KR20130142175A

KR20130142175A - 광전 장치들의 개선된 레이저 스크라이빙을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130142175A
Application number: KR1020137019650A
Authority: KR
Inventors: 주안 샤신; 이르빙 치어; 조나단 할더만
Original assignee: 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드
Priority date: 2011-02-20
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-12-27
Also published as: JP2014510398A; EP2676289A2; WO2012112342A3; WO2012112342A2; US8735772B2; TW201235143A; EP2676289A4; CN103443908A; US20120211477A1

Abstract

후면측 코팅들을 갖는 레이저 스크라이빙 반도체 기판들을 위한 레이저 스크라이빙 시스템들이 개시된다. 특히, 이 레이저 스크라이빙 시스템들은 효율적인 제조를 유지하면서 광전 장치에 대한 손상을 회피하도록 반사 후면측 코팅들을 갖는 광전 반도체 웨이퍼들을 레이저 스크라이빙한다. 특히, 이 레이저 스크라이빙 시스템들은 후면측 코팅들을 제거하고 웨이퍼를 스크라이빙하기 위해 가시 영역의 파장에서 및 다수의 패스들보다 아래에서 초고속 펄스 레이저들을 이용한다.

Description

광전 장치들의 개선된 레이저 스크라이빙을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMPROVED LASER SCRIBING OF OPTO-ELECTRIC DEVICES}

본 발명은 사파이어 웨이퍼들과 같은 기판들 상에 구성되는 발광 다이오드들(LEDs)과 같은 레이저 스크라이빙 광전 장치들에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 DBR(distributed Bragg reflector)과 같은 후면측 코팅을 갖는 기판들 상에 구성되는 광전 장치들을 스크라이빙하는 것에 관한 것이다. 보다 더 구체적으로, 본 발명은 광전 장치들 또는 기판에 대한 손상을 방지하도록 다수의 패스(pass)들에서 후면측 코팅들을 갖는 기판들 상에 구성되는 광전 장치들을 레이저 스크라이빙하는 것에 관한 것이다.

발광 다이오드들과 같은 광전 장치들은 전형적으로 장치의 다수의 동일한 복제를 기판 상에 병렬로 제작함으로써 제조된다. 광전 장치들을 제조하기 위해 사용되는 기판들은 전형적으로 사파이어, 갈륨 비소, 인화 인듐, 실리콘, 게르마늄, 다이아몬드, 또는 세라믹스의 웨이퍼들을 포함한다. 이 기판들은 전형적으로 개별 장치들로 싱귤레이션될 필요가 있다. 싱귤레이션(Singulation)은 우선 기판을 다이아몬드 톱 또는 레이저로 스크라이빙함으로써 수행될 수 있다. 스크라이빙은 크래킹(cracking) 및 그것에 의해 스크라이브(scribe)에 근접한 기판의 분리를 가능하게 하는 수정된 영역을 기판의 표면 상에 또는 용적 내에 생성하는 것으로 정의된다. 미국 특허 제6,580,054호(SCRIBING SAPPHIRE SUBSRATES WITH A SOLID STATE UV LASER, 발명자들 Kuo-Ching Liu, Pei Hsien Fang, Dan Dere, Jenn Liu, Jih-Chuang Huang, Antonio Lucero, Scott Pinkham, Steven Oltrogge, 및 Duane Middlebusher, 2003년 6월 17일 등록)는 클리빙(cleaving)에 의한 싱귤레이션을 준비하기 위해 기판들을 스크라이빙하는 기본 처리를 기재하며, 스크라이빙된 기판들은 스크라이브 위치에서 국부 응력에 영향을 받게 되어 기판의 두께에 퍼지는 기판의 크랙들을 생성함으로써 웨이퍼를 스크라이브를 따라 분리한다. 기판들은 종종 분리됨에도 불구하고 싱귤레이션된 장치들을 적소에 유지하기 위해 싱귤레이션 동안 테이프 프레임으로 칭해지는 주위 프레임에 부착되는 다이 어태치 필름(die attach film) 또는 플라스틱 시트에 접착제로 부착된다. 레이저 스크라이빙은 클리빙 단계 없이 싱귤레이션을 수행하기 위해 기판이 레이저 또는 톱으로 완전히 또는 거의 완전히 절단되는 레이저 다이싱과 구별된다.

레이저 스크라이빙이 갖는 문제들은 레이저 에너지 흡수 특성들을 광범위하게 변화시키고, 기판들 및 장치들에 대한 손상을 회피하며 허용가능 시스템 처리량을 유지하면서 재료들을 처리하기 위해 레이저 파라미터들을 선택하는 것을 포함한다. 광전 장치들은 특히 장치가 싱귤레이션된 방식에 장치의 성능이 의존할 수 있기 때문에 레이저 스크라이빙하거나 다이싱하는 것이 곤란하다. 특히, 일부 광전 장치들은 미광을 다시 장치로부터 반사시키는 후면측 코팅으로 구성됨으로써 암페어 당 칸델라로 측정되는 장치 출력 효율을 증가시킨다. 논문("Nitride-Based LEDs With a Hybrid Al Mirror + Tio2/Slo2 DBR Backside Reflector", 저자들 S.J. Chang, C.F. Shen, M.H. Hsieh, C.T. Kuo, T.K. Ko, W.S. Chen 및 S.C. Shei)은 이 타입들의 광전 장치들의 구성을 기재한다. 스크라이브들에 인접한 바람직하지 않은 열 영향 구역을 야기하는 레이저 스크라이빙 기술들은 반사 코팅으로 하여금 기판을 "리프트 오프(lift-off)"시키거나 기판으로부터 분리되게 하는 손상을 줄 수 있기 때문에, 장치 출력 효율을 감소시킬 수 있다. 미국 특허 제7,804,043호(METHOD AND APPARATUS FOR DICING OF THIN AND ULTRA THIN SEMICONDUCTOR WAFER USING ULTRAFAST PULSE LASER, 발명자 Tan Deshi, 2010년 9월 28일 등록)는 웨이퍼들을 스크라이빙하기 위해 초고속 레이저들을 사용하는 것을 기재하지만 DBR과 같은 코팅들을 제거하는 요구를 고려하지 않는다. 미국 특허 제6,992,026호(LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING APPARATUS, 발명자들 Fumitsugu Fukuyo, Keshi Fukumitsu, Maoki Uchiyama 및 Toshimitsu Wakuda, 2006년 1월 31일 등록)는 스크라이빙 동안 펄스 레이저들에 의해 야기되는 기판들에 대한 손상을 논의한다. 이 특허는 기판에 대한 손상을 방지하면서 클리빙을 허용하기 위해 웨이퍼의 전면측 또는 후면측들에 연결되지 않는 변화된 구역들을 생성하도록 기판 내에 깊게 포커싱되는(focused) 레이저 빔들의 사용을 교시한다. 미국 특허 제7,494,900호(BACKSIDE WAFER DICING, 발명자들 Richard S. Harris 및 Ho W. Lo, 2009년 2월 24일 등록)는 기판들의 후면측 처리를 수행하는 장점들을 논의하지만 코팅이 있을 때 스크라이빙을 논의하지 않으며 스크라이빙 동안 손상을 방지하는 방법들을 논의하지 않는다. 미국 특허 출원 제2006/0220183호(SEMICONDUCTOR WAFER HAVING MULTIPLE SEMICONDUCTOR ELEMENTS AND METHOD FOR DICING THE SAME, 발명자들 Makoto Asai, Muneo Tamura, Kazuhiko Sugiura 및 Tetsuo Fujii, 2006년 10월 5일 공개)는 2개의 층들을 갖는 웨이퍼들을 스크라이빙하는 2개의 단계 처리를 기재하며 층들은 레이저 파장이 사용되는 것에 대해 상이한 굴절률을 갖는다. 이 출원은 후면측 스크라이빙보다는 오히려 전면측 스크라이빙만을 논의하고 처리되는 층이 굴절률을 갖지 않지만, 실제로 문제의 파장들에 불분명한 적용들을 논의하지 않는다. 게다가, 이 출원은 인가되는 레이저 에너지의 결과로서 싱귤레이션된 장치들에 대한 손상을 회피하는 방법들을 논의하지 않는다.

