CN102918642A - 用于改善晶圆单一化的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

出自包括晶圆180的半导体基板的电子器件12的镭射单一化是使用出自2个波长范围的多达3个镭射150、160、170所实行。使用出自2个波长范围的多达3个镭射150、160、170允许以晶粒附着膜184所固持的晶圆180的镭射单一化而避免由单波长切块所引起的问题。特别而言，使用出自2个波长范围的多达3个镭射150、160、170允许半导体晶圆180的有效率切块而避免关联于镭射处理晶粒附着带184的碎片与热问题。

Description

用于改善晶圆单一化的方法及装置
技术领域
本发明是关于电子基板镭射单一化的观点。特别而言，本发明是关于出自包括晶圆的半导体基板的电子器件之镭射单一化，其使用出自二个波长范围的多达3个镭射。更特别而言，本发明是关于出自包括以晶粒附着膜所固持的晶圆的基板的电子器件之有效率单一化而避免关联于镭射处理晶粒附着膜的问题。
背景技术
电子器件几乎是在大的基板上并行构成多个复制的电路或器件所构成。特别而言，仰赖半导体材料的器件是在由硅、锗、蓝宝石、砷化镓、磷化铟、钻石或陶瓷所形成的晶圆上所构成。此晶圆需要经单一化成为个别的器件。单一化可由镭射或钻石锯在晶圆划线且随后为分裂或切块所实现。划线(scribing)的定义为用镭射或钻石锯在晶圆的表面上或体内产生修正区域，镭射或钻石锯有利于裂解且因此利于邻近划线的晶圆之分离。切块(dicing)的定义为用镭射或钻石锯在晶圆中实行贯穿切割或接近贯穿切割以使得随后可用最小的力量来将晶圆分离成为个别的器件。图1显示典型的晶圆10，其含有由正交的道14、16所分离的多个器件12。道(street)是在晶圆中为蓄意没有主动电路的区域，在没有损坏主动电路的情况下而允许在道区域中的划线或切块。晶圆10是由其附接到带(tape)框(frame)18的带20所支撑。以此方式将道布局允许晶圆10沿着道14、16来线性划线或切块实现单一化，因此使个别器件12分离。使用镭射而不是涂覆钻石的锯片还允许以除了线性以外的型态之划线或切块。在制造期间，晶圆10经常是黏着性附接到晶粒附着膜(DAF，die attach film)(未显示)，其然后为附接到带20，其接着为附接到带框18，以允许操纵晶圆10。
已知使用镭射将在晶圆上构成的器件单一化的优点，如显示在公元2005年11月1日所颁发且发明人为Kuo-Ching Liu标题为“用于从基板将器件切割的方法及装置”的美国专利第6,960,813号。在此专利中，UV脉冲镭射是与有孔的真空夹具共同作用使得半导体晶圆单一化，但是并未提到使用DAF可能出现的问题。DAF是特设的黏着材料，其设计为保持附接到在单一化后的器件以允许器件为黏着附接到其他基板或器件，如为进一步封装过程的部分者。为了适当运作，DAF必须维持其所黏合的晶圆之黏合力且在镭射切块后保持未损坏及无碎片。范例的DAF是由美国纽泽西州NJ 08550普林斯顿Junction的AI技术公司所制造。典型而言，在晶圆的切块过程期间，DAF与可能部分带是由镭射或锯所切割。晶圆的镭射切块具有优于钻石锯切割的许多优点；然而，用其作成贯穿切割的相同镭射在关联于贯穿切割的期望区域中将DAF移除具有缺点为低效率及增加的碎片与损坏。图2显示晶圆30的横截面图，晶圆30具有含有主动器件32、34与道36的施加层。晶圆30是经附接到DAF 38，其由带40所支撑，带40是经附接到带框42。
