CN113894426A - 一种半导体晶片的激光加工方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光加工技术领域，涉及一种半导体晶片的激光加工方法及采用该方法的系统，该方法包括：生成第一激光束，调节其焦点至半导体晶片的上表面，控制第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹运动，去除半导体晶片的上表面在所述切割轨迹上的镀膜层；生成第二激光束，调节其焦点至半导体晶片内部，控制第二激光束的焦点在半导体晶片内部沿所述切割轨迹运动，形成至少一个改质层，使改质层沿着半导体晶片的厚度方向形成扩展裂纹；对加工后的半导体晶片进行裂片处理。通过本方案，可在半导体晶片较厚且半导体晶片表面镀有激光无法穿透或透过率极低的膜层的情况下，避免切割过程中产生明显崩边甚至损伤晶粒的问题，从而提高分片良率。

Description

一种半导体晶片的激光加工方法及系统

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种半导体晶片的激光加工方法及系统。

背景技术

在半导体器件制造过程中，需要切断晶圆片，将多个IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)等半导体晶片的器件分割为矩阵状，从而制造出半导体芯片。

在制造中，对碳化硅晶圆划片，传统的方式采用机械切割或者水刀切割。但是，机械切割主要是利用金刚石的机械应力对晶圆进行磨削，存在机械变形、应力集中释放以及道具磨损等问题，废水也会造成尘屑污染，同时还招致额外的清洁和抛光步骤，机械切割满足不了晶圆划片的品质需求；水刀切割宽度大，不适合切割道更窄的晶圆加工，加工精度低；且需要大量水沙，对生产环境污染大。

为了克服上述问题，目前对碳化硅晶圆通常采用激光无接触加工。然而，随着芯片集成度和性能要求的逐渐提升，激光加工晶圆的方式也存在诸多问题，激光加工方式的热效应容易产生大量的熔融残渣，在切割道边缘堆积，影响晶圆片的使用性能，造成器件强度的降低；其次，激光加工的熔融残渣容易附着于切割后的晶圆内壁，严重影响晶圆扩膜分离，造成切割质量不佳；对于切割道较窄的切割道、切割道镀有激光无法穿透或者透过率极低的膜层的晶圆时，存在激光入射受限的问题，有产生明显崩边甚至损伤晶粒的风险，影响分片的良率和效率。

故，亟需一种半导体晶片的激光加工方法及系统，以解决目前激光加工晶圆良品率较低的技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供半导体晶片的激光加工方法，用于解决目前激光加工晶圆良品率较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供半导体晶片的激光加工方法，采用了如下所述的技术方案：

该半导体晶片的激光加工方法包括以下步骤：

生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片的上表面，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹运动，以去除半导体晶片的上表面在所述切割轨迹上的镀膜层；

生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层，并使所述改质层沿着半导体晶片的厚度方向形成扩展裂纹；

对经所述第二激光束加工后的半导体晶片进行裂片处理。

在一些实施例中，所述调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层，并使所述改质层沿着半导体晶片的厚度方向形成扩展裂纹的步骤，包括：

S21、调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，使所述第二激光束的焦点靠近半导体晶片底端；

S22、控制所述第二激光束的焦点沿所述切割轨迹运动以形成一层改质层，在该层改质层的上下两个方向形成有扩展裂纹，调节所述第二激光束的焦点至该层改质层上方的扩展裂纹顶端；

S23、重复S22，由下至上加工形成至少两层改质层。

在一些实施例中，所述第二激光束的激光波长为1000-2000nm的绿光或红外脉冲激光，所述第二激光束的激光重复频率为80-130kHz，所述第二激光束的激光脉冲宽度为110-150ps，所述第二激光束的焦点直径为5-8mm，所述第二激光束的进给速度为500-800mm/s。