초고속 레이저 펄스들을 사용하여 기판을 손상시키는 것 없이 반사 코팅들을 갖는 후면측 광전 장치 기판들을 효율적인 방식으로 스크라이빙하는 레이저 스크라이빙 처리를 위한 계속적인 요구가 남아 있다.

본 발명의 측면들은 우선 후면측 코팅을 스크라이빙될 영역에서 레이저로 제거한 다음에 기판을 스크라이빙함으로써 후면측 코팅이 있을 때 기판 상의 광전 장치들의 스크라이빙을 개선한다. 후면측 코팅을 제거하거나 기판을 스크라이빙하기 위해 단위 시간 당 레이저 플루언스(laser fluence)를 감소시킨 다수의 패스들의 사용은 기판 또는 근처의 능동 회로조직에 대한 손상을 회피할 수 있다. 광전 장치 기판들은 전형적으로 스트리트(street)들을 갖는 전면측 및 표면 코팅을 갖는 후면측을 갖는다. 이 코팅은 다르게 흡수되고 장치 수명을 감소시키는 감소된 광 출력 및 더 높은 동작 온도들을 야기하는 장치에 의해 방출되는 미광을 반사한다. 본 발명의 측면들은 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저를 구비한 레이저 스크라이빙 시스템을 포함한다. 레이저 스크라이빙 시스템은 상기 기판에 대한 실질적인 손상을 야기하는 것 없이 제 1 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저를 사용하여 기판의 전면측 스트리트들과 대체적으로(generally) 정렬되는 영역들에서 기판의 후면측으로부터 코팅을 제거한다. 그 다음, 레이저 스크라이빙 시스템은 제 2 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저를 사용하여 전면측 장치들과 대체적으로 정렬되는 영역들에서 기판을 스크라이빙한다.

발광 다이오드들과 같은 광전 장치들은 전형적으로 장치의 다수의 동일한 복제를 기판 상에 병렬로 제작함으로써 제조된다. 광전 장치들을 포함하는 전형적인 기판은 도 1에 도시되어 있다. 이 기판들은 전형적으로 개별 장치들로 싱귤레이션될 필요가 있다. 싱귤레이션은 우선 기판을 장치들 사이의 스트리트들을 따라 다이아몬드 톱 또는 레이저로 스크라이빙함으로써 수행될 수 있다. 광전 장치들은 전형적으로 장치의 광 출력을 가능하게 하는 전면측 표면 및 후면측 코팅 상의 능동 회로조직으로 구성된다. 후면측으로부터 웨이퍼를 스크라이빙하는 것은 능동 회로조직에 손상을 야기하는 것 없이 더 높은 플루언스 레이저 펄스들을 허용하고 따라서 더 높은 처리량을 허용한다. 그러나, 심지어 기판의 후면측으로 지향되는 레이저 펄스들은 레이저 플루언스가 주의해서 제어되지 않으면 기판을 관통하고 전면측 상에 손상을 야기할 수 있다. 레이저 플루언스는 줄/㎠로 정의되고 레이저에 의해 기판에 인가되는 단위 면적 당 전체 에너지의 기준이다. 스크라이빙된 광전 장치에 대한 바람직한 성질은 레이저 스크라이브에 의해 야기되는 어떤 텍스처(texture)를 갖지만 어떤 파편 또는 재증착된 재료를 갖지 않는 깨끗한 평면 측벽들을 갖게 할 것이다. 장치는 장치에 균등하게 부착되는 손상되지 않고 깨끗하게 스크라이빙된 후면측 코팅을 갖고 전면측 상의 능동 회로조직에 어떤 손상도 갖지 않을 것이다.

이 기판들을 스크라이빙하기 위해 사용되는 레이저는 대략 100 ps 이하의 레이저 펄스 지속 시간을 갖는 초고속 펄스 레이저이다. 레이저 재료 제거는 일반적으로 열 처리들 또는 융제(ablative) 처리들의 혼합이다. 열 처리들은 재료가 가열되고 가스로 직접 용융, 기화 또는 승화되는 것들이다. 재료는 증기, 액체, 또는 고체 입자들로서 영역으로부터 배출된다. 융제 처리들은 재료를 광전 상호 작용(photo-electric interaction)들, 전형적으로 다광자(multi-photon)를 통해 변화시키며, 이는 재료를 플라즈마로 분리한다. 초고속 펄스들은 에너지를 재료로 결합하고 열이 실질적으로 인접 재료에 전달될 수 있는 것보다 더 빠른 플라즈마를 생성함으로써, 기판 또는 장치에 바람직하지 않은 손상을 야기할 수 있었던 열 효과들을 최소화하면서 재료의 변화들을 일으킨다. 재료의 변화는 전체적으로 기판의 표면 내에 있을 수 있다. 전형적으로 크래킹 및 후속 싱귤레이션을 촉진하기 위해 재료를 제거하거나 기판의 표면 내에 트렌치 또는 다른 특징을 형성하는 것이 필요하지 않다. 재료는 단지 재료 내의 응력 파괴들을 신뢰성있게 촉진시키고 지향시키기에 충분히 변화되어야 한다.