在晶圆上的DAF的存在可能会引起关于镭射单一化的问题。试图使用其用来将晶圆贯穿切割的相同镭射以移除DAF可能会引起对于晶圆与DAF的过量碎片与热损坏。图3是硅晶圆30底侧的一部分的显微照片，硅晶圆30是在由具有功率2.8W以30kHz脉冲重复率的355nm UV镭射(未显示)使用奈秒脉冲宽度的40微米宽成形光束所切块之后，图3显示由贯穿切割所形成的暴露DAF 32、34与截口36。截口是在二侧上为由于镭射贯穿切割的碎片与受损DAF 38所形成边界。在此显微照片中，贯穿切割是约50微米宽。热损坏包括DAG从晶圆的剥离，且碎片包括其再沉积在截口侧壁上的熔化或汽化DAF材料。对于存在DAF的镭射单一化现有技术所引起的此等型式的碎片与损坏可能会引起在后续制造步骤的问题。举例来说，剥离或过量碎片可能阻碍当DAF被用以将器件拾取及定位以供封装的适当置放。此外，再沉积在截口侧壁上的过量碎片可能阻碍诸如侧壁蚀刻的进一步处理。
在公元2003年5月13日所颁发且发明人为Ran Manor标题为“晶圆的双镭射切割(DUAL LASER CUTTUNG OF WAFERS)”的美国专利第6,562,698号论述其用二个不同波长的二个激光束来使晶圆单一化，目标是从晶圆将一层材料移除以允许第二波长更有效率地处理晶圆，并未提到DAF或带或关联于存在DAF时用镭射使晶圆单一化的问题。在公元2008年7月3日所公告且发明人为Hyun-Jung Song、Kak-Kyoon Byun、Jong-Bo Shim、与Min-Ok Na标题为“切块的方法(METHOD OF DICING)”的美国专利申请案第2008/0160724号论述其关联存在DAF的镭射切块的问题，且提出修改DAF黏着化学式以及增加步骤与材料到将DAF在制造期间施加到晶圆的过程。这些方法均具有缺陷而使其有较不合意的解决方式。在公元2006年1月31日所颁发且发明人为Fumitsugo Fukuyo、Kenshi Fukumitsu、Naoki Uchiyama、Toshimitsu Wakuda之标题为“镭射处理方法及镭射处理装置(LASER PROCESSING METHODAND LASER PROCESSING APPARATUS)”的美国专利第6,992,026号提出晶圆的单一化，通过将镭射聚焦在块状晶圆材料内侧而产生沿着划线道的裂痕以引导后续的分裂。器件是通过在用镭射通过于器件间的形成开口以将DAF贯穿切割前而将带及因此晶圆伸展所分离。此种方法的缺点是难以实行激光束相对于用于切割的开口之位置对准，归因于在DAF与带上的器件之非线性与不规则的扩展。在DAF上的器件之分离后而将晶圆重新对准亦为耗时，因而使产量为不合意地减缓。
以上方法的共同点是期望当DAF存在时有效率地使晶圆单一化而没有不合意的损坏或碎片。于是所需要的且现有技术所尚未揭示的是用于有效率地从诸如晶圆的电子基板使电子器件镭射单一化而避免与镭射处理晶粒附着膜有关联的问题方法。
发明内容
本发明所要陈述的是用镭射处理系统以改善安装在晶粒附着膜(DAF)上的晶圆单一化的方法。晶圆具有预定道与在相对DAF的表面上的一层材料。镭射处理系统具有第一、第二与第三镭射，其分别具有包括波长在可见或紫外光(UV，ultraviolet)、红外光(IR，infrared)与可见或紫外光(UV)的第一、第二与第三镭射参数。晶圆的最大表面纹理(texture)是经决定，其允许使用预定第二镭射参数的第二镭射来进行DAF的背面移除。第一镭射参数是经决定，其允许第一镭射在期望区域中从晶圆移除部分的该层材料，使得实质全部的该层材料是从期望区域所移除且在期望区域内所造成表面的表面纹理是小于该决定的最大表面纹理。第一镭射接着为经导引在实质为于道内的期望区域内使用该等镭射参数以从晶圆移除该层材料。随后，第二镭射为经导引在与道对准的区域中使用预定第二镭射参数以实行部分的晶粒附着膜的背面移除。然后，第三镭射为经导引在实质为道内用预定第三镭射参数以实行在晶圆中的贯穿切割，因此使晶圆单一化。
本发明的观点还通过背面照射在DAF中形成劣化区域而使在晶圆上的器件单一化。一层或多层材料是用可见或UV镭射从晶圆表面所移除而留下表面粗糙度为小于要使用的IR镭射的波长10%以在DAF中形成劣化区域。在用可见或UV镭射的晶圆贯穿切割之后，带是经伸展以将器件分离且由于DAF具有与道对准的劣化区域，其中大部分张力将通过带的伸展而施加到DAF，DAF在期望处分离。形成劣化区域所需的能量比在期望区域中的DAF移除所需的能量少，且在分离后产生较少碎片。
