CN100587914C - 处理半导体晶片的激光束处理设备、方法及半导体晶片 - Google Patents
处理半导体晶片的激光束处理设备、方法及半导体晶片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100587914C CN100587914C CN200510099670A CN200510099670A CN100587914C CN 100587914 C CN100587914 C CN 100587914C CN 200510099670 A CN200510099670 A CN 200510099670A CN 200510099670 A CN200510099670 A CN 200510099670A CN 100587914 C CN100587914 C CN 100587914C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser beam
- semiconductor wafer
- line
- silicon chip
- alignment mark
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000012545 processing Methods 0.000 title abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 25
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 31
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 116
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 116
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 111
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 102100022461 Eukaryotic initiation factor 4A-III Human genes 0.000 description 8
- 101001044466 Homo sapiens Eukaryotic initiation factor 4A-III Proteins 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 101100063987 Arabidopsis thaliana SAL2 gene Proteins 0.000 description 6
- 101100364835 Homo sapiens SALL1 gene Proteins 0.000 description 6
- 101150049532 SAL1 gene Proteins 0.000 description 6
- 102100037204 Sal-like protein 1 Human genes 0.000 description 6
- 102100037205 Sal-like protein 2 Human genes 0.000 description 6
- 101150035630 Sall2 gene Proteins 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 101150021948 SAM2 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
- B23K2103/166—Multilayered materials
- B23K2103/172—Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Dicing (AREA)
Abstract
在处理半导体晶片(SW)的激光束处理设备中，激光束生成器系统(60，68)生成激光束，并且移动系统(12，78，80)相对于激光束相对地移动半导体晶片，从而沿划线用激光束照射半导体晶片，以沿划线从半导体晶片部分地去除多层布线结构。照射控制系统控制沿划线用激光束照射半导体晶片，从而将对准标记保留在划线上。其中半导体晶片(SW)具有在其上形成的多层布线结构(MWS)、在其上定义的划线(FSLm，SSLn)、以及在划线中的任何一条划线上形成的至少一个对准标记(AM)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在半导体器件制作中用激光束处理半导体晶片的激光束处理设备、以及在该激光束处理设备中执行的激光束处理方法。此外，本发明还涉及由激光束处理设备处理的半导体晶片。
背景技术
在制作多个半导体器件的各工艺中，例如，制备硅片，以及将硅片的表面划分成由形成在硅片中的栅格状划线所定义的多个半导体芯片区。注意，每条划线具有落在40μm和70μm之间的范围内的宽度。
通过各种公知的方法来处理硅片，使得每个半导体芯片区被制作成半导体器件，并且在硅片上形成在其中定义了包括多个布线排列部分的多层布线结构使得各布线排列部分分配给半导体器件，同时栅格状划线被多层布线结构覆盖。此后，硅片经过其中沿栅格状划线切割多个半导体器件(即，裸片)的划片工艺，使其彼此独立分开。
在划片设备中自动进行划片工艺。具体地，划片设备包括在其上贴装硅片的台，以及与该台相关连的旋转切割刀片。在划片工艺期间，旋转切割刀片被旋转地驱动，并且载有硅片的台相对于旋转切割刀片自动地移动从而沿划线切割硅片。在能够适当地进行该自动切割操作之前，必须相对于旋转切割刀片将硅片精确地定位在初始位置。
JP-A-H01-304721公开了具有在由栅格状划线定义的交点的任意一个上形成的至少一个对准标记的硅片，并且通过检测对准标记能使划片设备将硅片精确地定位在初始位置。通过使用光刻工艺和蚀刻工艺，对准标记可以由铝形成。注意，除了对准标记之外，例如，如JP-2002-176140所公开的，还可以在栅格状划线上形成测试电极焊盘、测试电路图案等。
众所周知，多层布线结构由彼此交替层叠的绝缘中间层和布线金属图案层构成，并且每个绝缘中间层由合适的介电材料制得，诸如二氧化硅、低k材料等。同硅片本身相比，这些绝缘中间层更易碎，因而在划片工艺期间，碎裂或裂痕会沿其栅格状划线容易地发生在多层布线结构中。当碎裂或裂痕穿透到分配给半导体器件的布线排列部分之一时，有关的半导体器件变为有缺陷的。随着近来半导体器件小型化的进展，该问题变得更严重，这是由于栅格状划线的宽度由于进展的小型化而变得更窄。
提出了在硅片经过划片工艺之前，由激光束处理设备来处理硅片，以防止碎裂或裂痕穿透到分配给半导体器件的布线排列部分中，例如JP-2002-329686和JP-2003-320466中所公开的。具体地，在激光束处理设备中，用激光束沿栅格状划线照射多层布线结构，使得只有多层布线结构被切割成布线排列部分。换句话说，沿栅格状划线从硅片部分地去除多层布线结构。
当处理的硅片从激光束处理设备转移到划片设备时，或者当处理的硅片销售到工厂，在工厂通过使用划片设备来划片处理的硅片时，在划片设备中难以有效地和自动地进行划片工艺，这是因为对准标记被从处理的硅片去除了。具体地，如上所述，在适当地进行有效和自动的划片工艺之前，必须相对于划片设备的旋转切割刀片将硅片精确地定位在初始位置。但是，在初始位置不能利用用于精确定位处理的硅片的对准标记。
发明内容
因此，本发明针对一种激光束处理设备，其沿栅格状划线用激光束照射半导体晶片上的多层布线结构，从而以如下方式沿栅格状划线部分地去除多层布线结构，该方式是将至少一个对准标记保留在栅格状划线上的位置处的多层布线结构上。
本发明还针对一种在该激光束处理设备中执行的激光束处理方法。
本发明还针对一种由该激光束处理设备处理的半导体晶片。
根据本发明的第一方面，提供一种处理半导体晶片的激光束处理设备，该半导体晶片具有在其上形成的多层布线结构、在其上定义的划线、以及在划线中的任何一条划线上形成的至少一个对准标记，该设备包括：激光束生成器系统，其生成激光束；移动系统，其相对于激光束相对地移动半导体晶片，从而沿划线用激光束照射半导体晶片，以沿划线从半导体晶片部分地去除多层布线结构以形成栅格状沟槽；以及照射控制系统，其控制沿划线用激光束照射半导体晶片，从而将对准标记保留在划线上。
在该激光束处理设备中，激光束生成器系统可以包括用于产生激光束的激光源，并且照射控制系统包括驱动激光源的激光束生成器驱动电路，当用激光束照射对准标记时，通过控制激光束生成器驱动电路来降低激光束的功率，由此确保对准标记保留在划线上。
可选地，激光束生成器系统可以包括光偏转器，以及驱动光偏转器的驱动电路，当用激光束照射包括对准标记的对准标记区时，通过用照射控制系统控制驱动电路使激光束偏转，由此确保对准标记保留在划线上。
在根据本发明的第二方面中，提供一种激光束处理方法，包括如下步骤：制备半导体晶片，其具有在其上形成的多层布线结构、在其上定义的划线、以及在划线中的任何一条划线上形成的至少一个对准标记；生成激光束；相对于激光束相对地移动半导体晶片，从而沿划线用激光束照射半导体晶片，以沿划线从半导体晶片部分地去除多层布线结构以形成栅格状沟槽；以及控制沿划线用激光束照射半导体晶片，从而将对准标记保留在划线上。
在控制沿划线用激光束照射半导体晶片使得对准标记保留在划线上的过程中，当用激光束照射对准标记时降低激光束的功率，由此确保对准标记保留在划线上。
可选地，当用激光束照射对准标记时激光束可以被偏转，由此确保对准标记保留在划线上。
在根据本发明的第三方面中，提供一种半导体晶片，包括：衬底体；形成在衬底上的多层布线结构；在多层布线结构上定义的划线；以及在划线中的任何一条划线上形成的至少一个对准标记，其中沿划线从半导体晶片部分地去除多层布线结构以形成栅格状沟槽，但是将对准标记保留在划线上。划线的宽度可以在40μm和70μm之间的范围内。
附图说明
结合附图，从如下提出说明中将更清楚地理解本发明的上述目的和其它目的，其中：
图1是示意性透视图，示出了根据本发明的激光束处理设备的实施例；
图2是框图，示出了用于图1所示的激光束处理设备中的激光束生成器；
图3是图1的激光束处理设备的框图；
图4是由根据本发明的激光束处理设备处理的硅片的平面图，该硅片被定位在第一初始位置；
图5A是图4所示的硅片的部分放大的平面图；
图5B是沿图5A的5B-5B线截取的剖面图；
图6A与图5相似，是由根据本发明的激光束处理设备处理的硅片的部分放大平面图；
图6B是沿图6A的线6B-6B截取的剖面图；
图7是硅片的部分平面图，用于说明硅片的每条划线的端部的X-Y坐标的定义；
图8是硅片的部分平面图，用于说明从对准标记的X-Y坐标得到的用于将对准标记保留在硅片上的X-Y坐标的定义；
图9是由根据本发明的激光束处理设备处理的硅片的平面图，该硅片被定位在第二初始位置；
图10是图3所示的系统控制单元中执行的激光束处理例程的流程图；
图11A是第一激光束照射例程的一部分流程图，该第一激光束照射例程作为图10的激光束处理例程的子例程来执行；
图11B是第一激光束照射例程的流程图的其余部分；
图12A是第二激光束照射例程的一部分流程图，该第二激光束照射例程作为图10的激光束处理例程的子例程来执行；
图12B是第二激光束照射例程的流程图的其余部分；
图13是以具有70μm宽度的划线为特征的硅片的部分平面图，用于说明本发明对该硅片的应用；
图14与图13相似，是部分平面图，示出了以沿划线形成在多层布线结构中的一组纵向沟槽G1和G2为特征的硅片；
图15是可以包括在图2所示的激光束生成器中的声光调制器的示意图；以及
图16与图5A相似，是部分放大平面图，示出了以划线的交点之外的对准标记为特征的硅片。
具体实施方式
参考图1，现在将在下面说明根据本发明的激光束处理设备的实施例。
激光束处理设备包括：底座10；安装在底座10上的X-Y可移动台机构，其通常用标号12表示；以及安装在底座10上的激光束处理机构，其通常用标号14表示。注意，如图1所示，相对于底座10定义X-Y-Z坐标系统。
X-Y可移动台机构12包括：第一对平行导轨16，其固定地置于底座10上，从而与X-Y坐标系统的X轴平行；以及第一可移动架18，其可滑动地安装在第一平行导轨16上。
虽然在图1中不可见，但第一可移动架18具有位于其底部上的球状螺母(ball net)部件，该球状螺母部件与位于平行导轨16之间的长螺丝20啮合，并且该长螺丝20形成为固定在底座10上的第一步进电机22的输出轴，长螺丝20的自由端被固定在底座10上的第一块状零件24可转动地支撑。因而，通过驱动第一步进电机22，能够沿平行导轨16并因此沿X-Y-Z坐标系统的X轴移动第一可移动架18。
X-Y可移动台机构12还包括：第二对平行导轨26，其固定地置于第一可移动架18上，从而与X-Y-Z坐标系统的Y轴平行；以及第二可移动架28，其可滑动地安装在平行导轨26上。
虽然在图1中不可见，但第二可移动架28具有位于其底部上的球状螺母部件，该球状螺母部件与位于平行导轨26之间的长螺丝30啮合，并且该长螺丝30形成为位于第一可移动架18上的第二步进电机32的输出轴，长螺丝30的自由端被固定在第一可移动架18上的第二块状零件34可转动地支撑。因而，通过驱动第二步进电机32，能够沿平行导轨26并因此沿X-Y-Z坐标系统的Y轴移动第二可移动架28。
X-Y可移动台机构12还包括：固定在第二可移动架28上的圆柱形部件36；固定在圆柱形部件36的顶部上的矩形台38；以及可转动地位于矩形台38上的夹盘组件40。通过驱动包括在圆柱形部件36中的步进电机41(其将在图3中以方框示出)能够旋转该夹盘组件40。
夹盘组件40具有位于其顶部上的夹盘42，并且该夹盘42具有形成在其中的多个孔。夹盘组件40能够与真空源(未示出)连通。当硅片贴装在夹盘42上时，在夹盘组件40和真空源之间建立该连通，因而硅片被吸到夹盘42上并不可移动地保持在其上。
激光束处理机构14包括：一对平行导轨44，其固定地置于底座10上，从而与X-Y-Z坐标系统的Y轴平行；以及可移动架46，其可滑动地安装在平行导轨44上。可移动架46具有与平行导轨44可滑动地啮合的矩形底部48，以及从矩形底部48的一侧一体地向上延伸的垂直部50。垂直部50用一对导轨51形成，其平行于X-Y-Z坐标系统的Z轴垂直地延伸。
虽然在图1中不可见，但可移动架46具有位于其底部上的球状螺母部件，该球状螺母部件与位于平行导轨44之间的长螺丝52啮合，并且该长螺丝52形成为位于底座10上的步进电机54的输出轴，长螺丝52的自由端被固定在底座10上的块状零件(不可见)可转动地支撑。因而，通过驱动步进电机54，能够沿平行导轨44并因此沿X-Y-Z坐标系统的Y轴移动可移动架46。
激光束处理机构14还包括与可移动架46的垂直部的导轨51可滑动地啮合的块部件56。该块部件56具有与位于平行导轨51之间的长螺丝(不可见)啮合的球状螺母部件(不可见)，并且该长螺丝形成为位于可移动架46的垂直部50的顶部上的步进电机58的输出轴。因而，通过驱动步进电机58，能够沿平行导轨51并因此沿X-Y-Z坐标系统的Z轴移动块部件56。
激光束处理机构14还包括由块部件56以悬臂方式支撑的激光束生成器60，并且激光束生成器60具有圆柱形外壳62，以及附着在圆柱形外壳62的自由端的激光束照射头64。
如图2所示，激光束生成器60包括包含在圆柱形外壳62中的激光源66、光调制器68和光学聚焦系统70，以及包含在激光束照射头64中的射束弯曲器72。在该实施例中，激光源66可以形成为YAG激光源。在图2中，激光束LB从激光源66射出，然后被光调制器68适当地调制。调制的激光束通过光学聚焦系统70聚焦，并且由射束弯曲器72反射，从而照射到保持在夹盘42上的硅片上。
此外，激光束处理设备具有CCD(电荷耦合器件)相机74(其在图3中表示为方框)。虽然在图1中未示出，但该CCD相机74被构造在底座10上的合适的架不可移动地支撑。也就是说，CCD相机74相对于X-Y-Z坐标系统不可移动。
参考图3，上述激光束处理设备表示为激光束处理设备的框图。
如在该图中所示，激光束处理设备包括系统控制单元76，其包含具有中央处理单元(CPU)的微处理器、用于存储程序和常量的只读存储器(ROM)、用于存储临时数据的随机存储器(RAM)、以及输入/输出(I/O)接口电路。
激光束处理设备包括用于驱动各步进电机22、32、41、54和58的5个驱动电路78、80、82、84和86，并且这些步进电机由系统控制单元76控制。此外，激光束处理设备包括用于驱动激光束生成器60的激光束生成器驱动电路88，以及用于驱动CCD相机74的CCD驱动电路90，这些驱动电路88和90由系统控制单元76控制。
如图3所示，激光束处理设备具有键盘92，用于通过其I/O接口电路将各种命令和数据输入到系统控制单元76；TV监视器94，用于显示各种命令项目、各种信息数据等；以及鼠标96，用于通过在TV监视器94上显示的命令项目中的任何一个上点击鼠标96来向系统控制单元76输入命令。
激光束处理设备还包括硬盘驱动器98，用于驱动其上存储有各种数据的硬盘100。系统控制单元76通过硬盘驱动器98将各种数据写入到硬盘100中，并且还通过硬盘驱动器98从硬盘100中读取各种数据。
图4示出了通过上述激光束处理设备来处理的硅片SW，图5A以放大视图示出了硅片SW的一部分，图5B示出了沿图5A的5B-5B线截取的硅片SW的剖面部分。如图4所示，硅片SW具有定向平面，用标号OF表示，其用于在各种处理中定向和定位硅片SW。
如图4和5A所示，硅片SW的表面被划分成多个半导体芯片区CA，该半导体芯片区CA由第一组划线FSLm和第二组划线SSLn定义，划线FSLm和划线SSLn彼此交叉从而定义栅格。注意，在该实施例中，划线FSLm的数量是23(m＝1，2，...22和23)，划线SSLn的数量是22(n＝1，2，...21和22)。第一组划线FSLm垂直于定向平面OF，第二组划线SSLn平行于定向平面OF。在该实施例中，划线FSLm的间距与划线SSLn的间距基本上相同，划线FSLm和SSLn中的每一条具有40μm的宽度。
通过各种公知方法处理硅片SW使得每个半导体芯片区CA被制作成半导体器件，并且在硅片SW上形成包括在其中定义的多个布线排列部分的多层布线结构MWS，如图5B所示，同时各布线排列部分被分配给半导体器件或半导体芯片区CA。
如图5A和5B所示，在每个半导体芯片区CA处的多层布线结构MWS的表面上形成电极焊盘EP，并且沿每条划线FSLm和SSLn在多层布线结构MWS的表面上形成测试电极焊盘TEP。
在该实施例中，硅片SW具有形成在其上的两个菱形形对准标记AM，在图5A和5B中仅示出了对准标记AM中的一个。各对准标记AM定位在用图4中的标号L1和L2表示的位置处。位置L1定义为划线FSL5和SSL19的交点，位置L2定义为划线FSL19和SSL3的交点。注意，在该实施例中，位置L1和L2关于用图4中的标号C表示的硅片SW的中心对称。
根据本发明，用上述激光束处理设备处理硅片SW，从而通过沿划线FSLm和SSLn用激光束照射多层布线结构MWS，只有硅片SW的多层布线结构MWS以如下方式被切割成布线排列部分，该方式是包括各对准标记AM的对准标记区AMA被保留在多层布线结构MWS上，如图6A和6B代表性所示。换句话说，以如下方式沿划线FSLm和SSLn从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS，该方式是在除了对准标记区AMA以外的多层布线结构MWS中形成栅格状的沟槽G。注意，在该实施例中，激光束具有20μm的光点直径。
具体地，在本实施例中，首先，将硅片SW固定地贴装在夹盘42上，然后通过适当地驱动步进电机22和32将其定位到第一初始位置，在该第一初始位置处，硅片SW的定向平面OF平行于X-Y-Z坐标系统(图1)的X轴，如图4所示。此后，通过适当地驱动步进电机22和32，用从激光束照射头64发射的激光束依次照射第一组划线FSLm，这导致了沿划线FSLm从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS。
为了在图1所示的激光束处理设备中进行沿划线FSLm从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS，预先准备X-Y坐标数据FE1m(fx1m；fy1m)和FE2m(fx2m；fy2m)并将其存储在硬盘100上，其中X-Y坐标数据FE1m(fx1m；fy1m)和FE2m(fx2m；fy2m)表示当硅片SW被定位在第一初始位置时每条划线FSLm的端部。如图7所代表性示出，每个X-Y坐标FE1m(fx1m；fy1m)和FE2m(fx2m；fy2m)定义为位于划线FSLm的纵向中心轴LSA的端部上的点。
此外，为了将对准标记区AMA保留在位置L1和L2(图4)，预先准备X-Y坐标数据FAL1(-FL1)(fx15；fy1(-FL1))和FAL1(+FL1)(fx15；fy1(+FL1))以及X-Y坐标数据FAL2(-FL2)(fx119；fy1(-FL2))和FAL2(+FL2)(fx119；fy1(+FL2))并将其存储在硬盘100上，它们从定位在位置L1和L2的定位标记AM的各X-Y坐标得到。
例如，如图8所示，当定位在位置L1的对准标记AM的X-Y坐标用FAM1(fxL1；fyL1)表示时，如下定义X-Y坐标数据FAL1(-FL1)和FAL1(+FL1)的Y坐标fy1(-FL1)和fy1(+FL1)：
fy1(-FL1)＝fyL1-1/2WG-α
fy1(+FL1)＝fyL1+1/2WG+α
在此：α是对应于激光束的光点直径的一半(20μm)的距离，WG是栅格状沟槽G的宽度。
相似地，当定位在位置L2的对准标记AM的X-Y坐标用FAM2(fxL2；fyL2)表示时，如下定义X-Y坐标数据FAL2(-FL2)和FAL2(+FL2)的Y坐标fy1(-FL2)和fy1(+FL2)：
fy1(-FL2)＝fyL2-1/2WG-α
fy1(+FL2)＝fyL2+1/2WG+α
在沿划线FSLm从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS之后，驱动包含在圆柱形部件36中的步进电机41使得硅片SW顺时针旋转90度，如图9所示。然后，通过适当地驱动步进电机22和32将硅片SW定位到第二初始位置，在该第二初始位置处，硅片SW的定向平面OF平行于X-Y-Z坐标系统(图1)的Y轴。此后，通过适当地驱动步进电机22和32，用从激光束照射头64发射的激光束依次照射第二组划线SSLn，这导致了沿划线SSLn从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS。
为了在图1所示的激光束处理设备中进行沿划线SSLn从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS，预先准备X-Y坐标数据SE1n(sx1n；sy1n)和SE2n(sx2n；sy2n)并将其存储在硬盘100上，其中X-Y坐标数据SE1m(sx1n；sy1n)和SE2n(sx2n；sy2n)表示当硅片SW被定位在第二初始位置时每条划线SSLn的端部。
此外，为了将对准标记区AMA保留在位置L1和L2(图9)，预先准备X-Y坐标数据SAL1(-SL1)(sx15；sy1(-SL1))和SAL1(+SL1)(sx15；sy1(+SL1))以及X-Y坐标数据SAL2(-SL2)(sx119；sy1(-SL2))和SAL2(+SL2)(sx119；sy1(+SL2))并将其存储在硬盘100上，它们从定位在位置L1和L2的定位标记AM的各X-Y坐标得到。
与前述X-Y坐标数据FAL1(-FL1)(fx15；fy1(-FL1))和FAL1(+FL1)(fx15；fy1(+FL1))以及X-Y坐标数据FAL2(-FL2)(fx119；fy1(-FL2))和FAL2(+FL2)(fx119；fy1(+FL2))相似，当定位在位置L1和L2的对准标记AM的各X-Y坐标用SAM1(sxL1；syL1)和SAM2(sxL2；syL2)表示时，如下定义X-Y坐标数据SAL1(-SL1)和SAL1(+SL1)的Y坐标sy1(-SL1)和sy1(+SL1)以及X-Y坐标数据SAL2(-SL2)和SAL2(+SL2)的Y坐标sy2(-SL2)和sy2(+SL2)：
sy1(-SL1)＝syL1-1/2WG-α
sy1(+SL1)＝syL1+1/2WG+α
sy1(-SL2)＝syL2-1/2WG-α
sy1(+SL2)＝syL2+1/2WG+α
根据本发明，当通过使用划片设备来划片处理的硅片SW时，能够有效地且自动地在划片设备中进行划片工艺，这是因为通过使用保留在处理的硅片SW上的对准标记AM，能够相对于划片设备的旋转切割刀片将处理的硅片SW精确地定位在初始位置。
图10示出了在图3所示的系统控制单元76中执行的激光束处理例程的流程图。注意，例如，通过在TV监视器94的屏幕上的例程开始图标上点击鼠标96来开始执行激光束处理例程，并且在TV监视器94的屏幕上显示初始画面。此外注意，在执行激光束处理例程之前，如图4、5A和5B所示，硅片SW被固定地吸附并保持在夹盘42上。
在步骤1001，监视是否通过键盘92的操纵将各种数据输入到系统控制单元76。可以替换地，这些数据可以通过在TV监视器94的屏幕上显示的数据项目上点击鼠标96来输入到系统控制单元76。
在各种数据中，存在处理的硅片SW的尺寸数据SD、划线FSLm和SSLn的间距数据PD、以及栅格状划线FSLm和SSLn的宽度数据WD。此外，在各种数据中，存在与各对准标记AM有关的划线数据FSL5和SSL19和划线数据FSL19和SSL3。
当确认输入各种数据之后，控制进行到步骤1002，在其中根据尺寸数据SD、间距数据PD和宽度数据WD执行第一照射头定位例程。也就是说，通过驱动电路84来驱动步进电机54，使得激光束照射头64定位在第一激光束照射开始位置，该位置是相对于以尺寸数据SD、间距数据PD和宽度数据WD为特征的硅片SW被预先确定的。
在执行第一照射头定位例程之后，控制进行到步骤1003，在其中执行对准标记检测例程。也就是说，通过CCD驱动电路90从CCD相机74取出硅片SW的图像数据，并且在控制系统单元76中对其处理，以便从其检测对准标记AM的图像数据。然后，根据检测到的对准标记AM的图像数据，相对于X-Y-Z坐标系统(图1)来确定对准标记AM的X-Y坐标。
在执行对准标记检测例程之后，控制进行到步骤1004，在其中执行第一初始定位例程，用于根据检测到的对准标记AM的X-Y坐标来将硅片SW定位在上述第一初始位置。具体地，根据检测到的对准标记AM的X-Y坐标，在系统控制单元76的控制下通过驱动电路78和80来驱动各步进电机22和32，这导致了将硅片SW定位在第一初始位置。
注意，当硅片SW被定位在第一初始位置时，激光束照射头64置于X-Y坐标FE11(fx11；fy11)的正上方。由此，当从激光束照射头64发射激光束时，用发射的激光束照射由X-Y坐标FE11(fx11；fy11)表示的硅片SW上的位置。
在执行第一初始定位例程之后，控制进行到步骤1005，在其中执行第一激光束照射例程。在第一激光束照射例程执行中，以如下方式沿划线FSLm从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS，该方式是在除了对准标记区AMA之外，沿划线FSLm在多层布线结构MWS中形成栅格状的沟槽G。注意，在下文中将参考图11A和11B来详细说明第一激光束照射例程。
在执行第一激光束照射例程之后，控制进行到步骤1006，在其中驱动包含在圆柱形部件36中的步进电机41，从而使硅片SW旋转90度(图9)。
然后，在步骤1007，根据尺寸数据SD、间距数据PD和宽度数据WD执行第二照射头定位例程。也就是说，由驱动电路84驱动步进电机54，使得激光束照射头64被定位在第二激光束照射开始位置，该位置是相对于以尺寸数据SD、间距数据PD和宽度数据WD为特征的旋转了90度的硅片SW被预先确定的。
在执行第二照射头定位例程之后，控制进行到步骤1008，在其中执行第二初始定位例程，用于将旋转了90度的硅片SW定位在上述第二初始位置。具体地，在系统控制单元76的控制下通过驱动电路78和80来驱动各步进电机22和32，这导致了将硅片SW定位在第二初始位置。
注意，当硅片SW被定位在第二初始位置时，激光束照射头64置于X-Y坐标SE11(sx11；sy11)的正上方。由此，当从激光束照射头64发射激光束时，用发射的激光束照射由X-Y坐标SE11(sx11；sy11)表示的硅片SW上的位置。
在执行第二初始定位例程之后，控制进行到步骤1009，在其中执行第二激光束照射例程。在第二激光束照射例程的执行中，以如下方式沿划线SSLn从硅片SW部分地去除多层布线结构MWS，该方式是在除了对准标记区AMA之外，沿划线SSLn在多层布线结构MWS中形成栅格状的沟槽G。注意，在下文中将参考图12A和12B来详细说明第二激光束照射例程。
在执行第二激光束照射例程之后，控制进行到步骤1010，在其中确定是否重复激光束处理例程，即，是否还有待处理的硅片SW。当确定存在其余的硅片SW时，控制进行到步骤1002。当没有要测试的硅片时，例程结束。
图11A和11B示出了第一激光束照射例程的流程，其作为图10的步骤1005中的子例程来执行。注意，实际上，虽然相对于激光束照射头64移动硅片SW以用激光束照射划线FSLm，但为了便于说明，假设相对于硅片SW移动激光束照射头64且由此移动激光束。
在步骤1101，计数器m被初始化为“1”。然后，在步骤1102，从硬盘100读取X-Y坐标数据FE1m(fx1m；fy1m)和FE2m(fx2m；fy2m)，坐标数据FAL1(-FL1)(fx15；fy1(-FL1))和FAL1(+FL1)(fx15；fy1(+FL1))以及坐标数据FAL2(-FL2)(fx119；fy1(-FL2))和FAL2(+FL2)(fx119；fy1(+FL2))，然后将它们存储在包含于系统控制单元76中的随机存储器(RAM)中。
在步骤1103，在系统控制单元76的控制下由激光束生成器驱动电路88激励激光束生成器60的激光源66，从而从激光束照射头64发射激光束，由此用发射的激光束照射用X-Y坐标FE11(fx11；fy11)表示的硅片SW上的位置。当然，激光束具有足够的功率以去除多层布线结构MWS的材料。
在步骤1104，在由图4的标号Y1所表示的方向上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴相对于硅片SW移动激光束照射头64，并因此移动激光束，即，实际上，驱动步进电机32从而在由图4的标号Y2所表示的方向上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴移动硅片SW。
在步骤1105，确定计数器m的计数数量是否到达“5”。当计数器m的计数数量没有到达“5”时，控制从步骤1105进行到步骤1106，在其中确定计数器m的计数数量是否已经到达“19”。当计数器m的计数数量没有到达“19”时，控制从步骤1106进行到步骤1107，在其中监视激光束是否到达Y坐标fy2m。当确认激光束到达Y坐标fy2m时，控制进行到步骤1108，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而不会去除多层布线结构MWS的任何材料。注意，在步骤1108，如果需要，可以停止激光源66的激励。
在步骤1109，计数器m的计数数量以“1”递增。然后，在步骤1110，确定计数器m的计数数量是否小于“23”。如果m＜23，那么控制进行到步骤1111，在其中监视激光束是否到达Y坐标fy2m。当确认激光束到达Y坐标fy2m时，控制进行到步骤1112，在其中停止激光束的移动。
在步骤1113，在用图4中的标号X1表示的方向上沿X-Y-Z坐标系统的X轴相对于硅片SW移动激光束，即，实际上，驱动步进电机22从而在用图4中的标号X2表示的方向上沿X-Y-Z坐标系统的X轴移动硅片SW。
在步骤1114，监视激光束是否到达X-Y坐标FE2m(fx2m；fy2m)。当确认激光束到达X-Y坐标FE2m(fx2m；fy2m)时，控制进行到步骤1115，在其中停止激光束的移动。然后，在步骤1116，增加激光束的功率，并且在步骤1117，在用图4中的标号Y2表示的方向上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴相对于硅片SW移动激光束，即，实际上，驱动步进电机32从而在方向Y1(图4)上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴移动硅片SW。
在步骤1118，监视激光束是否到达Y坐标fy1m。当确认激光束到达Y坐标fy1m时，控制进行到步骤1119，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而不会去除多层布线结构MWS的任何材料。
在步骤1120，计数器m的计数数量以“1”递增。然后，在步骤1121，监视激光束是否到达Y坐标fy1m。当确认激光束到达Y坐标fy1m时，控制进行到步骤1122，在其中停止激光束的移动。
在步骤1123，在方向X1(图4)上沿X-Y-Z坐标系统的X轴相对于硅片SW移动激光束，即，实际上，驱动步进电机22从而在方向X2上沿X-Y-Z坐标系统的X轴移动硅片SW。
在步骤1124，监视激光束是否到达X-Y坐标数据FE1m(fx1m；fy1m)。当确认激光束到达X-Y坐标数据FE1m(fx1m；fy1m)时，控制进行到步骤1125，在其中停止激光束的移动。然后，在步骤1126，增加激光束的功率，并且返回到步骤1104。
在步骤1105，当计数器m的计数数量到达“5”时，控制进行到步骤1127，在其中监视激光束是否到达Y坐标fy1(-FL1)(图8)。当确认激光束到达Y坐标fy1(-FL1)时，控制进行到步骤1128，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而定位在位置L1的对准标记AM不会被去除。
在步骤1129，在其中监视激光束是否到达Y坐标fy1(+FL1)(图8)。当确认激光束到达Y坐标fy1(+FL1)时，控制进行到步骤1130，在其中增加激光束的功率。然后，控制返回到步骤1107。
在步骤1106，当计数器m的计数数量到达“19”时，控制进行到步骤1131，在其中监视激光束是否到达Y坐标fy1(-FL12)。当确认激光束到达Y坐标fy1(-FL2)时，控制进行到步骤1132，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而定位在位置L2的对准标记AM不会被去除。
在步骤1133，监视激光束是否到达Y坐标fy1(+FL2)。当确认激光束到达Y坐标fy1(+FL2)时，控制进行到步骤1134，在其中增加激光束的功率。然后，控制返回到步骤1107。
在步骤1110，当计数器m的计数数量达到“23”时，控制返回到图10的激光束处理例程的步骤1005。
图12A和12B示出了作为图10的步骤1009中的子例程执行的第二激光束照射例程的流程。与图11A和11B的第一激光束照射例程相似，实际上，虽然相对于激光束照射头64移动硅片SW以用激光束照射划线SSLn，但为了便于说明，假设相对于硅片SW移动激光束照射头64且由此移动激光束。
在步骤1201，计数器n被初始化为“1”。然后，在步骤1202，从硬盘100读取X-Y坐标数据SE1n(sx1n；sy1n)和SE2n(sx2n；sy2n)，坐标数据SAL1(-SL1)(sx119；sy1(-SL1))和SAL1(+SL1)(sx119；sy1(+SL1))以及坐标数据SAL2(-SL2)(sx13；sy1(-SL2))和SAL2(+SL2)(sx13；sy1(+SL2))，然后将它们存储在包含于系统控制单元76中的随机存储器(RAM)中。
在步骤1203，在系统控制单元76的控制下由激光束生成器驱动电路88激励激光束生成器60的激光源66，从而从激光束照射头64发射激光束，由此用发射的激光束照射用X-Y坐标SE11(sx11；sy11)表示的硅片SW上的位置。当然，激光束具有足够的功率以去除多层布线结构MWS的材料。
在步骤1204，在方向Y1(图4)上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴相对于硅片SW移动激光束照射头64，并因此移动激光束，即，实际上，驱动步进电机32从而在方向Y2上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴移动硅片SW。
在步骤1205，确定计数器n的计数数量是否到达“3”。当计数器n的计数数量没有到达“3”时，控制从步骤1205进行到步骤1206，在其中确定计数器n的计数数量是否已经到达“19”。当计数器n的计数数量没有到达“19”时，控制从步骤1206进行到步骤1207，在其中监视激光束是否到达Y坐标sy2n。当确认激光束到达Y坐标sy2n时，控制进行到步骤1208，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而不会去除多层布线结构MWS的任何材料。注意，在步骤1208，如果需要，可以停止激光源66的激励。
在步骤1209，计数器n的计数数量以“1”递增。然后，在步骤1210，确定计数器n的计数数量是否小于“22”。如果n＜22，那么控制进行到步骤1211，在其中监视激光束是否到达Y坐标sy2n。当确认激光束到达Y坐标sy2n时，控制进行到步骤1212，在其中停止激光束的移动。
在步骤1213，在方向X1(图9)上沿X-Y-Z坐标系统的X轴相对于硅片SW移动激光束，即，实际上，驱动步进电机22从而在方向X2上沿X-Y-Z坐标系统的X轴移动硅片SW。
在步骤1214，监视激光束是否到达X-Y坐标SE2n(sx2n；sy2n)。当确认激光束到达X-Y坐标SE2n(sx2n；sy2n)时，控制进行到步骤1215，在其中停止激光束的移动。然后，在步骤1216，增加激光束的功率，并且在步骤1217，在方向Y2(图9)上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴相对于硅片SW移动激光束，即，实际上，驱动步进电机32从而在方向Y1上沿X-Y-Z坐标系统的Y轴移动硅片SW。
在步骤1218，监视激光束是否到达Y坐标sy1n。当确认激光束到达Y坐标sy1n时，控制进行到步骤1219，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而不会去除多层布线结构MWS的任何材料。
在步骤1220，计数器n的计数数量以“1”递增。然后，在步骤1221，监视激光束是否到达Y坐标sy1n。当确认激光束到达Y坐标sy1n时，控制进行到步骤1222，在其中停止激光束的移动。
在步骤1223，在方向X1(图9)上沿X-Y-Z坐标系统的X轴相对于硅片SW移动激光束，即，实际上，驱动步进电机22从而在由标号X2表示的方向上沿X-Y-Z坐标系统的X轴移动硅片SW。
在步骤1224，监视激光束是否到达X-Y坐标数据SE1n(sx1n；sy1n)。当确认激光束到达X-Y坐标数据SE1n(sx1n；sy1n)时，控制进行到步骤1225，在其中停止激光束的移动。然后，在步骤1226，增加激光束的功率，并且返回到步骤1204。
在步骤1205，当计数器n的计数数量到达“3”时，控制进行到步骤1227，在其中监视激光束是否到达Y坐标sy1(-SL2)。当确认激光束到达Y坐标sy1(-SL2)时，控制进行到步骤1228，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而定位在位置L2的对准标记AM不会被去除。
在步骤1229，监视激光束是否到达Y坐标sy1(+SL2)。当确认激光束到达Y坐标sy1(+SL2)时，控制进行到步骤1230，在其中增加激光束的功率。然后，控制返回到步骤1207。
在步骤1206，当计数器n的计数数量到达“19”时，控制进行到1231，在其中监视激光束是否到达Y坐标sy1(-SL1)。当确认激光束到达Y坐标sy1(-SL1)时，控制进行到步骤1232，在其中通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率，从而定位在位置L1的对准标记AM不会被去除。
在步骤1233，监视激光束是否到达Y坐标sy1(+SL1)。当确认激光束到达Y坐标sy1(+SL1)时，控制进行到步骤1234，在其中增加激光束的功率。然后，控制返回到步骤1207。
在步骤1210，当计数器n的计数数量达到“22”时，控制返回到图10的激光束处理例程的步骤1009。
参考图13，在平面图中示出了一部分硅片SW。该硅片SW以具有70μm的宽度的划线FSLm和SSLn为特征。在该情况下，由于激光束的光点直径通常在10μm到20μm的范围内，所以通过用激光束照射，不易于沿划线FSLm和SSLn从硅片SW上有效地去除多层布线结构。
根据本发明，沿每条划线FSLm和SSLn的侧边定义划线FSLm和SSLn，并且使用图1所示的激光束处理设备，用激光束沿纵向侧轴LSA1和LSA2照射每条划线FSLm和SSLn，从而在多层布线结构中形成一组纵向沟槽G1和G2，如图14所示。也就是说，沿其纵向中心，多层布线结构的材料被留在每条划线FSLm和SSLn上。
在该硅片SW的划片期间，虽然可能在保留在每条划线FSLm和SSLn上的多层布线结构的材料中发生碎裂或裂痕，但由于沟槽G1和G2的存在，该碎裂或裂痕不会穿透到分配给各半导体芯片区CA的布线排列部分。
通过在每条纵向侧轴LSA1和LSA2上的每条划线FSLm和SSLn的端部适当地定义一组X-Y坐标，使用根据本发明的激光束处理设备，能够用激光束自动进行划线FSLm和SSLn的照射。当然，执行用激光照射划线FSLm和SSLn使得对准标记以与上述基本相同的方式保留在划线FSLm和SSLn中的一个上。
在前述实施例中，当完成用激光束照射划线(FSLm，SSLn)时，或者当定义对准标记区AMA时，通过控制激光束生成器驱动电路88来降低激光束的功率。也就是说，经常改变激光束的功率，由此激光束的功率易于不稳定。为此，例如，优选地在激光束生成器60中引进声光调制器。
如图15所示，声光调制器包括夹在一对电极104之间的透明电介质102，并且被AOM驱动电路106驱动，该AOM驱动电路106在系统控制单元76(图3)的控制下工作。声光调制器插入在激光束通过的光路中。在没有驱动声光调制器时，激光束仅是通过透明电介质102。当驱动声光调制器时，激光束被散射从而从光路偏离。
简而言之，通过在激光束生成器60中引进声光调制器，能够使激光束的功率保持恒定。
当然，当使用声光调制器时，其在图11A和11B的第一激光束照射例程的步骤1108、1119、1128和1132中，以及在图12A和12B的第二激光束照射例程的步骤1208、1219、1228和1232中被驱动，在图11A和11B的第一激光束照射例程的步骤1116、1126、1130和1134中，以及在图12A和12B的第二激光束照射例程的步骤1216、1226、1230和1234中停止声光调制器的驱动。注意，电控光束扫描镜(galvano-mirror)可以代替声光调制器。
可选择地，光学聚焦系统70(图2)可以包括聚焦位置和散焦位置之间被适当的执行器机械移动的可移动透镜。具体地，可移动透镜通常被置于聚焦位置使得激光束聚焦在硅片上。当可移动透镜从聚焦位置移动到散焦位置时，激光束被散焦，从而多层布线结构的材料不能被去除。
在上述实施例中，尽管每个对准标记AM被置于划线的交点处，但是可以将其定位在其它位置。例如，如图16所示，对准标记AM可以置于在两个相邻半导体芯片区CA之间的位置处的划线SSL17上。当对准标记AM置于划线的交点时，必须对激光束的功率进行两次控制以定义对准标记AMA。另一方面，如图16所示，当对准标记AM在交点之外时，仅通过一次激光束的功率控制就能够获得对准标记区AMA。
在上述实施例中，尽管使用了两个对准标记AM，但是能够在硅片上形成多于两个的对准标记以提高定位精度。此外，当硅片SW的定向平面OF用于定位时，可以在硅片上仅形成一个对准标记。
最后，本领域技术人员应该理解，前述说明是方法和装置的优选实施例，在不偏离本发明的范围和精神的情况下可以对其进行各种变化和修改。
Claims (2)
1.一种处理半导体晶片的激光束处理设备，该半导体晶片具有在其上形成的多层布线结构、在其上定义的划线、以及在所述划线上形成的至少一个对准标记，该设备包括：
激光束生成器系统，用于生成激光束；
移动系统，用于相对于所述激光束相对地移动所述半导体晶片，从而沿所述划线用激光束照射所述半导体晶片，以沿所述划线从所述半导体晶片部分地去除所述多层布线结构以形成栅格状沟槽；以及
照射控制系统，用于控制沿所述划线用激光束照射半导体晶片，从而将所述对准标记保留在所述划线上，其中所述激光束生成器系统包括用于产生激光束的激光源，所述照射控制系统包括激光束生成器驱动电路，用于驱动所述激光源以当用所述激光束照射所述对准标记时降低激光束的功率，由此确保所述对准标记保留在所述划线上。
2.一种激光束处理方法，包括：
制备半导体晶片，其具有在其上形成的多层布线结构、在其上定义的划线、以及在所述划线上形成的至少一个对准标记；
生成激光束；
相对于所述激光束相对地移动所述半导体晶片，从而沿所述划线用激光束照射所述半导体晶片，以沿所述划线从所述半导体晶片部分地去除所述多层布线结构以形成栅格状沟槽；以及
控制沿所述划线用激光束照射半导体晶片，用于当用所述激光束照射所述对准标记时降低激光束的功率，由此确保所述对准标记保留在所述划线上。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004255131A JP4741822B2 (ja) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2004255131 | 2004-09-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1744284A CN1744284A (zh) | 2006-03-08 |
| CN100587914C true CN100587914C (zh) | 2010-02-03 |
Family
ID=35943871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200510099670A Expired - Fee Related CN100587914C (zh) | 2004-09-02 | 2005-09-02 | 处理半导体晶片的激光束处理设备、方法及半导体晶片 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US7545024B2 (zh) |
| JP (1) | JP4741822B2 (zh) |
| KR (1) | KR100751550B1 (zh) |
| CN (1) | CN100587914C (zh) |
| TW (1) | TWI280616B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105518858A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-04-20 | 英特尔公司 | 用于半导体封装的多层衬底 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4200177B2 (ja) * | 2004-08-06 | 2008-12-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及び半導体装置 |
| US7465596B2 (en) * | 2005-06-30 | 2008-12-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor device |
| US7510950B2 (en) * | 2005-06-30 | 2009-03-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP2008003577A (ja) * | 2006-05-25 | 2008-01-10 | Canon Inc | 画像表示装置の製造方法および分断方法 |
| JP5134216B2 (ja) * | 2006-06-23 | 2013-01-30 | 株式会社ディスコ | ウエーハの加工結果管理方法 |
| JP5000944B2 (ja) * | 2006-08-02 | 2012-08-15 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置のアライメント方法 |
| US20080070378A1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-03-20 | Jong-Souk Yeo | Dual laser separation of bonded wafers |
| DE102007004953A1 (de) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Tesa Ag | Heizelement |
| JP4840174B2 (ja) * | 2007-02-08 | 2011-12-21 | パナソニック株式会社 | 半導体チップの製造方法 |
| JP4840200B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2011-12-21 | パナソニック株式会社 | 半導体チップの製造方法 |
| JP5309728B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2013-10-09 | 富士通セミコンダクター株式会社 | レチクルデータ作成方法及びレチクルデータ作成装置 |
| JP2011155294A (ja) * | 2011-04-04 | 2011-08-11 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US20120322235A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Wei-Sheng Lei | Wafer dicing using hybrid galvanic laser scribing process with plasma etch |
| JP6248401B2 (ja) | 2013-03-19 | 2017-12-20 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法およびそれに用いられる露光マスク |
| EP2957378A1 (de) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | Synova SA | Bearbeitungskopf zum Einkopplen eines Laserstrahles in einem Flüssigkeitsstrahl mit einer Flüssigkeitschnittstelle |
| US11011394B2 (en) * | 2017-11-21 | 2021-05-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | System and method for annealing die and wafer |
| JP6584567B1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-10-02 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、パターン形成方法及び物品の製造方法 |
| CN109732213A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-10 | 深圳市升达康科技有限公司 | 一种用于与stm设备相连的pcb激光打标机 |
| WO2020260962A1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | Khalifa University of Science and Technology | An additive fabrication method of transparent rock micromodels with in-situ mineral coating |
| US20220270925A1 (en) * | 2019-07-22 | 2022-08-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Flexing semiconductor structures and related techniques |
| JP6828107B2 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-02-10 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、パターン形成方法及び物品の製造方法 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3736402A (en) * | 1970-09-17 | 1973-05-29 | Coherent Radiation | Automated laser tool |
| US3806829A (en) * | 1971-04-13 | 1974-04-23 | Sys Inc | Pulsed laser system having improved energy control with improved power supply laser emission energy sensor and adjustable repetition rate control features |
| US3931593A (en) * | 1974-04-22 | 1976-01-06 | Gte Sylvania Incorporated | Laser beam control device |
| JPH0777188B2 (ja) * | 1986-04-24 | 1995-08-16 | 株式会社ニコン | 加工装置 |
| JPH01304721A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 標識を有する半導体基板 |
| US5214261A (en) * | 1990-09-10 | 1993-05-25 | Rockwell International Corporation | Method and apparatus for dicing semiconductor substrates using an excimer laser beam |
| US5266511A (en) * | 1991-10-02 | 1993-11-30 | Fujitsu Limited | Process for manufacturing three dimensional IC's |
| JP2790416B2 (ja) * | 1993-08-26 | 1998-08-27 | 沖電気工業株式会社 | アライメントマーク配置方法 |
| KR970008386A (ko) * | 1995-07-07 | 1997-02-24 | 하라 세이지 | 기판의 할단(割斷)방법 및 그 할단장치 |
| JPH11233458A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-08-27 | Hitachi Ltd | 半導体素子の製造方法およびその製造に用いる半導体ウエハ |
| US6420245B1 (en) | 1999-06-08 | 2002-07-16 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Method for singulating semiconductor wafers |
| US6441504B1 (en) * | 2000-04-25 | 2002-08-27 | Amkor Technology, Inc. | Precision aligned and marked structure |
| TW523791B (en) * | 2000-09-01 | 2003-03-11 | Semiconductor Energy Lab | Method of processing beam, laser irradiation apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2002176140A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Seiko Epson Corp | 半導体集積回路ウェハ |
| KR100415755B1 (ko) * | 2001-07-11 | 2004-01-24 | 주식회사 한택 | 레이저를 사용하는 반도체소자의 제조방법 |
| JP2003320466A (ja) * | 2002-05-07 | 2003-11-11 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザビームを使用した加工機 |
| JP2004106048A (ja) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Toshiba Corp | 加工方法、及び加工装置 |
| JP2003332270A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Renesas Technology Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| KR200287986Y1 (ko) | 2002-05-23 | 2002-09-05 | 주식회사에스엘디 | 레이저 빔을 이용하여 실리콘 웨이퍼를 절단하는 장치 |
| US6580054B1 (en) * | 2002-06-10 | 2003-06-17 | New Wave Research | Scribing sapphire substrates with a solid state UV laser |
| JP3825753B2 (ja) * | 2003-01-14 | 2006-09-27 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JP4231349B2 (ja) * | 2003-07-02 | 2009-02-25 | 株式会社ディスコ | レーザー加工方法およびレーザー加工装置 |
| JP2005252196A (ja) | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7227098B2 (en) * | 2004-08-06 | 2007-06-05 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and system for decreasing the effective pulse repetition frequency of a laser |
-
2004
- 2004-09-02 JP JP2004255131A patent/JP4741822B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-09-01 KR KR1020050081357A patent/KR100751550B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-09-02 CN CN200510099670A patent/CN100587914C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-02 US US11/217,436 patent/US7545024B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-02 TW TW094130132A patent/TWI280616B/zh not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-01-03 US US11/968,718 patent/US7829439B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-01-03 US US11/968,830 patent/US20080099454A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105518858A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-04-20 | 英特尔公司 | 用于半导体封装的多层衬底 |
| CN105518858B (zh) * | 2014-12-22 | 2019-02-22 | 英特尔公司 | 用于半导体封装的多层衬底 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20080099454A1 (en) | 2008-05-01 |
| US20080113494A1 (en) | 2008-05-15 |
| US7829439B2 (en) | 2010-11-09 |
| KR20060050935A (ko) | 2006-05-19 |
| KR100751550B1 (ko) | 2007-08-23 |
| JP4741822B2 (ja) | 2011-08-10 |
| US7545024B2 (en) | 2009-06-09 |
| US20060046435A1 (en) | 2006-03-02 |
| JP2006073779A (ja) | 2006-03-16 |
| CN1744284A (zh) | 2006-03-08 |
| TW200616061A (en) | 2006-05-16 |
| TWI280616B (en) | 2007-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100587914C (zh) | 处理半导体晶片的激光束处理设备、方法及半导体晶片 | |
| US7710582B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method for cutting and removing a part of a surface region of a substrate | |
| JP5162163B2 (ja) | ウェーハのレーザ加工方法 | |
| JP4110219B2 (ja) | レーザーダイシング装置 | |
| JP6278451B2 (ja) | マーキング装置およびパターン生成装置 | |
| JP4955425B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2013091068A (ja) | リペア装置、およびリペア方法 | |
| JP2019125599A (ja) | 被加工物の加工方法 | |
| JPH11224864A (ja) | 半導体ウエハチップ分離方法 | |
| CN114007803A (zh) | 激光加工装置及方法、芯片转印装置及方法 | |
| JP6036173B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
| JP4486472B2 (ja) | レーザー処理装置及びその方法 | |
| KR20130098838A (ko) | 레이저 가공 장치, 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 프로그램을 기록한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체 | |
| JP4801634B2 (ja) | レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法 | |
| JP7037425B2 (ja) | レーザー光線の焦点位置検出方法 | |
| JP2007196275A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2021118284A (ja) | チップ転写装置 | |
| JP7330624B2 (ja) | レーザー加工装置及び被加工物の加工方法 | |
| JPH106049A (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
| JP7460272B2 (ja) | 加工装置 | |
| US10985060B2 (en) | Laser processing method using plasma light detection for forming a pore in a substrate | |
| US20210069826A1 (en) | Method of confirming optical axis of laser processing apparatus | |
| US20010054700A1 (en) | Laser imaging apparatus | |
| JP4209661B2 (ja) | 表示用基板の処理装置 | |
| JP2022163321A (ja) | ウエーハの加工方法及びウエーハの加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: RENESAS ELECTRONICS CORPORATION Free format text: FORMER NAME: NEC CORP. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Kanagawa, Japan Patentee after: Renesas Electronics Corporation Address before: Kanagawa, Japan Patentee before: NEC Corp. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100203 Termination date: 20140902 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |