成させる。
Description
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、半導体材料または広く同様の特性を有する他の材料の加工におけるレーザーの使用に関する。一例として、ウェハ上の集積回路の配列から、単一の集積回路をシンギュレーションするために半導体を加工することがある。別の例としては、ウェハまたはダイに開口部（アパーチャ）を設定するために、レーザーにより半導体材料を除去することなどが挙げられる。
（従来の技術の解説）
集積回路は、出発原料として半導体のウェハを使用して製造される。複数の集積回路は、複数のリソグラフステップにより、同時に製造される。集積回路製造の最終段階のうちの一つは、集積回路チップを、それが形成されているウェハーからシンギュレーションすることである。
【０００２】
現在、この業界においては、この機能を実行するために、ダイヤモンドブレードの高精度メカニカルソー（機械のこぎり）が使用されている。これは、一般に認められている技術であるが、欠損、デブリ（破片）の発生、過剰な熱負荷のもとになるようなメカニカルソーの使用には問題点が見られる。
【０００３】
製造におけるレーザー加工とレーザーの使用は広く行われているが、半導体材料の機械加工と他の同様のアプリケーションに対しては、レーザー技術がうまく適用されてきたように思われない。その理由は、レーザー切断加工により形成されるエッジの品質が、集積回路製造のような精密な用途において、受け入れられないことである。また、加工速度は、高い処理能力を持つ生産プロセスには不十分である。また、切断面で熱が発生することが多いので、そもそもその部品が製造された目的である電気的機能に、損傷を生じてしまう場合もある。
【０００４】
ＵＳ４９５８９００は、加工物を照明するための複数の光ファイバを保持するホルダーを記載している。
【０００５】
ＵＳ５９２２２２４は、レーザービームからの光を二つのビームに集光させるシステムを記載している。半導体ウェハをこれらのビームに対して相対的に移動させると、これらのビームは、順々に同じ経路を進行する。
【０００６】
本発明は、レーザービームを利用して、半導体及び同様の材料の、改良された加工を提供することに向けられている。加工速度、そして品質と精度に関し、所望の改善が見られる。
（発明の開示）
本発明によれば、
加工作業を行うために少なくとも二つのレーザービームを材料に向けるステップを有する、材料の加工方法において、
これらのレーザービームが、異なる光学特性を有することを特徴とする加工方法が提供される。
【０００７】
実施例の１つにおいて、これらのビームは、異なる波長を有する。最大波長を有するビームが、初期に、最も高い材料除去率を得るために用いられ、それより短い波長を有するビームは、加工作業を完了するために引き続き使用される。
【０００８】
実施例の１つにおいて、最大波長を有するビームは、また、最大出力を有する。
【０００９】
別の実施例において、最大波長を有するビームは、基本波または第二次高調波のレーザー周波数のパルスを有するパルス列を備え、これより短い波長を有するビームは、第三次、第四次または第五次高調波の周波数のパルスを有するパルス列を備える。
【００１０】
実施例の１つにおいて、基本波の周波数が近赤外線スペクトル域にあり、第二次高調波の周波数が近赤外線可視域にある、基本波または第二次高調波の波長を用いて最大出力のビームが固体レーザーから生成される。また、これより短いｗａｖｅｌｅｎｔｈのビームは、第三次、第四次または第五次高調波の周波数を生成することにより、紫外線域にある波長で生成される。
【００１１】
別の実施例において、これらのビームは、３００ナノ秒よりも短いパルス幅を有する。
【００１２】
実施例の一つにおいて、これらのビームは各々、１ｋＨｚよりも大きいパルス繰返し周波数を有する。
【００１３】
実施例の一つにおいて、ガルバノメーターおよび光学系がビームを出力し、光学系は、目標送出量（ｔａｒｇｅｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）とビームサイズを提供する。
【００１４】
実施例の一つにおいて、材料は、半導体材料のウェハである。
【００１５】
実施例の一つにおいて、材料は、半導体材料と誘電体とからなる複合材料である。
【００１６】
さらに別の実施例においては、最大波長のビームは、カットラインに沿って片側からバルク状半導体を除去するために使用され、これより短い波長のビームは、カットラインに沿って反対側からより低量の誘電体を除去するために使用される。
【００１７】
実施例の一つにおいて、材料は、半導体集積回路ダイであり、加工は、ウェハまたはチップ配列からダイをシンギュレーションするためにダイの端部周辺で行われる。
【００１８】
実施例の一つにおいて、本発明の方法は、切断前の材料の画像を、機械視覚システムを使用して撮影し、確認された基準に従ってカットラインを決定するステップ、をさらに含む。
【００１９】
他の態様によれば、本発明は、
材料を切断するための装置であって、
当該装置は、
レーザー光源手段と、
レーザービームガイド手段と、
前記光源手段と前記ガイド手段を、加工作業を行うよう制御するための手段を備えた制御装置と、
を備え、
前記レーザー光源手段は、異なる光学特性を有するレーザービームを、各々が生成する複数のレーザー光源を備え、
前記制御装置は、上記の方法で加工作業を制御する手段を備えることを特徴とする装置を提供する。
（発明の詳細な説明）
（図面の簡単な説明）
本発明は、以下のいくつかの実施例の説明により、さらに明確に理解される。尚、以下の実施例は、添付の図面を参照した例示として記載される。
【００２０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、トレンチを加工するための二つのレーザービームの使用を表した図である。
【００２１】
図２（ａ）は、一連の段階を通して、二つのビームをそれぞれ使用して加工された、深いトレンチを示す観念断面図であり、図２（ｂ）は、あらくカットされたトレンチに対し、高品質仕上げを完了させるためのＵＶレーザービームの使用を示す概略断面図である。
【００２２】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、ガラス誘電オーバーレイヤを用いた半導体ウェハの加工を表す連続図である。
（実施の形態の説明）
本発明は、異なる光学特性の二つの別々のレーザービームを使用して、誘発されたフォトアブレーションおよび他の基礎物理的プロセスの手段により、半導体ウェハをミクロ加工するシステムおよび方法を提供する。ビームを生成するためのレーザーシステムには、例えば、第一次（１，０６４ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ４）、第二次（５３２ｎｍ）、第三次（３５５ｎｍ）、第四次（２６６ｎｍ）または第五次（２１３ｎｍ）の高調波発光を有するダイオード励起固体レーザーシステムがある。１，０６４ｎｍレーザーは高速度、５３２ｎｍと３５５ｎレーザーは適度な品質を伴った高速度、２６６ｎｍと２１３ｎｍシステムは、最良のレーザー加工品質をもたらすが低速度である。発光の正確な波長によっては、これらの高調波の波長はわずかに変化する場合もある（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ）。
【００２３】
第一ビームは、好ましくは、基本波周波数または第二次高調波周波数のパルスを有するパルス列から成る。第二ビームは、好ましくは、第三次、第四次、または第五次高調波周波数のパルスを有するパルス列から成る。
【００２４】
例えば、第一ビームは、１０６４ｎｍの基本波周波数のＮｄ：ＹＡＧビームまたは５３２ｎｍの第二次高調波であってもよい。第二ビームは、Ｎｄ：ＹＡＧ、第三次高調波３５５ｎｍビームであってもよい。
【００２５】
両方のビームが、３００ｎｓより小さいパルス幅、および、１ｋＨｚより大きいパルス繰返し周波数を有することが好ましい。
【００２６】
本システムは、二つの別体のヘッドを備え、第一のヘッドは、赤外線または可視波長レーザー（グリーンなど）を使用し、第二のヘッドは、ＵＶレーザーを使用する。本システムは、高解像度のｘ−ｙステージと二軸ガルバノメーターを有する精密走査位置決めシステムとを備える。ウェハの正確な位置決めおよびミクロ加工された特徴の検査のために、高解像度の二台のカメラによる画像処理システムが使用される。中央処理装置に位置情報を供給するため、上部視覚システムが用いられる。この視覚システムは、ウェハが「アートワークアップ」位置にあるときに作動する。上部視覚システムは、レーザービーム位置決めシステムに対して、固定されたオフセット位置にあってもよいし、または、ビーム伝送経路と集光レンズを通って作動してもよい。材料ハンドリングシステムは、アートワークを上向きまたは下向きにして、ｘ−ｙテーブルチャック内にウェハーを配置するように設計されている。下部視覚システムは、アートワークを下向きした状態で、ウェハのための位置情報を供給するために使用される。また、本システムは、ウェハーを装填し、それらを一つのヘッドから他方のヘッドに移動させるハンドリングロボットを使用する。