在一些实施例中，所述第二激光束的焦点与半导体晶片上表面的距离大于等于10um且小于等于半导体晶片厚度的五分之四，且相邻的两层改质层之间的间距为15-40um。

在一些实施例中，所述第一激光束的波长为170-650nm，所述第一激光束重复频率为400-800kHz，所述第一激光束为平均输出功率为0.3-0.7W，所述第一激光束的脉冲宽度为20-40ps，所述第一激光束的加工给进速度：200-400mm/s。

在一些实施例中，在去除半导体晶片表面在所述切割轨迹上的镀膜层后，在半导体晶片表面形成沿所述切割轨迹分布的切槽，所述切槽的深度小于10um。

在一些实施例中，所述对经所述第二激光束加工后的半导体晶片进行裂片处理的步骤之前，还包括：

在半导体晶片的下表面贴附用于承载半导体晶片的膜片，所述膜片为UV膜或蓝膜。

在一些实施例中，所述对经所述第二激光束加工后的半导体晶片进行裂片处理的步骤，包括：

在改质后的所述半导体晶片的上表面贴附用于辅助裂片的保护膜；

对贴有所述保护膜的所述半导体晶片沿所述切割轨迹进行裂片操作，使半导体晶片分离成多个晶粒；

对所述膜片进行扩膜以使所述多个晶粒相互完全分离。

在一些实施例中，所述对所述膜片进行扩膜以使所述多个晶粒相互完全分离，包括：将所述膜片由所述半导体晶片的内侧朝外侧的方向延展以使所述晶粒相互分离。

有鉴于此，本发明实施例还提供了一种半导体晶片的激光加工系统，目前激光加工晶圆良品率较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是：提供一种半导体晶片的激光加工系统。

该半导体晶片的激光加工系统包括：

工作平台，用于转载半导体晶片，所述工作平台设置有用于移动半导体晶片的移动机构；

激光器，用于生成并输出激光束，所述激光器设置有用于调节激光束焦点位置的振镜机构；

裂片装置，用于对经所述激光器加工后的半导体晶片进行裂片处理；

主控单元，用于控制所述工作平台、所述激光器和所述裂片装置工作；

其中，所述主控单元控制所述激光器对半导体晶片进行加工时，具体用于：控制所述激光器生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片的上表面，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹运动，以去除半导体晶片的上表面在所述切割轨迹上的镀膜层；并控制所述激光器生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层，并使所述改质层沿着半导体晶片的厚度方向形成扩展裂纹。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种半导体晶片的激光加工方法及系统主要有以下有益效果：

首先利用激光去除半导体晶片表面的镀膜层，以方便激光进入半导体晶片的内部，然后调整激光进入半导体晶片内部进行改质加工，使半导体晶片内部形成扩展裂纹，最后对半导体晶片进行裂片以使半导体晶片分离，通过本方法及系统，能够在半导体晶片较厚且半导体晶片表面镀有激光无法穿透或透过率极低的膜层的情况下，避免切割过程中产生明显崩边甚至损伤晶粒的问题，从而提高分片良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明一个实施例中半导体晶片的激光加工系统的结构示意图；

图2是本发明一个实施例中半导体晶片的激光加工方法流程示意图；

图3是本发明一个实施例中半导体晶片及切割轨迹示意图；

图4是图2中半导体晶片的激光加工方法的步骤S1的示意图；

图5是图2中半导体晶片的激光加工方法的步骤S2中变质加工的流程图；

图6是图5中半导体晶片的激光加工方法的变质加工示意图；

图7是图5中半导体晶片的激光加工方法的半导体晶片变质加工后的断面效果图；

图8是图2中半导体晶片的激光加工方法的步骤S3中裂片加工的流程图；

图9是图8中半导体晶片的激光加工方法的步骤S33的示意图。

附图中的标号如下：

100、工作平台；200、激光器；210、振镜机构；300、主控单元；400、半导体晶片；401、上表面；402、下表面；410、切割轨迹；411、切槽；420、镀膜层；430、改质层；431、扩展裂纹；440、膜片；450、晶粒。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例提供一种半导体晶片的激光加工系统

