将半导体基板辐射开槽的方法技术

本发明专利技术关于使用雷射划线设备辐射划线一实质上平面半导体基板的方法，沿着在该基板的目标表面上的半导体装置的相对列之间延伸的划线形成非穿透性凹槽，可定义一笛卡尔坐标系统XYZ，目标表面位于XY平面；凹槽平行于Y方向延伸，其之一宽度在X方向上；基板夹钳在一可移动基板固持器上，将该目标表面呈现至雷射划线头；基板固持器与该划线头之间实现相对运动，使来自该头的雷射辐射沿着该划线的一路线平移，当在XY平面中观看时，雷射划线头产生一二维阵列的雷射光束点。该阵列中的该等点实质上平行于Y及X方向延伸。在阵列的至少一第一部分中，当平行于X方向观看时，该阵列的末端处的雷射光束具有低于该阵列的一中心部分中的雷射光束的强度的一强度。

【技术实现步骤摘要】
将半导体基板辐射开槽的方法
本专利技术关于一种使用一雷射划线设备辐射划线一实质上平面半导体基板的方法，藉此沿着在该基板的一目标表面上的半导体装置的相对列之间延伸的一划线形成一非穿透性凹槽，藉此可定义一笛卡尔坐标系统XYZ，其中：该目标表面位于该XY平面中；该凹槽平行于该Y方向延伸，其之一宽度在该X方向上；在该方法中：该基板夹钳在一可移动基板固持器上，以便将该目标表面呈现至一雷射划线头；在该基板固持器与该划线头之间实现相对运动，以便使来自该头的雷射辐射沿着该划线的一路线平移。本专利技术亦关于一种雷射划线设备，其中可进行此一方法。
技术介绍
为清楚及一致的目的，下列贯穿本文使用的术语及随附申请专利范围应作如下解释：术语“实质上平面”应解释为指代一片状物、板状物、叶状物、晶圆、压盘等(近似)形式的一基板。此一基板一般形式上是(实质上)平坦的且呈现藉由一相对薄中介“侧壁”分离的两个相对的主要表面。术语“半导体基板”应广义地解释为涵盖其上制造一半导体装置或其他积体装置的任何基板。此等基板可(例如)包括硅或锗晶圆(具有多种直径)，及/或具有诸如InAs、InSb、InP、GaSb、GaP或GaAs的化合物质的晶圆。该术语亦涵盖其上已沉积一或多层半导体材料的非半导体材料(诸如，蓝宝石)(例如，如LED的制造中)。半导体装置或其他相关积体装置可(例如)系一集成电路、(被动)电子组件、光电子组件、生物晶片、MEMS装置等。一般在一给定基板上大量制造此等装置且通常将此等装置在该等主要表面的至少一者上布置成一矩阵配置。术语“划线”(有时亦称作为一“划道”)应解释为指代沿着一基板的一主要表面延伸的一(真实或抽象的)线，沿着该线划线基板。在一半导体基板的特定情况下，一划线一般位于在基板上的积体装置的相邻/邻近/相对列之间延伸的一“道”(切割道)上，沿着该道“切割”基板以便容许所讨论装置的(最终)分离。常常将此一程序称作为“单粒化”。应注意可将目标表面上的划线配置成规则及/或不规则(重复)组态。例如，一些晶圆可包括藉由形成一规则直角网络的划线彼此分离的一规则矩阵的相同积体装置。另一方面，其他晶圆可包括具有不同大小，及/或位于相对于彼此不规则间距处的装置，暗示划线的一对应不规则组态。此等划线的配置不一定必须是直角的。术语“凹槽”指代不穿透其中产生凹槽(即，产生不直接引起基板的切断(在Z方向上)的凹槽)的基板的全部厚度的一划线(沟、凹沟、通道)。因此，包含此开槽的基板单粒化必然是一多步骤程序(如与单个步骤的单粒化相对，其中在一单个操作中贯穿基板的全部深度切削/切断基板)。在多步骤单粒化中，使用一或多个重复程序来完成切断处理程序，诸如沿着先前所产生凹槽的额外辐射划线、机械锯切/切削等。术语“雷射划线头”指代一雷射划线设备/工具中的可用以产生及引导划线雷射辐射的一光学总成。此一头一般包括至少一个雷射源及相关联成像/聚焦光学器件。该头亦可包括用于对该雷射辐射执行特定处理操作之一或多个辅助组件，诸如(例如)光束分离器、绕射光学元件或滤光器。雷射划线设备在晶圆单粒化的技术中已为人所熟知：见(例如)美国专利US5,922,224及US7,947,920,，该等专利以引用方式并入本文中。在下文中将更详细论述此等点。使用一雷射划线设备开槽半导体基板在半导体制造产业中是为人所熟知且广泛应用的一技术。特定言之，其应用在包括一相对易碎及/或较差黏着顶层(例如，如一所谓的“低介电常数(k)”介电质顶层(其相对于二氧化硅具有一相对较低k)的情况)的半导体基板上。很难使用机械构件划线此等问题顶层(该等之厚度量级通常约1微米至10微米)，该等问题顶层趋向于引起加宽所要划线的(外部)区域中的顶层的不可接受破裂及/或分层。然而，可使用一辐射划线工具更加满意地烧蚀此等顶层。因此，在使用一机械工具在一稍后接合点处单粒化承载此一层的基板之前，习知地首先使用一雷射划线设备将其开槽。一附加优点是，除整洁地划线问题顶层之外，辐射开槽亦可移除切割道中的某些表面金属结构，诸如所谓TEG(测试元件组)；此可帮助改良用于后续机械单粒化的刀片的使用寿命。一辐射凹槽的深度量级通常约15μm(例如)。因为用于单粒化随动(follow-upsingulation)的(锯切)刀片趋向于相对较厚(例如，约50μm宽)，所以凹槽本身必须对应地相对较宽(例如，约60μm量级(例如))。然而，此将辐射开槽用作为机械单粒化的一开头可引起某些问题。特定言之，由于(烧蚀)辐射开槽处理程序本质上是热的，故其将引起不仅在凹槽内亦在沿着凹槽的外部延行的一周边区中产生热量。邻近于凹槽的此所谓的热影响区(HAZ)是其中温度通常太低不能引起烧蚀的一区域，但然而足够高以引起其他非所要热效应，诸如燃烧、熔化、变色或其他物理/化学特性之一改变(诸如，介电常数、阻抗、结晶相等)。为避免此HAZ问题，可增大切割道的宽度，使得沿着凹槽定位的装置移动远离HAZ。然而，一更宽切割道承担基板上的可用装置区域(“真实面积”)的一损耗，导致每个装置的成本的一增大。此系非常非所要的。本专利技术的一目标是解决此等问题。更特定言之，本专利技术的一目标是提供一改良的亦更灵活的辐射开槽程序。特定言之，本专利技术的一目标是此一辐射开槽处理程序应可控制的以便具有一更有限的HAZ。
技术实现思路
以如
中详细说明的一方法实现此等及其他目标，该方法的特征在于，当在该XY平面中观看时，雷射划线头产生一二维阵列的雷射光束点。因此，不可(在基板平面中)贯穿阵列的所有分量光束点画一单个直线。本专利技术实现许多重要优点，现将更详细阐明：(i)首先，使用一二维(2D)阵列的雷射光束开槽基板引起跨凹槽的宽度使用多雷射光束且沿着凹槽的长度使用多雷射光束进行开槽处理程序。在此等方向的两者上具有多个子光束容许比在一单个、大直径光束的情况中的辐射功率的一更平滑分布。更重要地，亦提供调整个别光束的特性的可能性，使得整个阵列可经灵活地调适至一特殊基板/装置/凹槽案例的要求/特点。(ii)特定言之，此一阵列的所得强度轮廓将其分量光束的强度轮廓的总和。此一总和的强度轮廓可经调适以沿着其边缘具有随着HAZ的宽度的一相关联实质缩减(例如，见图6)的一更明显强度降低(即，一更减小/急转的强度“侧缘”或“尾缘”)。(iii)此外，对阵列中的不同光束可能使用不同强度容许在凹槽中产生故意的温度效应的可能性。例如，可故意调适一或多个光束的强度，以便使光束太弱不能引起(实质)烧蚀但足够强以引起(实质)加热(及熔化，例如)，因此容许执行非烧蚀热处理。(iv)本专利技术的另一优点是关于处理量增益。使用一阵列的雷射光束可以一单通路实现原本以多个、循序通路的一总和效应实现的一最终结果。由于消除一多路程序中正确重叠/对准后续通路的需要，故此不仅大大增大处理量，且亦改良最终结果的精确性。本专利技术的此等态样导致在多种方面上产生一优越质量结果的一更高灵活性的开槽处理程序，如将在下文中详细阐明。在本专利技术的一特殊实施例中，2D阵列中的光束点实质上平行于Y及X方向的两者延伸(当在XY平面中观看时)。此一实施例在切割道中产生点的一“正规正交(orthonormal)”配置(例如，如与一偏斜、交错或不规则配置相对；例如，比较图3与图5)，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用一雷射划线设备辐射划线一实质上平面半导体基板的方法，藉此沿着在该基板的一目标表面上的半导体装置的相对列之间延伸的一划线形成一非穿透性凹槽，藉此可定义一笛卡尔坐标系统XYZ，其中：该目标表面位于该XY平面中；该凹槽平行于该Y方向延伸，其之一宽度在该X方向上；在该方法中：该基板夹钳在一可移动基板固持器上，以便将该目标表面呈现至一雷射划线头；在该基板固持器与该划线头之间完成相对运动，以便使来自该头的雷射辐射沿着该划线的一路线平移，其特征在于，当在该XY平面中观看时，该雷射划线头产生一二维阵列的雷射光束点。

