CN110430966B - 用于键合结构的激光切割的系统和方法 - Google Patents

用于键合结构的激光切割的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110430966B
CN110430966B CN201980001263.5A CN201980001263A CN110430966B CN 110430966 B CN110430966 B CN 110430966B CN 201980001263 A CN201980001263 A CN 201980001263A CN 110430966 B CN110430966 B CN 110430966B
Authority
CN
China
Prior art keywords
series
wafer
ablation
laser beam
laser
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.)
Active
Application number
CN201980001263.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110430966A (zh
Inventor
汪飞艳
王先彬
李涌伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Original Assignee
Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangtze Memory Technologies Co Ltd filed Critical Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Publication of CN110430966A publication Critical patent/CN110430966A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110430966B publication Critical patent/CN110430966B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • 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
    • 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
    • B23K26/035—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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
    • 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
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • 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
    • 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
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • 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
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual 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
    • 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
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

提供了用于切割键合结构的系统和方法的实施例。一种方法包括以下操作。首先，可以确定扫描图案以用于在键合结构中形成一系列烧蚀结构。然后可以确定所述一系列烧蚀结构与所述键合结构的键合界面之间的相对位置。所述键合表面可以在第一晶片与第二晶片之间。可以基于所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个。此外，可以确定激光束。所述激光束具有一系列脉冲激光。此外，所述激光束可以根据所述扫描图案来在所述键合结构中移动，以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构。

Description

用于键合结构的激光切割的系统和方法
技术领域
本公开的实施例涉及用于键合结构的激光切割的系统和方法。
背景技术
在半导体制造中，晶片被切割成分离的管芯，所述分离的管芯形成集成电路。切割晶片的常用方法包括机械锯切和激光切割。机械锯切方法通常包括采用切割锯机械地分离晶片中的不同管芯。激光切割方法通常包括通过光学系统引导超短脉冲高功率激光器的输出。切割工艺可以产生单独的电路芯片，其被进一步封装以形成所需的电路。
发明内容
用于键合结构的激光切割的系统和方法的实施例。
在一个示例中，一种用于切割键合结构的方法包括以下操作。首先，可以确定扫描图案以在键合结构中或附近形成一系列烧蚀(ablation)结构。然后可以确定所述一系列烧蚀结构与所述键合(bonding)结构的键合界面之间的相对位置。所述键合界面可以在第一晶片与第二晶片之间。可以基于所述烧蚀结构与所述键合界面中或附近的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个。此外，可以确定激光束。使用的激光是一种脉冲激光。此外，所述激光束可以根据所述扫描图案在所述键合结构中移动，以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构。
在另一个示例中，一种用于切割键合结构的方法包括将键合结构的顶表面和底表面减薄。所述键合结构可以具有与键合界面键合的第一晶片和第二晶片。所述方法还可以包括在第一晶片和第二晶片中形成一系列烧蚀结构。所述一系列烧蚀结构可以位于所述键合结构的第一部分与第二部分之间。所述方法还可以包括沿着所述一系列烧蚀结构分离所述键合结构的所述第一部分和所述第二部分。
在不同的示例中，一种用于切割键合结构的激光切割系统包括：激光源，其被配置为生成一系列脉冲激光；被耦合到所述激光源的光学模块，所述光学模块被配置为提供一系列聚焦激光光斑；以及控制器，其被耦合到所述激光源和所述光学模块。所述控制器可以被配置为在所述键合结构中移动所述一系列聚焦激光光斑，以在所述键合结构中的第一晶片和第二晶片中形成所述一系列烧蚀结构。所述第一晶片和所述第二晶片可以具有在其之间的键合界面。
附图说明
随附附图，其被在此并入并且形成说明书的一部分，图示了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用于解释本公开的原理并使得相关领域的技术人员能够制作和使用本公开。
图1图示了根据本公开的一些实施例的用于键合结构的激光切割的示例性系统的示意图。
图2图示了根据本公开的一些实施例的示例性控制器的示意图。
图3A图示了根据本公开的一些实施例的示例性激光切割过程。
图3B图示了根据本公开的一些实施例的另一示例性激光切割过程。
图3C图示了根据本公开的一些实施例的在激光切割过程中形成烧蚀结构的示例性扫描图案。
图3D图示了根据本公开的一些实施例的具有焦平面和聚焦深度的激光束。
图3E图示了根据本公开的一些实施例的在激光切割过程中形成烧蚀结构的另一示例性扫描图案。
图4图示了根据本公开的一些实施例的键合结构的示例性制造工艺。
图5图示了根据一些实施例的用于切割键合结构的方法的流程图。
图6图示了根据一些实施例的用于制造键合结构的方法的流程图。
将参考以下附图来描述本公开的实施例。
具体实施方式
尽管讨论了特定配置和布置，但应该理解，这仅出于说明性目的而进行。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他配置和布置。对于相关领域的技术人员显而易见的是，本公开还可以在各种其他应用中被采用。
应注意，说明书中对“一个实施例”，“实施例”，“示例实施例”，“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括特定的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指相同的实施例。另外，当结合实施例描述特定特征、结构、或特性时，在相关领域技术人员的知识内能够结合其他实施例来实现这样的特征、结构、或特性，无论是否进行了明确描述。
通常，术语可以至少部分地从上下文中的使用来理解。例如，如本文中所使用的术语“一个或多个”，至少部分地取决于上下文，可以用于在单数意义上描述任何特征、结构或特性，或者可以用于在复数意义上描述特征、结构或特性的组合。类似地，诸如“一”，“一个”或“该”的术语也可以被理解为传达单数使用或传达复数使用，至少部分地取决于上下文。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达因素的排他性集合，并且可以，替代地，再次至少部分地根据上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。
如本文中所使用的，术语“标称/名义”是指在产品或过程的设计阶段期间设定的部件或过程操作的特征或参数的期望值或目标值，以及所述期望值之上和/或之下的值的范围。值的范围可能是由于制造工艺或公差的微小变化。如本文中所使用的，术语“约”指示可以基于与主题半导体设备相关联的特定技术节点而变化的给定量的值。基于特定技术节点，术语“约”可以指示给定量的值，其在例如值的10-30％内变化(例如，值的±10％，±20％或±30％)。
在现有的激光切割系统中，晶片通常在切割之前被减薄。例如，对于晶片切割过程，晶片可以被减薄到几十微米。使用传统的机械锯切方法和激光烧蚀方法，减薄的晶片可以是易碎的，从而降低了产出。例如，机械锯切方法通常涉及使用机械锯/刀片压靠晶片。切割过程可生成高热，这需要冷却手段(例如，冷却水)以防止晶片过热。它还可能导致晶片表面上的碎片和碎屑。激光烧蚀方法通过在使用激光束熔化/蒸发晶片表面的同时雕刻凹槽来工作。由于熔化/蒸发表面，可以在晶片表面上形成热损伤和碎屑。晶片的清洁会增加制造成本，浪费的区域会影响产出。为了改善切割过程，隐形切割(例如，使用激光束在晶片内部形成隐形切割层并使用外力沿着SD层分离晶片)用于减少对晶片的损害和制造成本。然而，现有的隐形切割方法仅限于切割单个晶片。