如图1所示，该半导体晶片的激光加工系统包括：

工作平台100，用于转载半导体晶片400，所述工作平台100设置有用于移动半导体晶片400的移动机构(图中没有标注)；

激光器200，用于生成并输出激光束，所述激光器200设置有用于调节激光束焦点位置的振镜机构210；

裂片装置，用于对经激光器200加工后的半导体晶片400进行裂片处理；

主控单元300，用于控制所述工作平台100、所述激光器200和所述裂片装置(图中没有标注)工作。

其中，所述主控单元300控制所述激光器200对半导体晶片400进行加工时，具体用于：控制所述激光器200生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片400的上表面，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹运动，以去除半导体晶片400的上表面在所述切割轨迹上的镀膜层420；并控制所述激光器200生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片400内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片400内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层430，并使所述改质层430沿着半导体晶片400的厚度方向形成扩展裂纹431。

通过本半导体晶片的激光加工系统，可以利用激光器200去除半导体晶片400表面的镀膜层420，然后对半导体晶片400进行改质加工，接着利用裂片装置对改质后的半导体晶片400进行裂片，最后进行对裂片后的半导体晶片400分片；本半导体晶片的激光加工系统能够在半导体晶片400较厚且半导体晶片400表面镀有激光无法穿透或透过率极低的膜层的情况下，避免切割过程中产生明显崩边甚至损伤晶粒450的问题，从而提高分片良率；本半导体晶片的激光加工系统的主控单元300可以控制工作平台100、激光器200和裂片装置，自动化程度较高，加工效率较快。

本申请的实施例还提供一种半导体晶片的激光加工方法

如图1-图9所示，该半导体晶片的激光加工方法包括：

S1、生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片400的上表面401，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹410运动，以去除半导体晶片400的上表面401在所述切割轨迹410上的镀膜层420：

S2、生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片400内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片400内部沿所述切割轨迹410运动，以形成至少一个改质层430，并使所述改质层430沿着半导体晶片400的厚度方向形成扩展裂纹431；

S3、对经所述第二激光束加工后的半导体晶片400进行裂片处理。

通过本半导体晶片的激光加工方法，能够在半导体晶片400较厚且半导体晶片400表面镀有激光无法穿透或透过率极低的膜层的情况下，避免切割过程中产生明显崩边甚至损伤晶粒450的问题，从而提高分片良率。

本申请半导体晶片的激光加工系统的实施例

在本实施例中，如图1所示，该半导体晶片的激光加工系统包括：工作平台100、激光器200、裂片装置和主控单元300，工作平台100用于转载半导体晶片400，所述工作平台100设置有用于移动半导体晶片400的移动机构(图中没有标注)；激光器200，用于生成并输出激光束，所述激光器200设置有用于调节激光束焦点位置的振镜机构210；裂片装置，用于对经激光器200加工后的半导体晶片400进行裂片处理；主控单元300，用于控制所述工作平台100、所述激光器200和所述裂片装置(图中没有标注)工作。其中，所述主控单元300控制所述激光器200对半导体晶片400进行加工时，具体用于：控制所述激光器200生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片400的上表面，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹运动，以去除半导体晶片400的上表面在所述切割轨迹上的镀膜层420；并控制所述激光器200生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片400内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片400内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层430，并使所述改质层430沿着半导体晶片400的厚度方向形成扩展裂纹431。通过本半导体晶片的激光加工系统，可以利用激光器200生成第一激光束去除半导体晶片400表面的镀膜层420，然后利用激光器200生成第二激光束对半导体晶片400进行改质加工，接着利用裂片装置对改质后的半导体晶片400进行裂片，最后进行对裂片后的半导体晶片400分片；本半导体晶片的激光加工系统能够在半导体晶片400较厚且半导体晶片400表面镀有激光无法穿透或透过率极低的膜层的情况下，避免切割过程中产生明显崩边甚至损伤晶粒450的问题，提高分片良率；本半导体晶片的激光加工系统的主控单元300可以控制工作平台100、激光器200和裂片装置，自动化程度较高，加工效率较快，加工精度较高，对环境污染较小。在本实施例中，加工的半导体晶片400为碳化硅晶圆。

进一步地，作为本发明提供的半导体晶片的激光加工系统的一种具体实施方式，所述工作平台100设置有用于移动半导体晶片400的移动组件(图中没有显示)。在本实施例中，移动组件可以为X轴丝杆模组和Y轴丝杆模组，工作平台100设置于Y轴丝杆模组，Y轴丝杆模组设置于X轴丝杆模组，通过移动组件控制工作平台100运动以使半导体晶片400移动。在其他实施例中，移动组件设置在工作平台100上，移动组件可以为X轴气缸和Y轴气缸，移动组件直接推动半导体晶片400移动。

进一步地，为了提高本半导体晶片的激光加工系统自动化水平，主控单元300用于控制所述工作平台100、所述激光器200和所述裂片装置工作。具体地，主控单元300存储有计算机程序，计算机程序能够被执行以控制激光器200、工作平台100和裂片装置中的一个或多个进行工作，主控单元300控制移动机构带动工作平台100或半导体晶片400材料移动；或者主控单元300通过调整激光器200的高度或聚焦位置，对工作平台100上的半导体晶片400进行激光开槽加工和改质加工；或者主控单元300控制所述振镜组件，通过振镜机构210控制激光在待加工物料上移动。

本申请半导体晶片的激光加工方法的实施例

请参看图1至图9所示，本申请半导体晶片的激光加工方法包括：

S1、生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片400的上表面401，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹410运动，以去除半导体晶片400的上表面401在所述切割轨迹410上的镀膜层420。

在本实施例中，加工的半导体晶片400可为碳化硅晶圆，下文中除非特殊说明，半导体晶片400均以碳化硅晶圆为例进行示例性说明，碳化硅晶圆包括相背设置的上表面401和下表面402，其中，碳化硅晶圆的上表面401可认为是用于制作功能区的一端面，当然不限于制造功能区；并参考图2，预设有碳化硅晶圆的切割轨迹410，即对碳化硅晶圆切割加工时，沿着一定轨迹移动所表示的轨迹，此时的切割轨迹410是一种虚拟轨迹。在真正加工时，调节振镜机构210，使第一激光束焦点位于碳化硅晶圆表面，使第一激光束焦点沿着所述虚拟轨迹碳化硅晶圆表面进行加工，以去除碳化硅晶圆表面存在的镀膜层420，这里的镀膜层420指碳化硅晶圆表面镀有激光无法穿透或透过率极低的膜层。去除镀膜层420后，碳化硅晶圆表面形成了井字型的切槽411。

S2、生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片400内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片400内部沿所述切割轨迹410运动，以形成至少一个改质层430，并使所述改质层430沿着半导体晶片400的厚度方向形成扩展裂纹431。

去除碳化硅晶圆表面的镀膜层420之后，调节振镜机构210，第二激光束可以穿进碳化硅晶圆的内部，然后主控单元300控制激光器200改变第二激光束功率及其他参数对碳化硅晶圆进行改质加工，这里根据碳化硅晶圆的厚度以决定改质层430的层数，碳化硅晶圆越厚，改质层430越多。改质加工后，改质层430的上下两侧会形成扩展裂纹431。

S3、对经所述第二激光束加工后的半导体晶片400进行裂片处理。

碳化硅晶圆经过改质加工后，在切割轨迹410上形成有扩展裂纹431，然后主控单元300控制裂片机构对碳化硅晶圆进行裂片，使碳化硅晶圆分片成多个晶粒450。

本半导体晶片的激光加工方法，首先利用激光生成第一激光束去除半导体晶片400表面的镀膜层420，以方便第二激光束进入半导体晶片400的内部，然后调整第二激光束进入半导体晶片400内部进行改质加工，使半导体晶片400内部形成扩展裂纹431，最后对半导体晶片400进行裂片以使半导体晶片400分离，通过本方法，能够在半导体晶片400较厚且半导体晶片400表面镀有第二激光束无法穿透或透过率极低的膜层的情况下，避免切割过程中产生明显崩边甚至损伤晶粒450的问题，从而提高分片良率。