【技术特征摘要】
2013.05.14 EP 131677171.一种使用一雷射划线设备辐射划线一实质上平面半导体基板的方法，藉此沿着在该基板的一目标表面上的半导体装置的相对列之间延伸的一划线形成一非穿透性凹槽，藉此可定义一笛卡尔坐标系统XYZ，其中：该目标表面位于XY平面中；该凹槽平行于Y方向延伸，其之一宽度在X方向上；在该方法中：该基板夹钳在一可移动基板固持器上，以便将该目标表面呈现至一雷射划线头；在该基板固持器与该雷射划线头之间完成相对运动，以便使来自该雷射划线头的雷射辐射沿着该划线的一路线平移，其特征在于，当在该XY平面中观看时，该雷射划线头产生一二维雷射光束阵列，以形成凹槽。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该二维雷射光束阵列的雷射光束点包括实质上平行于该Y及该X方向的两者延伸的复数个光束点。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中，在该二维雷射光束阵列的至少一第一部分中，当平行于该X方向观看时，该第一部分末端处的雷射光束具有低于该第一部分的一中心部分中的雷射光束的强度的一强度。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中，在该二维雷射光束阵列的至少一第二部分中，当平行于该Y方向观看时，该第二部分的一末端处的至少一雷射光束具有低于该第二部分中的该雷射光束的平均强度的一强度。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中藉由使用至少一绕射光学元件产生该二维雷射光束阵列，以细分割一单体式雷射光...

【专利技术属性】
技术研发人员：范·德·斯塔姆·卡雷尔，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG