CN102773612B - 一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述装置包含有激光器（1），所述激光器（1）产生的激光依次经光闸（2）和扩束镜（3）后进入振镜系统（5），所述振镜系统（5）射出的激光聚焦在置于平台（10）上的待切割芯片（9）上，所述平台（10）上方两侧分别设置有吹气系统（7）和集尘系统（8），所述平台（10）上方还设置有CCD对位观察系统（6），所述扩束镜（3）和振镜系统（5）之间的光路上设置有两面反射镜片（4），且反射镜片（4）的反射面均与光路成45°。本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，切割效率高且切割成品率高。

Description

一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种切割分离晶圆芯片的装置及其方法，尤其是涉及一种利用紫外激光切割不锈钢基底晶元芯片的装置及其方法。

背景技术

当前，随着硅晶元芯片技术的不断发展，由于成本因素，一种基于不锈钢基底的硅晶元芯片发展出来;另外，随着芯片的功能集成度越来越高，单粒芯片尺寸越来越小，单位面积上的芯片数量越来越多，对芯片切割的方式和切割效率提出了新的要求。

目前的切割方式主要采用刀具切割，其切割效率低，且其存在固有缺陷，在切割的过程中，在切割道边缘存在卷边现象，良率低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供切割效率高且切割成品率高的一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置及其方法。

本发明的目的是这样实现的： 一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述装置包含有激光器，所述激光器产生的激光依次经光闸和扩束镜后进入振镜系统，所述振镜系统射出的激光聚焦在置于平台上的待切割芯片上。

本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述平台上方两侧分别设置有吹气系统和集尘系统，所述平台上方还设置有CCD对位观察系统。

本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述扩束镜和振镜系统之间的光路上设置有两面反射镜片，且反射镜片的反射面均与光路成45°。

本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述激光器和振镜系统经通讯系统与控制系统相连。

本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述激光器为紫外高频脉冲激光器。

一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述方法包含有以下步骤：

步骤一、将待切割芯片背贴于UV膜上，即将待切割芯片具有表面金球的一面贴附于UV膜的胶层面上，并使得金球完全陷入到胶层中，且UV膜的胶层面上的胶层厚度大于待切割芯片上的表面金球的高度；

步骤二、在待切割芯片的背面涂覆保护液，通过甩胶机将保护液涂抹均匀；

步骤三、将完成步骤二的待切割芯片放置于加工平台上；

步骤四、利用激光对放置于加工平台上的待切割芯片进行切割；

步骤五、清洗，将残留芯片上的保护液清洗干净；

步骤六、对UV膜上的胶层进行解胶，从而使得切割后的芯片于UV膜相互分离。

本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述步骤四进行的同时，分别安装在平台上方左右两侧的吹气系统和集尘系统将加工过程中的残渣吸走。

本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述步骤四切割时，先在带切割芯片的表面按所需切割图形切掉一层，构成一沟道，然后在重复该切割过程，使得沟道的深度不断加深，直至将芯片切断。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用振镜式紫外激光设备，利用高频紫外激光切割，相对于普通刀具切割具有以下优点:

1),有效的避免的刀具切割存在的卷边现象，采用激光在芯片背面切割，切割完毕后芯片正面边缘无卷边，抬高现象，极大的提升了成品良率；

2）相对于刀具切割，使用高速振镜快说扫描切割，极大的提升了切割效率。

附图说明

图1为本发明一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置的结构示意图。

其中：

激光器1、光闸2、扩束镜3、反射镜片4、振镜系统5、CCD对位观察系统6、吹气系统7、集尘系统8、待切割芯片9、平台10、通讯系统11、控制系统12。

具体实施方式

参见图1，本发明涉及的一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置，所述装置包含有激光器1，所述激光器1产生的激光依次经光闸2、扩束镜3和反射镜片4后进入振镜系统5，所述振镜系统5射出的激光聚焦在置于平台10上的待切割芯片9，所述平台10上方两侧分别设置有吹气系统7和集尘系统8，所述平台10上方还设置有CCD对位观察系统6，所述激光器1和振镜系统5经通讯系统11与控制系统12相连；其中激光器1为紫外高频脉冲激光器，其发出波长在紫外段的高频率脉冲激光，所述反射镜片4为紫外反射镜片，其作用在于对处于紫外波段的激光进行反射。