在一些实施例中，对于步骤S1生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片400的上表面401，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹410运动，以去除半导体晶片400的上表面401在所述切割轨迹410上的镀膜层420，参考图2至图4。加工的半导体晶片400为碳化硅晶圆，镀膜层420优选金属膜层，可以为铜合金、金合金以及铝合金，也可以是其他非透明材质的镀膜层420。镀膜层420可以是单层结构，也可以是多层结构，根据晶粒450的使用需求，镀膜层420厚度小于10um，这样不以影响半导体的电学性能。然后对半导体晶片400的上表面401进行扫面并虚拟绘制出切割轨迹410，接着主控单元300控制激光器200和振镜机构210使第一激光束的焦点位于半导体晶片400表面，使激光的焦点沿切割轨迹410移动，形成切槽411，此处的切槽411的深度小于10um。第一激光束是波长为170-650nm的紫外或绿色脉冲激光。

所述第一激光束的波长为170-650nm，所述第一激光束重复频率为400-800kHz，所述第一激光束为平均输出功率为0.3-0.7W，所述第一激光束的脉冲宽度为20-40ps，所述第一激光束的加工给进速度：200-400mm/s。

具体说明，在一个实施例中，切割轨迹410宽度100um、镀膜层420为厚度7um的铝膜，按照如下的加工条件对X方向切割轨迹410的进行开槽加工。

波长：532nm

重复频率：600kHz

平均输出功率：0.5W

脉冲宽度：30ps

加工给进速度：300mm/s

半导体晶片400切割轨迹410表面的镀膜层420被去除65um的宽度，去膜后切割轨迹410平整、无崩边、无明显烧蚀痕迹，本实施例采用脉冲宽度为皮秒至飞秒量级，可保证开槽去镀膜层后的表面粗糙度满足激光内部改质加工的入射要求。

进一步地，如图5至图7，所述调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片400内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片400内部沿所述切割轨迹410运动，以形成至少一个改质层430，并使所述改质层430沿着半导体晶片400的厚度方向形成扩展裂纹431的步骤，包括：

S21、调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片400内部，使所述第二激光焦点靠近半导体晶片400底端。

具体地，结合上述实施例提供的半导体晶片的激光加工系统，主控单元300控制激光器200和振镜机构210使第二激光束的焦点位于半导体晶片400内部的底部。

S22、控制所述第二激光束的焦点沿所述切割轨迹410运动以形成一层改质层430，在该层改质层430的上下两个方向形成有扩展裂纹431，调节所述第二激光束的焦点至该层改质层430上方的扩展裂纹431顶端。

具体地，结合上述实施例提供的半导体晶片的激光加工系统，主控单元300控制激光器200和振镜机构210使第二激光束的焦点沿切割轨迹410移动，从而进行改质加工，形成改质层430，改质层430的上下两个方向可以产生扩展裂纹431，然后调节所述第二激光束的焦点至该层改质层430上方的扩展裂纹431顶端。

S23、重复S22，由下至上加工形成至少两层改质层430。

具体地，由下至上进行改质加工，形成至少两层改质层430，直到顶层的改质层430接触上表面401，根据半导体晶片400的厚度决定改质层430的层数，改质层430均匀的分布在半导体晶片400内部的多个平面内。

在一些实施例中，在改制加工的过程中，所述第二激光束波长为1000-2000nm的绿光或红外脉冲激光束，所述第二激光束的重复频率为80-130kHz，所述第二激光束的脉冲宽度为110-150ps，所述第二激光束的焦点直径为5-8mm，所述第二激光束的进给速度为500-800mm/s，所述第二激光束的聚焦点与半导体晶片400上表面401的距离大于等于10um且小于等于半导体晶片400厚度的五分之四，所述改质层430之间的间距为15-40um。在第二激光束聚焦高度下，半导体晶片400内部所形成的改质层430位置不至于偏上而容易破坏半导体晶片400上表面401及上部的结构强度，从而避免在切割过程中出现崩边而导致半导体晶片400受损。同时，在第二激光束聚焦高度下，半导体晶片400内部所形成的改质层430位置不至于偏低而在半导体晶片400上部形成较宽的切口，不利于晶粒450的精密加工。通过第二激光束沿着切割轨迹410从半导体晶片400上表面401入射在半导体晶片400内部进行改质加工，形成多层改质层430。调整第二激光束的焦点的位置，在不同高度在半导体晶片400内部进行改质加工，以及，多层改质层430应该为邻近设置，且各改质层430的裂纹与邻近改质层430的裂纹靠近，使后续裂片操作，减少晶粒450之间的结合力，避免裂片不完全或者晶粒450分片位置不准确而受损。

在一个实施例中，按照如下的加工条件对厚度250um的半导体晶片400进行改质加工。

波长：1030nm

重复频率：100kHz

脉冲宽度：130ps

光斑直径：6.5mm

加工进给速度：600mm/s

改质层	平均输出功率(W)	改质层深度(um)
			1	0.62	150
2	0.49	115
			3	0.42	80
4	0.36	46
			5	0.32	27

在本实施例中，在裂片工序之前，需要在半导体晶片400的底部贴附用于承载半导体晶片400的膜片440，所述膜片440包括UV膜或蓝膜，或者其他可作用作为载体的材质。

如图8和图9，对于步骤S3对经所述第二激光束加工后的半导体晶片400进行裂片处理，还包括：

S31、在改质后的所述半导体晶片400的上表面401贴附用于辅助裂片的保护膜。

在半导体晶片400上表面401进行划切操作后，在半导体晶片400的上表面401覆盖有保护膜，保护膜优选为麦拉膜，但不局限于麦拉膜。通过保护膜增强半导体晶片400的结构强度，在对半导体晶片400的下表面402进行劈裂分片时，保护膜能够起到较好的保护作用；同时，保护膜贴上在半导体晶片400的上表面401，也能避免半导体晶片400的正面受到污染，从而起到保持半导体晶片400洁净的作用。

S32、对贴有所述保护膜的所述半导体晶片400沿所述切割轨迹410进行裂片操作，使半导体晶片400分离成多个晶粒450。

裂片操作可通过裂片机构进行，通过机械劈刀/按压机沿着切割轨迹410碰撞或按压半导体晶片400下表面402，使半导体晶片400受外力影响扩展裂纹431，实现裂片操作。

S33、对所述膜片440进行扩膜以使所述多个晶粒450相互完全分离。

在半导体晶片400经过裂片操作后，产生的晶粒450将彼此断开，从而对膜片440进行扩膜处理时，将所述膜片440由所述半导体晶片400的内侧朝外侧的方向延展以使所述晶粒450相互分离，进而将分片后的晶粒450相互分离，以便后续工艺对晶粒450进行作业。

综上，相比现有技术，该半导体晶片的激光加工系统至少具有以下有益效果：首先利用第一激光束去除半导体晶片400表面的镀膜层420，以方便第二激光束进入半导体晶片400的内部，然后调整第二激光束进入半导体晶片400内部进行改质加工，使半导体晶片400内部形成扩展裂纹431，最后对半导体晶片400进行裂片以使半导体晶片400分离，通过本方法，能够在半导体晶片400较厚且半导体晶片400表面镀有第二激光束无法穿透或透过率极低的膜层的情况下，避免切割过程中产生明显崩边甚至损伤晶粒450的问题，从而提高分片良率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述半导体晶片的激光加工方法包括以下步骤：

