專利名稱：：激光加工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及激光加工，具體而言，涉及連續(xù)脈沖在被加工的基片上不重疊的脈沖激光加工。
背景技術(shù)：
：利用本領(lǐng)域的固態(tài)激光器的激光微加工，通常包括利用具有檢流計(jì)掃描器的激光器來將聚焦激光束定位到待加工的晶片或基片的表面上。通常，這些激光器以30至200kHz的重復(fù)率工作，并且以一定速度進(jìn)行掃描，使得各個(gè)聚焦的激光光斑重疊到一定程度，從而形成淺溝道或劃線。如圖1所示，以這種方式利用多線或多道次11,來切穿(cutthrough)或切片(dice)，即分離出(singulate)，半導(dǎo)體裝置12。例如，在EP1328372中對這種處理進(jìn)行了才苗述。這種激光切片是通過用激光束在基片上進(jìn)行掃描來實(shí)現(xiàn)的。通常，利用激光切片時(shí)，如圖2所示，通過用激光束以特定掃描速度掃描，從而使脈沖之間有相當(dāng)大的重疊，來將連續(xù)的相鄰脈沖21設(shè)置成具有一定的重疊。在許多道次11中重復(fù)進(jìn)行掃描，直至基片被徹底切穿。如圖3所示，這使得切片具有相對平滑的邊緣31。如圖4和圖5所示，如果減小各脈沖41的重疊，則切片看起來可能具有"圓齒狀的"邊緣51。此外，如圖6所示，當(dāng)激光脈沖61熔化材料62時(shí)，產(chǎn)生碎屑的羽煙63。如果后續(xù)的脈沖64與該碎屑羽煙63相互作用，則后續(xù)的激光脈沖64被部分削弱，因?yàn)樗樾加馃熚蘸罄m(xù)的激光脈沖的部分能量。本發(fā)明的目的是至少改善現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在基片中激光加工出形跡(feature)的方法，該方法包括在第一次掃描中，以脈沖激光沿掃描線加工基片，使得在基片上的激光脈沖串中的連續(xù)脈沖之間的中心到中心的空間距離至少等于該連3續(xù)脈沖的半徑之和，以使得連續(xù)脈沖在基片上不重疊，而是或者連續(xù)的，或者彼此分隔開的；以及，利用后續(xù)的激光掃描沿掃描線進(jìn)行加工，該后續(xù)的激光掃描相對于先前掃描的起始點(diǎn)沿掃描線偏移，使得多次連續(xù)的激光掃描提供到達(dá)所需深度的加工，同時(shí)平滑形跡的邊緣。優(yōu)選地，連續(xù)脈沖在基片上充分分離開，使得激光脈沖產(chǎn)生的羽煙基本上不會(huì)從后續(xù)脈沖吸收能量。便利地，該方法包括以200kHz至300kHz的脈沖重復(fù)率進(jìn)行加工。有利地，該方法包括對基片完全切片(completedicing),或在基片上槽切(slotcutting)。有利地，該加工包括用于半導(dǎo)體切片的激光切片處理?？商娲?，該加工包括鉆槽?，F(xiàn)將通過舉例的方式，參考附圖來描述本發(fā)明，在附圖中圖l是示出在基片上進(jìn)行連續(xù)的激光掃描以形成溝槽的示意性橫向剖面圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基片上的激光脈沖的示意性平面視圖，其中，后續(xù)的激光脈沖與在前的脈沖充分重疊；圖3是利用圖2的激光脈沖模式(pattern)加工出的溝槽的邊緣的示意性平面視圖4是后續(xù)脈沖與在前的脈沖的重疊程度小于圖2的脈沖模式的情況下的基片上的脈沖的示意性平面視圖5是利用圖4的激光脈沖模式加工出的溝槽的邊緣的示意性平面視圖6是利用如圖2和圖3中的充分重疊的激光脈沖對基片進(jìn)行激光加工的橫向剖面圖7是根據(jù)本發(fā)明的利用基本上不重疊的脈沖對基片進(jìn)行的激光加工的橫向剖面圖8是根據(jù)本發(fā)明的利用圖7的實(shí)質(zhì)上不重疊的脈沖對基片進(jìn)行脈沖連續(xù)偏移掃描的示意性平面視圖9是利用圖8的連續(xù)偏移掃描加工出的溝槽的邊緣的示意性的逐次的平面浮見圖；以及圖IO是在使用和不使用如圖8中所示的對連續(xù)掃描的偏移這兩種情況下的理i侖加工速度相對于脈沖重疊的曲線圖。