根据本公开的各种实施例提供用于键合结构的激光切割的系统和方法。使用本公开的系统和方法，具有两个或更多个键合晶片的键合结构可以被切割和分离，具有更均匀的横截面，并且在键合界面的表面上具有更少的损坏和浪费区域。在键合结构中形成的烧蚀结构可以在两个或更多个键合的晶片中，并且可以沿着垂直方向(例如，z轴)彼此对齐，从而在切割过程之后键合结构被分离时提供更均匀的横截面。在一个实施例中，可以调节激光束的焦平面，使得激光束可以聚焦在每个晶片的相应切割水平上。随着激光束在键合结构中继续水平移动，可以沿键合结构中的每个切割水平来水平地形成烧蚀结构。在另一个实施例中，激光器的焦平面位于两个键合晶片之间的键合界面处。激光束具有聚焦深度，其覆盖从键合界面到两个键合晶片的切割水平的距离。激光能量可以沿着聚焦深度垂直分布，因此当激光束聚焦在键合界面时，可以形成两个接合的晶片和跨键合界面的烧蚀结构(例如，烧蚀条带/凹槽)。激光束可以在聚焦在键合界面上的同时水平移动，并且可以在键合的晶片中并且跨键合界面形成多个烧蚀条带。可以在切割的键合晶片上施加外部横向力，以沿着烧蚀结构分离部件。
所公开的系统和方法相对于传统的切割方法具有许多优点。例如，切割过程的冷却不需要冷却水。因为在键合结构中形成烧蚀结构，所以很少或没有形成碎屑。可以避免由锯/刀片的运动引起的不均匀的应力和冲击。对晶片造成的损害更小。切割过程生成的划痕可以控制在几微米以下，增加了晶片上的可用面积。而且，键合晶片的切割可以是或几乎是同时的，因此在一次切割过程之后可以分离键合的晶片，从而与分别切割键合的晶片的方法相比减少了切割时间。
图1图示了根据本公开的一些实施例的用于键合结构的激光切割的示例性系统100的示意图。系统100可包括激光源102、光学模块104、平台106和控制器108。激光源102可以是任何合适类型的激光源，包括但不限于纤维激光器、固态激光器、气体激光器和半导体激光器。激光源102可以被配置为生成激光束116，激光束116包括任何合适波长的一系列脉冲激光，其应该是不被键合结构强烈吸收或反射的可透过波长。在硅晶片切割的情况下，波长可以长于1μm以实现内部激光烧蚀，充分利用激光能量并且当聚焦激光束在键合结构的内部创建切割痕迹时避免对晶片上部的任何损坏。
在一些实施例中，由激光源102生成的激光束116具有单个波长或多个波长，例如两个或三个不同波长。可以分别、同时或交替地生成具有不同波长的激光束116。在一些实施例中，由激光源102生成的激光束116的波长可以长于1μm。在一些实施例中，激光源102的输出频率在10kHz与1000kHz之间。在一些实施例中，激光源102的平均输出功率在5W与500W之间。应当理解，上面公开的激光束116和激光源102的参数仅用于说明目的。
光学模块104可以光学耦合到激光源102并且包括扫描单元112和聚焦单元114。光学模块104可以被配置为基于由激光源102生成的一系列脉冲激光在样本101上提供一系列聚焦激光光斑。例如，所述一系列脉冲激光器可以在焦平面上的水平位置处形成一系列聚焦激光光斑。在一些实施例中，光学模块104被可操作地耦合到控制器108并从控制器108接收控制信号和指令。扫描单元112可以被配置为基于控制器108的控制，改变激光束116中的至少一些发射到样本101的方向。也就是说，扫描单元112可以在扫描角度内以一扫描速度朝向样本101扫描激光束116，如由控制器108所控制的。在一些实施例中，扫描单元112包括检流计和/或偏振器。扫描单元112还可包括任何其他合适的扫描镜和扫描折射光学器件。
聚焦单元114可以被配置为聚焦每个激光束116以形成一系列聚焦激光光斑。在一些实施例中，聚焦单元114包括一个或多个聚焦透镜，通过该聚焦透镜，激光束116的焦平面被确定在沿z轴(例如，垂直方向)的期望位置处。在一些实施例中，一个或多个聚焦透镜电气地和机械地耦合到控制器108，使得控制器108可以控制一个或多个聚焦透镜的布置(例如，其间的取向和距离)以允许激光束116的焦平面被定位在沿z轴的期望位置。可以在焦平面上形成一系列聚焦激光光斑，在样本101中形成烧蚀结构。在一些实施例中，每个聚焦激光光斑的尺寸优选地在0.2微米(μm)与5μm之间，例如0.2μm，0.5μm，1μm，2μm，3μm，4μm，5μm，由任何这些值的下限界定的任何范围，或由这些值中的任何两个限定的任何范围。每个聚焦激光光斑的形状可包括例如圆形、矩形、正方形、不规则形状或任何合适的形状。在一些实施例中，每个聚焦激光光斑具有基本上圆形的形状，其直径在1μm与5μm之间。应理解，所述一系列聚焦激光光斑的尺寸可以基本相同或不同。通过将激光束116聚焦成聚焦为激光光斑，可以显著提高能量密度。
平台106可以被配置为保持样本101。在一些实施例中，平台106包括晶片保持器或用于在切割过程期间保持样本101的任何合适的平台。在一些实施例中，平台106还被配置为基于控制器108的控制，水平地移动(例如，沿x轴和/或y轴，如图1中的箭头所示)，使得光学模块104可以基于激光束116与样本101之间的相对水平移动来沿x轴和/或y轴扫描激光束116。在一些实施例中，控制器108可以控制平台106以期望的速度移动以允许一系列聚焦激光光斑在样本101中的每个位置会聚(例如，形成一系列聚焦激光光斑)足够久使得可以形成所需尺寸的烧蚀结构。在一些实施例中，平台106也被配置为也沿z轴垂直移动。
控制器108可以可操作地耦合到激光源102、光学模块104和/或平台106、并且经由控制信号和指令来控制激光源102、光学模块104和/或平台106的操作。在一些实施例中，控制器108被配置为引起光学模块104和台106之间的相对水平移动，使得激光束116可以跟随样本101中的扫描图案进行扫描。在一些实施例中，扫描图案可以是激光束116移动和会聚的图案，形成一系列聚焦激光光斑以分离样本101的两个部分(例如，两个管芯)。换句话说，扫描图案表示形成一系列烧蚀结构的顺序(例如，通过一系列聚焦激光光斑)。例如，扫描图案可以是通过激光切割过程分离的两个部分之间的路径。可以沿着样本101中的两个部分之间的扫描图案形成一系列烧蚀结构(例如，通过一系列聚焦激光光斑)。在一些实施例中，形成一系列烧蚀结构的顺序至少取决于激光束116沿扫描图案移动和会聚的方向。随后可以在一系列烧蚀结构所在的垂直平面处分离这两个部分。例如，控制器108可以将控制信号和指令发送到光学模块104和平台106，使得光学模块104在平台106水平移动时扫描激光束116。控制信号可以控制激光束会聚在样本101中的一个水平位置处的不同焦平面处或者会聚在样本101中的单个焦平面处。控制器108还被配置为控制平台106的移动方向和速度以及由激光束116形成的一系列聚焦激光光斑的功率密度。可以通过执行计算机程序或由操作者手动确定扫描图案。
如图1中所示，在一些实施例中，系统100还包括检测模块110，检测模块110被配置为在操作期间监测样本101。在一些实施例中，检测模块110包括可以记录样本101的视频和/或图像的相机和/或热相机。在一些实施例中，控制器108被耦合到检测模块110，使得监测数据(例如，图像)实时地从检测模块110发送到控制器108。在一些实施例中，监测数据包括样本101和一系列脉冲激光之间的相对水平移动，以及烧蚀结构的尺寸和/或形状。在一些实施例中，检测模块110包括激光功率计，其检测一系列聚焦激光光斑的实时功率密度并将其传输到控制器108。控制器108可以调节激光源102的功率和/或光学模块104的布置，使得一系列聚焦激光光斑的功率密度以及烧蚀结构的尺寸和形状可以达到它们各自的期望值。然后，控制器108和/或操作者可以实时监视操作(例如，所述一系列聚焦激光光斑的扫描图案和/或功率密度)。应该理解，检测模块110可以是系统100的一部分或与系统100分开的独立设备。
在一些实施例中，系统100还包括校准单元(未示出)，校准单元被配置为校准样本101中的聚焦激光光斑的位置(例如，当聚焦在焦平面上时由一系列脉冲激光形成)。控制器108可以被配置为控制平台106以基于校准单元执行的校准来移动样本101中的一系列聚焦激光光斑。
图2图示了根据本公开的一些实施例的示例性控制器108的示意图200。控制器108可以控制激光源102、光学模块104和/或平台106的操作，例如，生成、会聚和在样本101中移动激光束116以遵循扫描图案。在一些实施例中，控制器108接收指示样本101的切割操作的状态的检测数据，并且基于针对激光源102、光学模块104和/或平台106的检测数据提供指示对样本101的操作的控制指令(例如，扫描图案，脉冲激光系列的移动速度，和/或样本101中的切割/剩余部分)。
如图2所示中所示，控制器108可包括通信接口202、处理器204、存储器206和存储设备208。在一些实施例中，控制器108在单个设备中具有不同的模块，例如集成电路(IC)芯片(实现为专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))或具有专用功能的单独设备。控制器108的一个或多个部件可以与激光源102和/或光学模块104一起被定位为系统100的一部分，或者可以替代地在独立计算设备中、在云中或另一个远程位置。控制器108的部件可以在集成设备中，或者分布在不同位置但是通过网络(未示出)彼此通信。例如，处理器204可以是板上处理器、独立计算机内的处理器、或云处理器、或其任何组合。
通信接口202可以经由通信电缆，无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、诸如无线电波的无线网络、全国范围的蜂窝网络和/或本地无线网络(例如，蓝牙TM或WiFi)、或其他通信方法，向诸如激光源102、光学模块104、平台106或检测模块110的部件发送数据和从其接收数据。在一些实施例中，通信接口202可以是综合业务数字网(ISDN)卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器或调制解调器，以提供数据通信连接。作为另一个示例，通信接口202可以是局域网(LAN)卡，以提供与兼容LAN的数据通信连接。无线链路也可以由通信接口202实现。在这样的实现方式中，通信接口202可以经由网络发送和接收承载表示各种类型信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。
处理器204可包括任何适当类型的通用或专用微处理器，数字信号处理器或微控制器。处理器204可以被配置为专用于控制激光源102、光学模块104和平台106的单独的处理器模块。替代地，处理器204可以被配置为共享处理器模块，用于执行与控制激光源102、光学模块104和平台106无关的其他功能。
如图2中所示，处理器204可包括多个模块，例如扫描图案确定单元210、激光源控制单元212、光学模块控制单元214、平台控制单元216等。这些模块(以及任何相应的子模块或子单元)可以是处理器204的硬件单元(例如，集成电路的部分)，其被设计用于与其他部件一起使用或执行程序的一部分。程序可以存储在计算机可读介质上，并且当由处理器204执行时，它可以执行一个或多个功能。尽管图2示出了单元210-216都在一个处理器204内，但是预期这些单元可以分布在彼此靠近或离开的多个处理器之间。
扫描图案确定单元210可以被配置为确定扫描图案以形成一系列烧蚀结构。在一些实施例中，扫描图案确定单元210基于样本101中待分离的管芯的位置和尺寸、样本101中的切割水平的数量、所述一系列聚焦激光光斑在焦平面上的功率密度、所述一系列脉冲激光的焦点深度等来确定扫描图案。所述扫描图案也可由操作者手动确定。具体地，扫描图案确定单元210可以确定所述一系列聚焦激光光斑的尺寸和/或形状以及在样本101中形成一系列烧蚀结构的顺序。例如，基于样本101中的切割水平的数量，扫描图案确定单元210可以确定激光束116会聚的焦平面以及当平台106水平移动时形成一系列烧蚀结构的顺序。在一个示例中，扫描图案可以包括形成多行斑点的顺序，每个斑点分布在样本101的晶片中并且沿着垂直方向彼此对齐。在另一个示例中，扫描图案可以包括跨越样本101的键合界面的垂直对齐的多个条带的顺序。对所述扫描图案的详细描述将在下面的图3D和3E中描述。
