CN112705859A - 晶圆的激光切割去环方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆的激光切割去环方法,包括:步骤一、将晶圆放置固定在切割台上;步骤二、对激光发射器发射的入射激光束通过分光镜分成反射激光束和折射激光束;步骤三、采用反射激光束或折射激光束对晶圆的边缘环进行切割并去除,利用反射激光束或折射激光束的能量低于入射激光束能量的特点降低切割过程中的热效应。本发明能在提高激光切割光束的宽度的同时保证激光切割光束具有较低的能量,并从而能降低切割过程中的热效应并避免产生烧蚀物飞溅到边缘环内侧的晶圆表面上,从而能防止对晶圆的有效芯片晶粒产生不利影响,同时较宽的激光切割光束有利于对较薄晶圆的切割而不会产生微裂痕。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法,特别是涉及一种晶圆的激光切割去环(Ring Cut)方法。
背景技术
在半导体集成电路制造中,晶圆往往需要减薄以提高器件的性能,晶圆减薄后还需要对晶圆的边缘环进行切割去除。晶圆减薄工艺包括太鼓(Taiko)减薄工艺,太鼓减薄仅对晶圆的中间区域进行减薄,晶圆的边缘区域不减薄而作为支撑环。
对晶圆的边缘环的切割工艺包括激光切割,如图1所示,是现有晶圆的激光切割去环方法中激光切割的示意图;现有晶圆的激光切割去环方法包括如下步骤:
步骤一、将晶圆102放置固定在切割台101上。
所述晶圆102经过减薄。
所述晶圆102的减薄工艺包括太鼓减薄。
减薄后的所述晶圆102的厚度为数十微米~数百微米。
所述晶圆102上需要切割的边缘环的宽度为数毫米以下。
步骤二、采用激光发射器103发射的激光束105a通过反射镜104反射后形成切割光束105b,利用切割光束105b对所述晶圆102的边缘环进行切割以去除所述边缘环(RingRemove),即先将边缘环进行激光切割即进行Ring cut,之后对激光切割后的所述边缘环进行去除即进行Ring Remove;
在薄片制作过程中,为增加所述晶圆102的有效区域,在切割过程中通常选用宽度小的激光束105a以此减小切割宽度;切割光束105b的宽度等于激光束105a的宽度。
但随着薄片工艺向更薄发展,现有会导致Ring Remove过程中有效区域发生微裂纹;若简单的选择较宽的激光束,单位时间内的热效应会快速增加,引起大量烧蚀物飞溅进入wafer中心和边缘的有效芯片晶粒(die)上并使有效die发生不可逆的热反应。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种晶圆的激光切割去环方法,能降低激光切割光束的能量,从而能在提高激光切割光束的宽度的同时保证激光切割光束具有较低的能量,并从而能降低切割过程中的热效应并避免产生烧蚀物飞溅到边缘环内侧的晶圆表面上,较宽的激光切割光束有利于对较薄晶圆的切割而不会产生微裂痕。
为解决上述技术问题,本发明提供的晶圆的激光切割去环方法包括如下步骤:
步骤一、将晶圆放置固定在切割台上。
步骤二、对激光发射器发射的入射激光束通过分光镜分成反射激光束和折射激光束,所述反射激光束和所述折射激光束的能量都低于所述入射激光束能量。
步骤三、采用所述反射激光束或所述折射激光束对所述晶圆的边缘环进行切割并去除所述边缘环,利用所述反射激光束或所述折射激光束的能量低于所述入射激光束能量的特点降低所述切割过程中的热效应并避免产生烧蚀物飞溅到所述边缘环内侧的所述晶圆表面上。
进一步的改进是,所述反射激光束通过第一反射镜反射后照射到所述晶圆的边缘环实现对所述边缘环的切割。
进一步的改进是,所述反射激光束通过第一反射镜反射后和所述晶圆的法线具有第一角度,调节所述第一角度使所述反射激光束照射到所述边缘环上形成的切割宽度大于所述反射激光束的宽度,以降低所述切割过程中产生的裂纹。
进一步的改进是,所述第一角度等于所述分光镜的出射角度。
进一步的改进是,所述折射激光束通过第二反射镜反射后照射到所述晶圆的边缘环实现对所述边缘环的切割。
进一步的改进是,所述折射激光束通过第二反射镜反射后和所述晶圆的法线具有第二角度,调节所述第二角度使所述反射激光束照射到所述边缘环上形成的切割宽度大于所述反射激光束的宽度,以降低所述切割过程中产生的裂纹。
进一步的改进是,所述第二角度等于所述分光镜的出射角度。
进一步的改进是,步骤二中,所述分光镜对所述入射激光束的能量衰减小于20%。
进一步的改进是,所述反射激光束的能量和所述折射激光束的能量的比值为10:1~1:10。
进一步的改进是,所述入射激光束入射到所述分光镜的角度为0度~90度。