【００２７】
また、本システムは、ガス吹き付けおよびデブリ除去システムを備える。このデブリ除去装置によれば、確実にデブリが基準位置に載らないようにできるので、正確なビジョンおよびアライメントが可能となる。エアアシスト装置により、ウェハ上部からデブリ除去システムへと、デブリが加工前面から離れるように確実に方向付けがなされる。このデブリ除去とエアアシストにより、さらに、加工速度と品質が改善される。
【００２８】
本システムは、ブラインドおよびカットアウトというような複雑な形状を、半導体ウェハの両面に高速で加工することを可能とする。
【００２９】
実施例の一つにおいて、高い加工速度と高い材料除去率を実現するために、第一ビームは、１０６４ｎｍまたは５３２ｎｍレーザービームである。第二ビームは、仕上がり品質を高めるために３５５ｎｍまたは２６６ｎｍビームである。
【００３０】
上記のように、本レーザー加工システムは、二つのヘッド（ヘッド１およびヘッド２）とハンドリングロボットとを備える。ヘッド１は、６ワットよりも大きい平均出力のパルスグリーンレーザー光源を制御する。一方、ヘッド２は、１．５ワットよりも大きい平均出力のパルス２６６ｎｍＵＶレーザー光源を制御する。ヘッド１とヘッド２の双方において、適切な波長、レーザー出力、偏光および照射角度に設計された誘電ミラーを用いて、ビームをウェハへ伝送する。ガルバノメーターへの入力時におけるビームの直径を設定するためにテレスコープが使用される。その後、このビームは、二軸ガルバノメーターへ向けられる。ガルバノメーターには、テレセントリック、Ｆシータの、フラットフィールドレンズが取り付けられており、これは、１００ｍｍ×１００ｍｍまでの領域に集光ビームを均一に送出する。ウェハの全領域を加工するために、ｘ−ｙステージが使用される。このｘ−ｙステージにはウェハホルダーが組み込まれている。該ｘ−ｙステージは、ガルバノメーターの視界外部の領域をつなぐように制御され、ウェハー全体の長いチャネルの加工を可能とする。ハンドリングロボットは、必要に応じてアートワークを上向きまたは下向きにして、ｘ−ｙテーブルにウェハを配置するために使用される。これにより、ウェハの両面を加工することが可能となる。ウェハホルダーは、特定の直径を有するウェハ用に設計されている。しかしながら、２００ｎｍや３００ｎｍウェハを含む、より小さいまたは大きい直径のウェハに適用させるように簡単に調整することができる。
【００３１】
すべての制御システム、データシステム、モーションシステム、視覚システムおよびビーム出力は、プロセッサにより制御される。
【００３２】
ウェハは、まず、ヘッド１により加工される。ヘッド１のグリーンレーザーは、材料除去を実現するために効果的であるが、カットエッジ全体の品質は、ＵＶレーザーシステムを使用して実現できる品質よりも低い。内部カット部分の品質および上面の品質は、ＵＶにより得られる品質よりも劣る。しかし、グリーンレーザーは高出力を持ち、比較的コストが低く、より安定している。ヘッド１におけるグリーンレーザーがチャネルまたはトレンチから大部分の材料を除去した後に、ヘッド２のＵＶレーザーを使用して、トレンチ内部やエッジから材料を取り除くことができるので、正味加工速度が改善され、優れた仕上がり品質が得られるという効果がある。
実施例１：デュアルヘッドシステムにおける二つのレーザー波長を用いた７００μｍのシリコンウェハの加工
本実施例において、ウェハは、デュアルヘッド構成を用いて加工される。これにより、第１のヘッド、ヘッド１は、６ワットよりも大きい平均出力のパルスグリーンレーザー光源を使用し、ヘッド２は、１．５ワットよりも大きい平均出力のパルス２６６ｎｍＵＶレーザー光源を使用する。ここで、図１（ａ）と図１（ｂ）を参照する。
【００３３】
ウェハは、まず、ヘッド１により加工される。材料除去を実現するためにはグリーンレーザーが効果的であるが、カットエッジの全体的な品質は、ＵＶレーザーシステムにより実現される品質よりも低い。内部カット部分の品質および上面の品質は、ＵＶにより得られる品質よりも劣る。ヘッド１のグリーンレーザーが大半の材料を除去して外形２を形成した後、ヘッド２のＵＶレーザーを使用して、トレンチ内部およびエッジから材料を除去し外形３を生成する。
実施例２：ディープトレンチの加工（図２）
図２（ａ）を参照すると、実施例１について上記したグリーン及びＵＶレーザービームが、幅Ｓ、深さＤを有するディープトレンチ５０を加工するために使用されている。
【００３４】
第一の段階において、グリーンレーザーの第一走査により、粗いサブトレンチ５１が加工される。これに続いて横方向に、このレーザービームのオフセット走査によりサブトレンチ５２と５３が加工される。横方向オフセットパラメータは、“Ｏｃｅｎｔｒｅ”で表されている。
【００３５】
第二の段階において、グリーンレーザーは、サブトレンチ５４、５５および５６を次々に加工して、鈍い切れ目の深さＤに近づけるために使用される（ただし粗い仕上がりで）。
【００３６】
その後、ＵＶレーザーを使用して、サブトレンチ５１から５６を組み合わせて形成されるトレンチを横方向に引き延ばす。より詳細に説明すると、第三の段階において、上側エッジ部周辺にこのＵＶレーザーを走査させて、深さおよそＤ／３のところまで矩形ボリューム５７と５８を作り出す。第四段階において、合計深さ２＊Ｄ／３のところまでボリューム５９と６１を除去するために、このＵＶレーザーを、矩形の経路内で次々と走査させる。最後に、第五段階において、ＵＶビームを使用してボリューム６１と６２を加工し、深さＤおよび幅Ｓのトレンチ５０について正確かつ均一な外形を完成させる。
【００３７】
図２（ａ）は、明確化のために観念的に表した図である。図２（ｂ）を参照すると、シリコンウェハ１５０のトレンチに対する第二のビームの作用方法が描写されている。ここでは、第一のレーザーによって作られるトレンチの粗さが描写されている。シリコンウェハ１５０の断面が、図２（ｂ）において図式的に表現されている。５３２ｎｍの１０Ｗレーザーがシリコン基板の高速加工のために最初に使用される。要求されるトレンチ深さとトレンチ幅Ｓは、パラレル走査の数（ｎ）と、所定のレーザーカーフ幅Ｋに対するその走査間の横方向オフセット（Ｏｃｅｎｔｅｒ）を適切に選択することによって実現される。ｎとＯｃｅｎｔｅｒの値は、所望の壁外形１５１に加工するために、基板材料を通る連続走査により変化する場合がある。その後、トレンチカット品質を改善し、高出力５３２ｎｍレーザー光１５２による加工中に生じる欠損や損傷を減少させるために、トレンチ全体に低めの出力のＵＶレーザービームを走査させる。このマルチレーザーアプローチにより、単にＵＶレーザーを使用した場合に実現できる速度よりも速い速度で、シリコンウェハー基板に高品質のトレンチを加工することが可能となる。シリコンにおける３０μｍの深さのトレンチの通常の加工速度は、１０Ｗ５３２ｎｍレーザーでは、６０ｍｍ／ｓよりも速い。仕上げの速度は、使用されるレーザーの出力と波長により異なり、これらの仕上げ段階を利用して、最終的なトレンチの仕上がりとテクスチャを制御することが可能である。
実施例３：３０μｍの石英または融解シリカのオーバーレイヤーを用いた７００μｍのシリコンウェハの加工
図３（ａ）を参照すると、受動及び能動光学部品で使用されるのと同様な、６７０ミクロンのシリコンレイヤー１４１及び３０ミクロンの石英または融解シリカのオーバーレイヤー１４２を有する７００ミクロンのウェハ１４０が図示されている。図３（ｂ）において、５３２ｎｍの９Ｗレーザー１４５が、ウェハーの下側から、シリコンレイヤーを高速加工するために使用される。続いて、低めの出力のＵＶレーザービーム１４６を使用して、ウェハーの上側から加工を行うことにより、石英または融解シリカレイヤー１４２を正確に除去する。この加工方法は、チャネルの生成に適し、ダイシングアプリケーションにも適する。
【００３８】
図３（ｃ）に示すように、石英または融解シリカレイヤーを超えてシリコン基板内へと切り込むよう、数回の横方向オフセットＵＶレーザー走査を行うことにより直線的なウォール切断が実現でき、これにより、シンギュレーションされたダイ１４８を得る。あるいは、ＵＶレーザーによってウェハの上側面に加工されたトレンチＳの幅を、ウェハの下側面から５３２ｎｍレーザーによって加工されたトレンチ幅に応じて増加させることが可能である。このようにすると、より幅の狭いオーバーレイヤー１４７を有する階段機構を生成することができる。これは、図３（ｄ）に示され、ここでは、二つの部品がこのようにしてダイスされている。直線的なウォールチャネルのための通常の加工速度は、１０Ｗ５３２ｎｍと１．５Ｗ２６６ｎｍレーザーでは、１．３から２．０ｍｍ／ｓの範囲にあり、要求仕上がり品質により定まる。