기판들은 개조된(adapted) 레이저 스크라이빙 시스템을 사용하여 레이저 스크라이빙된다. 개조들은 원하는 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 레이저 펄스들을 생성하도록 동작하는 레이저를 피팅하는(fitting) 것을 포함한다. 이 레이저 펄스 파라미터들은 파장, 펄스 에너지, 펄스 지속 시간, 펄스 반복률(pulse repetition rate), 초점 크기, 초점 위치 및 빔 속도를 포함한다. 레이저 스크라이빙 시스템은 선택된 펄스 에너지 및 펄스 지속 시간을 갖는 펄스들을 선택된 펄스 반복률로 방출하는 레이저로 레이저 펄스들을 생성한다. 레이저 처리 시스템은 레이저 펄스들을 공간적으로 및 시간적으로 선택하고 선택적으로 형상화하는 레이저 옵틱스(laser optics)를 사용한다. 레이저 펄스들은 충분한 레이저 에너지를 충분히 작은 영역에 집중시켜 재료들을 바람직한 방식으로 변화시키기 위해 매우 작은 초점 크기에 포커싱된다. 초점은 레이저 펄스가 펄스들의 전파 방향에 수직인 최소 단면을 갖는 공간 내의 지점으로 정의된다. 레이저 스크라이빙 시스템은 초점을 기판의 표면보다 위의, 아래의 또는 표면에서의 선택된 높이에 정확히 위치시키는 운동 제어 스테이지(motion control stage)들을 갖는다. 레이저 처리 시스템은 또한 레이저가 펄싱(pulsing)함으로써 재료를 상대 운동에 의해 결정되는 패턴으로 제거하거나 변화시킬 때 기판을 레이저 펄스들에 대해 이동시키는 운동 제어 스테이지들 및 빔 스티어링 옵틱스(beam steering optics)의 조합을 갖는다. 레이저 펄스들이 기판에 대해 이동하는 속도는 빔 속도로 칭해지고 초 당 밀리미터로 측정된다. 본 발명의 측면들을 수행하도록 적응될 수 있는 대표적인 레이저 스크라이빙 시스템은 오리건 주 97239 포틀랜드 소재의 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈, 인크(Electro Scientific Industries, Inc.)에 의해 제조되고, 도 2에 도시된 AccuScribe 2600 LED 레이저 스크라이빙 시스템이다.

본 발명의 측면들은 우선 기판 전면측을 다이 어태치 필름(die attach film; DAF)으로 테이프 프레임에 부착하고 부착된 기판을 시스템으로 삽입함으로써 기판들을 스크라이빙한다. 시스템은 전면측 상에서 스트리트들과 정렬을 유지하면서 후면측 상에서 기판을 스크라이빙하기 위해 레이저를 조준할 수 있도록 기판을 정렬한다. 레이저 스크라이빙 시스템들은 전형적으로 레이저 펄스들로 하여금 상대 운동의 속도 및 방향에 의해 결정되는 경로를 따라 기판에 충격을 주게 하도록 레이저 빔을 웨이퍼에 대해 이동시키면서 펄스 레이저 빔을 기판에 지향시킴으로써 기판들을 처리한다. 효율을 위해, 전형적으로 기판을 패스들에서 처리하는 것이 최선이며, 시스템은 레이저 빔의 상대 위치를 기판에 대해 상대적으로 연속적인 방식으로 이동시키면서, 전형적으로 패스 당 한 번 개시하고 한 번 정지시키면서 펄스 레이저 빔으로 처리를 개시한다. 본 발명의 측면들은 다수의 선형 패스들을 기판의 후면측 상에서 전면측 스트리트들과 정렬되는 직교 방향들로 구성함으로써 기판을 스크라이빙하지만, 곡선 또는 직선 라인들의 임의의 패턴이 스크라이빙될 수 있다.

본 발명의 측면들은 스크라이브 당 하나 이상의 패스들을 사용하여 기판들을 스크라이빙한다. 일부 경우들에서, 기판의 두께 및 전면측 상의 능동 회로조직의 레이아웃은 후면측 코팅을 제거하고 스크라이브를 단일 패스에 형성하기 위해 단위 시간 당 충분한 레이저 플루언스가 기판 후면측에 전달되는 것을 허용한다. 그러나, 대부분의 경우들에서, 후면측 코팅을 제거하고 스크라이브를 단일 패스에 형성하기 위해 충분한 레이저 에너지를 인가하는 것은 기판 또는 장치에 바람직하지 않은 손상을 야기한다. 이 경우에, 하나보다 많은 패스는 후면측 코팅이 제거되고 있거나 스크라이브가 형성되고 있는지에 따라 레이저 펄스 파라미터들이 변경되는 상태에서 요구된다. 본 발명의 측면들은 후면측 코팅을 제거하기 위해 하나 이상의 패스들을 사용한 다음에 스크라이브를 형성하기 위해 하나 이상의 패스들을 사용한다.

본 발명의 측면들은 기판 또는 장치들에 손상을 야기하는 것 없이 기판을 효율적으로 처리하는 레이저 펄스 파라미터들을 결정한다. 결정될 수 있는 레이저 펄스 파라미터들은 파장, 펄스 지속 시간, 펄스 에너지, 레이저 파워, 펄스 반복률, 초점 크기, 초점 위치 및 빔 속도를 포함한다. 이 파라미터들은 기판 또는 장치들에 대한 손상을 회피하면서 기판을 최대 처리량으로 처리하기 위해 특정 기판 및 장치 타입에 대해 경험적으로 결정된다.