背面DAF移除是指通过导引激光脉冲为透过晶圆到DAF来将DAF移除或劣化，通过选择其为DAF所优先吸收且对于晶圆为实质透通的镭射波长。具有波长在IR区域的镭射是对于包括硅与锗的诸多晶圆材料为实质透通而不易为DAF所吸收，因此允许镭射处理系统为透过晶圆而将激光脉冲聚焦到DAF。本发明的观点是用可见或UV镭射来将晶圆的前或顶表面上的一层或多层材料移除以使晶圆的表面暴露，允许通过导引IR镭射辐射通过晶圆来进行DAF的背面移除。为了透过晶圆表面来将镭射功率有效率传送到DAF，晶圆的新暴露表面必须为足够平滑以在没有过量散射或扩散的情况下来传送镭射能量。如沿着约75微米长线测量以微米计的RMS平均高度差异所测量之暴露晶圆表面的表面粗糙度应为小于要使用的镭射辐射波长长度的10％。在此情形，使用10.6微米CO2镭射将要求RMS表面粗糙度测量为小于1.06微米。根据本发明的观点，在表面层移除之后，以10.6微米操作的CO2气体镭射为透过具有表面粗糙度小于镭射波长10%的硅晶圆来进行DAF的背面移除是从期望区域将DAF快速利落地移除而避免过量的碎片或对于晶圆的热损坏。
ESI型号9900超薄晶圆切块系统是可适以实施本发明观点的一种示范镭射处理系统。此镭射处理系统是由美国奥勒岗州OR 97239波特兰市的电子科技产业公司(Electro Scientific Industries,Inc.)所制造。此系统可经调适为使用三个镭射与三组镭射光学器件来将晶圆切块；一个可见或UV波长镭射与光学器件用以将表面层移除，一个IR镭射与光学器件用以实行DAF的背面移除或劣化且一个可见或UV波长镭射与光学器件用以将晶圆贯穿切割。替代而言，镭射处理系统可经调适为使用二个镭射与二组镭射光学器件；一个可见或UV波长镭射与光学器件用以将表面层移除及将晶圆贯穿切割且一个IR镭射与光学器件用以实行DAF的背面移除或劣化。镭射处理系统还可经调适为使用其可切换或经切换在IR与可见或UV波长之间的单一个镭射、及用以操纵该二个波长的光学器件，且具有充分的功率以能够有效率处理晶圆。
以此方式出自晶圆的电子器件单一化是有效率的，由于晶圆无须如同要解决在DAF上的晶圆单一化有关联的问题之其他方法所需要而在过程期间经移动或重新对准。本发明的观点还提供在单一化之后为实质无碎片且未损坏的晶圆，归因于用镭射之DAF移除所引起的有限量的碎片与热损坏。此外，按照设计为维持附接到电子器件的DAF是实质无碎片且对于器件为经准确修整。
附图说明
图1显示现有技术的晶圆；
图2显示现有技术在DAF与带上的晶圆的横截面；
图3显示现有技术的贯穿切割晶圆和DAF；
图4显示对于硅的%吸收对波长；
图5a到5f显示具有DAF的镭射切块；
图6a到6g显示在层移去后的晶圆的表面粗糙度测量；
图7显示在用CO2镭射单一化后的DAF；
图8显示在单一化后具有附接DAF的硅晶圆；
图9显示具有DAF的镭射切块；
图10显示使用三个镭射的镭射处理系统；
图11显示使用二个镭射的镭射处理系统；
图12显示使用一个镭射的镭射处理系统。
具体实施方式
本发明的实施例陈述用镭射处理系统以改善被安装在晶粒附着膜(DAF)上的晶圆单一化的方法。晶圆具有预定道与在相对DAF的表面上的一层材料。镭射处理系统具有第一、第二与第三镭射，其具有第一、第二与第三镭射参数。晶圆的最大表面纹理是经决定，其允许使用预定第二镭射参数的第二镭射来进行DAF的背面移除。第一镭射参数是经决定，其允许第一镭射在期望区域中从晶圆移除部分的该层材料，使得实质全部的该层材料是从期望区域所移除且在期望区域内所造成表面的表面纹理是小于该决定的最大表面纹理。第一镭射接着为经导引在实质于道内的期望区域内使用该等镭射参数以从晶圆移除该层材料。随后，第二镭射为经导引在与道对准的区域中使用预定第二镭射参数以实行部分的晶粒附着膜的背面移除。然后，第三镭射为经导引在实质为道内用预定第三镭射参数以实行在晶圆中的贯穿切割，因此使晶圆单一化。