【００３９】
本発明は、上記の実施例に限定されず、構造および詳細において変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１（ａ）】トレンチを加工するための二つのレーザービームの使用を表した図。
【図１（ｂ）】トレンチを加工するための二つのレーザービームの使用を表した図。
【図２（ａ）】一連の段階を通して、二つのビームをそれぞれ使用して加工された、深いトレンチを示す観念断面図。
【図２（ｂ）】あらくカットされたトレンチに対し、高品質仕上げを完了させるためのＵＶレーザービームの使用を示す概略断面図。
【図３】ガラス誘電オーバーレイヤを用いた半導体ウェハの加工を表す連続図。
（発明の分野）
本発明は、半導体材料または広く同様の特性を有する他の材料の加工におけるレーザーの使用に関する。一例として、ウェハ上の集積回路の配列から、単一の集積回路をシンギュレーションするために半導体を加工することがある。別の例としては、ウェハまたはダイに開口部（アパーチャ）を設定するために、レーザーにより半導体材料を除去することなどが挙げられる。
（従来の技術の解説）
集積回路は、出発原料として半導体のウェハを使用して製造される。複数の集積回路は、複数のリソグラフステップにより、同時に製造される。集積回路製造の最終段階のうちの一つは、集積回路チップを、それが形成されているウェハーからシンギュレーションすることである。
【０００２】
現在、この業界においては、この機能を実行するために、ダイヤモンドブレードの高精度メカニカルソー（機械のこぎり）が使用されている。これは、一般に認められている技術であるが、欠損、デブリ（破片）の発生、過剰な熱負荷のもとになるようなメカニカルソーの使用には問題点が見られる。
【０００３】
製造におけるレーザー加工とレーザーの使用は広く行われているが、半導体材料の機械加工と他の同様のアプリケーションに対しては、レーザー技術がうまく適用されてきたように思われない。その理由は、レーザー切断加工により形成されるエッジの品質が、集積回路製造のような精密な用途において、受け入れられないことである。また、加工速度は、高い処理能力を持つ生産プロセスには不十分である。また、切断面で熱が発生することが多いので、そもそもその部品が製造された目的である電気的機能に、損傷を生じてしまう場合もある。
【０００４】
ＵＳ４９５８９００は、加工物を照明するための複数の光ファイバを保持するホルダーを記載している。
【０００５】
ＵＳ５９２２２２４は、レーザービームからの光を二つのビームに集光させるシステムを記載している。半導体ウェハをこれらのビームに対して相対的に移動させると、これらのビームは、順々に同じ経路を進行する。
【０００６】
本発明は、レーザービームを利用して、半導体及び同様の材料の、改良された加工を提供することに向けられている。加工速度、そして品質と精度に関し、所望の改善が見られる。
（発明の開示）
本発明によれば、
加工作業を行うために少なくとも二つのレーザービームを材料に向けるステップを有する、材料の加工方法において、
これらのレーザービームが、異なる光学特性を有することを特徴とする加工方法が提供される。
【０００７】
実施例の１つにおいて、これらのビームは、異なる波長を有する。最大波長を有するビームが、初期に、最も高い材料除去率を得るために用いられ、それより短い波長を有するビームは、加工作業を完了するために引き続き使用される。
【０００８】
実施例の１つにおいて、最大波長を有するビームは、また、最大出力を有する。
【０００９】
別の実施例において、最大波長を有するビームは、基本波または第二次高調波のレーザー周波数のパルスを有するパルス列を備え、これより短い波長を有するビームは、第三次、第四次または第五次高調波の周波数のパルスを有するパルス列を備える。
【００１０】
実施例の１つにおいて、基本波の周波数が近赤外線スペクトル域にあり、第二次高調波の周波数が近赤外線可視域にある、基本波または第二次高調波の波長を用いて最大出力のビームが固体レーザーから生成される。また、これより短いｗａｖｅｌｅｎｔｈのビームは、第三次、第四次または第五次高調波の周波数を生成することにより、紫外線域にある波長で生成される。
【００１１】
別の実施例において、これらのビームは、３００ナノ秒よりも短いパルス幅を有する。
【００１２】
実施例の一つにおいて、これらのビームは各々、１ｋＨｚよりも大きいパルス繰返し周波数を有する。
【００１３】
実施例の一つにおいて、ガルバノメーターおよび光学系がビームを出力し、光学系は、目標送出量（ｔａｒｇｅｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）とビームサイズを提供する。
【００１４】
実施例の一つにおいて、材料は、半導体材料のウェハである。
【００１５】
実施例の一つにおいて、材料は、半導体材料と誘電体とからなる複合材料である。
【００１６】
さらに別の実施例においては、最大波長のビームは、カットラインに沿って片側からバルク状半導体を除去するために使用され、これより短い波長のビームは、カットラインに沿って反対側からより低量の誘電体を除去するために使用される。
【００１７】
実施例の一つにおいて、材料は、半導体集積回路ダイであり、加工は、ウェハまたはチップ配列からダイをシンギュレーションするためにダイの端部周辺で行われる。
【００１８】
実施例の一つにおいて、本発明の方法は、切断前の材料の画像を、機械視覚システムを使用して撮影し、確認された基準に従ってカットラインを決定するステップ、をさらに含む。
【００１９】
他の態様によれば、本発明は、
材料を切断するための装置であって、
当該装置は、
レーザー光源手段と、
レーザービームガイド手段と、
前記光源手段と前記ガイド手段を、加工作業を行うよう制御するための手段を備えた制御装置と、
を備え、
前記レーザー光源手段は、異なる光学特性を有するレーザービームを、各々が生成する複数のレーザー光源を備え、
前記制御装置は、上記の方法で加工作業を制御する手段を備えることを特徴とする装置を提供する。
（発明の詳細な説明）
（図面の簡単な説明）
本発明は、以下のいくつかの実施例の説明により、さらに明確に理解される。尚、以下の実施例は、添付の図面を参照した例示として記載される。
【００２０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、トレンチを加工するための二つのレーザービームの使用を表した図である。
【００２１】
図２（ａ）は、一連の段階を通して、二つのビームをそれぞれ使用して加工された、深いトレンチを示す観念断面図であり、図２（ｂ）は、あらくカットされたトレンチに対し、高品質仕上げを完了させるためのＵＶレーザービームの使用を示す概略断面図である。
【００２２】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、ガラス誘電オーバーレイヤを用いた半導体ウェハの加工を表す連続図である。
（実施の形態の説明）
本発明は、異なる光学特性の二つの別々のレーザービームを使用して、誘発されたフォトアブレーションおよび他の基礎物理的プロセスの手段により、半導体ウェハをミクロ加工するシステムおよび方法を提供する。ビームを生成するためのレーザーシステムには、例えば、第一次（１，０６４ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ４）、第二次（５３２ｎｍ）、第三次（３５５ｎｍ）、第四次（２６６ｎｍ）または第五次（２１３ｎｍ）の高調波発光を有するダイオード励起固体レーザーシステムがある。１，０６４ｎｍレーザーは高速度、５３２ｎｍと３５５ｎレーザーは適度な品質を伴った高速度、２６６ｎｍと２１３ｎｍシステムは、最良のレーザー加工品質をもたらすが低速度である。発光の正確な波長によっては、これらの高調波の波長はわずかに変化する場合もある（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ）。
【００２３】
第一ビームは、好ましくは、基本波周波数または第二次高調波周波数のパルスを有するパルス列から成る。第二ビームは、好ましくは、第三次、第四次、または第五次高調波周波数のパルスを有するパルス列から成る。
【００２４】
例えば、第一ビームは、１０６４ｎｍの基本波周波数のＮｄ：ＹＡＧビームまたは５３２ｎｍの第二次高調波であってもよい。第二ビームは、Ｎｄ：ＹＡＧ、第三次高調波３５５ｎｍビームであってもよい。
【００２５】
