CN113260480A - 用于切割半导体结构的激光切割系统及方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种激光切割系统。所述激光切割系统包括主机设备和激光源。主机设备读取并识别形成在半导体结构的表面上的标记。激光源耦合到主机设备，并且被配置为生成切割激光能量以在半导体结构上形成沟槽。基于嵌入标记中的信息能调整照射在半导体结构上的切割激光能量。

Description

用于切割半导体结构的激光切割系统及方法
技术领域
本公开涉及用于切割半导体结构的激光切割系统及方法。
背景技术
在半导体制造中，切割晶圆或半导体结构以分离形成集成电路的管芯。切割晶圆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划片机来机械地分离晶圆中的不同管芯。激光切割方法通常包括引导超短、脉冲的高功率激光输出通过光学器件。机械锯切和激光切割也可以组合以分离管芯。切割工艺可以产生单个的电路芯片(管芯)，其被进一步封装以形成期望的电路。
发明内容
本文中公开了用于切割半导体结构的激光切割系统及方法。
在一方面，公开了一种激光切割系统。所述激光切割系统包括主机设备和激光源。主机设备读取并识别形成在半导体结构的表面上的标记。激光源耦合到主机设备，并且被配置为生成切割激光能量以在半导体结构上形成沟槽。基于嵌入标记中的信息能调整照射在半导体结构上的切割激光能量。
在另一方面，公开了一种激光切割系统。所述激光切割系统包括主机设备和激光源。主机设备存储指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息。激光源耦合到主机设备，并且被配置为生成切割激光能量以在半导体结构上形成沟槽。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息能调整照射在半导体结构上的切割激光能量。
在又一方面，公开了一种用于切割半导体结构的方法。读取嵌入形成在半导体结构上的标记中的信息。所述信息指示半导体结构上的相应位置的材料类别。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息，执行激光切割操作。
在再一方面，公开了一种用于切割半导体结构的方法。将指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息提供给激光源。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息，由激光源在半导体结构上的相应位置上执行激光切割操作。
附图说明
并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了本公开的各方面，并且与说明书一起进一步用于解释本公开并且使得相关领域的技术人员能够实施和使用本公开。
图1示出了根据本公开的一些实施方式的示例性激光切割系统的示意图。
图2示出了根据本公开的一些实施方式的形成在半导体结构上的示例性切割道的俯视图。
图3示出了根据本公开的一些实施方式的形成在半导体结构上的示例性切割道的横截面。
图4示出了根据本公开的一些实施方式的扫描电子显微镜图像，其示出了形成在半导体结构上的示例性切割道的横截面。
图5示出了根据本公开的一些实施方式的示例性激光切割系统的示意图。
图6示出了根据本公开的一些方面的用于切割半导体结构的方法的流程图。
图7示出了根据本公开的一些实施方式的另一示例性激光切割系统的示图。
图8示出了根据本公开的一些实施方式的形成在半导体结构上的示例性切割道的俯视图。
图9示出了根据本公开的一些实施方式的另一示例性激光切割系统的示意图。
图10示出了根据本公开的一些方面的用于切割半导体结构的另一方法的流程图。
图11示出了根据本公开的一些实施方式的示例性主机设备的示意图。
将参考附图描述本公开。
具体实施方式
尽管讨论了具体的配置和布置，但应该理解，这仅仅是为了说明的目的而进行的。因此，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他配置和布置。此外，本公开还可以用于各种其他应用。如本公开中描述的功能和结构特征可以彼此并且以未在附图中具体示出的方式组合、调整和修改，使得这些组合、调整和修改在本公开的范围内。
通常，可以至少部分地从上下文中的用法理解术语。例如，至少部分取决于上下文，如本文中所使用的术语“一个或多个”可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或者可以用于以复数意义描述特征、结构或特性的组合。类似地，至少部分取决于上下文，诸如“一”、“一个”或“该”等术语同样可以被理解为表达单数用法或表达复数用法。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达排他性的因素集合，而是可以允许存在不一定明确描述的其他因素，这同样至少部分地取决于上下文。
执行激光开槽工艺以去除切割道或称为切割通道上的金属或其他复合材料，并确保后续机械切割的物理切割环境的一致性。激光开槽工艺可以减少由芯片破裂所引起的可靠性问题，并提高集成电路的封装成品率。
图1示出了根据本公开的一些实施方式的示例性激光切割系统100的示意图。激光切割系统100包括主机设备103和激光源104。
主机设备103可以是台式计算机、膝上型计算机、服务器或任何适当的设备。主机设备103通过物理电缆、无线连接、互联网或任何适当的连接方法耦合到激光源104。激光源104可以是任何适当类型的激光源，包括但不限于光纤激光器、固态激光器、气体激光器和半导体激光器。激光源104可以被配置为生成包括任何适当波长的一系列脉冲激光的激光束106，所述适当波长应当是不被半导体结构102强烈吸收或反射的可渗透波长(permeablewavelength)。在硅晶圆切割的情况下，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避免当聚焦的激光束在半导体结构102内部产生切割轨迹时对晶圆上部的任何损坏。
在一些实施方式中，由激光源104生成的激光束106可以具有单个波长或多个波长，例如两个或三个不同波长。可以分别地、同时地或交替地生成具有不同波长的激光束106。在一些实施方式中，由激光源104生成的激光束106的波长可以长于1μm。在一些实施方式中，激光源104的输出频率在10kHz和1000kHz之间。在一些实施方式中，激光源104的平均输出功率在5W和500W之间。应当理解，上面公开的激光束106和激光源104的参数仅用于说明性目的而不是用于限制。
在一些实施方式中，聚焦单元108可以光学耦合到激光源104以基于由激光源104生成的一系列脉冲激光而在半导体结构102上提供一系列经聚焦的激光光斑。例如，一系列脉冲激光可以在焦平面上的水平位置处形成一系列经聚焦的激光光斑。在一些实施方式中，聚焦单元108可以操作地耦合到控制器并且从控制器接收控制信号和指令。在一些实施方式中，聚焦单元108还可以包括任何其他适当的扫描单元、扫描镜和扫描折射光学器件。
聚焦单元108可以被配置为聚焦每个激光束106以形成一系列经聚焦的激光光斑。在一些实施方式中，聚焦单元108可以包括一个或多个聚焦透镜，通过所述一个或多个聚焦透镜在沿着z轴(例如，垂直方向)的所期望位置处确定激光束106的焦平面。在一些实施方式中，一个或多个聚焦透镜电气地且机械地耦合到控制器以控制一个或多个聚焦透镜的布置(例如，取向和其间的距离)以允许激光束106的焦平面位于沿z轴的所期望位置处。一系列经聚焦的激光光斑可以形成在焦平面上，从而在半导体结构102中形成烧蚀结构110。
图2示出了根据本公开的一些实施方式的形成在半导体结构202上的示例性切割道204的俯视图200。图3示出了根据本公开的一些实施方式的形成在半导体结构202上的切割道204的横截面300。为了更好地解释本公开，将一起描述图2中的切割道204的俯视图200和图3中的切割道204的横截面300。在一些实施方式中，半导体结构202可以是晶圆。在一些实施方式中，半导体结构202上的芯片(管芯)由密封环206环绕，并且切割道204用于在不损坏密封环206的情况下切割半导体结构202。在一些实施方式中，密封环206可以包括金属材料。
当执行激光切割时，多个激光源可以生成多个切割激光能量，并且切割能量可以依次照射在半导体结构202上。如图2所示，激光切割轨迹208可以包括由多个激光源依次执行的多个激光轨迹。应理解，可以基于切割系统的不同设计而同时将多个激光源施加在半导体结构202上。通过控制图1中的激光源104和聚焦单元108的移动，可以将激光切割轨迹208限制在切割道204的范围内，而不损坏密封环206。
在一些实施方式中，激光切割轨迹208可以由激光轨迹302、304、306、308和310形成，如图3所示。在一些实施方式中，激光轨迹302和304可以由具有相同能量的两个激光源形成。在一些实施方式中，激光轨迹302和304可以由具有不同能量的两个激光源形成。在一些实施方式中，激光轨迹302和304可以由相同的激光源依次形成。在一些实施方式中，激光轨迹302和304可以由相同的激光源同时形成。在一些实施方式中，激光轨迹302和304可以由被分光器分光的相同激光源同时形成。在一些实施方式中，激光轨迹306和308可以由具有相同能量的两个激光源形成。在一些实施方式中，激光轨迹306和308可以由具有不同能量的两个激光源形成。在一些实施方式中，激光轨迹306和308可以由相同的激光源依次形成。在一些实施方式中，激光轨迹306和308可以由相同的激光源同时形成。在一些实施方式中，激光轨迹306和308可以由被分光器分光的相同激光源同时形成。
在一些实施方式中，激光轨迹310比激光轨迹306和308更深。在一些实施方式中，激光轨迹306和308比激光轨迹302和304更深。如图3所示，多个激光轨迹302、304、306、308和310的组合形成沟槽，并且随后可以沿着具有沟槽的切割道对半导体结构202执行机械切割。
图4示出了根据本公开的一些实施方式的扫描电子显微镜图像400，其示出了形成在半导体结构3202上的切割道204的横截面。由于形成在半导体结构202的不同位置上的材料是不同的，因此切割道204可以沿着具有不同材料的线延伸。例如，半导体结构202是晶圆，并且切割道204可以穿过具有不同金属材料、不同电介质材料或其他材料的多个区域。当使用激光源104来执行激光切割时，切割道204可以具有不同的深度或粗糙的轮廓。
图4中示出了沿着横跨切割道204的线A的横截面402和沿着横跨切割道204的线B的横截面404。横跨切割道204的线A可以位于具有硬金属材料或具有几种不同金属材料的位置，而横跨切割道204的线B可以位于具有软金属材料或非金属材料的位置。如图4所示，横截面402具有粗糙的轮廓，并且横截面402的深度比横截面404的深度浅。
图5示出了根据本公开的一些实施方式的激光切割系统500的示意图。图6示出了根据本公开的一些方面的用于切割半导体结构的方法600的流程图。为了更好地解释本公开，将一起描述用于切割半导体结构的图5中的激光切割系统500和图6中的方法600。
激光切割系统500包括主机设备503和激光源504。在一些实施方式中，主机设备503可以类似于图1中的主机设备103，并且激光源504可以类似于图1中的激光源104。主机设备503可以包括图像捕获单元521和图像识别单元523。图像捕获单元521可以是相机、扫描仪、电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、或用于形成在半导体结构的表面上的读取标记506、508和510的其他适当的设备。图像识别单元523可以包括可运行存储在存储器中的软件代码以进行图像检测的处理器。例如，图像检测可以通过可识别读取标记506、508和510的任何适当的模式识别算法来实现，包括但不限于分类、聚类、集合学习、任意结构化标签、多线性子空间学习、实值序列标记、回归和序列标记。处理器可以包括例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、神经处理单元(NPU)或其任意组合。
如图6的操作602所示，由图像捕获单元读取形成在半导体结构的表面上的标记506、508和510。标记506、508和510可以是如图5所示的字母。在一些实施方式中，标记506、508和510可以是数字、图形、符号或能够嵌入信息的其他标记。标记506、508和510可以形成在切割道505内的区域中，如图5所示。在一些实施方式中，标记506、508和510可以形成在切割道505与芯片502之间的区域中，例如，在密封环与切割道505之间。在一些实施方式中，标记506、508和510可以形成在半导体结构的表面上的预定义区域中，例如，半导体结构的预定义拐角。
在读取标记506、508、510后，图像辨识单元523可以识别嵌入标记506、508、510中的信息，如图6的操作604所示。嵌入标记506、508、510中的信息可以指示半导体结构上的相应位置的材料类别。例如，标记506可以具有指示半导体结构上的位置512的材料的信息，如图5所示。在一些实施方式中，标记506可以具有指示半导体结构上的位置512的材料包含较少金属的信息。在一些实施方式中，标记508可以具有指示半导体结构上的位置514的材料包含较多金属的信息。在一些实施方式中，标记510可以具有指示半导体结构上的位置516的材料不含金属的信息。因此，激光源504可以根据所述信息执行激光切割操作。
指示半导体结构上的位置512、514和516的材料的信息可以是半导体结构上的切割道505的位置、沿着切割道505的材料类别、材料类别的每种材料的材料密度、或者用于切割材料类别的每种材料的激光能量。在一些实施方式中，具有相似材料密度或需要相似激光能量来切割的不同材料可以被预先分类到相同的材料类别。例如，位置512和位置520可以包含不同的材料，但是具有相似的金属密度，并且需要相同的激光能量来切割，并且可以被预先分类到相同的材料类别。标记506和标记518可以指示半导体结构上的位置512和520的相同材料类别，并且激光源504可以利用相同的激光能量来执行激光切割操作以在位置512和520处切割。
然后，激光源504可以沿着切割道505在半导体结构上形成沟槽，如图6的操作606所示。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息能调整照射在半导体结构上的切割能量。在一些实施方式中，激光源504输出的激光能量是可调整的。在一些实施方式中，激光源504输出的激光能量是固定的，并且激光能量调整单元可以附接到激光切割系统500，以调整照射在半导体结构上的切割能量。
图7示出了根据本公开的一些实施方式的激光切割系统700的示图。激光切割系统700包括主机设备703、激光源704、激光能量调整单元710、定位单元712和聚焦单元708。在一些实施方式中，主机设备703可以类似于图1中的主机设备103。激光源704耦合到主机设备703，并且可以是任何适当类型的激光源，包括但不限于光纤激光器、固态激光器、气体激光器和半导体激光器。激光源704可以被配置为生成包括任何适当波长的一系列脉冲激光的激光束706，所述适当波长应当是不被半导体结构702强烈吸收或反射的可渗透波长。
激光能量调整单元710可以可移动地设置在激光源704和半导体结构702之间的激光光路上。提供激光能量调整单元710以减少或削弱激光路径上的激光能量。在一些实施方式中，激光能量调整单元710可以是能够减少由激光源704输出并照射在半导体结构702上的激光能量的滤光器。在一些实施方式中，激光能量调整单元710可以是提供附加激光光路的光学器件。通过提供附加激光路径，延长了激光源704和半导体结构702之间的激光光路。在激光源704输出的激光能量相同的情况下，延长了激光源704和半导体结构702之间的总激光光路，因此削弱了照射在半导体结构702上的激光能量。在一些实施方式中，激光能量调整单元710可以是掩模或光学格栅，其可以阻挡激光束706的一部分以削弱照射在半导体结构702上的激光能量。
定位单元712被配置为将激光能量调整单元710移动到激光光路或将激光能量调整单元710从激光光路移开。在一些实施方式中，定位单元712可以是将激光能量调整单元710旋转地移动到激光光路或将激光能量调整单元710旋转地从激光光路移开的电机。在一些实施方式中，定位单元712可以是可滑动地将激光能量调整单元710移动到激光光路或将激光能量调整单元710可滑动地从激光光路移开的快门机构。
聚焦单元708可以被配置为聚焦激光束706以形成一系列经聚焦的激光光斑。在一些实施方式中，聚焦单元708可以包括一个或多个聚焦透镜，通过所述一个或多个聚焦透镜在沿着z轴(例如，垂直方向)的所期望位置处确定激光束706的焦平面。在一些实施方式中，一个或多个聚焦透镜电气地且机械地耦合到控制器以控制一个或多个聚焦透镜的布置(例如，取向和其间的距离)以允许激光束706的焦平面位于沿着z轴的所期望位置处。可以在焦平面上形成一系列经聚焦的激光光斑，从而在半导体结构702中形成切割沟槽。
图8示出了根据本公开的一些实施方式的形成在半导体结构上的切割道805的俯视图。如图8所示，标记806、808和810可以形成在半导体结构的表面上。类似于图5所示的激光切割系统500，形成在半导体结构的表面上的标记806、808和810由图像捕获单元(例如，图5中的521)读取。在一些实施方式中，标记806、808和810可以形成在切割道805与芯片802之间的区域中，例如，在密封环与切割道805之间。在读取标记806、808和810之后，图像识别单元(例如，图5中的523)可以识别嵌入标记806、808和810中的信息。标记806、808和810可以是字母、数字、图形、符号或能够嵌入信息的其他标记。嵌入806、808和810中的信息可以指示半导体结构上的相应位置的材料类别。因此，激光源可以根据所述信息执行激光切割操作。
如图8所示，激光源可以在位置812、814和816处利用渐变的激光能量调整执行激光切割操作。换言之，当激光源从位置812移动到位置814，或从位置814移动到位置816时，逐渐地调整或改变照射在半导体结构上的激光切割能量，其由标记806和808、或标记808和810指示。嵌入标记806、808和810中的信息指示半导体结构上的位置812、814和816的材料或材料类别。主机设备可以计算渐变的激光能量调整，并且激光源可以相应地执行激光切割操作。
图9示出了根据本公开的一些实施方式的激光切割系统900的示意图。图10示出了根据本公开的一些方面的用于切割半导体结构的方法1000的流程图。为了更好地解释本公开，将一起描述用于切割半导体结构的图9中的激光切割系统900和图10中的方法1000。
激光切割系统900包括主机设备903和激光源904。在一些实施方式中，主机设备903可以类似于图1中的主机设备103，并且激光源904可以类似于图1中的激光源104。主机设备903可以耦合到激光源904。主机设备903可以包括图像捕获单元以读取形成在半导体结构902(例如，晶圆)的表面上的标记906，如图9所示。标记906可以是指示半导体结构902上的相应位置的材料类别的嵌入信息。
在一些实施方式中，在激光切割操作之前，可以将指示半导体结构902上的相应位置的材料类别的信息预先存储在主机设备903中，如图10的操作1002所示。在大规模生产工艺中，每个晶圆的材质是一致的。因此，指示每个晶圆上的相应位置的材料种类的信息也应该是一致的。可以将信息预先存储在主机设备903中，而不是直接从标记906读取。在一些实施方式中，预先存储在主机设备903中的信息可以包括半导体结构902上的切割道905的位置、沿着切割道905的材料类别、材料类别的每种材料的材料密度、用于切割材料类别的每种材料的激光能量、或其他适当的信息。
在一些实施方式中，可以将指示每个晶圆上的相应位置的材料类别的信息转换或变换为激光能量映射，如图10的操作1004所示。在主机设备903中记录切割具有各种材料或金属密度的每个切割道905所需的激光能量，并且将指示每个晶圆上的相应位置的材料类别的信息转换为所需的激光能量。然后，将激光能量映射以激光能量映射的形式提供给激光源904。在定位晶圆之后，激光源904可以直接执行激光切割操作，而无需读取标记906，如图10的操作1006所示。
图11示出了根据本公开的一些实施方式的主机设备1100的示意图。一个或多个主机设备1100可以是图1中的主机设备103、图5中的主机设备503、图7中的主机设备703或图9中的主机设备903的示例，用于与激光源协作来实施图6的方法600或图10的方法1000。例如，主机设备1100可以读取由图像捕获单元1150捕获的标记，通过图像识别单元1152识别嵌入标记中的信息，并且将所述信息提供给激光源。图像捕获单元1150可以是相机、扫描仪、传感器或用于读取标记的其他适当的设备。图像识别单元1152可以识别嵌入标记中的信息。
主机设备1100还可以包括一个或多个处理器(也被称为中央处理单元或CPU)，例如处理器1104。根据一些实施方式，处理器1104连接到通信基础设施或总线1106。一个或多个处理器1104可以均是GPU。在一些实施方式中，GPU是作为被设计为处理数学密集型应用程序的专用电子电路的处理器。GPU可以具有并行结构，其对于并行处理大数据块(例如，计算机图形应用程序、图像、视频等常用的数学密集型数据)是有效的。在一些实施方式中，图像识别单元1152可以包括在处理器1104中。
主机设备1100还可以包括用户输入/输出设备1103，例如监视器、键盘、指点设备等，其通过用户输入/输出接口1102与通信基础设施或总线1106通信。
主机设备1100还可以包括主存储器或主要存储器1108，例如随机存取存储器(RAM)。主存储器1108可以包括一级或多级高速缓存。根据一些实施方式，主存储器1108中存储有控制逻辑(即，计算机软件)和/或数据。
主机设备1100还可以包括一个或多个辅助存储设备或存储器1110。辅助存储器1110例如可以包括硬盘驱动器1112和/或可移动存储设备或驱动器1114。可移动存储驱动器1114可以是软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光存储设备、磁带备份设备和/或任何其他存储设备/驱动器。
可移动存储驱动器1114可以与可移动存储单元1118交互。根据一些实施方式，可移动存储单元1118包括计算机可用或可读存储设备，其上存储有计算机软件(控制逻辑)和/或数据。可移动存储单元1118可以是软盘、磁带、光盘、数字通用盘(DVD)、光存储盘和/或任何其他计算机数据存储设备。可移动存储驱动器1114可以以公知的方式从可移动存储单元1118读取和/或向其写入。
根据一些实施方式，辅助存储器1110可以包括用于允许主机设备1100访问计算机程序和/或其他指令和/或数据的其他装置、手段或其他方法。这样的装置、手段或其他方法例如可以包括可移动存储单元1122和接口1120。可移动存储单元1122和接口1120的示例可以包括程序磁带盒和磁带盒接口(例如在视频游戏设备中找到的)、可移动存储器芯片(例如可擦除可编程只读存储器(EPROM)或可编程只读存储器(PROM))和相关联的插槽、记忆棒和通用串行总线(USB)端口、存储卡和相关联的存储卡槽、和/或任何其他可移动存储单元和相关联的接口。
主机设备1100还可以包括通信或网络接口1124。根据一些实施方式，通信接口1124使得主机设备1100能够与远程设备、远程网络、远程实体等(由附图标记1128单独地和共同地指代)的任何组合进行通信和交互。例如，通信接口1124可以允许主机设备1100通过通信路径1126与远程设备1128通信，所述通信路径可以是有线的和/或无线的，并且可以包括LAN、WAN、互联网等的任何组合。控制逻辑和/或数据可以经由通信路径1126往返于主机设备1100进行传送。
在一些实施方式中，主机设备1100可以包括激光能量调整单元1152和定位单元1154。换言之，主机设备1100、激光能量调整单元1152和定位单元1154可以集成在一个设备中。在主机设备1100经由图像捕获单元1150和图像识别单元1152读取并识别嵌入标记中的信息之后，处理器1104可以通过通信基础设施或总线1106向定位单元1154和/或激光能量调整单元1152传送注释。
处理器1104可以控制定位单元1154以将激光能量调整单元1152移动到处理位置以执行激光切割操作。在一些实施方式中，处理器1104还可以通过通信接口1124向激光源104、504或704传送注释以打开/关闭激光源104、504或704。
在一些实施方式中，图7中的激光能量调整单元710和定位单元712可以是独立的设备，并且可以包括与主机设备103、503或703或者激光源104、504或704通信的通信接口1124。在主机设备103、503或703经由图像捕获单元1150和图像识别单元1152读取并识别嵌入标记中的信息之后，主机设备103、503或703可以相应地向激光能量调整单元710和/或定位单元712传送注释。定位单元712可以通过通信接口1124接收注释，并移动激光能量调整单元710以执行激光切割操作。
在一些实施方式中，激光源104、504或704还可以包括与主机设备103、503或703通信的通信接口1124。在主机设备103、503或703经由图像捕获单元1150和图像识别单元1152读取并识别嵌入标记中的信息之后，主机设备103、503或703可以相应地向激光源104、504或704传送注释。激光源104、504或704可以通过通信接口1124接收注释，并且生成激光以执行激光切割操作。
根据本公开的一个方面，公开了一种激光切割系统。所述激光切割系统包括主机设备和激光源。主机设备读取并识别形成在半导体结构的表面上的标记。激光源耦合到主机设备，并且被配置为生成切割激光能量以在半导体结构上形成沟槽。基于嵌入标记中的信息能调整照射在半导体结构上的切割激光能量。
在一些实施方式中，嵌入标记中的信息包括半导体结构上的相应位置的材料类别。在一些实施方式中，主机设备包括图像捕获单元和图像识别单元，所述图像捕获单元被配置为读取形成在半导体结构的表面上的标记，所述图像识别单元被配置为识别嵌入标记中的指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息，并且将所述信息提供给激光源。
在一些实施方式中，主机设备还包括激光能量调整单元。激光能量调整单元基于由图像识别单元识别的信息可移动地设置在激光源和半导体结构之间的激光光路上。当激光源聚焦在半导体结构上的第一位置上时，激光能量调整单元移动到激光源和半导体结构之间的激光光路，并且第一位置由具有第一材料类别的信息指示。在一些实施方式中，主机设备还包括定位单元，其从主机设备接收注释，以基于由图像识别单元识别的信息将激光能量调整单元移动到激光光路以及将激光能量调整单元从激光光路移开。