최적 레이저 펄스 파라미터들이 선택되면, 패스들의 수가 결정된다. 허용되는 레이저 에너지에 따라 후면측 코팅은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 패스에서 제거될 수 있거나 2개 이상의 패스들은 도 7에 도시된 후면측 코팅 또는 도 8에 도시된 더 복잡한 패턴들을 제거하기 위해 요구될 수 있다. 도 8은 후면측 코팅을 복잡한 패턴에서 제거하기 위해 빔 스티어링 옵틱스와 결합되는 선형 운동을 사용하는 후면측 코팅 제거를 도시한다. 이 경우들에서, 2개 이상의 패스들은 스크라이빙을 후속 패스 또는 패스들 상에 허용하기 위해 충분한 후면측 코팅이 제거되도록 플루언스를 감소시키고 처리되는 영역을 증가시키기 위해 레이저 펄스들을 약간 디포커싱(defocus)하도록 후면측 코팅의 표면보다 위에 위치되는 초점과 가로로 인접하여 또는 사형(serpentine) 패턴으로 구성된다. 다른 경우들에서, 후면측 코팅이 제거되면, 단일 패스 또는 다수의 패스들은 기판을 스크라이빙하기 위해 요구될 수 있다. 이 경우에, 2개 이상의 패스들은 동일한 라인을 따라 수평으로 구성될 수 있지만 초점 위치는 기판 또는 장치들에 대한 손상 없이 스크라이브를 형성하기 위해 레이저 펄스들이 포커싱되는 기판 내의 깊이를 증가시키도록 변경된다.

본 발명을 통해, 초고속 레이저 펄스들을 사용하여 기판을 손상시키는 것 없이 반사 코팅들을 갖는 후면측 광전 장치 기판들을 효율적인 방식으로 스크라이빙하는 레이저 스크라이빙 처리가 가능해진다.

도 1(종래 기술)은 광전 장치들을 포함하는 기판이다.
도 2는 개조된 레이저 스크라이빙 시스템이다.
도 3은 후면측 코팅 제거이다.
도 4는 후면측 코팅 제거이다.
도 5는 스크라이빙이다.
도 7은 스크라이빙에 의한 멀티 패스 후면측 코팅 제거이다.
도 8은 스크라이빙에 의한 멀티 패스 후면측 코팅 제거이다.

본 발명의 실시예들은 우선 후면측 코팅을 스크라이빙될 영역에서 레이저로 제거한 다음에 기판을 스크라이빙함으로써 후면측 코팅이 있을 때 기판 상의 광전 장치들의 스크라이빙을 개선한다. 다수의 패스들의 사용은 단위 시간 당 레이저 플루언스를 감소시킴으로써 기판 또는 근처의 능동 회로조직에 대한 손상을 회피한다. 광전 장치 기판들은 전형적으로 스트리트들을 갖는 전면측 및 코팅을 갖는 표면을 구비한 후면측을 갖는다. 이 코팅은 다르게 흡수되고 장치 수명을 감소시키는 감소된 광 출력 및 더 높은 동작 온도들을 야기하는 장치에 의해 방출되는 미광을 반사한다. 본 발명의 실시예들은 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저를 구비한 레이저 스크라이빙 시스템을 포함한다. 레이저 스크라이빙 시스템은 상기 기판에 대한 실질적인 손상을 야기하는 것 없이 제 1 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저를 사용하여 기판의 전면측 스트리트들과 대체적으로 정렬되는 영역들에서 기판의 후면측으로부터 코팅을 제거한다. 그 다음, 레이저 스크라이빙 시스템은 제 2 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저를 사용하여 전면측과 대체적으로 정렬되는 영역들에서 기판을 스크라이빙한다.

발광 다이오드들과 같은 광전 장치들은 전형적으로 장치의 다수의 동일한 복제를 기판 상에 병렬로 제작함으로써 제조된다. 광전 장치들을 포함하는 전형적인 기판은 도 1에 도시되어 있다. 웨이퍼(10)는 그 위에 수개의 장치들을 구성해 왔으며, 그 중 하나는 12로 표시된다. 이 장치들은 가로(horizontal) 스트리트(14) 및 세로(vertical) 스트리트(16)에 의해 분리된다. 스트리트라는 용어는 능동 장치 회로조직을 포함하지 않는 기판의 영역들을 지칭한다. 이 스트리트들은 기판을 개별 장치들로 싱귤레이션하기 위해 기판이 스크라이빙되거나 다이싱되는 것을 허용하도록 능동 회로조직 없이 남겨진다. 싱귤레이션은 우선 기판을 장치들 사이의 스트리트들을 따라 다이아몬드 톱 또는 레이저로 스크라이빙함으로써 수행될 수 있다. 광전 장치들은 전형적으로 장치의 광 출력을 가능하게 하는 전면측 표면 및 후면측 코팅 상의 능동 회로조직으로 구성된다. 후면측으로부터 웨이퍼를 스크라이빙하는 것은 능동 회로조직에 손상을 야기하는 것 없이 더 높은 플루언스 레이저 펄스들을 허용하고 따라서 더 높은 처리량을 허용한다. 그러나, 심지어 기판의 후면측으로 지향되는 레이저 펄스들은 레이저 플루언스가 주의해서 제어되지 않으면 기판을 관통하고 전면측 상에 손상을 야기할 수 있다. 레이저 플루언스는 줄/㎠로 정의되고 레이저에 의해 기판에 인가되는 단위 면적 당 전체 에너지의 기준이다. 스크라이빙된 광전 장치에 대한 바람직한 성질은 레이저 스크라이브에 의해 야기되는 어떤 텍스처를 갖지만 어떤 파편(debris) 또는 재증착된(redeposited) 재료를 갖지 않는 깨끗한 평면 측벽들을 갖게 할 것이다. 장치는 장치에 균등하게 부착되는 손상되지 않고 깨끗하게 스크라이빙된 후면측 코팅을 갖고 전면측 상의 능동 회로조직에 어떤 손상도 갖지 않을 것이다.

이 기판들을 스크라이빙하기 위해 사용되는 레이저는 대략 200 ps 이하의 레이저 펄스 지속 시간을 갖는 초고속 펄스 레이저이다. 레이저 재료 처리는 일반적으로 열 처리들 또는 융제 처리들의 혼합이다. 열 처리들은 재료가 가열되고 가스로 직접 용융, 기화 또는 승화되는 것들이다. 재료는 증기, 액체, 또는 고체 입자들로서 영역으로부터 배출된다. 융제 처리들은 재료를 광전 상호 작용들, 전형적으로 다광자를 통해 변화시키며, 이는 재료를 플라즈마로 분리한다. 초고속 펄스들은 에너지를 재료로 결합하고 열이 실질적으로 인접 재료에 전달될 수 있는 것보다 더 빠른 플라즈마를 생성함으로써, 기판 또는 장치에 바람직하지 않은 손상을 야기할 수 있었던 열 효과들을 최소화하면서 재료의 변화들을 일으킨다. 재료의 변화는 전체적으로 기판의 표면 내에 있을 수 있다. 전형적으로 크래킹 및 후속 싱귤레이션을 촉진하기 위해 재료를 제거하거나 기판의 표면 내에 트렌치 또는 다른 특징을 형성하는 것이 필요하지 않다. 재료는 단지 재료 내의 응력 파괴들을 신뢰성있게 촉진시키고 지향시키기에 충분히 변화되어야 한다.