激光源控制单元212可以被配置为向激光源102提供指示所述扫描图案的控制指令。所述控制指令可以使激光源102在激光切割操作之前和期间基于扫描图案来初始化和调整与所述一系列脉冲激光相关联的各种参数。在一些实施例中，激光源102的功率由激光源控制单元212控制，以在激光束116会聚在焦平面上时影响一系列聚焦激光光斑的大小、形状和/或聚焦深度。例如，与分别沿两个切割深度在样本101中形成烧蚀结构(例如，参考图3A中所示的示例)相比，如果扫描图案对应于形成在样本101的两个切割水平之间延伸的烧蚀结构的顺序(例如，参考图3B中所示的示例)，激光源控制单元212可以提供更高的功率，因此足够的激光能量可以分布在形成烧蚀结构的区域中。在另一个示例中，无论样本101中的切割水平的数量如何，激光源控制单元212都可以提供恒定的功率。激光源102的功率可足以引起样本101中的烧蚀结构的形成。
光学模块控制单元214可以被配置为向光学模块104提供指示扫描图案的控制指令。所述控制指令可以使光学模块104初始化并调整光学模块104中的光学部件的布置。所述光学部件可以包括一个或多个聚焦透镜，每个聚焦透镜面向期望的方向，用于在样本101中成形和聚焦激光束116，以在焦平面上形成一系列聚焦激光光斑。光学模块控制单元214可以控制每个聚焦透镜的位置，每个聚焦透镜的取向和/或两个聚焦透镜之间的距离，使得激光束116可以以期望的功率密度会聚在期望的焦平面上(例如，形成一系列聚焦激光光斑)。在一些实施例中，光学模块控制单元214调整一个或多个聚焦透镜的位置、一个或多个聚焦透镜的取向、和/或两个聚焦透镜之间的距离，以在切割操作期间改变激光束116的焦平面或者改变激光束116的聚焦深度。
平台控制单元216可以被配置为向平台106提供指示扫描图案的控制指令。控制指令可以使平台106根据扫描图案沿期望的方向移动，例如水平移动。平台106可以以期望的速度移动和/或脉冲激光的重复，这继而可以影响焦平面上的一系列聚焦激光光斑的功率密度。
存储器206和/或存储设备208可包括任何适当类型的大容量存储设备，其被提供以存储处理器204可能需要操作的任何类型的信息。存储器206和存储设备208可以是易失性或非易失性、磁性、半导体、磁带、光学、可移除、不可移除或其他类型的存储设备或有形(即，非瞬态)计算机可读介质，包括但是不限于ROM、闪存、动态RAM和静态RAM。存储器206和/或存储设备208可以被配置为存储一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序可以由处理器204执行以执行本文公开的激光源102、光学模块104和平台106控制功能。例如，存储器206和/或存储设备208可以被配置为存储可以由处理器204执行以控制激光源102、光学模块104和平台106的操作的程序，并且处理数据以生成控制指令和任何其他控制信号。
存储器206和/或存储设备208还可以被配置为存储由处理器204使用的信息和数据。例如，存储器206和/或存储设备208可以被配置为存储用于控制激光源102的功率和光学模块104的布置的参数。各种类型的数据可以永久地存储、周期性地移除、或者在每次检测和/或扫描之后立即被忽略。
图3A和3B图示了根据一些实施例的示例性激光切割过程300和320。图3C图示了根据一些实施例的图3A中所示的激光切割过程的扫描图案。图3D示出了根据一些实施例的在图3B所示的激光切割过程中的具有焦平面和聚焦深度的激光束。图3E图示了根据一些实施例的图3B所示的激光切割过程的扫描图案。图5是根据一些实施例的用于执行图3A和3B中所示的激光切割过程的方法500的流程图。应当理解，方法500中示出的操作不是穷举的，并且可以在任何所示操作之前、之后或之间执行其他操作。此外，一些操作可以同时执行，或者以与图5中所示不同的顺序执行。为了便于说明，基于方法500来描述图3A和3B所示的激光切割过程300和320。
参考图5，方法500开始于操作502，其中，确定用于在键合结构中形成一系列烧蚀结构的扫描图案。在一些实施例中，扫描图案包括在键合结构的两个部分(例如，两个管芯)之间的水平平面(例如，x-y平面)中的路径，用于激光束沿着其移动并在键合结构中形成一系列烧蚀结构。在一些实施例中，扫描图案由控制器108的扫描图案确定单元210基于例如两个部分的尺寸和位置来确定。
键合结构可以由图1的样本101表示。具体而言，图3A和3B各自示出了根据一些实施例的样本101的结构。在一些实施例中，样本101包括沿垂直方向(例如，z轴)键合的多个晶片。为了便于说明，在本公开中示出并描述了两个晶片，即第一晶片101-1和第二晶片101-2。第一晶片101-1和第二晶片101-2在键合界面101-3处被键合以彼此接触。在一些实施例中，键合界面101-3在第一晶片101-1与第二晶片101-2之间水平延伸(例如，沿x轴)。扫描图案可以包括路径，激光束116会聚到所述路径以在样本101的第一晶片101-1和第二晶片101-2中形成一系列烧蚀结构。
方法500前进到操作504，在操作504中，确定所述一系列烧蚀结构与键合结构的键合界面之间的相对位置。可以基于诸如样本101的结构(例如，晶片的厚度)、激光源102的特性(例如，焦平面和/或聚焦深度的位置)和/或任何其他合适的制造要求(例如，由操作者确定)的因素来确定所述一系列烧蚀结构与键合界面之间的相对位置。在一些实施例中，该操作由扫描图案确定单元210执行。
图3A图示了所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的示例性相对位置。在一些实施例中，确定所述一系列烧蚀结构包括沿第一晶片101-1中的第一切割水平306-1水平对齐的多个第一烧蚀斑点302-1和沿着第二晶片101-2中的第二切割水平306-2水平对齐的多个第二烧蚀斑点302-2。出于说明的目的，多个第一烧蚀斑点302-1和多个第二烧蚀斑点302-2被示为图3A中点。键合界面101-3可以在多个第一烧蚀斑点302-1与多个第二烧蚀斑点302-2之间。第一切割水平306-1可以被定义为由多个第一烧蚀斑点302-1与键合界面101-3之间的第一切割深度D1分开的水平，并且第二切割水平306-2可以被定义为由多个第二烧蚀斑点302-2与键合界面101-3之间的第二切割深度D2分开的水平。第一切割水平306-1和第二切割水平306-2可以彼此相同或不同。第一烧蚀斑点302-1和第二烧蚀斑点302-2可以沿着垂直方向(例如，z轴)彼此平行。在一些实施例中，多个第一烧蚀斑点302-1中的每个垂直地与多个第二烧蚀斑点302-2中的一个(例如，对应的第二烧蚀斑点302-2)对齐。也就是说，每个第一烧蚀斑点302-1和对应的第二烧蚀斑点302-2具有相同的水平位置(例如，沿着x轴)。在一些实施例中，如图3A中所示，第一切割深度D1在约20μm至约40μm的范围内，第二切割深度D2在约20μm至约40μm的范围内，例如20μm，25μm，30μm，35μm，40μm，由任何这些值限定的下限界定的任何范围，或由这些值中的任何两个界定的任何范围。
图3B图示了所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的另一示例性相对位置。在一些实施例中，通过采用更高的脉冲激光功率和更长的聚焦光学器件，确定在一次扫描中实现一系列烧蚀结构。烧蚀条带/凹槽322跨键合界面101-3沿垂直方向或靠近垂直方向对齐。烧蚀条带/凹槽322的末端可以接近切割水平306-1，并且烧蚀条带/凹槽322的末端可以接近切割水平306-2。第一切割深度D1和第二切割深度D2可以彼此相同或不同。图3B中图示的D1和D2的值可以与图3A中所示的D1和D2的值相同或不同。在一些实施例中，如图3B中所示，第一切割深度D1和第二切割深度D2之和，即(D1+D2)，在约20μm至约70μm的范围内，例如20μm，25μm，30μm，35μm，40μm，45μm，50μm，55μm，60μm，65μm，70μm，由通过任何这些值通过下限界定的任何范围，或由这些值中的任何两个限定的任何范围。第一切割深度D1和第二切割深度D2的值可以分别基于(D1+D2)的范围确定。例如，第一切割深度D1在约20μm至约40μm的范围内，第二切割深度D2在约20μm至约40μm的范围内。
方法500前进到操作506，如图5中所示，其中确定一个或多个焦平面或激光束的聚焦深度中的至少一个。在一些实施例中，控制器108基于激光源102和光学模块104之间的距离、光学模块104中的光学部件(例如，透镜)的布置以及光学模块104与切割水平(例如，图3A中的第一切割水平306-1或第二切割水平306-2)之间的距离来确定激光束116的一个或多个焦平面和/或聚焦深度。在一些实施例中，所述操作由扫描图案确定单元210、激光源控制单元212和光学模块控制单元214执行。
在图3A所示的示例中，可以确定激光束116的第一焦平面与第一切割水平306-1名义上重合，并且激光束116的第二焦平面与第二切割水平306-2名义上重合。控制器108可以调整光学模块104中的光学部件的布置，以分别将激光束116会聚在样本101中的第一切割水平306-1和第二切割水平306-2上。例如，控制器108可确定激光源102与光学模块104之间以及光学模块104与切割水平(例如，图3A中的第一切割水平306-1或第二切割水平306-2)之间的距离，并基于所述距离来调整光学模块104的布置。在一些实施例中，光学模块104包括一个或多个聚焦透镜，并且控制器108调整聚焦透镜的取向和/或两个聚焦透镜之间的距离，使得在激光切割过程中激光束116的焦距可以缩短以允许激光束116的焦平面名义上与第一切割水平306-1重合，或者被放大以允许激光束116的焦平面在名义上与第二切割水平306-2重合。激光束116可以分别聚焦在第一焦平面和第二焦平面上，以在第一晶片101-1中形成多个第一烧蚀斑点302-1并且在第二晶片101-2中形成多个第二烧蚀斑点302-2。
在一些实施例中，控制器108还确定当激光束116在会聚在第一焦平面上和第二焦平面上时的功率密度(例如，分别在相应切割水平上的每个水平位置处形成一系列聚焦激光光斑)。功率密度可以足够高以形成第一烧蚀斑点302-1和第二烧蚀斑点302-2。这可以由扫描图案确定单元210、光学模块控制单元214和激光源控制单元212确定。在一些实施例中，对于脉冲宽度为纳秒或皮秒级的脉冲激光器，焦点(例如，在焦平面上)的一系列聚焦激光光斑的脉冲能量在约1μJ至约30μJ的范围内，例如5μJ，10μJ，20μJ，30μJ脉冲能量，由通过任何这些值通过下限界定的任何范围，或由这些值中的任何两个限定的任何范围。
在图3B中所示的示例中，可以确定激光束116的焦平面与键合界面101-3重合并且激光束116的焦点深度覆盖第一切割水平306-1和第二切割水平306-2。图3D图示了焦平面324、聚焦深度(DOF)、键合界面101-3、第一切割深度D1和第二切割深度D2的空间关系。如图3D中所示，聚焦深度包括前聚焦深度F1和后聚焦深度F2。焦平面324可以与键合界面101-3重合。当激光束116会聚在焦平面324上时，前聚焦深度F1的边界342-1可以位于第一晶片101-1中，而后聚焦深度F2的边界342-2可以位于第二晶片101-2中。第一切割深度D1可以等于或小于前聚焦深度F1，并且第二切割深度D2可以小于或等于后聚焦深度F2。在一些实施例中，第一切割深度D1等于前聚焦深度F1，第二切割深度D2等于后聚焦深度F2。当激光束116会聚在焦平面324上(例如，与键合界面101-3重合)，在水平位置处形成一系列聚焦激光光斑时，激光功率可在聚焦深度DOF中垂直分布以跨接合界面101-3在第一晶片101-1和第二晶片101-2形成烧蚀条带/凹槽322。烧蚀条带/凹槽322的长度(例如，(D1+D2))可以名义上等于聚焦深度DOF。
在一些实施例中，控制器108还确定激光束116会聚在焦平面上时的功率密度。可以沿着键合界面101-3在每个水平位置处形成一系列聚焦激光光斑。功率密度可以足够高以在键合界面101-3上形成烧蚀条带/沟槽322并在第一晶片101-1和第二晶片101-2中延伸。这可以由扫描图案确定单元210、光学模块控制单元214和激光源控制单元212确定。在一些实施例中，对于脉冲宽度为纳秒或皮秒级的脉冲激光器，焦点的一系列聚焦激光光斑的脉冲能量在约1μJ至约30μJ的范围内，例如5μJ，10μJ，20μJ，30μJ脉冲能量，由通过任何这些值通过下限界定的任何范围，或由这些值中的任何两个限定的任何范围。在一些实施例中，激光源控制单元212可以调整(例如，增加)激光源102的功率输出，从而可以达到期望的功率密度以形成烧蚀条带/凹槽322。
方法500前进到操作508，如图5中所示，在操作508中，生成激光束。在一些实施例中，生成激光束116。激光束116包括一系列脉冲激光，其在激光切割过程中透过光学模块104并会聚在样本101中的焦平面上。如前所述，可以在焦平面(例如，302-1,302-2和/或324)上形成一系列聚焦激光光斑。在一些实施例中，该操作由扫描图案确定单元210、激光源控制单元212和光学模块控制单元214来确定。在一些实施例中，光学模块104的布置确定激光束116的焦平面。
方法500前进到操作510，如图5中所示，在操作510中，激光束根据扫描图案在样本中移动。在一些实施例中，激光束116的移动由平台106的水平移动引起。当平台106沿水平方向移动时，激光束116沿与平台106相反的水平方向移动，并且会聚在一个或多个焦平面上以形成相应的烧蚀结构(例如，302或322)。在一些实施例中，平台106的水平移动速度在约100mm/秒至约1000mm/秒的范围内，引起激光束116的水平移动速度(例如，沿与平台106相反的方向)在约100mm/秒至约1000mm/秒。激光束116的水平移动速度可以允许在每个水平位置处的激光束116的足够持续时间和激光功率密度以形成期望的烧蚀结构。在一些实施例中，基于激光源102的功率来确定平台106的水平移动速度。在一些实施例中，操作由扫描图案确定单元210、激光源控制单元212和平台控制单元216来执行。
返回参考图3A，为了形成多个第一烧蚀斑点302-1和多个第二烧蚀斑点302-2，激光束116(即，包含一系列脉冲激光)可以在平台106移动时分别聚焦在第一焦平面和第二焦平面上。在每个水平位置处，激光束116可以分别会聚在第一焦平面和第二焦平面上，每个激光束持续所需的持续时间，以在第一晶片101-1形成第一烧蚀斑点302-1并且在第二晶片101-2中形成第二烧蚀斑点302-2。在一些实施例中，第一烧蚀斑点302-1和第二烧蚀斑点302-2可以沿着垂直方向(例如，z轴)对齐。图3C图示了激光束116会聚并且在样本101中形成烧蚀斑点的示例性顺序330。
如示例I中所示，激光束116可首先聚焦在第一晶片101-1中的第一焦平面(例如，与第一切割水平306-1重合)，持续所需的持续时间。可以在第一切割水平306-1上形成一系列聚焦激光光斑，并且可以在第一水平位置L1(例如，沿着x轴)在第一晶片101-1中形成第一烧蚀斑点331。在激光束116与样本101之间发生相对水平移动(例如，由台106的水平移动引起)之前，激光束116可以首先在第二焦平面上在第一水平位置L1重新聚焦(例如，与第二切割水平D2重合)，持续所需的持续时间。可以在第二切割水平306-2上形成一系列聚焦激光光斑，并且可以在第一水平位置L1处在第二晶片101-2中形成第二烧蚀斑点332。当激光束116和样本101之间发生相对水平移动(例如，沿x轴)时，激光束116可以移动到第二水平位置L2，第二水平位置L2沿着x轴与第一水平位置L1对齐。可以在第二水平位置L2处形成一系列聚焦激光光斑，在第二水平位置L2处形成另一第二烧蚀斑点334。
在再次发生激光束116与样本101之间的相对水平移动之前，激光束116可以在第二水平位置L2处重新聚焦在第一焦平面上并且聚焦持续所需的持续时间以在第二水平位置L2处形成另一第一烧蚀斑点333。在一些实施例中，第一烧蚀斑点331和另一第一烧蚀斑点333可以沿x轴彼此对齐，并且第二烧蚀斑点332和另一第二烧蚀斑点334可以沿x轴彼此对齐，第一次烧蚀斑点331和第二烧蚀斑点332可以沿着z轴彼此对准，并且另第一烧蚀斑点333和另一第二烧蚀斑点334可以沿着z轴彼此对准。在一些实施例中，第一烧蚀斑点331与另一第一烧蚀斑点333之间的间隔S1(例如，沿x轴)在约0.1μm至约5μm的范围内，例如0.1μm，0.5μm，1μm，3μm，5μm，由通过任何这些值通过下限界定的任何范围，或者由这些值中的任何两个限定的任何范围。
烧蚀斑点331-334也可以以不同的顺序形成。在另一示例II中，当在第一水平位置L1形成第一烧蚀斑点331和第二烧蚀斑点332之后，激光束116可以移动到第二水平位置L2并且重新聚焦在第一焦平面上，以形成另一第一烧蚀斑点333。在激光束116在第二水平位置L2处重新聚焦在第二焦平面上之后，可以形成另一第二烧蚀斑点334。在一些实施例中，烧蚀斑点331-334也可以以任何其他合适的顺序形成。例如，可以首先在相应的水平位置处形成第二烧蚀斑点332和另一第二烧蚀斑点334，然后在在这些水平位置处形成第一烧蚀斑点331和另一第一烧蚀斑点333。形成烧蚀斑点331-334的具体顺序不应受本公开的实施例的限制。
激光束116可以重复地会聚在第一焦平面和第二焦平面上，以形成多个第一烧蚀斑点302-1和多个第二烧蚀斑点302-2。在一些实施例中，每个第一烧蚀斑点302-1和对应的第二烧蚀斑点302-2(例如，在相同的水平位置处)沿z轴对齐。多个第一烧蚀斑点302-1和多个第二烧蚀斑点302-2可以各自沿x轴对齐。在一些实施例中，多个第一烧蚀斑点302-1和多个第二烧蚀斑点302-2可以在相同的x-z平面中。随后可以沿着第一烧蚀斑点302-1和第二烧蚀斑点302-2所位于的垂直平面(例如，xz平面)分离样本101。
返回参考图3B，为了形成多个烧蚀条带/凹槽322，激光束116可以聚焦在焦平面324上(例如，与键合界面101-3重合)并沿x轴移动。可以在沿x轴的水平位置处形成一系列聚焦激光光斑。当所述一系列聚焦激光光斑形成在水平位置时，激光束116的聚焦深度可以覆盖第一切割水平306-1和第二切割水平306-2。该一系列聚焦激光光斑可以在水平位置处在焦点深度(例如，跨键合界面101-3)分布，以形成烧蚀条带/凹槽322(例如，在激光束116的聚焦深度垂直延伸)。
图3E图示了激光束116会聚并在样本101中形成烧蚀条带/凹槽的示例性顺序350。在一些实施例中，激光束116可以聚焦在第一水平位置L1处，形成分布在激光束116的聚焦深度中的一系列聚焦激光光斑。激光条纹/凹槽352可以形成在第一水平位置L1处。当平台106移动时，激光束116和样本101之间的相对水平移动可以使激光束116移动到样本101中的第二水平位置L2，会聚并形成烧蚀条带/凹槽354。激光束116可以继续移动到第三和第四水平位置L3和L4，顺序地形成烧蚀条带/凹槽356和358。在一些实施例中，第一、第二、第三和第四水平位置在键合界面101-3上，键合界面101-3与焦平面324重合。每个烧蚀条带/凹槽(例如，352-358)可以分布在第一晶片101-1和第二晶片101-2两者中。当平台106沿x轴移动时，激光束116可重复地聚焦在焦平面324上，以在键合界面101-3上并且在第一和第二晶片101-1和101-2中延伸形成多个烧蚀条带/槽322。在一些实施例中，相邻的烧蚀条带/凹槽(例如，352和354)之间的间距S2(例如，沿着x轴)在约0.1μm至约5μm的范围内，例如0.1μm，0.5μm，1μm，3μm，5μm，通过任何这些值通过下限界定的任何范围，或由这些值中的任何两个限定的任何范围。随后可以沿烧蚀条带/凹槽322所位于的垂直平面(例如，xz平面)分离样本101。
在图3A和3B中所图示的激光切割过程中，因为第一晶片101-1和第二晶片101-2中的烧蚀结构的部分沿垂直方向对齐，所以通过激光切割操作形成的横截面可以比通过传统的激光切割过程形成的横截面更加均匀和一致。对样本101造成的损害可以更少。同时，样本101中可以形成较少的污染和较少的浪费区域。
图4图示了根据一些实施例的具有对样本的部分的预处理和分离的激光切割方法400。图6图示了图4中所示的激光切割方法的流程图600。应当理解，方法400中示出的操作不是穷举的，并且可以在任何所示操作之前、之后或之间执行其他操作。此外，一些操作可以同时执行，或者以与图4中所示不同的顺序执行。为了便于说明，考虑到图4中所示的制造过程来描述流程图600中的操作。
参考图6，方法600开始于操作602，其中，键合结构的顶表面和底表面被减薄。在一些实施例中，键合结构的顶表面在底表面之前被减薄。图4A图示了相应的操作。如图4A中所示，键合结构401包括沿键合界面402接合的第一晶片401-1和第二晶片401-2。第一晶片401-1的第一设备部分403-1和第二设备部分403-2可以分别与第二晶片401-2的第一设备部分404-1和第二设备部分404-2键合。设备部分可以包括任何合适的半导体器件/电路，例如存储器阵列和外围电路。
可以首先减薄键合结构401的顶表面(例如，第一晶片401-1的顶表面)，例如，以去除第一晶片401-1的一部分或整个衬底。然后可以减薄键合结构401的底表面(例如，第二晶片401-2的底表面)，例如，以去除第二晶片401-2的一部分或整个衬底。描绘了平坦化器件405以图示施加在键合结构401的底表面上的减薄工艺。第一晶片401-1和第二晶片401-2可以各自沿垂直方向(例如，z轴)减薄到期望的厚度，这适合于随后的激光切割操作。在一些实施例中，第一晶片401-1和第二晶片401-2中的每个的厚度在约30μm至约80μm的范围内，例如30μm，50μm，80μm，通过任何这些值通过下限界定的任何范围，或者由这些值中的任何两个限定的任何范围。在一些实施例中，第一晶片401-1和第二晶片401-2中的每一个的厚度为约50μm。键合结构401的顶表面和底表面均可通过任何合适的平坦化工艺(例如，化学机械平坦化)和/或凹陷蚀刻来减薄。
方法600前进到操作604，如图6中所示，其中在键合结构中以及键合结构的第一部分与第二部分之间形成一系列烧蚀结构。图4B图示了相应的操作。出于说明性目的，点被描绘为表示沿键合结构401中的垂直平面408分布的一系列烧蚀结构406。
在一些实施例中，形成烧蚀结构406以分离键合结构401的第一部分407-1和第二部分407-2。键合的第一设备部分403-1和404-1被定位于第一部分407-1中，并且键合的第二设备部分403-2和404-2被定位于第二部分407-2中。烧蚀结构406可以分布在第一晶片401-1和第二晶片401-2中，并且可以在垂直平面408中沿着垂直方向(例如，z轴)对准。作为示例，垂直平面408沿着分离键合结构401的第一部分407-1和第二部分407-2的方向(例如，垂直于x-z平面的y轴)延伸(例如，用于首先分离键合的第一部分407-1中的设备部分403-1和404-1以及第二部分407-2中的第二设备部分403-2和404-2)。在一些实施例中，键合结构401与图3A和3B中所示的样本101类似或相同，并且所述一系列烧蚀结构406可以与图3A的烧蚀斑点302和/或图3B的烧蚀条带/凹槽322相似或相同。形成一系列烧蚀结构406的过程的详细描述可以参考图3A-3E描述。并且在此不再重复。
方法600前进到操作606，如图6中所示，在操作606中，键合结构的第一部分和第二部分沿着所述一系列烧蚀结构所位于的平面被分开。在一些实施例中，胶带被施加在键合结构的顶表面和底表面中的一个上，以施加横向力以将键合结构的第一部分和第二部分中的一个彼此分开。在一些实施例中，可以在第一部分和第二部分中的每个上施加胶带，以在第一和第二部分中的一个或多个上施加至少一个横向力。横向力可以名义上沿水平方向(例如，垂直于所述一系列烧蚀结构的方向的方向延伸)。所述横向力也可以是与水平方向成角度的力的水平分量。在一些实施例中，横向力和横向分量各自沿着指向离开所述一系列烧蚀结构406所在的平面的水平方向。
图4C图示了相应的操作。如图4C中所示，在分离键合结构401的第一部分407-1(例如，管芯)与第二部分407-2(例如，另一管芯)之前，在第一部分407的底表面上施加第一胶带409-1并且在第二部分407-2的底表面上施加第二胶带409-2。在第二胶带409-2上施加横向力以将第二部分407-2拉离第一部分407-1。作为示例，横向力指向y轴。然后，键合结构401可以沿着垂直平面408分离为第一部分407-1和第二部分407-2。因此，在垂直平面408处由键合结构401的分裂引起的横截面408-1和408-2可以形成在第一和第二部分407-1和407-2上。
本公开的另一方面涉及一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，所述指令在被执行时使一个或多个处理器执行所述方法，如上所述。计算机可读介质可以包括易失性或非易失性、磁性、半导体、磁带、光学、可移除、不可移除或其他类型的计算机可读介质或计算机可读存储设备。例如，如所公开的，计算机可读介质可以是存储设备或其上存储有计算机指令的存储器模块。在一些实施例中，计算机可读介质可以是其上存储有计算机指令的盘或闪存驱动器。
在一些实施例中，用于切割键合结构的方法包括以下操作。首先，可以确定扫描图案以用于在键合结构中形成一系列烧蚀结构。然后可以确定所述一系列烧蚀结构与所述键合结构的键合界面之间的相对位置。所述键合界面可以在第一晶片与第二晶片之间。可以基于所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个。此外，可以确定激光束。所述激光束具有一系列脉冲激光。此外，所述激光束可以根据所述扫描图案在所述键合结构中移动，以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构。
在一些实施例中，确定一系列烧蚀结构与键合界面之间的相对位置包括：确定第一晶片中的第一切割水平和键合结构的第二晶片中的第二切割水平。第一切割水平可以是沿着垂直方向离开键合界面以第一切割深度进入第一晶片的水平，并且第二切割水平可以是沿垂直方向离开键合界面以第二切割深度进入第二晶片的水平。
在一些实施例中，确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案包括：确定沿第一切割水平的多个第一烧蚀斑点和沿第二切割水平的多个第二烧蚀斑点，并确定焦平面和聚焦深度中的至少一个包括：确定第一切割水平处的第一焦平面和第二切割水平处的第二焦平面。
在一些实施例中，根据扫描图案在键合结构中移动激光束以在键合结构中形成一系列烧蚀结构包括：在第一水平位置处将激光束分别会聚在第一焦平面上和第二焦平面上，以在第一切割水平处在第一晶片中形成第一烧蚀斑点，并且在第二切割水平处在第二晶片中形成第二烧蚀斑点。所述第一烧蚀斑点和所述第二烧蚀斑点可以垂直对齐。所述操作还包括：在第二水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面所述和第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点。所述第一烧蚀斑点和所述另一烧蚀斑点可以水平对齐，所述第二烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点可以水平对齐，而所述另一第一烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点可以垂直对齐。
在一些实施例中，将激光束会聚在第一焦平面和第二焦平面处包括调整光学模块的布置以分别在第一焦平面和第二焦平面上形成一系列聚焦激光光斑。
在一些实施例中，在第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点和在第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点包括：沿着第二切割水平将激光束从第二晶片中的第一水平位置水平移动到第二水平位置中的一个，以将激光束会聚在第二焦平面上并且在第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点。该操作还可以包括在所述第二水平位置将所述激光束会聚在第一焦平面上以在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点。
在一些实施例中，确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案包括确定从第一切割水平延伸到第二切割水平的多个烧蚀条带，并且确定焦平面或聚焦深度中的至少一个包括确定键合界面上的焦平面和覆盖第一切割水平和第二切割水平的聚焦深度。
在一些实施例中，根据扫描图案在键合结构中移动激光束以在键合结构中形成一系列烧蚀结构包括将激光束会聚在焦平面上以形成一系列聚焦激光光斑，并且将所述一系列聚焦激光光斑沿着键合界面从第一水平位置移动到第二水平位置。
在一些实施例中，一种用于切割键合结构的方法包括将键合结构的顶表面和底表面减薄。所述键合结构可以具有与键合界面键合的第一晶片和第二晶片。所述方法还可以包括在第一晶片和第二晶片中形成一系列烧蚀结构。所述一系列烧蚀结构可以位于所述键合结构的第一部分与第二部分之间。所述方法还可以包括沿着一系列烧蚀结构分离键合结构的第一部分和第二部分。
在一些实施例中，在键合结构中形成一系列烧蚀结构包括确定用于在键合结构中形成一系列烧蚀结构的扫描图案，以及确定所述一系列烧蚀结构与所述键合结构的键合界面之间的相对位置。所述键合界面可以在第一晶片与第二晶片之间。所述操作还可以包括基于所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个，并生成激光束。所述激光束可以具有一系列脉冲激光。所述操作还可以包括根据扫描图案来在键合结构中移动激光束，以在所述键合结构中形成一系列烧蚀结构。
在一些实施例中，确定一系列烧蚀结构与键合界面之间的相对位置包括确定键合结构的第一晶片中的第一切割水平和第二晶片中的第二切割水平。第一切割水平可以是沿着垂直方向离开键合界面以第一切割深度进入第一晶片的水平，并且第二切割水平可以是沿垂直方向离开键合界面以第二切割深度进入第二晶片的距离。
在一些实施例中，确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案包括确定沿第一切割水平的多个第一烧蚀斑点和沿第二切割水平的多个第二烧蚀斑点，并且确定激光束的一个或多个焦平面和聚焦深度中的至少一个包括确定第一切割水平处的第一焦平面和第二切割水平处的第二焦平面。
在一些实施例中，根据扫描图案在键合结构中移动激光束以在键合结构中形成一系列烧蚀结构包括：在第一水平位置处将激光束分别会聚在第一焦平面上和第二焦平面上，以在第一切割水平处在第一晶片中形成第一烧蚀斑点，并且在第二切割水平处在第二晶片中形成第二烧蚀斑点。所述第一烧蚀斑点和所述第二烧蚀斑点可以垂直对齐。所述操作可以还包括：在第二水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面所述和第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点。所述第一烧蚀斑点和所述另一烧蚀斑点可以水平对齐，所述第二烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点可以水平对齐，而所述另一第一烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点可以垂直对齐。
在一些实施例中，将激光束会聚在第一焦平面和第二焦平面处包括调整光学模块的布置以分别在第一焦平面和第二焦平面上形成一系列聚焦激光光斑。
在一些实施例中，在第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点和在第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点包括：沿着第二切割水平将激光束从第二晶片中的第一水平位置水平移动到第二水平位置中的一个，以将激光束会聚在第二焦平面上并且在第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点。该操作还可以包括在所述第二水平位置将所述激光束会聚在第一焦平面上以在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点。
在一些实施例中，确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案包括确定从第一切割水平延伸到第二切割水平的多个烧蚀条带，确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个包括确定键合界面上的焦平面和覆盖第一切割水平和第二切割水平的聚焦深度。
在一些实施例中，根据扫描图案在键合结构中移动激光束以在键合结构中形成一系列烧蚀结构包括将激光束会聚在焦平面上以形成一系列聚焦激光光斑，并且将所述一系列聚焦激光光斑沿着键合界面从第一水平位置移动到第二水平位置。
在一些实施例中，分离所述键合结构的所述第一部分和所述第二部分包括在所述键合结构的所述第一部分或所述第二部分中的至少一个上施加横向力。
在一些实施例中，在键合结构的第一部分和第二部分中的至少一个上施加横向力包括在键合结构的第一部分或第二部分中的至少一个上施加胶带并且在胶带上沿着离开所述一系列烧蚀结构的方向施加横向力。
在一些实施例中，一种用于切割键合结构的激光切割系统包括：激光源，其被配置为生成一系列脉冲激光；被耦合到激光源的光学模块，所述光学模块被配置为提供一系列聚焦激光光斑；以及控制器，其被耦合到所述激光光源和所述光学模块。所述控制器可以被配置为在所述键合结构中移动所述一系列聚焦激光光斑，以在所述键合结构中的第一晶片和第二晶片中形成所述一系列烧蚀结构。所述第一晶片和所述第二晶片可以具有在其之间的键合界面。
在一些实施例中，所述控制器还被配置为：确定键合结构中的一系列烧蚀结构的图案；确定一系列烧蚀结构与键合结构的键合界面之间的相对位置；基于所述一系列烧蚀结构和键合界面之间的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个；生成激光束，所述激光束具有激光束；并且根据扫描图案来在键合结构中移动所述激光束以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构。
在一些实施例中，为了确定所述一系列烧蚀结构与键合界面之间的相对位置，所述控制器被配置为确定键合结构的第一晶片中的第一切割水平和第二晶片中的第二切割水平。所述第一切割水平可以是沿着垂直方向离开键合界面以第一切割深度进入第一晶片的水平，并且所述第二切割深度可以是沿垂直方向离开键合界面以第二切割深度进入第二晶片的距离。
在一些实施例中，为了确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案，所述控制器被配置为确定沿所述第一切割水平的多个第一烧蚀斑点和沿所述第二切割水平的多个第二烧蚀斑点。为了确定激光束的一个或多个焦平面和聚焦深度中的至少一个，所述控制器可以被配置为确定在第一切割水平的第一焦平面和在第二切割水平的第二焦平面。
在一些实施例中，为了在键合结构中移动激光束以在所述键合结构中形成一系列烧蚀结构，所述控制器被配置为在第一水平位置处将激光束分别会聚在第一焦平面上和在第二焦平面上，以在第一切割水平处在第一晶片中形成第一烧蚀斑点，并且在第二切割水平处在第二晶片中形成第二烧蚀斑点。所述第一烧蚀斑点和所述第二烧蚀斑点可以垂直对齐。所述控制器还可以被配置为：在第二水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面所述和第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点。所述第一烧蚀斑点和所述另一烧蚀斑点可以水平对齐，并且所述第二烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点可以水平对齐，而所述另一第一烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点垂直对齐。
在一些实施例中，为了将激光束会聚在第一焦平面和第二焦平面处，所述控制器被配置为调整光学模块的布置以分别在第一焦平面和第二焦平面上形成一系列聚焦激光光斑。
在一些实施例中，为了在第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点和在第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点，所述控制器被配置为沿着第二切割水平将激光束从第二晶片中的第一水平位置水平移动到第二水平位置中的一个，以将激光束会聚在第二焦平面上，并在第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点。所述控制器还可以被配置为在所述第二水平位置将所述激光束会聚在第一焦平面上以在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点。
在一些实施例中，所述第一切割深度在约20μm至约40μm的范围内，并且所述第二切割深度在约20μm至约40μm的范围内，并且相邻的第一烧蚀斑点之间的间隔和相邻的第二烧蚀斑点之间的间隔各自在约10μm至约60μm的范围内。
在一些实施例中，所述一系列聚焦激光光斑的脉冲能量在约1μJ至约30μJ脉冲能量的范围内，并且激光束的水平移动速度在约100mm/秒至约1000mm/秒的范围内。
在一些实施例中，为了确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案，所述控制器被配置为确定从所述第一切割水平延伸到所述第二切割水平的多个烧蚀条带。为了确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个，所述控制器还可以被配置为确定键合界面上的焦平面和覆盖第一切割水平和第二切割水平的聚焦深度。
在一些实施例中，为了在键合结构中移动激光束以在所述键合结构中形成一系列烧蚀结构，所述控制器被配置为将激光束会聚在焦平面上以形成一系列聚焦激光光斑并且将所述一系列聚焦激光光斑沿着键合界面从第一水平位置移动到第二水平位置。
在一些实施例中，所述第一切割深度在约20μm至约40μm的范围内，并且所述第二切割深度在约20μm至约40μm的范围内，并且相邻的第一烧蚀斑点之间的间隔和相邻的第二烧蚀斑点之间的间隔各自在约10μm至约60μm的范围内。
在一些实施例中，所述一系列聚焦激光光斑的能量密度在约1μJ至约30μJ脉冲能量的范围内，并且激光束的水平移动速度在约100mm/秒至约1000mm/秒的范围内。
在一些实施例中，所述激光源的聚焦深度在约20μm至约70μm的范围内。
在一些实施例中，相邻烧蚀条带之间的间隔在约10μm至约60μm的范围内。
在一些实施例中，所述第一晶片和所述第二晶片的厚度均在约30μm至约80μm的范围内。
对具体实施例的前述描述将揭示本公开的一般性质，他人可以通过应用本领域技术范围内的知识，针对各种应用容易地修改和/或调整这样的具体实施例，而无需过度实验，而不离开从本公开的一般概念来看。因此，基于本文给出的教导和指导，这些调整和修改旨在落入所公开实施例的等价方案的含义和范围内。应理解，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由本领域技术人员根据教导和指导来解释。
上面已经借助于说明特定功能及其关系的实现的功能构建块描述了本公开的实施例。为了便于描述，这里任意地定义了这些功能构建块的边界。可以定义替代的边界，只要适当地执行指定的功能及其关系即可。
发明内容和摘要部分可以阐述发明人所预期的本公开的一个或多个但不是所有示例性实施例，因此，并不旨在以任何方式限制本公开和所附权利要求。
本公开的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等价方案来限定。

Claims (35)

1.一种用于切割晶片中的键合结构以将所述晶片切割成管芯的方法，包括：
确定用于在所述键合结构中形成一系列烧蚀结构的扫描图案；
确定所述一系列烧蚀结构与所述键合结构的键合界面之间的相对位置，所述键合界面在第一晶片与第二晶片之间；
基于所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个；
生成所述激光束，所述激光束具有一系列脉冲激光；并且
根据所述扫描图案在所述键合结构中移动所述激光束，以在所述键合结构中形成跨所述键合界面的所述一系列烧蚀结构，
其中，确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案包括：确定从第一切割水平延伸到第二切割水平的多个烧蚀条带，其中，所述第一切割水平是沿垂直方向离开所述键合界面进入所述第一晶片达第一切割深度的水平，所述第二切割水平是沿所述垂直方向离开所述键合界面进入所述第二晶片达第二切割深度的水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定一系列烧蚀结构与键合界面之间的相对位置包括：确定所述第一切割水平和所述第二切割水平。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
确定用于形成一系列烧蚀结构的扫描图案还包括：确定沿所述第一切割水平的多个第一烧蚀斑点和沿所述第二切割水平的多个第二烧蚀斑点；并且
确定焦平面和聚焦深度中的至少一个包括：确定所述第一切割水平处的第一焦平面和所述第二切割水平处的第二焦平面。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所述扫描图案在所述键合结构中移动所述激光束，以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构包括：
在第一水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成所述第二烧蚀斑点，所述第一烧蚀斑点和所述第二烧蚀斑点垂直地对齐；并且
在第二水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点，所述第一烧蚀斑点与所述另一第一烧蚀斑点水平地对齐，所述第二烧蚀斑点与所述另一第二烧蚀斑点水平地对齐，而所述另一第一烧蚀斑点与所述另一第二烧蚀斑点垂直地对齐。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述激光束会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面处包括：调整光学模块的布置以分别在所述第一焦平面和所述第二焦平面上形成一系列聚焦激光光斑。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点并且在所述第二晶片中形成所述另一第二烧蚀斑点包括以下之一：
沿着所述第二切割水平，将所述激光束在所述第二晶片中从所述第一水平位置水平移动到所述第二水平位置，以将所述激光束会聚在所述第二焦平面上并且在所述第二晶片中形成所述另一第二烧蚀斑点；以及
在所述第二水平位置将所述激光束会聚在第一焦平面上以在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，
确定焦平面或聚焦深度中的至少一个包括：确定所述键合界面上的焦平面和覆盖所述第一切割水平和所述第二切割水平的聚焦深度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，根据所述扫描图案在所述键合结构中移动所述激光束以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构包括：
将所述激光束会聚在所述焦平面上以形成一系列聚焦激光光斑；以及
沿着所述键合界面将所述一系列聚焦激光光斑从第一水平位置移动到第二水平位置。
9.一种用于切割晶片中的键合结构以将所述晶片切割成管芯的方法，包括：
将键合结构的顶表面和底表面减薄，所述键合结构具有与键合界面键合的第一晶片和第二晶片；
在所述第一晶片和所述第二晶片中形成跨所述键合界面的一系列烧蚀结构，所述一系列烧蚀结构在所述键合结构的第一部分与第二部分之间；以及
沿着所述一系列烧蚀结构分离所述键合结构的所述第一部分和所述第二部分，
其中，形成跨所述键合界面的所述一系列烧蚀结构包括确定用于形成所述一系列烧蚀结构的扫描图案，其中，确定用于形成所述一系列烧蚀结构的所述扫描图案包括：
确定从第一切割水平延伸到第二切割水平的多个烧蚀条带，其中，所述第一切割水平是沿垂直方向离开所述键合界面进入所述第一晶片达第一切割深度的水平，所述第二切割水平是沿所述垂直方向离开所述键合界面进入所述第二晶片达第二切割深度的水平。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述键合结构中形成一系列烧蚀结构还包括：
确定所述一系列烧蚀结构与所述键合结构的键合界面之间的相对位置，所述键合界面在第一晶片与第二晶片之间；
基于所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个；
生成所述激光束，所述激光束具有一系列脉冲激光；以及
根据所述扫描图案在所述键合结构中移动所述激光束，以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，确定一系列烧蚀结构与键合界面之间的相对位置包括确定所述第一切割水平和所述第二切割水平。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，
确定用于形成一系列烧蚀结构的所述扫描图案还包括：确定沿所述第一切割水平的多个第一烧蚀斑点和沿所述第二切割水平的多个第二烧蚀斑点；并且
确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个包括：确定所述第一切割水平处的第一焦平面和所述第二切割水平处的第二焦平面。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，根据所述扫描图案在所述键合结构中移动所述激光束以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构包括：
在第一水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成所述第二烧蚀斑点，所述第一烧蚀斑点和所述第二烧蚀斑点垂直地对齐；以及
在第二水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点，所述第一烧蚀斑点与所述另一第一烧蚀斑点水平地对齐，所述第二烧蚀斑点与所述另一第二烧蚀斑点水平地对齐，而所述另一第一烧蚀斑点与所述另一第二烧蚀斑点垂直地对齐。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述激光束会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面处包括：调整光学模块的布置以分别在所述第一焦平面和所述第二焦平面上形成一系列聚焦激光光斑。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点并且在所述第二晶片中形成所述另一第二烧蚀斑点包括以下之一：
沿着所述第二切割水平，将所述激光束在所述第二晶片中从所述第一水平位置水平移动到所述第二水平位置，以将所述激光束会聚在所述第二焦平面上并且在所述第二晶片中形成所述另一第二烧蚀斑点；以及
在所述第二水平位置将所述激光束会聚在第一焦平面上以在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，
确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个包括：确定所述键合界面上的焦平面和覆盖所述第一切割水平和所述第二切割水平的聚焦深度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，根据所述扫描图案在所述键合结构中移动所述激光束以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构包括：
将所述激光束会聚在所述焦平面上以形成一系列聚焦激光光斑；以及
沿着所述键合界面将所述一系列聚焦激光光斑从第一水平位置移动到第二水平位置。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，分离所述键合结构的所述第一部分和所述第二部分包括在所述键合结构的所述第一部分或所述第二部分中的至少一个上施加横向力。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述在键合结构的所述第一部分和所述第二部分中的至少一个上施加横向力包括：
在所述键合结构的所述第一部分或所述第二部分中的至少一个上施加胶带；以及
沿着离开所述一系列烧蚀结构的方向在所述胶带上施加所述横向力。
20.一种用于切割晶片中的键合结构以将所述晶片切割成管芯的激光切割系统，包括：
激光源，其配置为生成一系列脉冲激光；
耦合到所述激光源的光学模块，所述光学模块被配置为提供一系列聚焦激光光斑；以及
耦合到所述激光源和所述光学模块的控制器，所述控制器被配置为在所述键合的结构中移动一系列聚焦激光光斑以在所述键合结构中的第一晶片和第二晶片中形成一系列烧蚀结构，所述第一晶片和所述第二晶片之间具有键合界面，所述一系列烧蚀结构是跨所述键合界面的，
其中，形成所述一系列烧蚀结构包括确定用于形成所述一系列烧蚀结构的扫描图案，其中，确定用于形成所述一系列烧蚀结构的所述扫描图案包括：确定从第一切割水平延伸到第二切割水平的多个烧蚀条带，其中，所述第一切割水平是沿垂直方向离开所述键合界面进入所述第一晶片达第一切割深度的水平，所述第二切割水平是沿所述垂直方向离开所述键合界面进入所述第二晶片达第二切割深度的水平。
21.根据权利要求20所述的激光切割系统，其中，所述控制器还被配置为：
确定所述一系列烧蚀结构与所述键合结构的键合界面之间的相对位置；
基于所述一系列烧蚀结构与所述键合界面之间的相对位置来确定激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个；
生成所述激光束，所述激光束具有一系列脉冲激光；以及
根据所述扫描图案在所述键合结构中移动所述激光束，以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构。
22.根据权利要求21所述的激光切割系统，其中，为了确定所述一系列烧蚀结构与键合界面之间的相对位置，所述控制器被配置为确定所述第一切割水平和所述第二切割水平。
23.根据权利要求22所述的激光切割系统，其中：
为了确定用于形成所述一系列烧蚀结构的扫描图案，所述控制器被配置为确定沿所述第一切割水平的多个第一烧蚀斑点和沿所述第二切割水平的多个第二烧蚀斑点；并且
为了确定所述激光束的一个或多个焦平面和聚焦深度中的至少一个，所述控制器被配置为确定所述第一切割水平处的第一焦平面和所述第二切割水平处的第二焦平面。
24.根据权利要求23所述的激光切割系统，其中，为了在所述键合结构中移动所述激光束以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构，所述控制器被配置为：
在第一水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面所述和第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成所述第二烧蚀斑点，所述第一烧蚀斑点和所述第二烧蚀斑点垂直地对齐；以及
在第二水平位置处，将所述激光束分别会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面上，以在所述第一切割水平处在所述第一晶片中形成另一第一烧蚀斑点，并且在所述第二切割水平处在所述第二晶片中形成另一第二烧蚀斑点，所述第一烧蚀斑点和所述另一第一烧蚀斑点水平地对齐，所述第二烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点水平地对齐，而所述另一第一烧蚀斑点和所述另一第二烧蚀斑点垂直地对齐。
25.根据权利要求24所述的激光切割系统，其中，为了将所述激光束会聚在所述第一焦平面和所述第二焦平面处，所述控制器被配置为调整光学模块的布置以分别在所述第一焦平面和所述第二焦平面上形成一系列聚焦激光光斑。
26.根据权利要求24或25所述的激光切割系统，其中，为了在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点并且在所述第二晶片中形成所述另一第二烧蚀斑点，所述控制器被配置为：
沿着所述第二切割水平，将所述激光束从所述第二晶片中的所述第一水平位置水平移动到所述第二水平位置，以将所述激光束会聚在所述第二焦平面上，并且在所述第二晶片中形成所述另一第二烧蚀斑点；以及
在所述第二水平位置将所述激光束会聚在所述第一焦平面上以在所述第一晶片中形成所述另一第一烧蚀斑点。
27.根据权利要求23所述的激光切割系统，其中，
所述第一切割深度在约20 μm至约40 μm的范围内，并且所述第二切割深度在约20 μm至约40 μm的范围内；并且
相邻的第一烧蚀斑点之间的间隔和相邻的第二烧蚀斑点之间的间隔均在约10 μm至约60 μm的范围内。
28.根据权利要求27所述的激光切割系统，其中，
所述一系列聚焦激光光斑的功率密度在约1 μJ至约30 μJ脉冲能量的范围内；并且
所述激光束的水平移动速度在约100 mm/秒至约1000 mm/秒的范围内。
29.根据权利要求22所述的激光切割系统，其中，
为了确定所述激光束的一个或多个焦平面或聚焦深度中的至少一个，所述控制器被配置为确定所述键合界面上的焦平面和覆盖所述第一切割水平和所述第二切割水平的聚焦深度。
30.根据权利要求29所述的激光切割系统，其中，为了在所述键合结构中移动所述激光束以在所述键合结构中形成所述一系列烧蚀结构，所述控制器被配置为：
将所述激光束会聚在所述焦平面上以形成一系列聚焦激光光斑；并且
沿着所述键合界面将所述一系列聚焦激光光斑从第一水平位置移动到第二水平位置。
31.根据权利要求29或30所述的激光切割系统，其中，
所述第一切割深度在约20 μm至约40 μm的范围内，并且所述第二切割深度在约20 μm至约40 μm的范围内；并且
相邻的第一烧蚀斑点之间的间隔和相邻的第二烧蚀斑点之间的间隔均在约10 μm至约60 μm的范围内。
32.根据权利要求31所述的激光切割系统，其中，
所述一系列聚焦激光光斑的功率密度在约1 μJ至约30 μJ脉冲能量的范围内；并且
所述激光束的水平移动速度在约100 mm/秒至约1000 mm/秒的范围内。
33.根据权利要求29所述的激光切割系统，其中，所述激光源的聚焦深度在约20 μm至约70 μm的范围内。
34.根据权利要求33所述的激光切割系统，其中，相邻烧蚀条带之间的间隔在10 μm至约60 μm的范围内。
35.根据权利要求34所述的激光切割系统，其中，所述第一晶片和所述第二晶片的厚度均在约30 μm至约80 μm的范围内。
CN201980001263.5A 2019-06-20 2019-06-20 用于键合结构的激光切割的系统和方法 Active CN110430966B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2019/092014 WO2020252729A1 (en) 2019-06-20 2019-06-20 Systems and methods for laser dicing of bonded structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110430966A CN110430966A (zh) 2019-11-08
CN110430966B true CN110430966B (zh) 2022-12-09

Family

ID=68419112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980001263.5A Active CN110430966B (zh) 2019-06-20 2019-06-20 用于键合结构的激光切割的系统和方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11529700B2 (zh)
EP (1) EP3908423A4 (zh)
JP (1) JP7267455B2 (zh)
KR (1) KR102598602B1 (zh)
CN (1) CN110430966B (zh)
TW (1) TWI716955B (zh)
WO (1) WO2020252729A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112935530B (zh) * 2021-04-25 2022-12-13 山东大学深圳研究院 一种确定脉冲激光焦点位置的方法及装置