在一些实施方式中，激光能量调整单元耦合到主机设备，并且可移动地设置在激光源和半导体结构之间的激光光路上。当激光源聚焦在半导体结构上的第一位置上时，激光能量调整单元移动到激光源和半导体结构之间的激光光路，并且第一位置由具有第一材料类别的信息指示。
在一些实施方式中，当激光源聚焦在半导体结构上的第二位置上时，激光能量调整单元从激光光路移开，并且第二位置由具有第二材料类别的信息指示。
在一些实施方式中，第一位置和第二位置沿着半导体结构上的切割道定位。在一些实施方式中，定位单元耦合到主机设备，并且被配置为将激光能量调整单元移动到激光光路，以及将激光能量调整单元从激光光路移开。
根据本公开的另一方面，公开了一种激光切割系统。激光切割系统包括主机设备和激光源。主机设备存储指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息。激光源耦合到主机设备，并且被配置为生成切割激光能量以在半导体结构上形成沟槽。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息能调整照射在半导体结构上的切割激光能量。
在一些实施方式中，指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息包括半导体结构上的切割道的位置、沿着切割道的材料类别、材料类别的每种材料的材料密度、或用于切割材料类别的每种材料的激光能量。在一些实施方式中，主机设备读取并识别形成在半导体结构的表面上的标记，并且将指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息提供给激光源。
在一些实施方式中，主机设备包括图像捕获单元和图像识别单元，所述图像捕获单元用于读取形成在半导体结构的表面上的标记，所述图像识别单元用于识别嵌入标记中的指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息，并且将所述信息提供给激光源。
在一些实施方式中，主机设备还包括激光能量调整单元。激光能量调整单元基于由图像识别单元识别的信息可移动地设置在激光源和半导体结构之间的激光光路上。当激光源聚焦在半导体结构上的第一位置上时，激光能量调整单元移动到激光源和半导体结构之间的激光光路，并且第一位置由具有第一材料类别的信息指示。在一些实施方式中，主机设备还包括定位单元，其从主机设备接收注释，以基于由图像识别单元识别的信息将激光能量调整单元移动到激光光路以及将激光能量调整单元从激光光路移开。
在一些实施方式中，激光能量调整单元耦合到主机设备，并且可移动地设置在激光源和半导体结构之间的激光光路上。当激光源聚焦在半导体结构上的第一位置上时，激光能量调整单元移动到激光源和半导体结构之间的激光光路，并且第一位置由具有第一材料类别的信息指示。
在一些实施方式中，当激光源聚焦在半导体结构上的第二位置上时，激光能量调整单元从激光光路移开，并且第二位置由具有第二材料类别的信息指示。
在一些实施方式中，第一位置和第二位置沿着半导体结构上的切割道定位。在一些实施方式中，定位单元耦合到主机设备，并且被配置为将激光能量调整单元移动到激光光路，以及将激光能量调整单元从激光光路移开。
根据本公开的又一方面，公开了一种用于切割半导体结构的方法。读取嵌入形成在半导体结构上的标记中的信息。所述信息指示半导体结构上的相应位置的材料类别。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息，执行激光切割操作。
在一些实施方式中，当信息指示具有第一硬度的第一材料类别时，以第一切割能量执行激光切割操作，并且当信息指示具有第二硬度的第二材料类别时，以第二切割能量执行激光切割操作。第一硬度比第二硬度硬，并且第一切割能量比第二切割能量大。
在一些实施方式中，读取形成在半导体结构的表面上的标记，并且识别嵌入标记中的指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息。
在一些实施方式中，通过激光源沿着切割道在半导体结构上形成沟槽。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息能调整由激光源生成并照射在半导体结构上的切割能量。在一些实施方式中，提供激光能量调整单元，其可移动地配备在激光源和半导体结构之间的激光光路上，并且基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息，将激光能量调整单元的位置改变到激光光路或改为远离激光光路。
在一些实施方式中，将信息转换为激光能量映射。在一些实施方式中，激光能量映射包括半导体结构上的切割道的位置、沿着切割道的材料类别、材料类别的每种材料的材料密度、或用于切割材料类别的每种材料的激光能量。在一些实施方式中，基于激光能量映射执行激光切割操作。
根据本公开的再一方面，公开了一种用于切割半导体结构的方法。将指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息提供给激光源。基于指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息，由激光源在半导体结构上的相应位置上执行激光切割操作。
在一些实施方式中，将所述信息转换为激光能量映射。在一些实施方式中，将指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息预先存储在主机设备中。