在各附圖中，使用相似的附圖標(biāo)記來表示相似的部分。具體實(shí)施例方式本文中使用了以下定義重復(fù)率(Repetitionrate),R:每秒鐘從激光器發(fā)射的月永沖的個(gè)凄丈。掃描速度(ScanSpeed),Vg:4企流計(jì)的掃描速度。線性重疊(LinearOverlap),O:在基片處的連續(xù)脈沖的中心之間的重疊長度，以微米為單位。切口直徑(Kerfdiameter),K:由激光脈沖形成的具體溝道或形跡(feature)的直4圣。脈沖間距(Pulsespacing),S:在基片上單次掃描的連續(xù)脈沖之間的中心到中心的距離。偏移抖動(dòng)(Offsetdither),D:在多道次切割處理中，由相繼的掃描形成的相應(yīng)脈沖之間的中心到中心的距離。掃描次數(shù)(NumberofScans),N:切穿基片所需進(jìn)行的連續(xù)掃描的次數(shù)。參考圖7，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，連續(xù)的脈沖71、74被充分間隔開，使得當(dāng)前脈沖74與由前一個(gè)脈沖71產(chǎn)生的羽煙73之間實(shí)質(zhì)上不存在相互作用。由于前一個(gè)脈沖的羽煙沒有吸收脈沖的能量，所以從基片72上去除材料的總的材料去除率增大。如果沿相同掃描線進(jìn)行連續(xù)掃描的脈沖被定位在與前一次掃描相同的位置，則會(huì)產(chǎn)生圓齒狀的芯片邊緣，因此根據(jù)本發(fā)明提出一種策略，通過偏移/抖動(dòng)激光束的每道次的開始位置，來平滑芯片邊緣。參考圖8和圖9，為了平滑利用脈沖81以零重疊策略進(jìn)行的第一次掃描所產(chǎn)生的圓齒狀的邊緣91，激光束的各連續(xù)道次82、83、84都分別與前一道次81、82、83相偏離。通過這種方式，每個(gè)道次之后所產(chǎn)生的掃描形跡的邊纟彖92、93、94逐漸變直。因此，本發(fā)明提供了一種能夠改善邊緣質(zhì)量、提高生產(chǎn)能力并改善碎屑控制的用于對半導(dǎo)體基片進(jìn)行激光劃片、激光切片或激光加工的方法，該方法利用多道次加工，在每一單獨(dú)的道次中，脈沖的空間分布是不重疊的，但后續(xù)的道次中的脈沖都與在前的道次中的脈沖相偏離。這種零重疊的激光加工實(shí)質(zhì)上防止脈沖與羽煙的相互作用，因此實(shí)質(zhì)上消除了由于前一個(gè)脈沖產(chǎn)生的羽煙對后續(xù)脈沖造成的任何能量損耗。這樣，在根據(jù)本發(fā)明的激光加工處理中，利用脈沖激光沿著待加工的方向進(jìn)行空間掃描。激光的多次掃描被用于形成劃線形跡或貫穿形跡。脈沖的掃描速度Vg和重復(fù)率R被設(shè)置成使得脈沖不重疊。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，200kHz至300kHz的重復(fù)范圍是適合的。通過同步從激光器發(fā)射的脈沖和利用從激光器發(fā)射的脈沖的時(shí)間延遲，將激光器的各次掃描在空間上定位成與在前的掃描相重疊。這種處理產(chǎn)生以下有益效果改善了側(cè)壁質(zhì)量增強(qiáng)了芯片強(qiáng)度減少了彈3夭的;爭屑提高了生產(chǎn)能力實(shí)例下表1中描述了所使用的激光器參數(shù)。激光器以710kHz運(yùn)行，在晶片處給出60(iJ的脈沖能量。掃描速度在500mm/s至3500mm/s的范圍內(nèi)變化，以給出80%至-50%范圍的重疊程度。重疊程度由熔化斑點(diǎn)的直徑(14fim)決定的，而不是由理論上的斑點(diǎn)的直徑(8(im)決定的。75pm的晶片被切片，如表2所示，確定了在每種重疊程度下切穿的道次數(shù)。在每種情況下測量加工速度。圖10中的曲線圖101顯示，隨著重疊百分比的減小或隨著連續(xù)脈沖間隔的增大，加工速度幾乎線性增大。相信這主要是因?yàn)槿缟纤龅拿}沖與羽煙的相互作用的減少所致。也可能是因?yàn)椋捎谥丿B程度減少并且邊緣變成"圓齒狀的"，總體去除的材料較少。如果該處理被調(diào)整成使連續(xù)的道次偏移，以產(chǎn)生圓齒較少的邊緣，那么會(huì)發(fā)現(xiàn)加工速度的增長變得稍^L不那么顯著，如圖10中的線102所示。參數(shù)設(shè)置當(dāng)前92%熱軌跡1850重復(fù)率170kHz<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1-激光器參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2-切片實(shí)驗(yàn)因此，已經(jīng)舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的零重疊的切片能夠更有效地將材料從晶片上去除。每個(gè)脈沖的深度隨著重疊的減小而增大，因?yàn)樗樾加馃煂γ}沖的衰減減小了。為了確保產(chǎn)生平滑的芯片邊緣，采用了后續(xù)的道次中的脈沖與在前的道次相偏離的策略。盡管在基片中加工溝槽尤其是用于對半導(dǎo)體基片進(jìn)行切片這方面描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明可應(yīng)用于在目前利用重疊脈沖的情況下激光加工其他形跡，例如，用于從基片加工結(jié)晶錠(ingot)。權(quán)利要求1.一種在基片中激光加工形跡的方法，包括a.在第一次掃描中，用脈沖激光沿掃描線加工所述基片，使得在所述基片上的激光脈沖串中的連續(xù)脈沖之間中心到中心的空間距離至少等于該連續(xù)脈沖的半徑之和，并使得該連續(xù)脈沖在所述基片上不重疊，而是或者是連續(xù)的，或者是分隔開的；以及b.用后續(xù)的激光掃描沿所述掃描線進(jìn)行加工，該后續(xù)的激光掃描相對于在前的掃描的起始點(diǎn)沿所述掃描線偏移，使得多次連續(xù)的激光掃描提供到達(dá)所需深度的加工，同時(shí)平滑所述形跡的邊緣。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，連續(xù)脈沖在所述基片上被充分分離3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，包括以200kHz至300kHz的脈沖重復(fù)率進(jìn)行加工。4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括對所述基片的完全切片或在所述基片上槽切。5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述的加工包括用于半導(dǎo)體切片的激光切片處理。6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述的加工包括鉆槽。全文摘要一種在基片中激光加工出形跡的方法，該方法包括用脈沖激光沿掃描線加工基片，使得連續(xù)脈沖81在基片上不重疊，而是或者連續(xù)的，或者分隔開的。沿掃描線進(jìn)行的各次后續(xù)激光掃描中的脈沖82、83、84相對于先前掃描中的脈沖81、82、83的起始點(diǎn)偏移，使得多次連續(xù)的激光掃描提供到達(dá)所需深度的加工，同時(shí)隨著每次激光掃描的進(jìn)行，形跡的邊緣91、92、93、94逐漸平滑。文檔編號B23K26/36GK101657292SQ200780049577公開日2010年2月24日申請日期2007年11月27日優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日發(fā)明者卡利·鄧恩,西利安·奧布賴恩法倫申請人:伊雷克托科學(xué)工業(yè)股份有限公司