进一步的改进是,所述反射激光束通过第一反射镜反射后的切割光束和所述折射激光束通过第二反射镜反射后的切割光束之间的夹角为0度~360度。
进一步的改进是,步骤一中的所述晶圆经过减薄。
进一步的改进是,所述晶圆的减薄工艺包括太鼓减薄。
进一步的改进是,减薄后的所述晶圆的厚度为数十微米~数百微米。
进一步的改进是,所述边缘环的宽度为数毫米以下。
本发明并不直接将激光发射器发射的入射激光束来作为晶圆的切割光束,而是将入射激光束经过分光镜分光形成的反射激光束和折射激光束作为晶圆的切割光束,由于经过分光镜分光后反射激光束和折射激光束的能量都得到降低,同时,反射激光束和折射激光束的宽度能得到保持,从而能在提高激光切割光束的宽度的同时保证激光切割光束具有较低的能量,并从而能降低切割过程中的热效应并避免产生烧蚀物飞溅到边缘环内侧的晶圆表面上,从而能防止对晶圆上的有效芯片晶粒产生不利影响如不可逆的热反应;同时,较宽的激光切割光束有利于对较薄晶圆的切割而不会产生微裂痕。
另外,本发明分光镜分光后的反射激光束和折射激光束和入射激光束之间具有夹角,这样在反射激光束或折射激光束经过对应的反射镜照射到晶圆上后为带角度入射,这样切割光束实际照射到晶圆上的宽度会大于切割光束的宽度,所以能在不改变切割光束的能量的条件下进一步扩展实际切割宽度,这样能进一步提高对较薄晶圆的切割效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是现有晶圆的激光切割去环方法中激光切割的示意图;
图2是本发明实施例晶圆的激光切割去环方法的流程图;
图3是本发明实施例晶圆的激光切割去环方法中激光切割的示意图。
具体实施方式
如图2所示,是本发明实施例晶圆2的激光切割去环方法的流程图;如图3所示,是本发明实施例晶圆2的激光切割去环方法中激光切割的示意图。本发明实施例晶圆2的激光切割去环方法包括如下步骤:
步骤一、将晶圆2放置固定在切割台1上。
所述晶圆2经过减薄。
所述晶圆2的减薄工艺包括太鼓减薄。
减薄后的所述晶圆2的厚度为数十微米~数百微米。
所述晶圆2上需要切割的边缘环的宽度为数毫米以下。
步骤二、对激光发射器3发射的入射激光束6a通过分光镜4分成反射激光束6b和折射激光束6c,所述反射激光束6b和所述折射激光束6c的能量都低于所述入射激光束6a能量。
本发明实施例中,所述分光镜4对所述入射激光束6a的能量衰减小于20%。
所述反射激光束6b的能量和所述折射激光束6c的能量的比值为10:1~1:10。
所述入射激光束6a入射到所述分光镜4的角度为0度~90度;图3中所述入射激光束6a为垂直入射到所述分光镜4。
步骤三、采用所述反射激光束6b或所述折射激光束6c对所述晶圆2的边缘环进行切割并去除所述边缘环。也即先将边缘环进行激光切割,之后对激光切割后的所述边缘环进行去除;利用所述反射激光束6b或所述折射激光束6c的能量低于所述入射激光束6a能量的特点降低所述切割过程中的热效应并避免产生烧蚀物飞溅到所述边缘环内侧的所述晶圆2表面上。
本发明实施例中,所述反射激光束6b通过第一反射镜5a反射后照射到所述晶圆2的边缘环实现对所述边缘环的切割。所述反射激光束6b通过第一反射镜5a反射后的切割光束用标记6d所示。
所述反射激光束6b通过第一反射镜5a反射后和所述晶圆2的法线具有第一角度,调节所述第一角度使所述反射激光束6b照射到所述边缘环上形成的切割宽度大于所述反射激光束6b的宽度,以降低所述切割过程中产生的裂纹。
所述第一角度等于所述分光镜4的出射角度θ。
所述折射激光束6c通过第二反射镜5b反射后照射到所述晶圆2的边缘环实现对所述边缘环的切割。所述折射激光束6c通过第二反射镜5b反射后的切割光束用标记6e所示。
所述折射激光束6c通过第二反射镜5b反射后和所述晶圆2的法线具有第二角度,调节所述第二角度使所述反射激光束6b照射到所述边缘环上形成的切割宽度大于所述反射激光束6b的宽度,以降低所述切割过程中产生的裂纹。
所述第二角度等于所述分光镜4的出射角度θ。
本发明实施例中,所述反射激光束6b通过第一反射镜5a反射后的切割光束和所述折射激光束6c通过第二反射镜5b反射后的切割光束之间的夹角为0度~360度。图3中,切割光束6d和6e平行,二者都能实现对所述晶圆的所述边缘环的切割。
本发明实施例并不直接将激光发射器3发射的入射激光束6a来作为晶圆2的切割光束,而是将入射激光束6a经过分光镜4分光形成的反射激光束6b和折射激光束6c作为晶圆2的切割光束,由于经过分光镜4分光后反射激光束6b和折射激光束6c的能量都得到降低,同时,反射激光束6b和折射激光束6c的宽度能得到保持,从而能在提高激光切割光束的宽度的同时保证激光切割光束具有较低的能量,并从而能降低切割过程中的热效应并避免产生烧蚀物飞溅到边缘环内侧的晶圆2表面上,较宽的激光切割光束有利于对较薄晶圆2的切割后去除边缘环时不会产生微裂痕。
另外,本发明实施例分光镜4分光后的反射激光束6b和折射激光束6c和入射激光束6a之间具有夹角,这样在反射激光束6b或折射激光束6c经过对应的反射镜照射到晶圆2上后为带角度入射,这样切割光束实际照射到晶圆2上的宽度会大于切割光束的宽度,所以能在不改变切割光束的能量的条件下进一步扩展实际切割宽度,这样能进一步提高对较薄晶圆2的切割效果。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种晶圆的激光切割去环方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、将晶圆放置固定在切割台上;
步骤二、对激光发射器发射的入射激光束通过分光镜分成反射激光束和折射激光束,所述反射激光束和所述折射激光束的能量都低于所述入射激光束能量;
步骤三、采用所述反射激光束或所述折射激光束对所述晶圆的边缘环进行切割并去除所述边缘环,利用所述反射激光束或所述折射激光束的能量低于所述入射激光束能量的特点降低所述切割过程中的热效应并避免产生烧蚀物飞溅到所述边缘环内侧的所述晶圆表面上。
2.如权利要求1所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述反射激光束通过第一反射镜反射后照射到所述晶圆的边缘环实现对所述边缘环的切割。
3.如权利要求2所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述反射激光束通过第一反射镜反射后和所述晶圆的法线具有第一角度,调节所述第一角度使所述反射激光束照射到所述边缘环上形成的切割宽度大于所述反射激光束的宽度,以降低所述切割过程中产生的裂纹。
4.如权利要求3所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述第一角度等于所述分光镜的出射角度。
5.如权利要求1或2或3所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述折射激光束通过第二反射镜反射后照射到所述晶圆的边缘环实现对所述边缘环的切割。
6.如权利要求5所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述折射激光束通过第二反射镜反射后和所述晶圆的法线具有第二角度,调节所述第二角度使所述反射激光束照射到所述边缘环上形成的切割宽度大于所述反射激光束的宽度,以降低所述切割过程中产生的裂纹。
7.如权利要求6所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述第二角度等于所述分光镜的出射角度。
8.如权利要求1所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:步骤二中,所述分光镜对所述入射激光束的能量衰减小于20%。
9.如权利要求1或8所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述反射激光束的能量和所述折射激光束的能量的比值为10:1~1:10。
10.如权利要求1所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述入射激光束入射到所述分光镜的角度为0度~90度。
11.如权利要求10所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述反射激光束通过第一反射镜反射后的切割光束和所述折射激光束通过第二反射镜反射后的切割光束之间的夹角为0度~360度。
12.如权利要求1所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:步骤一中的所述晶圆经过减薄。
13.如权利要求12所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述晶圆的减薄工艺包括太鼓减薄。
14.如权利要求12或13所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:减薄后的所述晶圆的厚度为数十微米~数百微米。
15.如权利要求12或13所述的晶圆的激光切割去环方法,其特征在于:所述边缘环的宽度为数毫米以下。
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