背面DAF移除是指通过导引激光脉冲为透过晶圆到DAF来将DAF移除，通过选择其为DAF所优先吸收且对于晶圆为实质透通的镭射波长。具有波长在IR区域的镭射是对于包括硅与锗的诸多晶圆材料为实质透通而不易为DAF所吸收，因此允许镭射处理系统为透过晶圆而将激光脉冲聚焦到DAF。图4是曲线图，其绘制对于硅的吸收百分比(%)对(vs.)以逆公分(cm-1)测量的波数。箭头A与B代表由CO2镭射所发射的主波长(10.6与9.4微米)，且显示硅具有极低的吸收以及因此在此范围中的镭射波长的极高透射。
本发明的实施例是用可见或UV镭射来将晶圆的前或顶表面上的一层或多层的材料移除以使晶圆表面其本身为暴露，允许通过导引IR镭射辐射通过晶圆来进行DAF的背面移除。图5a到5f是通过显示由带58所支撑的DAF 56之上的晶圆50的横截面视图来说明此过程。于图5a，由带58所支撑的DAF 56之上的晶圆50具有表面层52，其含有主动电路以及经指出的道54。第一激光脉冲60为经导引到道区域54以将材料52移除且使晶圆50的表面暴露。图5b显示在表面层52的部分移除之后的晶圆50，其暴露出晶圆的表面62。亦显示者是其在材料移除后所留下的道区域63。图5c显示第二激光脉冲64经聚焦为透过晶圆暴露表面62到DAF 56的表面上。如于图5d所示，第二激光脉冲64已经将其与晶圆暴露表面62对准的DAF区域66移除或在其中引起劣化。于图5e，第三激光脉冲68为经导引到晶圆暴露表面62。于图5f，第三激光脉冲68已经形成其为与经移除或劣化的DAF区域66对准之在晶圆50中的贯穿切割70，因此使晶圆50单一化。
本发明的实施例还通过背面照射以在DAF中形成劣化区域而使在晶圆上的器件单一化。图6a到6f说明此过程。于图6a，在DAF 86与带88之上而具有顶面层82的晶圆80是由可见或UV镭射90所照射，顶面层82具有道84。图6b显示顶面层82及经暴露的晶圆表面92。注意，部分的道93可在邻近暴露晶圆92处为保留。此层或多层材料是用可见或UV镭射从晶圆表面所移除而留下表面粗糙度为小于要使用的IR镭射的波长10%以在DAF之中形成劣化区域。图6c显示IR激光脉冲94为经导引透过晶圆暴露表面92到DAF 86。图6d显示在DAF 86之中所产生的劣化区域96。图6e显示可见或UV激光脉冲98为经导引到晶圆80以形成贯穿切割。图6f显示晶圆80之中的贯穿切割100，其停止在DAF 86的劣化区域96。图6g显示带88为朝箭头方向所伸展以使晶圆80分离。由于DAF 86具有与贯穿切割100对准的劣化区域96，张力将通过使带88伸展而施加到劣化区域96，因此在劣化区域96之中形成分离102，致使DAF在期望处而分离。形成劣化区域可比在DAF的完全移除为需要较少能量且在分离后产生较少碎片。
本发明的实施例将激光脉冲聚焦在晶圆底侧上的DAF或其内以当晶圆为经固定及对准在镭射处理系统时而移除或改变DAF。DAF的背面移除是取决于在晶圆的边缘开始移除过程且朝向内部继续进行以在没有冷却与再沉积材料的情况下而提供对于汽化的DAF材料散逸的路径。由激光脉冲所产生的高压气体将汽化或熔化的DAF材料喷射离开镭射加工场地且因此避免碎片的形成。本发明的实施例还通过背面镭射处理以在DAF之中形成劣化区域而使晶圆上的器件单一化。在此情形，使用的镭射能量不足以使DAF脱落或汽化而是引起在DAF之中的劣化区域，其允许DAF当受到通过将带伸展以使器件分离所引起的张力时而利落且容易地在期望位置分离。
本发明的实施例是从晶圆表面移除一层或多层材料，以允许第二镭射透过晶圆来将DAF移除或劣化。为了透过晶圆表面来将镭射功率有效率传送到DAF，晶圆的新暴露表面必须为足够平滑以在没有过量散射或扩散的情况下来传送镭射能量。如沿着约75微米长线测量的诸点以微米计的最大高度差异所测量之暴露晶圆表面的表面粗糙度应为小于要使用的镭射辐射波长长度的10％。举例来说，使用10.6微米CO2镭射将要求表面粗糙度测量小于1.06微米。根据本发明的实施例，在表面层的移除之后，以10.6微米操作的CO2气体镭射为透过具有表面粗糙度小于镭射波长10%的硅晶圆来进行DAF的背面移除是从期望区域将DAF快速利落地移除而避免过量的碎片或对于晶圆的热损坏。
图7显示晶圆110的显微照片，晶圆110具有表面层112、113的材料，其已经移除以使晶圆的表面114暴露。材料是使用16W的UV镭射(未显示)所移除，16W的UV镭射是使用其在表面层112、113所聚焦之45微米光点的方形(顶帽)光束以355nm为具有在10与1000微微秒(ps)之间的脉冲期间及小于200μJ的脉冲能量来发射脉冲。在此显微照面所示者是三个线段116、118、120，表面高度的取样是沿着此等线段来作测量及平均。如可看出，对于经平均的所有取样的最大高度差异是0.568，其为小于1.06的期望最大值。来自此等测量的数据是被显示于表1。
  剖面#   水平距离   高度差异   高度平均
  全部   251.712μm   0.568μm   3.093μm
  段1   75.275μm   0.317μm   3.755μm
  段2   72.891μm   0.521μm   2.511μm
  段3   74.594μm   0.780μm   3.051μm
表1
图8是显微照片，其显示根据本发明实施例的处理后之具有上覆DAF132、133的带130。晶圆(未显示)已经被移除以显示其在DAF 132、133之中所形成的截口134的无碎片且平滑的边缘136，即：期望的结果。截口134是使用其以10.6微米操作的200W CO2镭射(未显示)且使用透过晶圆(未显示)所聚焦在DAF的经截波的高斯光束而形成在DAF 132、133之中。将高斯光束截波是指将激光脉冲通过其可为圆形或其他形状的隙缝以通过仅有激光脉冲的中央部分而阻断最外层镭射能量的传输。图9显示硅晶圆140的一部分的显微照片，硅晶圆140已经单一化且连同下面DAF 142以形成根据本发明实施例的单一化电子器件。表面层(未显示)是用其以355nm操作的16W UV镭射(未显示)且用聚焦在表面层为10微米聚焦光点的方形光束所移除。DAF 142是接着用其以9.4微米操作的200W CO2IR镭射(未显示)且用聚焦在DAF 142为50微米光点的方形光束所处理。随后，晶圆140是用其以355nm操作的16W UV镭射(未显示)且用聚焦在晶圆140为10微米聚焦光点的方形光束所贯穿切割。注意，DAF 142是连续附接到硅晶圆140且为适当在可接受的尺寸与碎片限制内，即：期望的结果。
ESI型号9900超薄晶圆切块系统是可适以实施本发明观点的一种示范镭射处理系统。此镭射处理系统是由美国奥勒岗州OR 97239波特兰市的电子科技产业公司所制造。此系统是经描述在ESI零件编号187054a的出版物“型号9900场地要求与安装指南(Model 9900Site Requirements and InstallationGuide)”，其整体内容为以参照方式而纳入本文。在本发明的一个实施例中，此系统是经调适为使用三个镭射与三组镭射光学器件来将晶圆切块，如于图10所示。首先，可见或UV波长镭射150产生可见或UV激光脉冲152，其为由可见或UV镭射光学器件154所导引以将在晶圆180之上的道188之内的表面层182移除，将晶圆180固持在附接到带186的DAF 184之上。其次，IR镭射160产生IR激光脉冲162，其为由IR镭射光学器件164所导引以在道188之中的表面层182之移除后而透过晶圆180来实行DAF 184的背面移除或劣化。第三，可见或UV波长镭射170产生可见或UV激光脉冲172，其为由可见或UV镭射光学器件174所导引以将晶圆180贯穿切割。
可使用作为第一可见或UV镭射150及第三可见或UV镭射170的一种镭射是由美国加州CA 95054圣克拉拉市的Coherent公司所制造的CoherentAvia。此种镭射是Q切换Nd:YVO4习用固态二极管激升镭射，其为以高达100kHz的脉冲重复率与16W的平均功率而以355nm波长操作。可见或UV镭射光学器件154、174可包括诸如AOM或EOM的时间脉冲成形光学器件、诸如绕射光束成形光学器件或准直器的空间脉冲成形光学器件、诸如AOM或检流计的光束操纵光学器件及场光学器件，用以将经成形、操纵的激光脉冲导引到工件。IR镭射160可为由美国加州CA 95054圣克拉拉市的Coherent公司所制造的Coherent Diamond K系列CO2镭射，其以高达100kHz的脉冲重复率与超过200W的平均功率而以9.6微米波长操作。IR光学器件164含有如同可见或UV镭射光学器件154、174的相同组件且实行相同的基本功能，除了IR光学器件164是经优化来处理IR波长以外。
替代而言，此种系统的实施例将镭射处理系统调适为使用二个镭射与二组镭射光学器件来将晶圆切块，如于图11所示。首先，可见或UV镭射190产生可见或UV激光脉冲192，其为由可见或UV镭射光学器件194所导引以先将在道218之内的表面层212移除且然后在由IR激光脉冲198对带216之上的DAF 214的背面移除或劣化后而将晶圆210贯穿切割。其次，IR镭射196产生IR激光脉冲198，其为由IR镭射光学器件200所导引以实行DAF 214的背面移除或劣化。可见或UV镭射190可为以355nm操作的Coherent Avia，且IR镭射196可为以9.6微米操作的Coherent Diamond K系列CO2镭射。可见或UV镭射光学器件194是相同于可见或UV镭射光学器件154、174，且IR镭射光学器件200是相同于IR镭射光学器件164。
图12显示其调适为使用单一个镭射的镭射处理系统。该镭射处理系统是调适为使用单一个镭射240以产生激光脉冲242，其可由光学开关244来切换或经切换在IR脉冲248与可见或UV脉冲246之间。该系统是进而调适为添加IR镭射光学器件252以及可见或UV镭射光学器件250，其导引可见或UV脉冲246以先将在道区域268之内的表面层262移除而使晶圆260的表面暴露，然后使用IR镭射光学器件252以导引IR脉冲248为透过晶圆260来实行在带266之上的DAF 264的背面移除或劣化，随后为使用可见或UV镭射光学器件250以导引可见或UV脉冲246来将晶圆贯穿切割。
在本发明的一个实施例中，镭射240是固态镭射族中的一者，其包括诸如运用Nd:VO4晶体的彼等者之习用固态二极管激升镭射、运用掺杂Nd的玻璃纤维之光纤镭射、及习用与光纤固态镭射之种种组合，其经配置为光泵、共振器与放大器。镭射240可能包括诸如磷酸一钾(KDP，monopotassium phosphate)、三硼酸锂(LBO，lithium triborate)、或B硼酸钡(BBO，B-barium borate)之谐波产生晶体，其将在1064nm波长范围中的IR辐射转换为诸如532nm(可见光)或355nm(UV)的较短波长。此谐波产生能力可在镭射240的内部或是在外部为光学开关244的部分者且经配置以允许系统发出IR脉冲248或是可见或UV脉冲246。镭射240或光学开关244还可包括光学参数振荡器(OPO，opticalparametric oscillator)，其将1064nm IR波长转换为比1300微米更长的波长以改善透过晶圆260的镭射辐射传输。此等脉冲246、248是分别为由可见或UV镭射光学器件250或是IR镭射光学器件252所导引到道268、晶圆260或DAF264。IR镭射光学器件252与可见或UV镭射光学器件250是类似于其在图10与11之中的对应者而构成。在此情形，镭射处理系统(未显示)必须将镭射功率在低功率或当从道将材料移除且贯穿切割时的约10到20W的功率以及较高功率或当通过控制镭射240、光学开关244、IR镭射光学器件252或是可见或UV镭射光学器件250来将DAF移除或劣化时的超过200W的功率之间切换。
用于移除一层或多层材料182以使晶圆表面180暴露的激光脉冲参数包括在约255nm与532nm之间的波长、在10ps与100ns之间的脉冲宽度、每个脉冲为在约0.1μJ与1.0mJ之间的脉冲能量、大于100kHz的脉冲重复率以及其包括高斯(Gaussian)、顶帽(圆形)或顶帽(方形)的脉冲形状。用于DAF 214的背面移除的镭射参数包括在约1.064微米与10.6微米之间的波长、脉冲式或断续式(shuttered)连续波(CW,continuous wave)操作、用于脉冲式操作为大于10μJ的脉冲能量或在CW操作的情形为大于200W的镭射功率、及其包括高斯、顶帽(圆形)或顶帽(方形)的脉冲形状。用于将晶圆180贯穿切割的镭射参数包括在约255nm与532nm之间的波长、在10ps与500ns之间的脉冲宽度、每个脉冲为在约0.1μJ与10.0mJ之间的脉冲能量、大于100kHz的脉冲重复率、及其包括高斯、顶帽(圆形)或顶帽(方形)的脉冲形状。
以此方式之出自晶圆的电子器件单一化是有效率的，由于晶圆无须如同要解决在DAF上的晶圆单一化有关联的问题之其他方法所需要而在过程期间经移动或重新对准。本发明的实施例还提供在单一化后为实质无碎片且未损坏的晶圆，归因于用红外光(IR)镭射之DAF移除所引起的有限量的碎片与热损坏。此外，按照设计为维持附接到电子器件的DAF是实质无碎片且对于器件为经准确修整。虽然以较大的系统成本，使用三个镭射以此方式来处理晶圆的优点包括较大的产量。使用二个镭射可较使用三个镭射为在较小程度上来提高产量，但是以较低的增加系统成本。使用一个镭射的解决方式可能具有最低的系统成本，但是对应为较低的系统产量。
对于一般技艺人士将为显而易见的是，在没有脱离本发明基本原理的情况下，可作出对于本发明的上述实施例细节的诸多变化。因此，本发明的范畴应仅为由随附申请专利范围所决定。

Claims (24)

1.一种用镭射处理系统改善基板单一化的方法，基板安装在晶粒附着膜上，该基板具有相对该晶粒附着膜且具有预定道的表面以及在该表面上的一层材料，该种方法包含：
提供具有第一镭射参数的第一镭射的该镭射处理系统；
提供具有第二镭射参数的第二镭射的该镭射处理系统；
提供具有第三镭射参数的第三镭射的该镭射处理系统；
决定该基板的最大表面纹理，其允许用具有该第二镭射参数的该第二镭射来进行晶粒附着膜的背面移除；
决定该第一镭射参数，其允许该第一镭射在期望区域中从该基板移除部分的该层材料，使得该层材料的全部实质地从该期望区域所移除且在该期望区域内所造成表面的表面纹理小于该决定的最大表面纹理；
导引该第一镭射，实质地在该等道内的期望区域内使用该第一镭射参数以从该基板移除该层材料；
导引该第二镭射，在与该等道对准的区域中使用该等第二镭射参数以实行部分的该晶粒附着膜的背面移除；及
导引该第三镭射，在该等道内用该第三镭射以实行在该基板中的贯穿切割，因此使该基板单一化。
2.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第一镭射参数包括在约255nm与约532nm之间的波长、小于约1000ps的脉冲宽度及大于约0.1μJ的脉冲能量。
3.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第二镭射参数包括大于约1000nm的波长、大于约100ns的脉冲宽度及大于约10μJ的脉冲能量。
4.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第三镭射参数包括在约255nm与约532nm之间的波长、小于约500ns的脉冲宽度及大于约0.1μJ的脉冲能量。
5.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第一与第三镭射是固态镭射且该第二镭射是气体镭射。
6.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第一、第二与第三镭射是固态镭射。
7.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第一与第三镭射是相同镭射。
8.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第一、第二与第三镭射是相同镭射。
9.一种用镭射处理系统改善基板单一化的系统，基板安装在晶粒附着带上，该基板具有相对该晶粒附着膜且具有预定道的表面以及在该表面上的一层材料，该种系统包含：
第一镭射，其运作在期望区域中从该基板的该层材料区域中从该基板移除部分的第一层材料，使得全部的该层材料是实质地从该期望区域所移除且在该期望区域内所造成表面的表面纹理是小于预定的最大表面纹理；
第二镭射，其运作在与该等道对准的区域中使用该等第二镭射参数以实行部分的该晶粒附着膜的背面移除；
第三镭射，其运作在该等道内用该第三镭射以实行在该基板中的贯穿切割，因此使该基板单一化。
10.如申请专利范围第7项所述的方法，其中该第一镭射参数包括在约255nm与约532nm之间的波长、小于约1000ps的脉冲宽度及大于约0.1μJ的脉冲能量。
11.如申请专利范围第7项所述的方法，其中该第二镭射参数包括大于约1000nm的波长、大于约100ns的脉冲宽度及大于约10μJ的脉冲能量。
12.如申请专利范围第7项所述的方法，其中该第三镭射参数包括在约255nm与约532nm之间的波长、小于约500ns的脉冲宽度及大于约0.1μJ的脉冲能量。
13.如申请专利范围第7项所述的方法，其中该第一与第三镭射是固态镭射且该第二镭射是气体镭射。
14.如申请专利范围第7项所述的方法，其中该第一、第二与第三镭射是固态镭射。
15.如申请专利范围第7项所述的方法，其中该第一与第三镭射是相同镭射。
16.如申请专利范围第7项所述的方法，其中该第一、第二与第三镭射是相同镭射。
17.一种用镭射处理系统改善基板单一化的方法，基板安装在晶粒附着膜上，该基板具有相对该晶粒附着膜且具有预定道的表面以及在该表面上的一层材料，该种方法包含：
提供具有第一镭射参数的第一镭射的该镭射处理系统；
提供具有第二镭射参数的第二镭射的该镭射处理系统；
提供具有第三镭射参数的第三镭射的该镭射处理系统；
决定该基板的最大表面纹理，其允许用具有该等第二镭射参数的该第二镭射来进行晶粒附着膜的背面劣化；
决定该等第一镭射参数，其允许该第一镭射在期望区域中从该基板移除部分的该层材料，使得实质全部的该层材料是从该期望区域所移除且在该期望区域内的造成表面的表面纹理是小于该决定的最大表面纹理；
导引该第一镭射，实质地在该等道内的期望区域内使用该等第一镭射参数以从该基板移除该层材料；
导引该第二镭射，在与该等道对准的区域中使用该第二镭射参数以实行部分的该晶粒附着膜的背面劣化；
导引该第三镭射，在该等道内用该第三镭射以实行在该基板中的贯穿切割，因此使该基板单一化。
18.如申请专利范围第17项所述的方法，其中该第一镭射参数包括在约255nm与约532nm之间的波长、小于约1000ps的脉冲宽度及大于约0.1μJ的脉冲能量。
19.如申请专利范围第17项所述的方法，其中该第二镭射参数包括大于约1000nm的波长、大于约100ns的脉冲宽度及大于约10μJ的脉冲能量。
20.如申请专利范围第17项所述的方法，其中该第三镭射参数包括在约255nm与约532nm之间的波长、小于约500ps的脉冲宽度及大于约0.1μJ的脉冲能量。
21.如申请专利范围第17项所述的方法，其中该第一与第三镭射是固态镭射且该第二镭射是气体镭射。
22.如申请专利范围第17项所述的方法，其中该第一、第二与第三镭射是固态镭射。
23.如申请专利范围第17项所述的方法，其中该第一与第三镭射是相同镭射。
24.如申请专利范围第17项所述的方法，其中该第一、第二与第三镭射是相同镭射。
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