両方のビームが、３００ｎｓより小さいパルス幅、および、１ｋＨｚより大きいパルス繰返し周波数を有することが好ましい。
【００２６】
本システムは、二つの別体のヘッドを備え、第一のヘッドは、赤外線または可視波長レーザー（グリーンなど）を使用し、第二のヘッドは、ＵＶレーザーを使用する。本システムは、高解像度のｘ−ｙステージと二軸ガルバノメーターを有する精密走査位置決めシステムとを備える。ウェハの正確な位置決めおよびミクロ加工された特徴の検査のために、高解像度の二台のカメラによる画像処理システムが使用される。中央処理装置に位置情報を供給するため、上部視覚システムが用いられる。この視覚システムは、ウェハが「アートワークアップ」位置にあるときに作動する。上部視覚システムは、レーザービーム位置決めシステムに対して、固定されたオフセット位置にあってもよいし、または、ビーム伝送経路と集光レンズを通って作動してもよい。材料ハンドリングシステムは、アートワークを上向きまたは下向きにして、ｘ−ｙテーブルチャック内にウェハーを配置するように設計されている。下部視覚システムは、アートワークを下向きした状態で、ウェハのための位置情報を供給するために使用される。また、本システムは、ウェハーを装填し、それらを一つのヘッドから他方のヘッドに移動させるハンドリングロボットを使用する。
【００２７】
また、本システムは、ガス吹き付けおよびデブリ除去システムを備える。このデブリ除去装置によれば、確実にデブリが基準位置に載らないようにできるので、正確なビジョンおよびアライメントが可能となる。エアアシスト装置により、ウェハ上部からデブリ除去システムへと、デブリが加工前面から離れるように確実に方向付けがなされる。このデブリ除去とエアアシストにより、さらに、加工速度と品質が改善される。
【００２８】
本システムは、ブラインドおよびカットアウトというような複雑な形状を、半導体ウェハの両面に高速で加工することを可能とする。
【００２９】
実施例の一つにおいて、高い加工速度と高い材料除去率を実現するために、第一ビームは、１０６４ｎｍまたは５３２ｎｍレーザービームである。第二ビームは、仕上がり品質を高めるために３５５ｎｍまたは２６６ｎｍビームである。
【００３０】
上記のように、本レーザー加工システムは、二つのヘッド（ヘッド１およびヘッド２）とハンドリングロボットとを備える。ヘッド１は、６ワットよりも大きい平均出力のパルスグリーンレーザー光源を制御する。一方、ヘッド２は、１．５ワットよりも大きい平均出力のパルス２６６ｎｍＵＶレーザー光源を制御する。ヘッド１とヘッド２の双方において、適切な波長、レーザー出力、偏光および照射角度に設計された誘電ミラーを用いて、ビームをウェハへ伝送する。ガルバノメーターへの入力時におけるビームの直径を設定するためにテレスコープが使用される。その後、このビームは、二軸ガルバノメーターへ向けられる。ガルバノメーターには、テレセントリック、Ｆシータの、フラットフィールドレンズが取り付けられており、これは、１００ｍｍ×１００ｍｍまでの領域に集光ビームを均一に送出する。ウェハの全領域を加工するために、ｘ−ｙステージが使用される。このｘ−ｙステージにはウェハホルダーが組み込まれている。該ｘ−ｙステージは、ガルバノメーターの視界外部の領域をつなぐように制御され、ウェハー全体の長いチャネルの加工を可能とする。ハンドリングロボットは、必要に応じてアートワークを上向きまたは下向きにして、ｘ−ｙテーブルにウェハを配置するために使用される。これにより、ウェハの両面を加工することが可能となる。ウェハホルダーは、特定の直径を有するウェハ用に設計されている。しかしながら、２００ｎｍや３００ｎｍウェハを含む、より小さいまたは大きい直径のウェハに適用させるように簡単に調整することができる。
【００３１】
すべての制御システム、データシステム、モーションシステム、視覚システムおよびビーム出力は、プロセッサにより制御される。
【００３２】
ウェハは、まず、ヘッド１により加工される。ヘッド１のグリーンレーザーは、材料除去を実現するために効果的であるが、カットエッジ全体の品質は、ＵＶレーザーシステムを使用して実現できる品質よりも低い。内部カット部分の品質および上面の品質は、ＵＶにより得られる品質よりも劣る。しかし、グリーンレーザーは高出力を持ち、比較的コストが低く、より安定している。ヘッド１におけるグリーンレーザーがチャネルまたはトレンチから大部分の材料を除去した後に、ヘッド２のＵＶレーザーを使用して、トレンチ内部やエッジから材料を取り除くことができるので、正味加工速度が改善され、優れた仕上がり品質が得られるという効果がある。
実施例１：デュアルヘッドシステムにおける二つのレーザー波長を用いた７００μｍのシリコンウェハの加工
本実施例において、ウェハは、デュアルヘッド構成を用いて加工される。これにより、第１のヘッド、ヘッド１は、６ワットよりも大きい平均出力のパルスグリーンレーザー光源を使用し、ヘッド２は、１．５ワットよりも大きい平均出力のパルス２６６ｎｍＵＶレーザー光源を使用する。ここで、図１（ａ）と図１（ｂ）を参照する。
【００３３】
ウェハは、まず、ヘッド１により加工される。材料除去を実現するためにはグリーンレーザーが効果的であるが、カットエッジの全体的な品質は、ＵＶレーザーシステムにより実現される品質よりも低い。内部カット部分の品質および上面の品質は、ＵＶにより得られる品質よりも劣る。ヘッド１のグリーンレーザーが大半の材料を除去して外形２を形成した後、ヘッド２のＵＶレーザーを使用して、トレンチ内部およびエッジから材料を除去し外形３を生成する。
実施例２：ディープトレンチの加工（図２）
図２（ａ）を参照すると、実施例１について上記したグリーン及びＵＶレーザービームが、幅Ｓ、深さＤを有するディープトレンチ５０を加工するために使用されている。
【００３４】
第一の段階において、グリーンレーザーの第一走査により、粗いサブトレンチ５１が加工される。これに続いて横方向に、このレーザービームのオフセット走査によりサブトレンチ５２と５３が加工される。横方向オフセットパラメータは、“Ｏｃｅｎｔｒｅ”で表されている。
【００３５】
第二の段階において、グリーンレーザーは、サブトレンチ５４、５５および５６を次々に加工して、鈍い切れ目の深さＤに近づけるために使用される（ただし粗い仕上がりで）。
【００３６】
その後、ＵＶレーザーを使用して、サブトレンチ５１から５６を組み合わせて形成されるトレンチを横方向に引き延ばす。より詳細に説明すると、第三の段階において、上側エッジ部周辺にこのＵＶレーザーを走査させて、深さおよそＤ／３のところまで矩形ボリューム５７と５８を作り出す。第四段階において、合計深さ２＊Ｄ／３のところまでボリューム５９と６１を除去するために、このＵＶレーザーを、矩形の経路内で次々と走査させる。最後に、第五段階において、ＵＶビームを使用してボリューム６１と６２を加工し、深さＤおよび幅Ｓのトレンチ５０について正確かつ均一な外形を完成させる。
【００３７】
図２（ａ）は、明確化のために観念的に表した図である。図２（ｂ）を参照すると、シリコンウェハ１５０のトレンチに対する第二のビームの作用方法が描写されている。ここでは、第一のレーザーによって作られるトレンチの粗さが描写されている。シリコンウェハ１５０の断面が、図２（ｂ）において図式的に表現されている。５３２ｎｍの１０Ｗレーザーがシリコン基板の高速加工のために最初に使用される。要求されるトレンチ深さとトレンチ幅Ｓは、パラレル走査の数（ｎ）と、所定のレーザーカーフ幅Ｋに対するその走査間の横方向オフセット（Ｏｃｅｎｔｅｒ）を適切に選択することによって実現される。ｎとＯｃｅｎｔｅｒの値は、所望の壁外形１５１に加工するために、基板材料を通る連続走査により変化する場合がある。その後、トレンチカット品質を改善し、高出力５３２ｎｍレーザー光１５２による加工中に生じる欠損や損傷を減少させるために、トレンチ全体に低めの出力のＵＶレーザービームを走査させる。このマルチレーザーアプローチにより、単にＵＶレーザーを使用した場合に実現できる速度よりも速い速度で、シリコンウェハー基板に高品質のトレンチを加工することが可能となる。シリコンにおける３０μｍの深さのトレンチの通常の加工速度は、１０Ｗ５３２ｎｍレーザーでは、６０ｍｍ／ｓよりも速い。仕上げの速度は、使用されるレーザーの出力と波長により異なり、これらの仕上げ段階を利用して、最終的なトレンチの仕上がりとテクスチャを制御することが可能である。
実施例３：３０μｍの石英または融解シリカのオーバーレイヤーを用いた７００μｍのシリコンウェハの加工
図３（ａ）を参照すると、受動及び能動光学部品で使用されるのと同様な、６７０ミクロンのシリコンレイヤー１４１及び３０ミクロンの石英または融解シリカのオーバーレイヤー１４２を有する７００ミクロンのウェハ１４０が図示されている。図３（ｂ）において、５３２ｎｍの９Ｗレーザー１４５が、ウェハーの下側から、シリコンレイヤーを高速加工するために使用される。続いて、低めの出力のＵＶレーザービーム１４６を使用して、ウェハーの上側から加工を行うことにより、石英または融解シリカレイヤー１４２を正確に除去する。この加工方法は、チャネルの生成に適し、ダイシングアプリケーションにも適する。
