激光切割装置以及晶圆切割方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种激光切割装置以及晶圆切割方法，所述激光切割装置用于对固定于承载台上的基板进行切割，所述激光切割装置包括：激光器，所述激光器与所述承载台之间设置有所述基板，所述激光器用于发射第一条件激光和第二条件激光，所述第一条件激光作用于所述基板，所述第二条件激光作用于所述第一条件激光作用在所述基板上的位置，且所述第二条件激光作用于所述基板上的位置与所述第一条件激光作用在所述基板上的位置的时间差T大于等于0；其中，所述第一条件激光用于切割所述基板，所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述基板时产生的副产物。本发明专利技术的技术方案使得在确保高切割效率的同时，还能提高切割后的晶圆表面平整度。的晶圆表面平整度。的晶圆表面平整度。

【技术实现步骤摘要】
激光切割装置以及晶圆切割方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种激光切割装置以及晶圆切割方法。

技术介绍

[0002]在3D IC工艺中，为了实现芯片与晶圆之间的键合，需要将完整的晶圆切割成芯片，再通过键合技术将不同功能的芯片与晶圆连接，减小芯片面积，提高集成度。目前，主流的切割方法包含机械切割、激光切割和等离子体刻蚀；其中，等离子体刻蚀具有加工速度快、刻蚀后应力愈合效果好以及刻蚀深宽比高(晶圆厚度小于100μm)等优点，成为主流晶圆切割方法；但是，晶圆中有许多层材料不能采用等离子体刻蚀进行处理，例如，切割道上的金属层、低介电常数的材料以及氧化物等，但可以更容易被激光烧蚀。因此，采用等离子体刻蚀与激光切割相结合的方法切割晶圆，在对晶圆进行切割时，需要在晶圆表面涂布一层水溶性激光保护液，采用激光切割衬底上的绝缘层以及位于绝缘层中的金属层，采用等离子体刻蚀衬底。
[0003]参阅图1，在现有的激光切割装置中，晶圆10放置在承载台11上，激光器12设置于晶圆10的上方，激光器12发射的激光L1经聚焦单元13后聚焦在晶圆10的切割道(未图示)上，以对切割道上的绝缘层以及位于绝缘层中的金属层进行切割。其中，激光切割产生的瞬时高温将晶圆10表面物质气化，气态物质挥发时遇冷凝结形成熔渣，并且，激光加工过程中产生的热效应会影响切割处的表面形貌，上述问题均会导致晶圆10表面的平整度变差，从而影响后续键合制程。
[0004]因此，如何对现有的激光切割装置进行改进，以在确保高切割效率的同时，还能提高切割后的晶圆表面平整度是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种激光切割装置以及晶圆切割方法，使得在确保高切割效率的同时，还能提高切割后的晶圆表面平整度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种激光切割装置，用于对固定于承载台上的基板进行切割，所述激光切割装置包括：
[0007]激光器，所述激光器与所述承载台之间设置有所述基板，所述激光器用于发射第一条件激光和第二条件激光，所述第一条件激光作用于所述基板，所述第二条件激光作用于所述第一条件激光作用在所述基板上的位置，且所述第二条件激光作用于所述基板上的位置与所述第一条件激光作用在所述基板上的位置的时间差T大于等于0；
[0008]其中，所述第一条件激光用于切割所述基板，所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述基板时产生的副产物。
[0009]可选地，所述第一条件激光的脉宽大于所述第二条件激光的脉宽且所述第一条件激光作用在所述基板上的范围小于所述第二条件激光作用在所述基板上的范围，以使所述
第一条件激光用于切割所述基板、所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述基板时产生的副产物。
[0010]可选地，所述第二条件激光作用在所述基板上的范围比所述第一条件激光作用在所述基板上的范围大1μm～7μm。
[0011]可选地，所述激光器至少两个，所述至少两个激光器分别用于发射所述第一条件激光和所述第二条件激光。
[0012]可选地，发射所述第一条件激光的激光器为皮秒激光器，发射所述第二条件激光的激光器为飞秒激光器。
[0013]可选地，所述激光切割装置还包括聚焦分光单元，设置于所述基板与所述激光器之间，所述聚焦分光单元用于调整所述第一条件激光和所述第二条件激光在发射至所述基板方向上靠近所述基板作用点的路径在水平方向上之间的距离。
[0014]可选地，所述激光切割装置还包括聚焦单元，设置于所述聚焦分光单元与所述激光器之间，所述聚焦单元用于将所述第一条件激光和所述第二条件激光聚焦在所述聚焦分光单元上。
[0015]本专利技术还提供一种晶圆切割方法，包括：
[0016]提供一晶圆，所述晶圆固定于承载台上；
[0017]提供第一条件激光和第二条件激光，所述第一条件激光作用于所述晶圆，所述第二条件激光作用于所述第一条件激光作用在所述晶圆上的位置，且所述第二条件激光作用于所述晶圆上的位置与所述第一条件激光作用在所述晶圆上的位置的时间差T大于等于0；
[0018]其中，所述第一条件激光用于切割所述晶圆，所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述晶圆时产生的副产物。
[0019]可选地，所述第一条件激光的脉宽大于所述第二条件激光的脉宽且所述第一条件激光作用在所述晶圆上的范围小于所述第二条件激光作用在所述晶圆上的范围，以使所述第一条件激光用于切割所述基板、所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述晶圆时产生的副产物。
[0020]可选地，所述第一条件激光为皮秒激光，所述第二条件激光为飞秒激光。
[0021]可选地，所述晶圆包括衬底以及形成于所述衬底上的介质层，所述介质层中形成有导电材料；采用所述第一条件激光和所述第二条件激光切割所述晶圆上的介质层和导电材料，并采用刻蚀工艺切割所述晶圆上的衬底。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0023]1、本专利技术的激光切割装置，由于包括激光器，所述激光器与所述承载台之间设置有所述基板，所述激光器用于发射第一条件激光和第二条件激光，所述第一条件激光作用于所述基板，所述第二条件激光作用于所述第一条件激光作用在所述基板上的位置，且所述第二条件激光作用于所述基板上的位置与所述第一条件激光作用在所述基板上的位置的时间差T大于等于0；其中，所述第一条件激光用于切割所述基板，所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述基板时产生的副产物，使得在确保高切割效率的同时，还能提高切割后的基板表面平整度。
[0024]2、本专利技术的晶圆切割方法，通过提供第一条件激光和第二条件激光，所述第一条件激光作用于所述晶圆，所述第二条件激光作用于所述第一条件激光作用在所述晶圆上的
位置，且所述第二条件激光作用于所述晶圆上的位置与所述第一条件激光作用在所述晶圆上的位置的时间差T大于等于0；其中，所述第一条件激光用于切割所述晶圆，所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述晶圆时产生的副产物，使得在确保高切割效率的同时，还能提高切割后的晶圆表面平整度。
附图说明
[0025]图1是一种激光切割装置的示意图；
[0026]图2是本专利技术一实施例的激光切割装置的示意图；
[0027]图3是本专利技术一实施例的晶圆切割方法的流程图。
[0028]其中，附图1～图3的附图标记说明如下：
[0029]10
‑
晶圆；11
‑
承载台；12
‑
激光器；20
‑
基板；21
‑
承载台；221
‑
皮秒激光器；222
‑
飞秒激光器；23
‑
聚焦分光单元；241
‑
第一聚焦单元；242
‑
第二聚焦单元。
具体实施方式
[0030]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光切割装置，用于对固定于承载台上的基板进行切割，其特征在于，所述激光切割装置包括：激光器，所述激光器与所述承载台之间设置有所述基板，所述激光器用于发射第一条件激光和第二条件激光，所述第一条件激光作用于所述基板，所述第二条件激光作用于所述第一条件激光作用在所述基板上的位置，且所述第二条件激光作用于所述基板上的位置与所述第一条件激光作用在所述基板上的位置的时间差T大于等于0；其中，所述第一条件激光用于切割所述基板，所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述基板时产生的副产物。2.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，所述第一条件激光的脉宽大于所述第二条件激光的脉宽且所述第一条件激光作用在所述基板上的范围小于所述第二条件激光作用在所述基板上的范围，以使所述第一条件激光用于切割所述基板、所述第二条件激光用于清除所述第一条件激光切割所述基板时产生的副产物。3.如权利要求2所述的激光切割装置，其特征在于，所述第二条件激光作用在所述基板上的范围比所述第一条件激光作用在所述基板上的范围大1μm～7μm。4.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，所述激光器至少两个，所述至少两个激光器分别用于发射所述第一条件激光和所述第二条件激光。5.如权利要求4所述的激光切割装置，其特征在于，发射所述第一条件激光的激光器为皮秒激光器，发射所述第二条件激光的激光器为飞秒激光器。6.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，所述激光切割装置还包括聚焦分光单元，设置于所述基板与所述激光器之间，所述聚焦分光单元用于调整所述第一条件激光和...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭杨，陈帮，郭万里，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：