使用时，激光器1发出的高频率紫外脉冲激光的焦点聚焦于待切割芯片9的上表面，激光器1经由通讯系统11连接控制系统12，由控制系统12控制开关光，激光通过光闸2后经过扩束镜3对光束进行同轴扩束，一方面改善光束传播的发散角，达到光路准直的目的；另外一方面，对激光光束同轴扩束，使得聚焦后光斑更小，从而实现更大的能量密度和更小的切割宽度；经扩束镜3扩束准直后光束通过紫外反射镜片4调整路线后进入振镜系统5，光束到达振镜系统5后，经过通讯系统11与控制系统12进行数据通信，将切割图形转化为数字信号，将图形转化在需要切割的待切割芯片9上，待切割芯片9通过真空吸附固定在平台10上；控制系统12根据加工图的识别和导入，经过CCD对位观察系统6定位切割位置，精确加工；

在切割时采用小幅面分层切割，然后小幅面拼接，组合成整个切割幅面。即在单个小幅面内，将整个切割高度分为多层，通过振镜系统5快速扫描过切割道后，然后再加工下一层，最后实现整个芯片厚度的切割，分离芯片；

在振镜系统5加工完当前小幅面后，平台移动下一个小幅面，再开始加工，如此反复，高效率高精度实现整片芯片的切割分离。

本发明涉及的一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片的方法，其方法主要包含有以下步骤：

步骤一、将待切割芯片背贴于UV膜上，即将待切割芯片具有表面金球的一面贴附于UV膜的胶层面上（UV膜的胶层由UV胶构成），并使得金球完全陷入到胶层中，且UV膜的胶层面上的胶层厚度大于待切割芯片上的表面金球的高度；

步骤二、在待切割芯片的背面（即与具有表面金球的一面相反的另一面）涂覆保护液，通过甩胶机将保护液涂抹均匀（所述保护液为水溶性保护液）；

步骤三、将完成步骤二的待切割芯片放置于加工平台上；

步骤四、利用激光对放置于加工平台上的待切割芯片进行切割；

切割时，激光的焦点聚焦在待切割芯片涂覆保护液的一面上，此种切割方式能够使得切割时的火山口残留在芯片背面，避免在正面产生火山口，影响芯片功能；且通过涂覆保护液，有效的避免了切割后剩余残渣污染芯片；

切割时，分别安装在平台上方左右两侧的吹气系统和集尘系统将加工过程中的残渣吸走；

步骤五、清洗，将残留芯片上的保护液利用去离子水进行清洗；

步骤六、通过UV解胶机对UV膜上的胶层进行解胶，从而使得切割后的芯片与UV膜相互分离。

Claims (1)

1.一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片方法，其特征在于：所述方法包含有以下步骤：

步骤一、将待切割芯片背贴于UV膜上，即将待切割芯片具有表面金球的一面贴附于UV膜的胶层面上，并使得金球完全陷入到胶层中，且UV膜的胶层面上的胶层厚度大于待切割芯片上的表面金球的高度；

步骤二、在待切割芯片的背面涂覆保护液，通过甩胶机将保护液涂抹均匀；

步骤三、将完成步骤二的待切割芯片放置于加工平台上；

步骤四、利用激光对放置于加工平台上的待切割芯片进行切割；

步骤五、清洗，将残留芯片上的保护液清洗干净；

步骤六、对UV膜上的胶层进行解胶，从而使得切割后的芯片于UV膜相互分离；

上述步骤四中的激光由一种振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置产生，所述振镜式紫外激光切割晶圆芯片装置包含有激光器（1），所述激光器（1）产生的激光依次经光闸（2）和扩束镜（3）后进入振镜系统（5），所述振镜系统（5）射出的激光聚焦在置于平台（10）上的待切割芯片（9）上，所述平台（10）上方两侧分别设置有吹气系统（7）和集尘系统（8），所述平台（10）上方还设置有CCD对位观察系统（6），所述扩束镜（3）和振镜系统（5）之间的光路上设置有两面反射镜片（4），且反射镜片（4）的反射面均与光路成45°，所述激光器（1）和振镜系统（5）经通讯系统（11）与控制系统（12）相连，所述激光器（1）为紫外高频脉冲激光器；

所述步骤四进行的同时，分别安装在平台上方左右两侧的吹气系统和集尘系统将加工过程中的残渣吸走；

所述步骤四切割时，先在带切割芯片的表面按所需切割图形切掉一层，构成一沟道，然后在重复该切割过程，使得沟道的深度不断加深，直至将芯片切断。