【００３８】
図３（ｃ）に示すように、石英または融解シリカレイヤーを超えてシリコン基板内へと切り込むよう、数回の横方向オフセットＵＶレーザー走査を行うことにより直線的なウォール切断が実現でき、これにより、シンギュレーションされたダイ１４８を得る。あるいは、ＵＶレーザーによってウェハの上側面に加工されたトレンチＳの幅を、ウェハの下側面から５３２ｎｍレーザーによって加工されたトレンチ幅に応じて増加させることが可能である。このようにすると、より幅の狭いオーバーレイヤー１４７を有する階段機構を生成することができる。これは、図３（ｄ）に示され、ここでは、二つの部品がこのようにしてダイスされている。直線的なウォールチャネルのための通常の加工速度は、１０Ｗ５３２ｎｍと１．５Ｗ２６６ｎｍレーザーでは、１．３から２．０ｍｍ／ｓの範囲にあり、要求仕上がり品質により定まる。
【００３９】
本発明は、上記の実施例に限定されず、構造および詳細において変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１（ａ）】トレンチを加工するための二つのレーザービームの使用を表した図。
【図１（ｂ）】トレンチを加工するための二つのレーザービームの使用を表した図。
【図２（ａ）】一連の段階を通して、二つのビームをそれぞれ使用して加工された、深いトレンチを示す観念断面図。
【図２（ｂ）】あらくカットされたトレンチに対し、高品質仕上げを完了させるためのＵＶレーザービームの使用を示す概略断面図。
【図３】ガラス誘電オーバーレイヤを用いた半導体ウェハの加工を表す連続図。
Claims (14)
- 加工作業を行うために少なくとも二つのレーザービームを材料に向けるステップを有する、材料の加工方法であって、
前記レーザービームは、異なる光学特性を有する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項１記載の方法であって、
前記ビームは、異なる波長を有し、
最大波長を有するビームは、初めに、最高の材料除去率を得るために用いられ、
それより短い波長を有するビームは、加工作業を完了するために引き続いて用いられる、
ことを特徴とする方法。 - 請求項２記載の方法であって、
前記最大波長を有するビームは、また、最大出力を有する、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
前記最大波長を有するビームは、基本波または第二次高調波のレーザー周波数のパルスを有するパルス列を備え、
これより短い波長を有するビームは、第三次、第四次または第五次高調波の周波数のパルスを有するパルス列を備える、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
前記最大出力のビームは、
基本波の周波数を近赤外線スペクトル域とし、第二次高調波の周波数を近赤外線可視域として、基本波または第二次高調波の波長で固体レーザーから生成され、
これより短い波長のビームは、第三次、第四次または第五次の高調波の周波数の生成により、紫外線域のｗａｖｅｌｅｎｔｈで生成される、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
前記ビームは、３００ナノ秒よりも短いパルス幅を有する、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
前記ビームは、各々、１ｋＨｚよりも大きいパルス繰返し周波数を有する、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
ガルバノメーターおよび光学系が前記ビームを出力し、光学系は目標送出量とビームサイズを提供する、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
前記材料は、半導体材料のウェハである、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
前記材料は、半導体材料と誘電体とからなる複合材料である、
ことを特徴とする方法。 - 請求項１０記載の方法であって、
前記最大波長のビームは、カットラインに沿って片側からバルク状半導体を除去するために用いられ、これより短い波長のビームは、カットラインに沿って反対側からより低量の誘電体を除去するために用いられることを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
前記材料は、半導体集積回路ダイであり、
加工は、ダイのエッジ周辺で、ダイをウェハまたはダイ配列からシンギュレーションするために行われる、
ことを特徴とする方法。 - 先行する、いずれかの請求項に記載の方法であって、
機械視覚システムを用いて、切断前の材料の画像を撮像し、確認された基準にしたがってカットラインを決定するステップをさらに含む、
ことを特徴とする方法。 - 材料を切断するための装置であって、
当該装置は、
レーザー光源手段と、
レーザービームガイド手段と、
加工作業を行うように前記光源手段及び前記ガイド手段を制御する手段を備えた制御装置と、
を備え、
前記レーザー光源手段は、異なる光学特性を有するレーザービームを各々が生成する複数のレーザー光源を備え、
前記制御装置は、先行する、いずれかの請求項に記載の方法で加工作業を制御する手段を備える、
ことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IE20001021 | 2000-12-15 | ||
| EP01650016 | 2001-02-09 | ||
| PCT/IE2001/000137 WO2002047863A1 (en) | 2000-12-15 | 2001-10-26 | Laser machining of semiconductor materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004515365A true JP2004515365A (ja) | 2004-05-27 |
| JP2004515365A5 JP2004515365A5 (ja) | 2005-12-22 |
Family
ID=26077326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002549424A Pending JP2004515365A (ja) | 2000-12-15 | 2001-10-26 | 半導体材料のレーザー加工 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6841482B2 (ja) |
| EP (1) | EP1341638B1 (ja) |
| JP (1) | JP2004515365A (ja) |
| KR (1) | KR20030064808A (ja) |
| CN (1) | CN1257038C (ja) |
| AT (1) | ATE316841T1 (ja) |
| AU (1) | AU2002210860A1 (ja) |
| DE (1) | DE60117036T2 (ja) |
| IE (1) | IE20010944A1 (ja) |
| WO (1) | WO2002047863A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537511A (ja) * | 2005-03-22 | 2008-09-18 | フィーコ ベースローテン フェンノートシャップ | 制御された切断端面（ｃｕｔｅｄｇｅ）で製品（ｐｒｏｄｕｃｔ）を分離する方法および装置、並びにこれにより分離された製品 |
| KR101754186B1 (ko) | 2010-04-02 | 2017-07-19 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 취성 재료의 레이저 싱귤레이션을 위한 개선된 방법 및 장치 |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100701013B1 (ko) * | 2001-05-21 | 2007-03-29 | 삼성전자주식회사 | 레이저 빔을 이용한 비금속 기판의 절단방법 및 장치 |
| US7357486B2 (en) | 2001-12-20 | 2008-04-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of laser machining a fluid slot |
| US20030155328A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Huth Mark C. | Laser micromachining and methods and systems of same |
| DE10210040C1 (de) * | 2002-03-07 | 2003-10-30 | Siemens Ag | Betriebsverfahren und Transportwagen für eine Laserbearbeitungsanlage |
| US7754999B2 (en) | 2003-05-13 | 2010-07-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining and methods of same |
| US6969822B2 (en) * | 2003-05-13 | 2005-11-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining systems |
| US8148211B2 (en) * | 2004-06-18 | 2012-04-03 | Electro Scientific Industries, Inc. | Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots spaced on-axis delivered simultaneously |
| US7923306B2 (en) * | 2004-06-18 | 2011-04-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots |
| US7633034B2 (en) * | 2004-06-18 | 2009-12-15 | Electro Scientific Industries, Inc. | Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots overlapping lengthwise on a structure |
| US7435927B2 (en) | 2004-06-18 | 2008-10-14 | Electron Scientific Industries, Inc. | Semiconductor link processing using multiple laterally spaced laser beam spots with on-axis offset |
| US7935941B2 (en) * | 2004-06-18 | 2011-05-03 | Electro Scientific Industries, Inc. | Semiconductor structure processing using multiple laser beam spots spaced on-axis on non-adjacent structures |
| US7629234B2 (en) * | 2004-06-18 | 2009-12-08 | Electro Scientific Industries, Inc. | Semiconductor structure processing using multiple laterally spaced laser beam spots with joint velocity profiling |
| US8383982B2 (en) * | 2004-06-18 | 2013-02-26 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods and systems for semiconductor structure processing using multiple laser beam spots |
| US7687740B2 (en) * | 2004-06-18 | 2010-03-30 | Electro Scientific Industries, Inc. | Semiconductor structure processing using multiple laterally spaced laser beam spots delivering multiple blows |
| US7923658B2 (en) * | 2004-09-13 | 2011-04-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining methods and systems |
| US9034731B2 (en) * | 2005-02-03 | 2015-05-19 | Stats Chippac Ltd. | Integrated, integrated circuit singulation system |
| JP4751634B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-08-17 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US7611966B2 (en) * | 2005-05-05 | 2009-11-03 | Intel Corporation | Dual pulsed beam laser micromachining method |
| US7687417B2 (en) * | 2005-11-16 | 2010-03-30 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Lead free glass(es), thick film paste(s), tape composition(s) and low temperature cofired ceramic devices made therefrom |
| US8168514B2 (en) * | 2006-08-24 | 2012-05-01 | Corning Incorporated | Laser separation of thin laminated glass substrates for flexible display applications |
| US8053279B2 (en) * | 2007-06-19 | 2011-11-08 | Micron Technology, Inc. | Methods and systems for imaging and cutting semiconductor wafers and other semiconductor workpieces |
| KR101235617B1 (ko) * | 2007-10-16 | 2013-02-28 | 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 | 취성 재료 기판의 ｕ자 형상 홈 가공 방법 및 이것을 사용한 제거 가공 방법 및 도려내기 가공 방법 및 모따기 방법 |
| SG152090A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-05-29 | Hypertronics Pte Ltd | Scan head calibration system and method |
| KR20090123280A (ko) * | 2008-05-27 | 2009-12-02 | 삼성전자주식회사 | 반도체 칩 패키지의 제조 방법, 반도체 웨이퍼 및 그 절단방법 |
| US8168265B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-05-01 | Applied Materials, Inc. | Method for manufacturing electrochromic devices |
| KR101107859B1 (ko) * | 2008-09-12 | 2012-01-31 | 오므론 가부시키가이샤 | 할단용 스크라이브선의 형성 방법 및 장치 |
| US8426250B2 (en) * | 2008-10-22 | 2013-04-23 | Intel Corporation | Laser-assisted chemical singulation of a wafer |
| US20100129984A1 (en) * | 2008-11-26 | 2010-05-27 | George Vakanas | Wafer singulation in high volume manufacturing |
| US7710671B1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-05-04 | Applied Materials, Inc. | Laminated electrically tintable windows |
| CN102479885B (zh) * | 2010-11-22 | 2013-08-07 | 威控自动化机械股份有限公司 | 半导体元件的制造方法 |
| US9732196B2 (en) | 2011-05-10 | 2017-08-15 | Sabic Global Technologies B.V. | Adhesive for bonding polyimide resins |
| TWI493611B (zh) * | 2011-05-11 | 2015-07-21 | 隆達電子股份有限公司 | 雷射切割的方法 |
| EP2742524A4 (en) | 2011-08-08 | 2015-07-15 | Applied Materials Inc | THIN-LAYER STRUCTURES AND DEVICES WITH INTEGRATED LIGHT AND HEAT LOCKING LAYERS FOR LASER PATTERN REALIZATION |
| US8361828B1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-01-29 | Alta Devices, Inc. | Aligned frontside backside laser dicing of semiconductor films |
| US8399281B1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-19 | Alta Devices, Inc. | Two beam backside laser dicing of semiconductor films |
| CN102751400B (zh) * | 2012-07-18 | 2016-02-10 | 合肥彩虹蓝光科技有限公司 | 一种含金属背镀的半导体原件的切割方法 |
| CN102941413B (zh) * | 2012-11-23 | 2015-07-01 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种取向硅钢多次激光刻槽降低铁损的方法 |
| US10286487B2 (en) | 2013-02-28 | 2019-05-14 | Ipg Photonics Corporation | Laser system and method for processing sapphire |
| US10343237B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-07-09 | Ipg Photonics Corporation | System and method for laser beveling and/or polishing |
| US9764427B2 (en) | 2014-02-28 | 2017-09-19 | Ipg Photonics Corporation | Multi-laser system and method for cutting and post-cut processing hard dielectric materials |
| CN106232283B (zh) | 2014-02-28 | 2019-03-29 | Ipg光子公司 | 使用不同波长和/或脉冲持续时间的多个激光束的多光束激光加工 |
| WO2016033494A1 (en) | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Ipg Photonics Corporation | System and method for laser beveling and/or polishing |
| EP3186030B1 (en) | 2014-08-28 | 2023-02-22 | IPG Photonics Corporation | Multi-laser system and method for cutting and post-cut processing hard dielectric materials |
| KR102698971B1 (ko) | 2015-08-26 | 2024-08-27 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 기체 흐름에 대한 레이저 스캔 시퀀싱 및 방향 |
| CN110860799A (zh) * | 2018-08-07 | 2020-03-06 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光切割方法及激光切割系统 |
| KR102366283B1 (ko) * | 2020-06-22 | 2022-02-23 | 주식회사 네패스 | 반도체 패키지 및 그 제조 방법, 및 반도체 패키지 제조용 레이저 컷팅 장치 |
| US11676832B2 (en) * | 2020-07-24 | 2023-06-13 | Applied Materials, Inc. | Laser ablation system for package fabrication |
| CN111805077B (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-01 | 松山湖材料实验室 | 一种晶圆微结构的制造方法 |
| CN112404745A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-26 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种薄片晶体器件切割面的超快激光平整方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7609815A (nl) * | 1976-09-03 | 1978-03-07 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een half- geleiderinrichting en halfgeleiderinrichting vervaardigd met behulp van de werkwijze. |
| US4958900A (en) * | 1989-03-27 | 1990-09-25 | General Electric Company | Multi-fiber holder for output coupler and methods using same |
| US5214261A (en) * | 1990-09-10 | 1993-05-25 | Rockwell International Corporation | Method and apparatus for dicing semiconductor substrates using an excimer laser beam |
| JPH0824104B2 (ja) * | 1991-03-18 | 1996-03-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体材料およびその作製方法 |
| DE69415484T2 (de) * | 1993-06-04 | 1999-06-24 | Seiko Epson Corp | Vorrichtung und verfahren zum laserbearbeiten |
| US5611946A (en) * | 1994-02-18 | 1997-03-18 | New Wave Research | Multi-wavelength laser system, probe station and laser cutter system using the same |
| KR970008386A (ko) * | 1995-07-07 | 1997-02-24 | 하라 세이지 | 기판의 할단(割斷)방법 및 그 할단장치 |
| KR100479962B1 (ko) * | 1996-02-09 | 2005-05-16 | 어드밴스드 레이저 세퍼래이션 인터내셔널 비.브이. | 반도체소자분리방법 |