CN115302101B (zh) * 2022-08-31 2024-07-23 厦门通富微电子有限公司 晶圆切割方法及装置、电子设备、存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104339081A (zh) * 2013-08-02 2015-02-11 罗芬-新纳技术公司 用于在透明材料内执行激光成丝的方法和设备

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6833234B1 (en) * 2000-08-04 2004-12-21 Massachusetts Institute Of Technology Stereolithographic patterning with variable size exposure areas
JP2004337902A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP4527488B2 (ja) * 2004-10-07 2010-08-18 株式会社ディスコ レーザ加工装置
US9138913B2 (en) 2005-09-08 2015-09-22 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
JP2007165850A (ja) * 2005-11-16 2007-06-28 Denso Corp ウェハおよびウェハの分断方法
US20070111480A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-17 Denso Corporation Wafer product and processing method therefor
JP2008055484A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Canon Inc シート切断装置、シート処置装置および画像形成装置
US20080070378A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Jong-Souk Yeo Dual laser separation of bonded wafers
KR100824962B1 (ko) * 2006-10-25 2008-04-28 주식회사 코윈디에스티 극초단파 레이저를 이용한 기판의 절단 장치 및 방법
JP2010177341A (ja) * 2009-01-28 2010-08-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 積層体の割断方法
US8943855B2 (en) * 2009-08-28 2015-02-03 Corning Incorporated Methods for laser cutting articles from ion exchanged glass substrates
JP2012000636A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Showa Denko Kk レーザ加工方法
DE11826290T1 (de) * 2010-09-25 2019-10-10 Ipg Photonics (Canada) Inc. Verfahren und systeme für kohärente bildgebung und rückkopplungssteuerung zum modifizieren von materialien
US9938180B2 (en) * 2012-06-05 2018-04-10 Corning Incorporated Methods of cutting glass using a laser
JP2014011358A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Toshiba Mach Co Ltd レーザダイシング方法
JP5965239B2 (ja) * 2012-07-31 2016-08-03 三星ダイヤモンド工業株式会社 貼り合わせ基板の加工方法並びに加工装置
US9476962B2 (en) 2013-05-02 2016-10-25 The Boeing Company Device, system and methods using angle of arrival measurements for ADS-B authentication and navigation
US9701563B2 (en) * 2013-12-17 2017-07-11 Corning Incorporated Laser cut composite glass article and method of cutting
JP6390898B2 (ja) * 2014-08-22 2018-09-19 アイシン精機株式会社 基板の製造方法、加工対象物の切断方法、及び、レーザ加工装置
TWI532560B (zh) * 2015-01-09 2016-05-11 位元奈米科技股份有限公司 透明導電板的雷射蝕刻方法及其所製成的透明導電板
KR101678418B1 (ko) * 2015-03-16 2016-11-23 한국생산기술연구원 3차원 레이저 스캐닝 시스템
JP6571437B2 (ja) * 2015-07-29 2019-09-04 リンテック株式会社 半導体装置の製造方法
JP6594699B2 (ja) * 2015-08-18 2019-10-23 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法及び加工対象物切断装置
JP6608694B2 (ja) * 2015-12-25 2019-11-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
KR102214510B1 (ko) * 2016-01-18 2021-02-09 삼성전자 주식회사 기판 씨닝 장치, 이를 이용한 기판의 씨닝 방법, 및 반도체 패키지의 제조 방법
CN106354319B (zh) * 2016-08-31 2019-07-05 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏的制备方法、及触控显示装置的制备方法
JP2018117049A (ja) * 2017-01-18 2018-07-26 株式会社ディスコ パッケージデバイスの製造方法
JP2019024038A (ja) * 2017-07-24 2019-02-14 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP6981800B2 (ja) * 2017-07-28 2021-12-17 浜松ホトニクス株式会社 積層型素子の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104339081A (zh) * 2013-08-02 2015-02-11 罗芬-新纳技术公司 用于在透明材料内执行激光成丝的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
US11529700B2 (en) 2022-12-20
US11938562B2 (en) 2024-03-26
EP3908423A1 (en) 2021-11-17
KR102598602B1 (ko) 2023-11-03
CN110430966A (zh) 2019-11-08
TW202101558A (zh) 2021-01-01
US20200398371A1 (en) 2020-12-24
US20220016728A1 (en) 2022-01-20
EP3908423A4 (en) 2022-08-24
TWI716955B (zh) 2021-01-21
JP2022528899A (ja) 2022-06-16
WO2020252729A1 (en) 2020-12-24
KR20210119496A (ko) 2021-10-05
JP7267455B2 (ja) 2023-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8415234B2 (en) Wafer dividing method
CN103521934B (zh) 激光切片方法
US6841482B2 (en) Laser machining of semiconductor materials
JP5653110B2 (ja) チップの製造方法
US11938562B2 (en) Systems and methods for laser dicing of bonded structures
JP3670267B2 (ja) レーザ加工方法
US20140014976A1 (en) Optical device and processing method of the same
US9536786B2 (en) Wafer processing method using pulsed laser beam to form shield tunnels along division lines of a semiconductor wafer
JP2012238746A (ja) 光デバイスウエーハの分割方法
KR102399929B1 (ko) 다이 본더
US9543466B2 (en) Method for forming shield tunnels in single-crystal substrates
CN107924830A (zh) 加工对象物切断方法和加工对象物切断装置
JPWO2004105109A1 (ja) ダイシング装置
JP4509720B2 (ja) レーザ加工方法
JP2016111119A (ja) 光デバイスの加工方法
US9174306B2 (en) Laser processing method for nonlinear crystal substrate
CN110977188A (zh) 一种基于空间光调制器的多焦点晶圆内部切割装置
CN102528290A (zh) 光器件单元的加工方法
WO2017130914A1 (ja) レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法
JP2013235877A (ja) 光デバイスウエーハの加工方法
JP5868193B2 (ja) ウエーハの加工方法
US20140106543A1 (en) Laser processing method for wafer
US20240332078A1 (en) Post-laser dicing wafer-level testing
CN110648906B (zh) 晶片的加工方法
JP2019029490A (ja) 積層型素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant