The invention discloses a beam splitting laser cutting method for silicon-based wafers, which is used to cut the silicon-based wafers into independent chips. Its characteristics include the following steps: pretreatment step; diffraction spectroscopy step: dividing a single laser beam (105) into multiple laser beams (108) with a grating device (106) and forming a beam pattern; and beam splitting cutting step: using the laser cutting knife of the style to cut the said wafers. Silicon wafer cutting; and post-processing steps. The invention achieves the technical effect of improving the cutting speed of the wafer and the cutting quality of the wafer.
【技术实现步骤摘要】
硅基晶圆的分束激光切割方法
本专利技术涉及用激光束切割加工的
,其中,光束分为多束(B23K26/067),并且,利用掩膜形成激光束的图案形状(B23K26/06),本专利技术尤其涉及硅基晶圆的分束激光切割方法。
技术介绍
智能设备在最近几年得到快速的发展,人们对智能设备的要求也向着多功能化,精密化,高集成化的方向发展。而这类需求对电子元件也提出了小、薄、轻的工艺要求以及超低能耗,快速散热,高放大效率的性能要求。由于芯片小、薄、轻型化的冲击,传统的晶圆刀片切割工艺在芯片切割速度上、可靠性上逐渐展现出颓势,逐步被不断变化的市场需求所淘汰,开发新的晶圆切割工艺势在必行,晶圆激光切割工艺由于其较快的切割速度和更高的切割精度,以及切割可靠性高的特点,有效地解决了传统刀片切割工艺晶圆崩边,正面脱皮,侧面微暗裂,逆刀、断刀,晶圆破裂,切割效率极低等问题,但是单束激光切割工艺,由于其能量集中,热损伤区域较大,易造成芯片性能失效。激光分束切割工艺,有效地解决了由于热损伤造成的芯片性能失效问题,同时具备激光切割工艺的优点。专利文献CN101138807A公开一种切割设备与切割制造工艺,其公开了激光分束的技术方案,例如其说明书记载:子光束122a实质上呈现的形状,例如是实质上呈圆点状、实质上呈正方形、实质上呈三角形、实质上呈五边形或是其它适合的点状,以在工件110上形成起始裂纹,而切割光束122b'实质上呈现的形状例如是实质上呈线形、实质上呈矩形、实质上呈椭圆形、实质上呈三角形、实质上呈长方形或是其它适合切割工件110的形状。但是,专利文献CN101138807A公开的 ...
【技术保护点】
1.硅基晶圆的分束激光切割方法,其用于将所述硅基晶圆(101)切割成独立的芯片(10),其特征在于,其包括以下步骤:预处理步骤:将所述硅基晶圆(101)进行预先处理,以适合进行激光切割操作;衍射分光步骤:用光栅装置(106)将单束激光(105)分成多束激光(108),并形成光束图案,称之为样式激光切割刀,其中,所述样式激光切割刀的激光束与切割道(118)所成夹角(143)、所述样式激光切割刀的激光束的频率、步进(117)、功率能够通过软件程序来确定;分束切割步骤:使用所述样式激光切割刀对所述硅基晶圆(101)进行切割,其包括以下子步骤:开槽子步骤:使用第一高频率、第一低功率、第一小步进、第一小角度的样式激光切割刀对所述切割道(118)进行开槽,形成激光切槽(120),其中,所述样式激光切割刀的光束数量为至少两束激光,所述样式激光切割刀的光束图案为双线光束簇(111),所述切割道(118)的宽度大于所述激光切槽(120)的宽度;深度切割子步骤:使用第二低频率、第二高功率、第二固定步进、第二零角度的样式激光切割刀对所述激光切槽(120)进行切割,并通过多次切割同一条所述激光切槽(120)将 ...
【技术特征摘要】
1.硅基晶圆的分束激光切割方法,其用于将所述硅基晶圆(101)切割成独立的芯片(10),其特征在于,其包括以下步骤:预处理步骤:将所述硅基晶圆(101)进行预先处理,以适合进行激光切割操作;衍射分光步骤:用光栅装置(106)将单束激光(105)分成多束激光(108),并形成光束图案,称之为样式激光切割刀,其中,所述样式激光切割刀的激光束与切割道(118)所成夹角(143)、所述样式激光切割刀的激光束的频率、步进(117)、功率能够通过软件程序来确定;分束切割步骤:使用所述样式激光切割刀对所述硅基晶圆(101)进行切割,其包括以下子步骤:开槽子步骤:使用第一高频率、第一低功率、第一小步进、第一小角度的样式激光切割刀对所述切割道(118)进行开槽,形成激光切槽(120),其中,所述样式激光切割刀的光束数量为至少两束激光,所述样式激光切割刀的光束图案为双线光束簇(111),所述切割道(118)的宽度大于所述激光切槽(120)的宽度;深度切割子步骤:使用第二低频率、第二高功率、第二固定步进、第二零角度的样式激光切割刀对所述激光切槽(120)进行切割,并通过多次切割同一条所述激光切槽(120)将所述硅基晶圆(101)切透,形成激光通槽(220),其中,所述样式激光切割刀的光束数量为至少两束激光,所述样式激光切割刀的光束图案为线性光束簇(112);V型修边子步骤:使用第三较低频率、第三较高功率、第三小步进、第三小角度的样式激光切割刀对所述激光通槽(220)进行修边,其中,所述样式激光切割刀的光束数量为至少三束激光,所述样式激光切割刀的光束图案为箭头光束簇(115);后处理步骤:对分束切割步骤完成后的所述硅基晶圆(101)进行清理和/或保护。2.根据权利要求1所述的硅基晶圆的分束激光切割方法,其特征在于:所述预处理步骤包括:基底减薄步骤:将所述硅基晶圆(101)的硅基基底通过磨削加工,使得所述硅基晶圆(101)的厚度减小到设定值;和/或贴膜步骤:将所述膜(103)贴在所述硅基晶圆(101)和铁圈(102)上;和/或涂胶步骤:在所述硅基晶圆(101)的表面涂胶水,隔开空气环境,其中,所述胶水是亲水性胶水。3.根据权利要求1所述的硅基晶圆的分束激光切割方法,其特征在于:在所述衍射分光步骤中,使用挡光装置(107),消除多余衍射光;和/或在所述衍射分光步骤中,使用棱镜(109)调节所述多束激光(108)的方向和/或对所述多束激光(108)进行聚焦。4.根据权利要求1所述的硅基晶圆的分束激光切割方法,其特征在于:所述光束图案包括:所述双线光束簇(111)、所述线性光束簇(112)、宽幅光束簇(113)、斜线光束簇(114)、和所述箭头光束簇(115)。5.根据权利要求1所述的硅基晶圆的分束激光切割方法,其特征在于:所述光束图案的可调节属性包括光束功率,光束数量和光束相对排布位置。6.根据权利要求1所述的硅基晶圆的分束激光切割方法,其特征在于:在所述开槽子步骤中,所述样式激光切割刀的光束数量为2、4、6、或8,所述双线光束簇(111)沿所述切割道(118)分成光束数量相等的、相互平行的两组光束。7.根据权利要求6所述的硅基晶圆的分束激光切割方法,其特征在于:在所述开槽子步骤中,所述第一高频率为100Khz至300Khz的范围,或者为150Khz;和/或所述第一低功率为0.1w至1w的范围,或者为0.7w;...
【专利技术属性】
技术研发人员:詹苏庚,吴迪,彭立和,王红,丁锋,
申请(专利权)人:深圳赛意法微电子有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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