生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片的上表面，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹运动，以去除半导体晶片的上表面在所述切割轨迹上的镀膜层；

生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层，并使所述改质层沿着半导体晶片的厚度方向形成扩展裂纹；

对经所述第二激光束加工后的半导体晶片进行裂片处理。

2.根据权利要求1所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层，并使所述改质层沿着半导体晶片的厚度方向形成扩展裂纹的步骤，包括：

S21、调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，使所述第二激光束的焦点靠近半导体晶片底端；

S22、控制所述第二激光束的焦点沿所述切割轨迹运动以形成一层改质层，在该层改质层的上下两个方向形成有扩展裂纹，调节所述第二激光束的焦点至该层改质层上方的扩展裂纹顶端；

S23、重复S22，由下至上加工形成至少两层改质层。

3.根据权利要求2所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述第二激光束的激光波长为1000-2000nm的绿光或红外脉冲激光，所述第二激光束的激光重复频率为80-130kHz，所述第二激光束的激光脉冲宽度为110-150ps，所述第二激光束的焦点直径为5-8mm，所述第二激光束的进给速度为500-800mm/s。

4.根据权利要求2所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述第二激光束的焦点与半导体晶片上表面的距离大于等于10um且小于等于半导体晶片厚度的五分之四，且相邻的两层改质层之间的间距为15-40um。

5.根据权利要求1所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述第一激光束的波长为170-650nm，所述第一激光束重复频率为400-800kHz，所述第一激光束为平均输出功率为0.3-0.7W，所述第一激光束的脉冲宽度为20-40ps，所述第一激光束的加工给进速度：200-400mm/s。

6.根据权利要求1所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，在去除半导体晶片表面在所述切割轨迹上的镀膜层后，在半导体晶片表面形成沿所述切割轨迹分布的切槽，所述切槽的深度小于10um。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述对经所述第二激光束加工后的半导体晶片进行裂片处理的步骤之前，还包括：

在半导体晶片的下表面贴附用于承载半导体晶片的膜片，所述膜片为UV膜或蓝膜。

8.根据权利要求7所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述对经所述第二激光束加工后的半导体晶片进行裂片处理的步骤，包括：

在改质后的所述半导体晶片的上表面贴附用于辅助裂片的保护膜；

对贴有所述保护膜的所述半导体晶片沿所述切割轨迹进行裂片操作，使半导体晶片分离成多个晶粒；

对所述膜片进行扩膜以使所述多个晶粒相互完全分离。

9.根据权利要求8所述的半导体晶片的激光加工方法，其特征在于，所述对所述膜片进行扩膜以使所述多个晶粒相互完全分离，包括：将所述膜片由所述半导体晶片的内侧朝外侧的方向延展以使所述晶粒相互分离。

10.一种半导体晶片的激光加工系统，其特征在于，包括：

工作平台，用于转载半导体晶片，所述工作平台设置有用于移动半导体晶片的移动机构；

激光器，用于生成并输出激光束，所述激光器设置有用于调节激光束焦点位置的振镜机构；

裂片装置，用于对经所述激光器加工后的半导体晶片进行裂片处理；

主控单元，用于控制所述工作平台、所述激光器和所述裂片装置工作；

其中，所述主控单元控制所述激光器对半导体晶片进行加工时，具体用于：控制所述激光器生成第一激光束，调节第一激光束的焦点至半导体晶片的上表面，控制所述第一激光束的焦点沿预先设定的至少一条切割轨迹运动，以去除半导体晶片的上表面在所述切割轨迹上的镀膜层；并控制所述激光器生成第二激光束，调节所述第二激光束的焦点至半导体晶片内部，控制所述第二激光束的焦点在半导体晶片内部沿所述切割轨迹运动，以形成至少一个改质层，并使所述改质层沿着半导体晶片的厚度方向形成扩展裂纹。

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