| JPH1027971A (ja) * | 1996-07-10 | 1998-01-27 | Nec Corp | 有機薄膜多層配線基板の切断方法 |
| US5998759A (en) * | 1996-12-24 | 1999-12-07 | General Scanning, Inc. | Laser processing |
| US6509548B1 (en) * | 2000-10-04 | 2003-01-21 | Igor Troitski | Method and laser system for production of high-resolution laser-induced damage images inside transparent materials by generating small etch points |
-
2001
- 2001-10-26 US US09/983,991 patent/US6841482B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-26 WO PCT/IE2001/000137 patent/WO2002047863A1/en active IP Right Grant
- 2001-10-26 DE DE60117036T patent/DE60117036T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-26 JP JP2002549424A patent/JP2004515365A/ja active Pending
- 2001-10-26 AU AU2002210860A patent/AU2002210860A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-26 AT AT01978769T patent/ATE316841T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-10-26 EP EP01978769A patent/EP1341638B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-26 IE IE20010944A patent/IE20010944A1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-10-26 KR KR10-2003-7007707A patent/KR20030064808A/ko active IP Right Grant
- 2001-10-26 CN CNB01820693XA patent/CN1257038C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537511A (ja) * | 2005-03-22 | 2008-09-18 | フィーコ ベースローテン フェンノートシャップ | 制御された切断端面（ｃｕｔｅｄｇｅ）で製品（ｐｒｏｄｕｃｔ）を分離する方法および装置、並びにこれにより分離された製品 |
| KR101754186B1 (ko) | 2010-04-02 | 2017-07-19 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 취성 재료의 레이저 싱귤레이션을 위한 개선된 방법 및 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2002210860A1 (en) | 2002-06-24 |
| IE20010944A1 (en) | 2002-08-21 |
| ATE316841T1 (de) | 2006-02-15 |
| DE60117036D1 (de) | 2006-04-13 |
| DE60117036T2 (de) | 2006-08-03 |
| KR20030064808A (ko) | 2003-08-02 |
| US6841482B2 (en) | 2005-01-11 |
| CN1257038C (zh) | 2006-05-24 |
| US20020086544A1 (en) | 2002-07-04 |
| EP1341638B1 (en) | 2006-02-01 |
| EP1341638A1 (en) | 2003-09-10 |
| CN1481290A (zh) | 2004-03-10 |
| WO2002047863A1 (en) | 2002-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004515365A (ja) | 半導体材料のレーザー加工 | |
| US7157038B2 (en) | Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors | |
| US7364986B2 (en) | Laser beam processing method and laser beam machine | |
| US7714249B2 (en) | Laser beam processing machine | |
| KR100829876B1 (ko) | 레이저 기계가공의 제어 | |
| US6676878B2 (en) | Laser segmented cutting | |
| US7863160B2 (en) | Wafer processing method including forming blocking and dividing grooves | |
| US20060091126A1 (en) | Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors | |
| US20050224475A1 (en) | Laser beam processing machine | |
| US20040089644A1 (en) | Laser machining method and laser machining apparatus | |
| US20060154449A1 (en) | Method of laser processing a wafer | |
| JP2004528991A5 (ja) | ||
| TW525240B (en) | Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors | |
| JP2004179302A (ja) | 半導体ウエーハの分割方法 | |
| JPS6239539B2 (ja) | ||
| KR101530390B1 (ko) | 레이저 가공 장치 | |
| JP2005142303A (ja) | シリコンウエーハの分割方法および分割装置 | |
| KR100853827B1 (ko) | 반도체의 마이크로구조에 대한 자외선 레이저 절제 패터닝 | |
| IES20010945A2 (en) | Laser machining of semiconductor material | |
| IE83618B1 (en) | Control of laser machining |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041025 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041025 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20041025 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060804 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061004 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061010 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070110 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070117 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070410 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070807 |