기판들은 개조된 레이저 스크라이빙 시스템을 사용하여 레이저 스크라이빙된다. 개조들은 원하는 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 레이저 펄스들을 생성하도록 동작하는 레이저를 피팅하는 것을 포함한다. 이 레이저 펄스 파라미터들은 레이저 파워, 파장, 펄스 에너지, 펄스 지속 시간, 펄스 반복률, 초점 크기, 초점 위치 및 빔 속도를 포함한다. 레이저 파워는 대략 0.1 W 내지 대략 20 W의 범위에 있고, 더 바람직하게는 대략 0.5 W 내지 대략 1.5 W의 범위에 있다. 파장들은 대략 560 nm에서 대략 150 nm까지의 범위에 있거나, 더 바람직하게는 대략 355 nm의 자외선 범위에 있다. 펄스 에너지는 대략 0.1 μJ에서 대략 1.0 mJ까지의 범위에 있거나, 더 바람직하게는 1.0 내지 10 μJ의 범위에 있다. 펄스 반복률(rep rate)은 대략 75 kHz 내지 대략 1 MHz의 범위에 있거나, 더 바람직하게는 대략 100 kHz 내지 대략 800 kHz의 범위에 있다. 초점 크기는 전형적으로 1 ㎛ 미만에서 대략 5 ㎛까지의 범위에 있다. 초점 위치는 표면보다 아래의 대략 100 ㎛에서 표면보다 위의 대략 100 ㎛까지의 범위에 있거나, 더 바람직하게는 표면보다 아래의 대략 30 ㎛에서 표면보다 위의 대략 30 ㎛까지의 범위에 있을 수 있다. 빔 속도는 전형적으로 대략 10 mm/s에서 대략 500 mm/s까지의 범위에 있거나, 더 바람직하게는 대략 120 mm/s에서 대략 380 mm/s까지의 범위에 있다.

본 발명의 실시예들은 선택된 펄스 에너지 및 펄스 지속 시간을 갖는 펄스들을 선택된 펄스 반복률로 방출하기 위해 레이저를 사용하는 레이저 스크라이빙 시스템을 이용한다. 레이저 처리 시스템은 레이저 펄스들을 공간적으로 및 시간적으로 선택하고 선택적으로 형상화하는 레이저 옵틱스를 사용한다. 레이저 펄스들은 충분한 레이저 에너지를 충분히 작은 영역에 집중시켜 재료를 바람직한 방식으로 변화시키기 위해 매우 작은 초점 크기에 포커싱된다. 초점은 레이저 펄스가 펄스들의 전파 방향에 수직인 최소 단면을 갖는 공간 내의 지점으로 정의된다. 레이저 스크라이빙 시스템은 초점을 기판의 표면보다 위의 또는 아래의 선택된 높이에 정확히 위치시키는 운동 제어 스테이지의 일부로서 z축 스테이지를 포함한다. 레이저 처리 시스템은 또한 레이저가 펄싱함으로써 재료를 상대 운동에 의해 결정되는 패턴으로 제거하거나 변화시킬 때 기판을 레이저 펄스들에 대해 이동시키는 운동 제어 스테이지들 및 빔 스티어링 옵틱스의 조합을 갖는다. 레이저 펄스들이 기판에 대해 이동하는 속도는 빔 속도로 칭해지고 초 당 밀리미터로 측정된다.

본 발명의 측면들을 수행하도록 적응될 수 있는 대표적인 레이저 스크라이빙 시스템은 오리건 주 97239 포틀랜드 소재의 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈, 인크에 의해 제조되고, 도 2에 도시된 AccuScribe 2600 LED 레이저 스크라이빙 시스템이다. 레이저 스크라이빙 시스템(18)은 레이저 펄스들(22)을 레이저 빔 경로를 따라 방출하는 레이저(20)를 포함한다. 레이저 펄스들(22)은, 레이저 펄스들(22)을 선택하고 형상화하는 레이저 빔 옵틱스(24)에 의해 처리된다. 레이저 빔 옵틱스(24)는 레이저 펄스들을 선택하고 지향시키는 전자- 또는 음향-광학 요소들을 포함할 수 있다. 레이저 빔 옵틱스는 레이저 펄스들을 공간적으로 또는 시간적(temporally)으로 둘 다 형상화하는 광학 요소들을 포함할 수도 있다. 그 다음, 레이저 펄스들(22)은 레이저 펄스들의 고속 제한 운동 스티어링을 기판(30)에 대해 제공하는 빔 스티어링 옵틱스(26)에 전달된다. 그 다음, 레이저 펄스들(22)은 전형적으로 필드 옵틱스(28)에 의해 기판(30) 상에 포커싱된다. 기판(30)은 레이저(20), 레이저 빔 옵틱스(24), 빔 스티어링 옵틱스(26) 및 정렬 카메라(34)의 동작들을 조정하는 제어기(36)의 지휘 하에 기판(30)을 유지하고 그것을 레이저 펄스들(22)에 대해 이동시키는 운동 제어 척(motion control chuck)(32) 상의 고정물(fixture)이며, 운동 제어 척은 기판(30)을 레이저 펄스들(22)에 대해 시각적으로 정렬시킨다.

이루어진 개조들 중 하나는 스위스 취리히 체하-8005 소재의 Time-Bandwidth Products AG에 의해 제조되는 고체 IR 레이저 모델 듀에토(Duetto)를 피팅하는 것이다. 이 레이저는, 고체 고조파 발생기를 사용하여 532 nm 파장에 주파수가 2배가된, 및 선택적으로 고체 고조파 발생기를 사용하여 355nm 파장에 주파수가 3배가 된, 1064 nm 파장에서 10 ps 펄스들을 방출한다. 이 레이저들은 0.1 내지 1.5 와트의 출력 파워를 갖는다.

본 발명의 측면들은, 먼저 기판 전면측을 다이 어태치 필름(DAF)으로 테이프 프레임에 부착하고, 부착된 기판(30)을 시스템(18)으로 삽입함으로써 기판들을 스크라이빙한다. 시스템은 전면측 상에서 스트리트들과 정렬을 유지하면서 후면측 상에서 기판(30)을 스크라이빙하기 위해 레이저 펄스들(22)을 조준할 수 있도록 정렬 카메라(34)를 사용하여 기판(30)을 정렬한다. 레이저 스크라이빙 시스템(18)은 전형적으로 레이저 펄스들(22)로 하여금 상대 운동의 속도 및 방향에 의해 결정되는 경로를 따라 기판(30)에 충격을 주게 하도록, 운동 제어 스테이지(32) 및 빔 스티어링 옵틱스(26)를 사용하여 레이저 펄스들(22)을 웨이퍼(30)에 대해 이동시키면서 펄스 레이저 빔(22)을 기판(30)에 지향시킴으로써 기판(30)을 처리한다. 효율을 위해, 전형적으로 기판을 패스들에서 처리하는 것이 최선이며, 시스템은 레이저 빔의 상대 위치를 기판에 대해 상대적으로 연속적인 방식으로 이동시키면서, 전형적으로 패스 당 한 번 개시하고 한 번 정지시키면서 펄스 레이저 빔으로 처리를 개시한다. 본 발명의 측면들은 다수의 선형 패스들을 기판의 후면측 상에서 전면측 스트리트들과 정렬되는 직교 방향들로 구성함으로써 기판을 스크라이빙하지만, 곡선 또는 직선 라인들의 임의의 패턴이 스크라이빙될 수 있다.

본 발명의 측면들은 스크라이브 당 하나 이상의 패스들을 사용하여 기판들을 스크라이빙한다. 일부 경우들에서, 기판의 두께 및 전면측 상의 능동 회로조직의 레이아웃은, 손상을 야기하는 것 없이 후면측 코팅을 제거하고 스크라이브를 단일 패스에 형성하기 위해, 단위 시간 당 충분한 레이저 플루언스가 기판 후면측에 전달되는 것을 허용한다. 그러나, 대부분의 경우들에서, 후면측 코팅을 제거하고 스크라이브를 단일 패스에 형성하기 위해 충분한 레이저 에너지를 인가하는 것은 기판 또는 장치에 바람직하지 않은 손상을 야기한다. 이 경우에, 하나보다 많은 패스는 후면측 코팅이 제거되고 있거나 스크라이브가 형성되고 있는지에 따라 레이저 펄스 파라미터들이 변경되는 상태에서 요구된다. 본 발명의 실시예들은 후면측 코팅을 제거하기 위해 하나 이상의 패스들을 사용한 다음에 스크라이브를 형성하기 위해 하나 이상의 패스들을 사용한다.

레이저 펄스 파라미터들은 기판 또는 장치들에 손상을 야기하는 것 없이 기판을 효율적으로 처리하기 위해 미리 결정된다. 미리 결정될 수 있는 레이저 파라미터들은 파장, 펄스 지속 시간, 펄스 에너지, 레이저 파워, 펄스 반복률, 초점 크기, 초점 위치 및 빔 속도를 포함한다. 이 파라미터들은 전형적으로 기판 또는 장치들에 대한 손상을 회피하면서 기판을 최대 처리량으로 처리하기 위해 특정 기판 및 장치 타입에 대해 경험적으로 결정된다. 최적 레이저 펄스 파라미터들과 함께, 기판을 처리하기 위해 사용되는 패스들의 수가 결정된다. 패스들의 수는 기판 또는 장치들에 손상을 야기하는 것 없이 단위 시간 당 얼마나 많은 레이저 플루언스가 사용될 수 있는지에 의해 결정된다. 허용되는 레이저 에너지에 따라 후면측 코팅은 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 패스에서 제거될 수 있다. 도 3은 후면측 코팅(42)을 갖는 기판(40)을 도시한다. 레이저 펄스들(46)은 후면측 코팅(42)을 특정 위치(50)에서 제거하기 위해 후면측 코팅(42)의 표면에 지향되는 초점(48)에 렌즈(44)에 의해 포커싱된다. 도 4는 후면측 코팅(62)을 갖는 기판(60)을 도시한다. 레이저 펄스들(66)은 후면측 코팅(62)을 영역(70)에서 제거하기 위해 기판(60) 및 후면측 코팅(62)보다 위의 위치에 지향되는 초점(68)에 렌즈(64)에 의해 포커싱된다. 레이저 펄스들(66)이 기판의 표면보다 위의 또는 아래의 68에 포커싱될 때, 그것은 레이저 펄스들을 디포커싱하고 레이저 펄스 에너지를 더 큰 영역에 걸쳐 확산시키는 효과를 갖는다. 이것은 펄스 당 제거되는 재료의 영역을 증가시켜 처리를 스피드업할 뿐만 아니라 단위 시간 당 레이저 플루언스를 감소킴으로써 손상을 회피한다. 도 5는 후면측 코팅(82)을 갖는 기판(80)을 도시한다. 레이저 펄스들(86)은 후면측 코팅(82)을 영역(90)에서 제거하기 위해 기판(80) 내에 위치되는 초점(88)에 렌즈(84)에 의해 포커싱된다. 도 4에서와 같이, 초점(88)을 기판(80)의 표면보다 아래에 이동시키는 것은 레이저 펄스들을 디포커싱하고 에너지를 더 큰 영역에 걸쳐 확산시킴으로써 플루언스를 감소시키고 바람직하지 않은 손상을 제한한다.

표 1은 140 ㎛ 두께 사파이어 기판으로부터 후면측 코팅을 제거하기 위해 본 발명의 실시예에 의해 사용되는 대표적인 레이저 파라미터들을 나타낸다. 이 기판은 스크라이빙되는 영역 또는 전면측 상의 질화 갈륨(GaN) 층들 근방에 능동 회로조직을 갖지 않고 따라서 후면측 코팅은 후면측 코팅을 하나의 패스에서 제거하기 위해 충분한 에너지로 처리될 수 있었다. 이 실시예는 레이저 펄스들을 후면측 코팅의 표면보다 아래의 30 미크론에 포커싱함으로써 후면측 코팅을 하나의 패스에서 제거한다.

펄스 지속 시간	10 ps
레이저 파워	1.2 W
스테이지 속도	120 mm/s
반복률	200 kHz
초점 크기	1-5 ㎛
초점 위치	- 30 ㎛
# 패스들	1

표 1. 하나의 패스 후면측 코팅 제거를 위한 레이저 펄스 파라미터들

다른 경우들에서, 예를 들어 GaN이 예를 들어 전면측 상에 존재하는 경우, 다수의 패스들이 요구될 수 있다. 표 2는 후면측 코팅을 120 및 140 ㎛ 사이의 두께들을 갖는 기판들 상에서 제거하기 위해 사용되는 레이저 파라미터들을 나타낸다. 사용되는 레이저 파워는 120 ㎛ 두께 기판들에 대해 0.7 W이고 140 ㎛ 두께 기판들에 대해 0.8 W이다. 스테이지 속도는 140 ㎛ 두께 기판들에 대해 120 mms/s이고 120 ㎛ 두께 기판들에 대해 180 mm/s이다. 이 실시예는 후면측 코팅의 표면에, 표면보다 아래의 7 ㎛에 및 표면보다 아래의 15 ㎛에 포커싱되는 동일한 경로를 따르는 3개의 패스들을 이용하여 후면측 코팅을 제거한다.

펄스 지속 시간	10 ps
레이저 파워	0.7 - 0.8 W
스테이지 속도	120-180 mm/s
반복률	200 kHz
초점 크기	1-5 ㎛
초점 위치	0, -7, -15 ㎛
# 패스들	3

표 2. 수직 멀티 패스 후면측 코팅 제거를 위한 레이저 펄스 파라미터들

도 6은 기판(100)을 하나의 패스에서 처리하기 위해 2개의 레이저 펄스 빔들을 이용하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 후면측 코팅(102)을 갖는 기판(100)은 공통 광축 상의 공통 렌즈(104)에 의해 포커싱되는 2개의 레이저 펄스 빔들(106)에 의해 조사(illuminate)된다. 제 1 레이저 빔 펄스들(108)은 후면측 코팅(102)을 영역(116)에서 제거하기 위해 기판(112)보다 위의 지점에 포커싱된다. 제 2 레이저 펄스들(110)은 스크라이브를 형성하기 위해 기판(114)의 표면 상에 포커싱된다. 이 2개의 레이저 펄스 빔들이 선택된 속도들로 경로를 따라 함께 이동될 때, 후면측 코팅을 갖는 기판은 기판 또는 능동 회로조직에 손상을 야기하는 것 없이 단일 패스에서 스크라이빙된다.

도 7은 레이저 펄스들에 의해 단일 패스의 폭보다 큰 영역에서 후면측 코팅을 제거하기 위해 선형 운동을 사용하는 후면측 코팅 제거를 도시한다. 이 경우에, 후면측 코팅을 갖는 기판은 기판에 대해 동일한 높이에 구성되는 하나 이상의 패스들을 갖는 선형 영역들을 따라 제거되는 후면측 코팅을 갖는다. 도 7에서, 후면측 코팅(도시되지 않음)을 갖는 기판은 라인(128)을 따라 스크라이빙되는 것이다. 스크라이빙 전에, 점선(120)을 따라 기판 상의 패스를 구성하고, 중첩 레이저 펄스들로 코팅된 기판에 충격을 줌으로써, 전면측 스트리트(도시되지 않음)에 대향하는 중첩 레이저 펄스들(122)에 의해 설명되는 선형 영역(139)에서 후면측 코팅이 제거되며, 중첩 레이저 펄스들 중 하나는 손상을 야기하는 것 없이 코팅을 제거하는 플루언스에서 122로 표시된다. 그 다음, 점선(124)을 따라 다른 패스가 구성되는 것을 허용하기 위해 기판이 운동 제어 스테이지들(도시되지 않음)에 의해 인덱스되고, 레이저 펄스들은 다시 중첩 펄스들로 코팅된 기판에 충격을 주며, 그의 하나는 126으로 표시된다. 이 2개의 패스들은 기판 또는 능동 회로조직에 대한 손상 없이 후면측 코팅을 제거한다. 그 다음, 기판이 레이저 펄스 빔에 대해 이동될 때 기판은 레이저 펄스들이 라인(128)을 따라 기판에 충격을 주는 위치에 인덱스된다. 레이저 파라미터는 후면측 코팅을 제거하기보다는 오히려 스크라이빙하기 위해 조정되고 제 3 패스는 라인(128)을 따라 구성됨으로써 하부 기판(underlying substrate) 또는 능동 회로조직에 손상을 야기하는 것 없이 기판을 스크라이빙한다. 이 실시예에 대한 대표적인 레이저 펄스 파라미터들은 표 3 및 표 4에 주어진다. 레이저 파워는 120 ㎛ 두께 기판들에 대해 0.7 W이고 140 ㎛ 두께 사파이어 기판에 대해 0.8 W이다. 스테이지 속도는 120 ㎛ 두께 사파이어 기판들에 대해 180 mm/s이고 140 ㎛ 두께 사파이어 기판들에 대해 120 mm/s이다.

펄스 지속 시간	10 ps
레이저 파워	0.7 - 0.8 W
스테이지 속도	120-180 mm/s
반복률	200 kHz
초점 크기	1-5 ㎛
초점 위치	35 ㎛
# 패스들	2, 20 ㎛ 분리

표 3. 수평 멀티 패스 후면측 코팅 제거를 위한 레이저 펄스 파라미터들.

이 방식으로 후면측 코팅 제거 후에, 기판은 표 4에 나타낸 파라미터들을 갖는 기판의 표면보다 아래의 20 미크론에 포커싱되는 레이저 펄스들로 단일 패스에 스크라이빙된다. 다수의 스크라이빙 패스들이 사용될 수도 있다.

펄스 지속 시간	10 ps
레이저 파워	0.6 W
스테이지 속도	120-180 mm/s
반복률	200 kHz
초점 크기	1-5 ㎛
초점 위치	-15 ㎛
# 패스들	1

표 4. 단일 패스 스크라이빙을 위한 레이저 펄스 파라미터들.

표 5는 후면측 코팅의 제거 후에 기판을 스크라이빙하기 위해 다수의 패스들을 이용하는 본 발명의 실시예들에 대한 레이저 펄스 파라미터들을 도시한다. 이것은 기판의 하나의 패스에서 스크라이빙하기 위해 충분한 에너지를 사용하는 것이 기판 또는 능동 회로조직에 손상을 야기하는 경우들에 사용된다. 이 경우에, 기판은 기판의 표면에 대해 초점 위치를 변화시키는 동일한 경로를 따라 2개 이상의 패스들을 구성함으로써 스크라이빙된다. 기판을 이 방식으로 스크라이빙하는 것은 기판의 표면에서 개시되고 후속 클리빙을 촉진시키고 지향시키는 내부로 연장되는 변화된 영역을 생성한다.

펄스 지속 시간	10 ps
레이저 파워	0.6 W
스테이지 속도	120-180 mm/s
반복률	200 kHz
초점 크기	1-5 ㎛
초점 위치	-7, -15 ㎛
# 패스들	2

표 5. 멀티 패스 스크라이빙을 위한 레이저 펄스 파라미터들.

도 8은 후면측 코팅들을 효율적으로 제거하는 패턴들로 레이저 펄스들을 기판에 전달하기 위해 고속 빔 스티어링 옵틱스를 이용하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 레이저 펄스들을 레이저 빔 스티어링 옵틱스를 이용해 이동시키면서 기판을 운동 제어 스테이지들과 선형 방식으로 이동시킴으로써 야기되는, 기판에 대한 레이저 펄스들의 결합된 상대 운동에 의해 결정되는 점선(130)을 따라, 그들 중 하나가 132로 도시되는 레이저 펄스들이 기판(도시되지 않음)으로 지향된다. 도 8에서, 결합된 운동 제어/빔 스티어링 옵틱스(도시되지 않음)는 레이저 펄스들(132)을 기판에 전달하면서 레이저를 점선(130)에 의해 도시된 패턴으로 이동시킨다. 하나 이상의 패스들은 기판 또는 능동 회로조직에 손상을 야기하는 것 없이 중첩 펄스들(132)에 의해 설명되는 전면측 스트리트들에 대향하는 선형 영역(136)에서 후면측 코팅을 완전히 제거하기 위해 요구될 수 있다. 후면측 코팅 제거 후에, 기판은 후면측 코팅이 제거되어 왔던 영역(136)에서 134로 스크라이빙된다. 하나 이상의 패스들은 기판 또는 능동 회로조직에 손상을 야기하는 것 없이 기판을 스크라이빙하기 위해 요구될 수 있다.

본 발명의 기초 원리들로부터 벗어나는 것 없이 본 발명의 상술한 실시예들의 상세들에 대한 많은 변경들이 이루어질 수 있는 것이 당해 기술에서 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해서만 결정되어야 한다.

10 : 웨이퍼 14 : 가로 스트리트
16 : 세로 스트리트 18 : 레이저 스크라이빙 시스템
20 : 레이저 22 : 레이저 펄스
24 : 레이저 빔 옵틱스 26 : 빔 스티어링 옵틱스
28 : 필드 옵틱스 30 : 기판
32 : 운동 제어 척 34 : 정렬 카메라
36 : 제어기 42 : 후면측 코팅
44 : 렌즈

Claims

레이저 스크라이빙 시스템(laser scribing system)을 이용해 기판 상의 광전 장치들을 스크라이빙하기 위한 개선된 방법으로서, 상기 기판은 전면측(forntside)을 갖고, 상기 전면측은 스트리트(street)들 및 후면측(backside)을 가지며, 상기 후면측은 코팅(coating)을 갖는 표면을 구비하는 방법에 있어서, 상기 개선들은,
상기 레이저 스크라이빙 시스템에 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저를 제공하는 단계;
상기 기판에 실질적인 손상을 야기하지 않으면서, 상기 초고속 펄스 레이저 및 상기 제 1 레이저 펄스 파라미터들을 사용하여 상기 기판의 상기 전면측 스트리트들과 대체적으로(generally) 정렬되는 영역들에서 상기 기판의 상기 후면측 표면으로부터 상기 코팅을 제거하는 단계; 및
상기 초고속 펄스 레이저 및 상기 제 2 레이저 펄스 파라미터들을 사용하여 상기 기판의 상기 전면측 스트리트들과 대체적으로 정렬되는 영역들에서 상기 기판을 스크라이빙하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 기판은 사파이어, 실리콘, 게르마늄, 다이아몬드, 또는 세라믹 중 하나인, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 초고속 펄스 레이저는 광섬유 레이저(fiber laser), 다이오드 펌핑 고체 레이저(diode-pumped solid state laser) 또는 가스 레이저(gas laser) 중 하나인, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 560 nm 이하의 파장을 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0.5 W와 대략 10 W 사이의 레이저 파워(laser power)를 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 75 kHz와 대략 1,000 kHz 사이의 펄스 반복률(pulse repetition rate)을 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 75 mm/s와 대략 500 mm/s 사이의 스캔 속도를 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 1 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0 pm의 초점 오프셋(focal spot offset) 및 하나의 패스(pass)를 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0과 대략 -30 pm 사이의 초점 오프셋들 및 2개의 패스들을 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 1 레이저 펄스 파라미터들은 대략 15 pm과 대략 50 pm 사이의 초점 오프셋 및 2개의 패스들을 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0 pm과 대략 -30 pm 사이의 초점 오프셋 및 하나의 패스를 포함하는, 방법.
레이저 스크라이빙 시스템을 이용해 기판 상의 광전 장치들을 스크라이빙하기 위한 개선된 시스템으로서, 상기 기판은 전면측을 갖고, 상기 전면측은 스트리트들 및 후면측을 가지며, 상기 후면측은 코팅을 갖는 표면을 구비하는 시스템에 있어서, 상기 개선들은,
제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들을 갖는 초고속 펄스 레이저로서, 상기 제 1 레이저 펄스 파라미터들은 상기 전면측 스트리트들과 대체적으로 정렬되는 영역들에서 상기 기판의 상기 후면측 표면으로부터 상기 코팅을 제거하고, 상기 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 상기 기판의 상기 전면측 스트리트들과 대체적으로 정렬되는 영역들에서 상기 기판을 스크라이빙하는 초고속 펄스 레이저를 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 기판은 사파이어, 실리콘, 게르마늄, 다이아몬드, 또는 세라믹 중 하나인, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 초고속 펄스 레이저는 광섬유 레이저, 다이오드 펌핑 고체 레이저 또는 가스 레이저 중 하나인, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 560 nm 이하의 파장을 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0.1 W와 대략 10 W 사이의 레이저 파워를 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 75 kHz와 1,000 kHz 사이의 펄스 반복률을 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 20 mm/s와 대략 500 mm/s 사이의 스캔 속도를 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 1 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0 pm의 초점 오프셋 및 하나의 패스를 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0와 대략 -30 pm 사이의 초점 오프셋들 및 2개의 패스들을 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 1 레이저 펄스 파라미터들은 대략 15 pm과 대략 50 pm 사이의 초점 오프셋 및 2개의 패스들을 포함하는, 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 제 2 레이저 펄스 파라미터들은 대략 0 pm과 대략 -30 pm 사이의 초점 오프셋 및 하나의 패스를 포함하는, 시스템.