在一些实施方式中，从形成在半导体结构的表面上的标记读取指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息。在一些实施方式中，指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息包括半导体结构上的切割道的位置、沿着切割道的材料类别、材料类别的每种材料的材料密度、或用于切割材料类别的每种材料的激光能量。
可以容易地修改特定实施方式的前述描述和/或使其适于各种应用。因此，基于本文呈现的教导和指导，这种适应和修改旨在处于所公开的实施方式的等同方案的含义和范围内。
本公开内容的广度和范围不应由上述示例性实施方式中的任何一个来限制，而应仅根据所附权利要求及其等同方案来限定。

Claims (32)

1.一种激光切割系统，包括：
主机设备，用于读取并识别形成在半导体结构的表面上的标记；以及
激光源，耦合到所述主机设备，并且被配置为生成切割激光能量以在所述半导体结构上形成沟槽，
其中，基于嵌入所述标记中的信息能调整照射在所述半导体结构上的所述切割激光能量。
2.根据权利要求1所述的激光切割系统，其中，嵌入所述标记中的信息包括所述半导体结构上的相应位置的材料类别。
3.根据权利要求2所述的激光切割系统，其中，所述主机设备包括：
图像捕获单元，被配置为读取形成在所述半导体结构的所述表面上的所述标记；以及
图像识别单元，被配置为识别嵌入所述标记中的指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息，并且将所述信息提供给所述激光源。
4.根据权利要求3所述的激光切割系统，其中，所述主机设备还包括：
激光能量调整单元，基于由所述图像识别单元识别的信息可移动地设置在所述激光源和所述半导体结构之间的激光光路上，
其中，当所述激光源聚焦在所述半导体结构上的第一位置上时，所述激光能量调整单元移动到所述激光源和所述半导体结构之间的所述激光光路，并且所述第一位置由具有第一材料类别的信息指示。
5.根据权利要求4所述的激光切割系统，其中，所述主机设备还包括：
定位单元，从所述主机设备接收注释，以基于由所述图像识别单元识别的信息将所述激光能量调整单元移动到所述激光光路以及将所述激光能量调整单元从所述激光光路移开。
6.根据权利要求1所述的激光切割系统，还包括：
激光能量调整单元，耦合到所述主机设备，并且可移动地设置在所述激光源和所述半导体结构之间的激光光路上，
其中，当所述激光源聚焦在所述半导体结构上的第一位置上时，所述激光能量调整单元移动到所述激光源和所述半导体结构之间的所述激光光路，并且所述第一位置由具有第一材料类别的信息指示。
7.根据权利要求6所述的激光切割系统，其中，当所述激光源聚焦在所述半导体结构上的第二位置上时，所述激光能量调整单元从所述激光光路移开，并且所述第二位置由具有第二材料类别的信息指示。
8.根据权利要求7所述的激光切割系统，其中，所述第一位置和所述第二位置沿着所述半导体结构上的切割道定位。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的激光切割系统，还包括：
定位单元，耦合到所述主机设备，并且被配置为将所述激光能量调整单元移动到所述激光光路，以及将所述激光能量调整单元从所述激光光路移开。
10.一种激光切割系统，包括：
主机设备，存储指示半导体结构上的相应位置的材料类别的信息；以及
激光源，耦合到所述主机设备，并且被配置为生成切割激光能量以在所述半导体结构上形成沟槽，
其中，基于指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息能调整照射在所述半导体结构上的所述切割激光能量。
11.根据权利要求10所述的激光切割系统，其中，指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息包括所述半导体结构上的切割道的位置、沿着所述切割道的材料类别、所述材料类别的每种材料的材料密度、或用于切割所述材料类别的每种材料的激光能量。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的激光切割系统，其中，所述主机设备读取并识别形成在所述半导体结构的表面上的标记，并且将指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息提供给所述激光源。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的激光切割系统，其中，所述主机设备包括：
图像捕获单元，被配置为读取形成在所述半导体结构的所述表面上的标记；以及
图像识别单元，被配置为识别嵌入所述标记中的指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息，并且将所述信息提供给所述激光源。
14.根据权利要求13所述的激光切割系统，其中，所述主机设备还包括：
激光能量调整单元，基于由所述图像识别单元识别的信息可移动地设置在所述激光源和所述半导体结构之间的激光光路上，
其中，当所述激光源聚焦在所述半导体结构上的第一位置上时，所述激光能量调整单元移动到所述激光源和所述半导体结构之间的所述激光光路，并且所述第一位置由具有第一材料类别的信息指示。
15.根据权利要求14所述的激光切割系统，其中，所述主机设备还包括：
定位单元，从所述主机设备接收注释，以基于由所述图像识别单元识别的信息将所述激光能量调整单元移动到所述激光光路以及将所述激光能量调整单元从所述激光光路移开。
16.根据权利要求10所述的激光切割系统，还包括：
激光能量调整单元，耦合到所述主机设备，并且可移动地设置在所述激光源和所述半导体结构之间的激光光路上，
其中，当所述激光源聚焦在所述半导体结构上的第一位置上时，所述激光能量调整单元移动到所述激光源和所述半导体结构之间的所述激光光路，并且所述第一位置由具有第一材料类别的信息指示。
17.根据权利要求16所述的激光切割系统，其中，当所述激光源聚焦在所述半导体结构上的第二位置上时，所述激光能量调整单元从所述激光光路移开，并且所述第二位置由具有第二材料类别的信息指示。
18.根据权利要求17所述的激光切割系统，其中，所述第一位置和所述第二位置沿着所述半导体结构上的切割道定位。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的激光切割系统，还包括：
定位单元，耦合到所述主机设备，并且被配置为将所述激光能量调整单元移动到所述激光光路，以及将所述激光能量调整单元从所述激光光路移开。
20.一种用于切割半导体结构的方法，包括：
读取嵌入形成在所述半导体结构上的标记中的信息，其中，所述信息指示所述半导体结构上的相应位置的材料类别；以及
基于指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息，执行激光切割操作。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，基于指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息执行所述激光切割操作，包括：
当所述信息指示具有第一硬度的第一材料类别时，以第一切割能量执行所述激光切割操作；及
当所述信息指示具有第二硬度的第二材料类别时，以第二切割能量执行所述激光切割操作，
其中，所述第一硬度比所述第二硬度硬，并且所述第一切割能量比所述第二切割能量大。
22.根据权利要求20-21中任一项所述的方法，其中，读取嵌入形成在所述半导体结构上的所述标记中的信息，包括：
读取形成在所述半导体结构的表面上的所述标记；以及
识别嵌入所述标记中的指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息。
23.根据权利要求20-22中任一项所述的方法，其中，基于指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息执行所述激光切割操作，包括：
通过激光源沿着切割道在所述半导体结构上形成沟槽，其中，基于指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息能调整由所述激光源生成并照射在所述半导体结构上的切割能量。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，通过所述激光源沿着所述切割道在所述半导体结构上形成所述沟槽，包括：
提供激光能量调整单元，其可移动地配备在所述激光源和所述半导体结构之间的激光光路上；以及
基于指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息，将所述激光能量调整单元的位置改变到所述激光光路或改为远离所述激光光路。
25.根据权利要求20所述的方法，还包括：
将所述信息转换为激光能量映射。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述激光能量映射包括所述半导体结构上的切割道的位置、沿着所述切割道的材料类别、所述材料类别的每种材料的材料密度、或用于切割所述材料类别的每种材料的激光能量。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，基于所述激光能量映射执行所述激光切割操作。
28.一种用于切割半导体结构的方法，包括：
将指示所述半导体结构上的相应位置的材料类别的信息提供给激光源；以及
基于指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息，由所述激光源在所述半导体结构上的所述相应位置上执行激光切割操作。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括：
将所述信息转换为激光能量映射。
30.根据权利要求28所述的方法，其中，将指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息预先存储在主机设备中。
31.根据权利要求28所述的方法，其中，从形成在所述半导体结构的表面上的标记读取指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息。
32.根据权利要求28-31中任一项所述的方法，其中，指示所述半导体结构上的所述相应位置的材料类别的信息包括所述半导体结构上的切割道的位置、沿着所述切割道的材料类别、所述材料类别的每种材料的材料密度、或用于切割所述材料类别的每种材料的激光能量。
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