JP2005523583A - パルスレーザを用いる、基板のプログラム制御ダイシング - Google Patents

Abstract

基板（３０）は、レーザカットストラテジファイルを格納するための関連メモリを備えたプログラム制御されたパルスレーザビーム（３５）装置を用いてダイスされる。基板の単層、または、異なる層（３１，３２，３３，３４）内の異なるタイプの材料を加工するために、ファイルが、選択された、パルス速度Δｔ、パルスエネルギー密度Ｅ及びパルス空間オーバーラップの組合せを含むと同時に、これらの層への損傷を制限し、かつ、加工速度を最大にして、所定のダイ強度及び歩留りを有するダイを生成する。さらに、ファイルは、選択された組合せを用いて、対応する層を切断するのに必要なスキャン数に関するデータも含む。この基板は、それらの選択された組合せを用いてダイスされる。ダイシングの前、間または後に、基板における化学反応を防止または引き起こすために、不活性ガスまたは活性ガス用のガス処理機器が備えられてもよい。

Description

本発明は、パルスレーザを用いる、基板、特に半導体基板（ただし、それには限定されない）のプログラム制御ダイシングに関する。

ウェハダイシングは、組立工程におけるすべての後続の作業を容易にするパッケージ組立の重要な側面である。従来、ウェハダイシングは、機械式のソーでウェハをダイスすることによって実現される。機械式のソーの使用には、低い歩留り、チッピング、クラッキングなどの不都合がある。薄いウェハは、機械式のソーによってウェハ内に応力が生じてダイ強度が低下するために、加工できない。ダイ強度が弱くなると信頼性が低下するから、半導体基板をダイスするときに生産されるダイの強度は重要なファクタである。ダイ強度を強めると、破損とマイクロクラッキングの発生とが最小限に抑えられて、デバイスの信頼性が向上する。

（発明の開示）
本発明の第１の態様によれば、
少なくとも一層を含む基板のプログラム制御ダイシングのためにパルスレーザを用いる方法であって、
前記パルスレーザを制御するために、プログラム制御手段及び関連データ記憶手段を提供するステップと、
前記基板で前記レーザが生じさせるパルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの、少なくとも１つの、選択された組合せのレーザカットストラテジファイルを前記関連データ記憶手段に与えて、少なくとも一層についての加工速度を最大にしながら、それぞれの前記少なくとも一層に対する損傷を制限するステップと、
前記レーザカットストラテジファイルに格納された、前記それぞれの少なくとも１つの組合せによって前記パルスレーザが操作されているとき、前記それぞれの少なくとも一層を切断するのに必要な前記パルスレーザによって、前記それぞれの少なくとも一層の少なくとも１の選択された複数スキャンを表わすデータを、前記レーザカットストラテジファイルに与えるステップと、
前記レーザカットストラテジファイルにより駆動される前記プログラム制御手段の制御下で前記レーザを用いて、前記それぞれの少なくとも１の選択された複数スキャンで前記少なくとも一層をスキャンし、その結果得られるダイが少なくとも所定のダイ強度を有し、かつ、使用できるダイの歩留りが少なくとも所定の最低歩留りに等しいような前記基板のダイシングを少なくとも容易にするステップと、
を含む方法が提供される。

好ましくは、
レーザカットストラテジファイルを提供するステップは、前記少なくとも一層のそれぞれに対して、
パルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの組合せの少なくとも１つを変更して、それぞれの組合せを提供するステップと、
前記それぞれの組合せを用いて前記それぞれの層の切断速度を測定するステップと、
前記層を検査して、損傷が所定の範囲に制限されるかどうか判定するステップと、
前記基板をダイスして、その結果得られるダイの歩留りを測定するステップと、
前記その結果得られるダイのダイ強度を測定するステップと、
使用できるダイが、少なくとも前記所定の最低歩留りを有し、かつ、少なくとも前記所定のダイ強度を有するようにしながら、切断速度を最大にする、選択された組合せのレーザカットストラテジファイルを生成するステップと、
前記選択された組合せを用いて前記少なくとも一層をスキャンして、前記層を切り抜けるのに必要な複数のスキャンを決定するステップと、
前記選択された複数のスキャンを前記レーザカットストラテジファイルに格納するステップと、
を含む。

好都合にも、ダイ強度は、ワイブルダイ強度テストを用いて測定される。

有利には、レーザを用いて少なくとも一層をスキャンするステップは、ガルバノメータベースのスキャナの提供を含む。

好都合にも、
前記レーザを用いて前記少なくとも一層をスキャンするステップは、前記レーザからのレーザビームを、前記基板を横切ってスキャンするためのテレセントリックスキャンレンズの提供を含み、
レーザカットストラテジファイルを提供するステップは、
前記テレセントリックスキャンレンズの焦点面で受けられたレーザエネルギー密度をマッピングして、前記選択された、パルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの組合せを用いて、前記テレセントリックレンズの視野のレーザエネルギー密度マップを生成するステップと、
前記レーザエネルギー密度マップをアレイとして前記記憶手段に格納するステップと、
前記レーザエネルギー密度マップを用いて、前記選択された組合せの前記パルスレート及び前記パルスエネルギーの少なくとも一方を、前記制御手段で修正して、前記基板における前記視界内のスキャンポイントに一定のレーザエネルギー密度を生じさせるステップと、
を備える。

好都合にも、レーザエネルギー密度をマッピングするステップは、レーザパワーメータを用いて、テレセントリックレンズの視界内の代表位置でレーザエネルギー密度を測定する処理を含む。

有利には、選択された組合せを提供するステップは、それぞれの層の材料の熱負荷を制限して機械的応力を所定の最大値に制限する、選択された組合せを提供する処理を有する。

好都合にも、
カットされるべき層を加工するために、前記選択された組合せが、前記選択された組合せに対応する、前記選択された複数スキャン未満で用いられ、カットされるべき層を切り抜けた後に前記レーザが前記基板をスキャンし続けても前記下層の加工が実質上起こらないように、下層を大きくは加工しない組合せを用いて、前記選択された複数までさらなるスキャンのために前記層をスキャンする。

有利には、この方法は、続けて前記基板を機械的にダイスするために、カットされるべき前記層を介した前記基板のスクライブを含む。

好都合にも、基板が能動層を含む場合、前記選択された組合せを提供して前記少なくとも一層への損傷を制限するステップは、前記能動層内の能動素子のその後の動作に著しい影響を及ぼさない、選択された組合せを提供する処理を有する。

有利には、前記能動層中の能動素子のその後の動作に著しい影響を及ぼさない選択された組合せを提供するステップは、著しいクラックを前記能動層に伝播させない組合せを提供する処理を有する。

好都合にも、前記選択された組合せを提供するステップは、
環境温度における熱衝撃による著しいクラック伝播を生じない初期速度で前記レーザが前記基板を加工する初期組合せであって、前記レーザによる、前記基板の所定の複数スキャンの後に前記加工によって、前記基板の温度が、環境温度よりも高い温度まで上昇させる初期組合せを提供するステップと、
前記高くされた温度における熱衝撃による著しいクラック伝播を生じさせず、前記初期速度よりも高い加工速度で前記基板をレーザ加工する加工組合せを提供するステップと、
を含み、
前記基板を切削するステップは、
少なくとも前記所定の複数スキャンに対して、前記初期組合せを用いて、前記基板の初期深さまで加工する処理と、
前記加工組合せを用いて前記基板の残りの深さの少なくとも一部まで加工する処理と、
を含む。

好ましくは、表面マイクロクラックの発生が、他の方法では生じるはずのものよりも少ないように、前記複数のスキャンの少なくとも最初のスキャンのエネルギーが、前記複数のスキャンの後続スキャンのエネルギーよりも低い。

有利には、前記基板の裏側のチッピングが、他の方法では生じるはずのものよりも少なくなるように、前記複数回スキャンの少なくとも最終スキャンのエネルギーが前記複数スキャンのうちの先行スキャンのエネルギーよりも低い。

有利には、ダイスレーンからデブリを除去するために、加工深さを増すにつれてレーザエネルギーを適宜に高めることにより、前記複数のスキャンのエネルギーをスキャンの間で変更して、前記基板のダイシング中に発生するデブリの除去を容易にする。

有利には、この方法は、
前記基板にガス環境を提供するガス処理手段を用意するステップと、
前記ガス環境を用いて、前記基板のダイシングの前、間及び後の少なくとも１における、前記基板との化学反応を制御して、結果として得られるダイの強度を向上させるステップと、
をさらに含む。

好都合にも、ガス処理手段を用意する前記ステップは、前記基板のカット領域にガスをほぼ一様に吐き出して、前記基板のほぼ一様なカットを容易にするガス吐出ヘッド手段を用意する処理を含む。

有利には、ガス処理手段を用意する前記ステップは、流量、濃度、温度、ガスの種類及びガスの種類の混合の少なくとも１を制御する手段の用意を含む。

好都合にも、ガス環境を提供する前記ステップは、加工中にダイの壁面の酸化を事実上防止する不活性ガス環境の提供を含む。

あるいはまた、ガス環境を提供する前記ステップは活性ガス環境の提供を有する。

好都合にも、活性ガス環境を提供する前記ステップは、前記活性ガスでダイの壁面を、前記壁面の表面粗さを小さくするためにエッチングして、それにより前記ダイ強度を向上させる処理を有する。

有利には、活性ガス環境を提供する前記ステップは、加工中に生じた熱影響部を事実上除去するために、前記活性ガスでダイの壁面をエッチングして、それにより前記ダイ強度を向上させる処理を有する。

有利には、活性ガス環境を提供するステップは、活性ガス環境を提供する前記ステップは、加工中に生じ、加工されたダイの表面に付着したデブリを減少させる処理を有する。

好都合にも、この方法は、結果として得られるダイのエッジを、前記ダイの側壁を加熱するのに充分なエネルギーを有するレーザでスキャンして、その表面粗さを小さくし、それにより前記ダイのダイ強度を向上させる、ダイシング後のステップをさらに含む。

好都合にも、この方法は、ガルバノメータベースのスキャナを用いて、前記レーザビームを、前記ダイのコーナで曲線軌道に沿ってスキャンすることによって、コーナの丸いダイを生成するのに適合し、そこにおいて、前記ダイの全周の周りに、連続するレーザパルス間の、前記選択されたパルス空間オーバーラップを維持するように、前記選択された組合せを変更する。

好都合にも、前記ダイの弓形部分またはコーナに、実質上、前記弓形ダイエッジまたはコーナに欠陥を発生させるオーバーカットまたはアンダーカットが起きないようなパルスを送り出すように、前記選択された組合せを変更する。

有利には、この方法は、前記レーザが前記基板を通ってスキャンするときに、前記ダイスレーンの幅を変えることにより、前記レーザビームから遠ざかる方向に内向きに細くなる弓形壁面を有するテーパー付きダイスレーンを形成するのに適合し、そこにおいて、前記選択された組合せを修正して、微調整されるテーパー及び滑らかなダイ側壁を与え、それにより、結果として得られるダイのダイ強度を向上させる。

好都合にも、前記レーザがＱスイッチレーザ素子である。

好ましくは、前記レーザからのレーザビームは、回転可能なミラーにより導かれる。

好都合にも、前記基板がテープ上に取り付けられ、前記レーザの最終スキャンのエネルギーが、実質上、前記テープへの損傷を防止するために制御される
好ましくは、前記テープが、実質上、紫外線に対して透明である。

有利には、前記テープはポリオレフィンをベースとする。

本発明の第２の態様によれば、
少なくとも一層を有する基板のプログラム制御ダイシング用の装置であって、
パルスレーザと、
前記レーザが基板に発生させるパルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの少なくとも１つのそれぞれの選択された組合せと、それぞれの少なくとも一層を切断するのに必要な前記パルスレーザによる、前記それぞれの少なくとも一層の少なくとも一のそれぞれの選択された複数のスキャンを表わすデータとの、レーザカットストラテジファイルを用いて前記パルスレーザを制御するプログラム制御手段及び関連データ記憶手段と、
を備え、
前記レーザカットストラテジファイルは、関連データ記憶手段に格納され、
使用時に、結果として得られるダイが少なくとも所定のダイ強度を有し、使用できるダイの歩留りが少なくとも所定の最低歩留りに等しくなる装置が提供される。

好ましくは、前記プログラム制御手段は、前記少なくとも１つのそれぞれの選択された組合せを条件として前記レーザを制御するために、パルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの少なくとも１つを変更する制御手段を含む。

好都合にも、この装置は、前記レーザからのレーザビームを、前記基板を横切ってスキャンするテレセントリックスキャンレンズ手段を含む。

有利には、この装置は、前記テレセントリックスキャンレンズの焦点面内で受けたレーザエネルギー密度をマッピングして、パルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの、前記選択された組合せを用いて前記テレセントリックレンズの視野のレーザエネルギー密度マップを、当該レーザエネルギー密度マップをアレイとして前記データ記憶手段に格納するために生成し、前記少なくとも１つのそれぞれの選択された組合せを修正して、前記テレセントリックレンズによって生じる、前記基板におけるレーザエネルギー密度の乱れを補償するレーザパワー測定手段を含む。

好ましくは、この装置は、前記基板のダイシングの前、間及び後の少なくとも１において、前記基板との化学反応を制御するために、前記基板にガス環境を提供して、結果として得られるダイの強度を強めるガス処理手段をさらに備える。

有利には、このガス処理手段は、前記ガス処理手段は、前記基板のカット領域にガスを一様に放出するガス吐出ヘッド手段を含む。

好ましくは、このガス処理手段は、流量、濃度、温度、ガスの種類、及び、ガスの種類の混合の少なくとも１つを制御する制御手段を備える。

好都合にも、このガス処理手段は、加工中にダイの壁面の酸化を実質上防止するために、不活性ガス環境を提供するように用意されている。

あるいはまた、このガス処理手段は、活性ガス環境を提供するために準備されている。

有利には、このガス処理手段は、ダイの壁面を前記活性ガスでエッチングして、前記側壁の表面粗さを小さくし、それによりダイ強度を強めるために用意されている。

有利には、このガス処理手段は、ダイの壁面を前記活性ガスでエッチングして、加工中に生じた熱影響部を実質上除去し、それにより前記ダイ強度を強めるために用意されている。

有利には、このガス処理手段は、ダイの壁面を前記活性ガスでエッチングして、加工中に生じ、加工されたダイの表面に付着したデブリを少なくするために用意されている。

好都合にも、この装置は、レーザビームを、前記ダイのコーナで曲線軌道に沿ってスキャンすることによって、コーナの丸いダイを生成するガルバノメータベースのスキャナをさらに備え、そこにおいて、前記選択された組合せは、連続するレーザパルス間の、前記選択されたパルス空間オーバーラップを、前記ダイの全周の周りに維持するように決定される。

有利には、ダイエッジに欠陥を生じさせるオーバーカットまたはアンダーカットが実質上生じないような、前記ダイエッジの弓形部分またはコーナへのレーザパルス送出を制御するように、前記選択された組合せが決定される。

好都合にも、この装置は、前記レーザが前記基板を貫いてスキャンするときに、ダイスレーンの幅を変えることにより、前記レーザビームから遠ざかる方向に内向きに細くなる弓形壁面を有するテーパー付きダイスレーンを形成するように準備され、そこにおいて、前記選択された組合せを修正して、滑らかなダイ壁面とともに、微調整されたテーパーを与え、それにより、結果として得られるダイのダイ強度を強める
好ましくは、前記レーザは、Ｑスイッチレーザ素子である。

好都合にも、この装置は、前記レーザからのレーザビームを前記基板に導く回転可能なミラーを含む。

好ましくは、この装置は、テープ上に取り付けられた基板のために用意され、そこにおいて、前記基板の最終スキャンにおいてレーザが制御されて、実質的に前記テープに損傷を及ぼさない。

好都合にも、前記テープは、紫外線に対して実質上透明である。

有利には、前記テープはポリオレフィンをベースとする。
（発明を実施するための形態）
レーザビームは、半導体ウェハ１０をダイスするために用いられ、それにより、ガルバノメータ型システム内の回転ミラーを用いてウェハ表面全体にわたってＱスイッチレーザビームを走査て、Ｆｉｇ．１に示すようなパターンを形成することにより、ウェハから素子１１をシンギュレートすることもある。テレセントリックタイプのスキャンレンズを用いて、レーザビームの焦点を合わせることもある。

本発明の実施形態では、単層または多層基板の加工の間に、連続するレーザパルス（Δｔ）及びレーザパルスエネルギー（Ｅ）の時間間隔を変えて、その単層の異なる部分またはその基板中の材料のそれぞれにおける熱負荷と、結果として生じる機械的応力または生じる損傷とを減らす。

例として、３つの異なる材料タイプの４層３１，３２，３３，３４からなる多層材加工物３０が、Ｆｉｇ．３（ｉ）に示されている。これらの材料は、例えば、半導体基板３４上のポリマーの第３層３３上の金属の第２層３２上のポリマー材料の第１層３１であることもある。Ｆｉｇ．３（ｉｉ）は、時間（多層構造物を貫いて切削される距離に対応する）を横軸、パルスエネルギーを縦軸とした図表であるが、基板をダイスする四段階の手法を示す。ポリマー材料内の熱負荷及びその結果生じる機械的損傷を減らすようなやり方で第１層３１を加工するために、レーザパルスエネルギーＥ_１は低く、パルス間の間隔Δｔ_１は大きい。ポリマー材料は、例えば、数百マイクロジュール／パルスの高レーザパルスでは、溶融し、損傷を受けるが、例えば１０マイクロジュール／パルスの、より低いレーザパルスエネルギーではきれいに切断されるであろう。また、繰返し速度が高すぎると（すなわち、Δｔが小さすぎると）、あまりにも多量の熱が、あまりにも短時間のうちに、ポリマー材料に入り込み、ポリマーが溶融して損傷を受け、したがって、ポリマーに関しては、繰返し速度が低く抑えられている（すなわち、Δｔが大きい）。一般に、Δｔ及びＥの値は、材料の公知の光学的及び熱的な特性に基づき選択されるか、実験に基づき定まる。Δｔ_１及びＥ_１で送り出されるレーザパルスの数は、第１層３１の厚さによって決まる。

レーザビーム３５で第１層３１を貫いて加工した後で、レーザパラメータをΔｔ_２及びＥ_３に変更する。ここで、Δｔ_２及びＥ_３の選択値（基板の全層に関するΔｔ及びＥと同様）は、用いられるレーザ波長で、材料の熱的特性、さらに光学的な吸収特性によって決まる。第２層３２の加工後、レーザ特性をΔｔ_１及びＥ_１に戻して、第１層３１と同じ材料の第３層３３を加工する。第３層３３の加工後、レーザ特性をΔｔ_３及びＥ_２に変えて、第４層３４を加工する。多層基板のそれぞれの層の加工中、テレセントリックスキャンレンズによって伝達されるレーザエネルギーの乱れを補償するために、フォーカス対物レンズの全視野にわたって、レーザパルスエネルギーＥ_１、Ｅ_２、Ｅ_３を、記述されるように変更して、基板の各層を貫く加工の均一性を確保してもよい。

実際には、積層基板の加工に先立ち、レーザカットストラテジファイルを、レーザへの一連のコマンドを含ませるために生成して、層ごとにΔｔ及びＥを変更し、かつ、加工物表面上にレーザビームを位置決めするためにガルバノメータスキャナを制御する。さらに、層３１，３２，３３，３４のそれぞれの厚さについての事前の認識に基づき、それぞれの層を切断するために必要なそれぞれのレーザスキャン回数がレーザカットストラテジファイルにあらかじめプログラムされる。

当初、このデータは、異なるパルスエネルギー及びパルス繰返し速度を用いて、異なる材料の層をスキャンし、例えば層内の溶融またはクラックの広がりといったあらゆる損傷を観察することによって、実験的に収集されてもよい。結果として生じる、異なるパルスエネルギー及びパルス繰返し速度の、ダイ強度に対する影響も、例えば、公知のワイブルダイ強度試験と、少なくとも要求ダイ強度のダイを生成する各層について選択された組合せを用いて定められる。さらに、選択された組合せが基板上の素子に損傷を及ぼしておらず、それゆえ歩留りに悪影響を及ぼさないことを保証するために、ダイの歩留りが決められてもよい。その後、許容し得る損傷しか起こさず、かつ、要求ダイ強度及び許容し得る歩留りでダイを生成する、パルスエネルギー及びパルス繰返し速度の組合せを選択した後で、既知の厚さの材料を切断するために必要なスキャン回数も実験的に決定される。その後、これらの値を用いてレーザカットストラテジファイルを記述する。

このようにしてダイスすると、従来のレーザダイシング法と比べて、ダイ強度がより優れる。

本発明のさらなる実施形態においては、多層材料の単層を加工している間、パルス間の時間間隔Δｔ及びレーザパルスエネルギーＥを変更する。Ｆｉｇ．４（ｉ）〜Ｆｉｇ．４（iii）を参照すると、レーザビーム４４で加工されるべき第１層４１が、基板４３上の第２層４２上を覆っている。第１層４１を加工するとき、下にある第２層４２への損傷を防止するために、第１層４１を加工している間、第１層４１を貫通する加工の完了直前に、変更レーザビーム４４１を表わす変更破線で示すように、レーザビーム４４のパルス特性Δｔ及びＥを変更する。一般に、パルスエネルギーＥを、下層を構成している材料の溶融しきい値未満に下げることによって、下層４２への損傷は防止される。Ｆｉｇ．４の層４１に加工されたトレンチ４５は、pre-mechanical scribingトレンチとして用いることができる。この場合、レーザパルスエネルギー及びパルス繰返し速度を適切に選択することにより、レーザプリスクライブ段階後に行われる機械的スクライブ及び破断プロセスの間に成長し得る、最上層４１または下層４２のクラッキングが存在しないから、ダイ強度は、従来技術と比べて向上する。

Ｆｉｇ．５に示す、本発明のさらなる実施形態においては、Ｆｉｇ．５（ｉ）ａに示すように、ウェハ５０の能動素子側から加工している場合、大きなクラックの進展が能動素子５１に伝わるのを防止するため、ダイスレーン５５に沿った最初の数パスに、レーザビーム５４の低エネルギーレーザパルスを用いる。基板５３を加工するときの熱衝撃を減らすために初期加工で加熱されたウェハ５０の半導体基板５３のバルクをさらに高速に加工するため、レーザが、能動素子層の厚さにほぼ等しい材料深さまでカットした後、レーザカットストラテジファイルの制御下において、Ｆｉｇ．５（ｉ）ｂに示すように、レーザビーム５４のパルスエネルギーＥを、レーザビーム５４１のより高いパルスエネルギーまで高めてもよい。代りに、Ｆｉｇ．５（ｉｉ）ａに示すように、ウェハ基板５３の、能動素子５１を保持する側に対向する裏側から加工している場合、基板材料の初期レーザカットダウンからクラックが広がらないようにするために同様なプロセスを採用することができ、それゆえ、低レーザパルスエネルギーを有するレーザビーム５４が初めに用いられる。半導体基板５３のバルクでは、レーザカットストラテジファイルの制御下において、高速加工用のより高エネルギーのレーザビーム５４１を用いてレーザエネルギーを高める（Ｆｉｇ．５（ｉｉ）ｂ参照）。ウェハ５０の裏側から加工するレーザビーム５４１が、能動素子５１を含む領域に達すると、レーザカットストラテジファイルの制御下において、レーザビーム５４のレーザパルスエネルギーを低くして、この領域内の過度の損傷を防止する（Ｆｉｇ．５（ｉｉ）ｃ参照）。このようにレーザ加工を制御するために、レーザカットストラテジファイルは、また、能動層及び基板の残りの部分をそれぞれ通り抜けるのに必要なスキャン数と、高温及び高パルスエネルギーでも熱衝撃の影響がわずかな温度まで基板の温度を上げるのに必要な初期スキャン数とを表わすデータを含んでいる。

Ｆｉｇ．９に示す、本発明のさらなる実施形態においては、例えば単層基板９３に例えばトレンチまたはダイスレーン９２をマルチパス切断で加工しているとき、基板９３の加工を始める第１の面９１における表面マイクロクラックの発生を防止、または、さもなければ起こるだろう程度よりも低く、少なくとも抑制するために、１の初期パスまたは複数のパスの間、基板９３のバルクをカットするときに用いられるレーザビーム９４１よりも低いパルスエネルギーのレーザビーム９４が用いられる。同様に、基板の、第１の面９１に対向する第２の面９４、または例えばトレンチの底部におけるチッピングまたはクラッキングを防止、または、さもなければ起こるだろう程度よりも低く、少なくとも抑制するために、レーザビーム９４２の最終パスのエネルギーを、基板９３のバルクをカットするために用いられるエネルギー未満に抑制してもよい。基板９３のバルクでは、より高エネルギーのパルスを用いて、材料を効率的に除去する。より効率的な材料除去を容易にするために、パルスエネルギーを、加工深さの増加につれて増加させてもよい。

さらに、Ｆｉｇ．１０に関連して、加工によって発生したデブリ１０９の除去を容易にするため、基板１０３の加工の間じゅう、レーザビーム１０４のエネルギーを変えてもよい。すなわち、レーザビーム１０４のより高いピークパワーを、基板１０３の表面付近よりも、基板内の深くに使用する。

レーザ切断ダイの機械的ダイ強度は、連続するレーザパルス間の空間オーバーラップ（spatial overlap）の関数である。したがって、連続するレーザパルス間の空間オーバーラップは、好ましくは、加工される基板から得られるダイの最適な機械的ダイ強度をもたらすように選択される。例えば、３５５ｎｍのＱスイッチレーザを用いて加工されるシリコン基板の機械的ダイ強度の依存関係をＦｉｇ．６に示す。ここで、３０％〜７６％までの一連のパルスオーバーラップに関して、横座標としての、ダイに加えられた圧力に対して、圧力試験の残存確率が縦座標としてプロットされている。この場合、最大ダイ強度を有するプロット６１は、パルスオーバーラップ３０％に関して得られることは明らかである。明らかに、レーザパルスのオーバーラップが大きすぎれば、領域内の加熱が多すぎ、クラッキングが多すぎるであろう。レーザパルスのオーバーラップがより小さければ、領域内の熱的損傷がより少なく、クラッキングはより少ない。実際には、要求ダイ強度及び歩留りを与えるのに適したオーバーラップは、実験的に決まり、加工中に用いるためにレーザカットストラテジファイルに格納される。レーザパルスの空間オーバーラップは、事実上、走査速度、パルス繰返し速度及び入射レーザビームの直径の関数であるので、これらのパラメータだけを、このレーザカットストラテジファイルに格納する必要があることが理解されよう。

テレセントリックレンズを用いて、レーザビームを集束すると、受け付けられるレーザ強度は、テレセントリックレンズの視野にわたって異なる。視野全域にわたって、加工物表面における一定のパワー密度を維持するために、レーザパラメータを、フォーカススキャンレンズ（対物レンズ）の視野内の焦点スポットの位置に応じて変更してもよい。伝達レーザ強度の変化は、代表的なテレセントリックスキャンレンズの視野にわたって入射レーザ強度の百分率として、Ｆｉｇ．２の上半分の等高線プロット２０に示されている。このような等高線プロットは、レーザパワーメータを、基板または加工物が位置付けられる面内の、テレセントリックレンズの真下に配置することにより得られることがある。レーザパワーの読みは、レンズの視野全域（通常、４０ｍｍ×４０ｍｍ）のいくつかの位置に記録され、その後、二次元面プロットとしてプロットされる。このレーザパワー密度マップにおける乱れは、主に、これらのレンズ上の反射防止膜の品質によるものである。テレセントリックレンズは、いくつかのレンズからなっており、また、これらのレンズのすべてのもののコーティングの厚さまたは品質にムラがあると、レーザパワー密度マップに乱れを観察することができる。また、テレセントリックレンズの幾何形状のために、その固有の性能は、この視野の縁においてそれほど良くなく、したがって、テレセントリックレンズ自体によって引き起こされる、レーザビームプロファイルの変形のために、レーザパワー密度が減少する。

スキャンレンズ視野全域にわたって一定のパワー密度を維持するには、レーザパルスエネルギー及びレーザ繰返し周波数の少なくとも一方を変更する必要がある。本発明の本実施形態では、フォーカス対物レンズの視野全域にわたって、加工物表面における一定のパワー密度を維持するために、フォーカス対物レンズの視野内の焦点スポットの位置に応じてレーザパラメータを変更する。代表的なテレセントリックスキャンレンズの視野における入射レーザ強度のパーセンテージとしての、伝達レーザ強度のばらつきを、Ｆｉｇ．２に示す。スキャンレンズ視野全域にわたって一定のパワー密度を維持するには、レーザパルスエネルギー及びレーザ繰返し速度の少なくとも一方を変更し、タイミングよく一定のレーザ繰返し周波数でレーザパルスエネルギーを変更するか、または、代わりに、一定のレーザパルスエネルギーでレーザ繰返し周波数を変更する必要がある。パワー密度（φ）は、レーザの焦点スポットにおいて、単位面積（平方センチメートルの単位で表わすＡ）当りのパワー（ワットの単位で表わす）として定義され、次式により与えられる。

φ＝Ｐ／Ａ
パワーが秒（ｓ）当りのパルスエネルギー（ジュールの単位で表わすＥ）に等しい場合には、
Ｐ＝Ｅ／ｓ
例として、Ｆｉｇ．２の上半分に見られるように視野の下端縁から１０ｍｍにあるライン２１に沿った距離に対する、縦座標としてのパルスエネルギーのプロットである、Ｆｉｇ．２の下半分は、テレセントリックレンズによる伝達レーザ強度の変化を補償するために、スキャンレンズの視野を横切ってレーザをスキャンしながら、基板における一定のパワー密度を維持するために必要なレーザパルスエネルギーの修正を明示している。この例においては、長さ４０ｍｍ、レンズの中心から１０ｍｍにある直線２１に沿って、レーザをスキャンする。Ｆｉｇ．２の上半分では、レンズの視野は、所与の領域内のそれぞれの点における強度が、その領域内のあらゆる点の±５％内である複数領域に分けられる。この例における、レーザによってスキャンされた４０ｍｍのライン２１について、スキャンライン２１の６つの部分２２，２３，２４，２５，２６，２７に対応する、異なる六領域を横切り、その結果、レーザエネルギーが、レーザカットストラテジファイルの制御下において、５回、変更される。このレーザパルスエネルギーは、スキャンライン２１の第１の部分２２に関する領域１内のＥ_４の値２２１からスタートする。領域１内の加工物における伝達レーザ強度は、スキャンレンズに入射するレーザ強度の８０％〜８５％であり、領域１が、すべての領域２〜６と比較してもっとも入射レーザ強度の低い領域を表わすから、その結果、領域１内の１レーザパルス当りのエネルギーＥ_４がもっとも大きい。領域１から、スキャンライン２１の第２の部分２３に対応する領域２までレーザをスキャンするとき、伝達レーザ強度は、スキャンレンズに入射するレーザ強度の８５％〜９０％に強まり、加工物の表面において一定のパワー密度を維持するために、ここで、レーザパルスエネルギーをＥ_３の値２３１まで減少させる。この場合、Ｅ_３は、Ｅ_４よりもエネルギーが５％小さい。加工物表面において、ダイスレーン２１の全長４０ｍｍに沿って、一定値のパワー密度（φ）を維持するために、レーザビームが領域から領域へ通過するときに、レーザカットストラテジファイルの制御下において、「いそいで」（必要であれば、１パルスからパルスベースまでにおいて）、レーザパルスエネルギーを変更する。

要するに、加工物表面におけるレーザパワー密度φは、レーザパルスエネルギーＥに正比例する。加工物表面におけるレーザパルスエネルギーの値は、スキャンレンズにおける減衰のために、レーザから直接出るものとは異なるであろう。等高線マップは、レーザのコンピュータ制御に関連するコンピュータメモリに二次元アレイとして格納され、どこで、ソフトウェアが、視野にレーザビームを入れるようにガルバノメータスキャナに指示するかによって、simultaneousコマンドをレーザに送って、レーザカットストラテジファイルに示されるようにパルス繰返し速度及びレーザパルスエネルギーを変更する。また、レーザパワーが、レーザヘッド自体にある一体型パワーメータによって監視されることがあり、レーザのパワーのばらつきがを補償することができる。原則として、等高線マップを格納するのではなく、レーザパワーが、加工物または基板において監視されてもよいが、そうするときにレーザパワーの損失があるだろう。好ましくは、等高線マップはメモリに格納される。本発明によれば、スキャンレンズの視野全域にわたって加工物表面で一定のパワー密度を維持するために、パルス繰返し速度とパルスエネルギーとの組合せがスキャニング中に制御され、レーザパルスエネルギーＥが、テレセントリックスキャンレンズの伝播に正比例して変化する。これにより、例えば、ダイスレーンの深さがパワー密度φに正比例する場合に、ダイスレーンの加工及び一様な深さの溝のpre-scribingが可能となる。レーザが基板の全厚を切り進むように基板がレーザ加工される場合、ダイスレーン全域にわたって一様なパワー密度を維持することにより、ダイスレーンの部分的な切断が防止される。ダイスレーンの部分的な切断は隣り合うダイの間に材料を残し、また、ピックアンドプレイスプロセスの間に、搬送テープからダイが抜き取られると、くっつき合った、そのようなダイがばらばらに壊れて、ダイに損傷を起こし、したがって、それらの機械的強度を著しく低下させるかもしれない。

本発明に係るレーザダイシングは、ガス処理システムにより制御されるnon-ambientガス環境において行われることがある。流量、濃度、温度、ガスの種類及びガス混合物などのガスパラメータは、レーザダイシングプロセス前、レーザダイシングプロセス中及びレーザダイシングプロセス後の少なくとも１つの時点で制御される。レーザ加工プロセス前、間及び後の少なくとも１つの時点において、一連の異なるガスが用いられてもよい。

基板の切断領域に確実にガスを一様に吐出させるためにガス吐出ヘッドが用いられてもよいので、一様な切断を実現できる。

使用されるガスは、半導体基板、及び／または、半導体ウェハまたは基板内の層に対して不活性であるかまたは反応することがある。不活性ガス（例えば、アルゴン、ヘリウム）は、レーザ加工中、ダイ壁面における酸化物層の成長を防止するために用いられてもよい。基板材料をエッチングすることによってダイ側壁の表面粗さを小さくするため、シリコンと反応するガス（例えば、フロンガス、ハロカーボン）が、レーザ加工の前、間及び後の少なくとも１つの時点で用いられてもよい。さらに、レーザ加工の結果としてダイ側壁に生じた熱影響部（ＨＡＺ）は、反応ガスを用いて腐食除去することができる。このようにして、ダイ側壁の品質を向上させ、したがってダイ強度を高める。さらに、反応ガスは、ダイ側壁及び上面及び底面に付着するデブリの量を減少させ、したがって、レーザ加工されたダイ上のpotential stress pointsを減少させる。

本発明のさらなる実施形態では、レーザパルスエネルギーが、ウェハ材料の溶融しきい値に近い値まで減らされ（ダイシンギュレーション後）、ダイ側壁を（除去せずに）加熱するように、ダイエッジに沿ってレーザをスキャンする。そのようにして、ダイ側壁の表面粗さを小さくして、熱影響部の一様性を向上させ、したがってダイ強度を向上させる。

本発明のさらなる実施形態では、レーザは、Ｆｉｇ．７（ｉ）に示すように、コーナ７２を丸くしたダイ７１を加工するやり方でスキャンされる。従来技術に係る従来の機械式ソーでダイスされたダイ７５がＦｉｇ．７（ｉｉ）に示されている。丸まったコーナの幾何形状は、従来の機械式ソーを基にしたダイシングシステムよりも、ガルバノメータを基にしたレーザ加工システムを用いた場合に実現しやすく、かつ、より精密である。しかし、通常の場合のように、レーザビームを方向づけるために用いられるガルバノメータスキャニングミラーが、彎曲した特徴を通過するときに減速する必要がある場合には、丸まったコーナ部でレーザパルス特性を変更しなければならない。

そうしなければ、スキャニングミラーがおそくなると、レーザパルス空間オーバーラップが大きくなるであろう。それゆえ、ダイの直線領域上に用いられる空間オーバーラップと同じオーバーラップを、丸まったコーナ部分上で維持するために、パルス間の時間Δｔを長くする必要がある。加工中にレーザビームを制御するために、このデータがレーザカットストラテジファイルに格納される。レーザを用いて、コーナを丸くしたダイを生成することにより、ダイ強度を向上させ、薄型ウェハのダイシングが可能になる。丸まったコーナは、長方形のダイの尖ったコーナによって起こされる応力を除去する。

さらに、加工がレーザカットストラテジファイル及びプログラム制御により制御されるので、他の状況ではダイエッジに欠陥を発生させるかもしれないオーバーカットまたはアンダーカットもなく、「きずのない」コーナすなわち彎曲部分を得るように、ダイエッジのコーナすなわち湾曲部にパルスが送出される。

本発明のさらなる実施形態では、Ｆｉｇ．８に示すように、凸状の弓形ダイ側壁８２を生成するために、基板８３にレーザビーム８４でカットされたレーザダイスレーン８５のテーパーを変えて、レーザビーム８４の方向に先細りになる切り口を形成してもよい。前述の実施形態におけるように、これにより、尖ったコーナにおけるpotential stress pointsを除去することによってダイ強度が向上する。レーザビームが基板を貫通して下方にスキャンするとき、ダイスレーンの幅を変えることによって、ダイスレーン側壁にテーパーを付ける。基板に加工される深さが増すにつれて、ダイスレーン内の隣接レーザスキャン数を少なくすることによって、Ｆｉｇ．８に示すテーパー付き側壁が得られる。

Ｆｉｇ．１０に示すように、加工される基板１０３が搬送テープ１１０に取り付けられて、基板１０３にダイスレーン１０２を加工することにより、例えば、ダイ１０１がシンギュレートされてもよい。その場合、基板を通る最終パスにおいてレーザビームエネルギーが制御されて、Ｆｉｇ．９（iii）に関して上述したように、テープへの損傷が確実に発生しないようにされてもよい。その代わりに、または、それに加えて、基板１０３の加工に用いられる紫外線レーザ光ビーム１０４に対してほぼ透明な、ポリオレフィンベースのテープのようなテープ１１０が用いられるので、加工プロセスのパラメータの適切な選択でテープにはほとんど損傷が発生しない。

本発明は、記述された実施形態には限定されず、その構造及び細部を変更することができる。

本発明は、添付図面に関して例示としてのみ与えられる、そのいくつかの実施形態の下記の説明から、さらに明確に理解されよう。

Ｆｉｇ．１は、ダイスされたシリコンウェハの平面図である。

Ｆｉｇ．２は、本発明で用いられるテレセントリックスキャンレンズ対物レンズの視野（４０ｍｍ×４０ｍｍ）にわたる、入射レーザ強度の百分率としての伝達レーザ強度と、さらに、本発明に係る一様な深さのトレンチを加工するためのレーザパルスエネルギーの変化とを示す。

Ｆｉｇ．３（ｉ）は、本発明に係るダイシングに適した多層基板の垂直断面図である。

Ｆｉｇ．３（ｉｉ）は、本発明に係る、Ｆｉｇ．３（ｉ）の多層基板をダイスするために用いられる四段階レーザプロセスを表わす。

Ｆｉｇ．４（ｉ）からＦｉｇ．４（ｉｉｉ）は、本発明に係る、最上層にプリスクライブトレンチが加工された多層構造物の垂直断面図である。

Ｆｉｇ．５（ｉ）ａ及びＦｉｇ．５（ｉ）ｂは、本発明に係る、能動素子側からダイスされた半導体基板の垂直断面図である。

Ｆｉｇ．５（ｉｉ）ａからＦｉｇ．５（ｉｉ）ｃは、本発明に係る、能動素子側に対向する側からダイスされた半導体基板の垂直断面図である。

Ｆｉｇ．６は、連続するレーザパルスの、異なる空間オーバーラップに関して、相対ダイ強度を横座標、ダイ残存の割合を縦座標とした、本発明の理解に役立つグラフである。

Ｆｉｇ．７（ｉ）は、本発明により生成された、コーナの丸い複数のダイを示す。

Ｆｉｇ．７（ｉｉ）は、従来技術に係る、複数の、ダイスされた従来のダイを示す。

Ｆｉｇ．８は、本発明により生成された、テーパー付きダイスレーン側壁の概略垂直断面である。

Ｆｉｇ．９（ｉ）からＦｉｇ．９（iii）は、本発明により加工された単層構造物の垂直断面である。

Ｆｉｇ．１０は、キャリアテープ上に取り付けられた、本発明により加工された基板の垂直断面である。

Claims (52)

1. 少なくとも一層を含む基板のプログラム制御ダイシングのためにパルスレーザを用いる方法であって、
   ａ．前記パルスレーザを制御するために、プログラム制御手段及び関連データ記憶手段を提供するステップと、
   ｂ．前記基板で前記レーザが生じさせるパルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの、少なくとも１つの、選択された組合せのレーザカットストラテジファイルを前記関連データ記憶手段に与えて、少なくとも一層についての加工速度を最大にしながら、それぞれの前記少なくとも一層に対する損傷を制限するステップと、
   ｃ．前記レーザカットストラテジファイルに格納された、前記それぞれの少なくとも１つの組合せによって前記パルスレーザが操作されているとき、前記それぞれの少なくとも一層を切断するのに必要な前記パルスレーザによって、前記それぞれの少なくとも一層の少なくとも１の選択された複数スキャンを表わすデータを、前記レーザカットストラテジファイルに与えるステップと、
   ｄ．前記レーザカットストラテジファイルにより駆動される前記プログラム制御手段の制御下で前記レーザを用いて、前記それぞれの少なくとも１の選択された複数スキャンで前記少なくとも一層をスキャンし、その結果得られるダイが少なくとも所定のダイ強度を有し、かつ、使用できるダイの歩留りが少なくとも所定の最低歩留りに等しいような前記基板のダイシングを少なくとも容易にするステップと、
   を含む方法。
2. 請求項１記載の方法であって、
   レーザカットストラテジファイルを提供するステップｂ及びｃは、前記少なくとも一層のそれぞれに対して、
   ｂ１．パルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの組合せの少なくとも１つを変更して、それぞれの組合せを提供するステップと、
   ｂ２．前記それぞれの組合せを用いて前記それぞれの層の切断速度を測定するステップと、
   ｂ３．前記層を検査して、損傷が所定の大きさに制限されるかどうか判定するステップと、
   ｂ４．前記基板をダイスして、その結果得られるダイの歩留りを測定するステップと、
   ｂ５．前記その結果得られるダイのダイ強度を測定するステップと、
   ｂ６．使用できるダイが、少なくとも前記所定の最低歩留りを有し、かつ、少なくとも前記所定のダイ強度を有するようにしながら、切断速度を最大にする、選択された組合せのレーザカットストラテジファイルを作成するステップと、
   ｃ１．前記選択された組合せを用いて前記少なくとも一層をスキャンして、前記層を切り抜けるのに必要な複数のスキャンを決定するステップと、
   ｃ２．前記選択された複数のスキャンを前記レーザカットストラテジファイルに格納するステップと、
   を含む方法。
3. 前記ダイ強度は、ワイブルダイ強度テストを用いて測定される、請求項２記載の方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の方法であって、
   前記レーザを用いて前記少なくとも一層をスキャンするステップｄは、ガルバノメータベースのスキャナの用意を含む方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法であって、
   前記レーザを用いて前記少なくとも一層をスキャンするステップｄは、前記レーザからのレーザビームを、前記基板を横切ってスキャンするためのテレセントリックスキャンレンズの提供を含み、
   レーザカットストラテジファイルを提供するステップは、
   ｄ１．前記テレセントリックスキャンレンズの焦点面で受けられたレーザエネルギー密度をマッピングして、前記選択された、パルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの組合せを用いて、前記テレセントリックレンズの視野のレーザエネルギー密度マップを生成するステップと、
   ｄ２．前記レーザエネルギー密度マップをアレイとして前記記憶手段に格納するステップと、
   ｄ３．前記レーザエネルギー密度マップを利用して、前記選択された組合せの前記パルスレート及び前記パルスエネルギーの少なくとも一方を、前記制御手段を用いて修正して、前記基板における前記視界内のスキャンポイントに一定のレーザエネルギー密度を生じさせるステップと、
   を有する方法。
6. 請求項５記載の方法であって、
   前記レーザエネルギー密度をマッピングするステップは、レーザパワーメータを用いて、前記テレセントリックレンズの視界内の代表位置でレーザエネルギー密度を測定する処理を含む方法。
7. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
   前記選択された組合せを提供するステップは、前記それぞれの層の材料の熱負荷を制限して機械的応力を所定の最大値に制限する、選択された組合せを提供する処理を有する方法。
8. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
   カットすべき層を加工するために、前記選択された組合せが、前記選択された組合せに対応する、前記選択された複数スキャン未満で用いられ、カットすべき層を切り抜けた後に前記レーザが前記基板をスキャンし続けても下層の加工が実質上起こらないような、下層を大きくは加工しないであろう組合せを用いて、前記選択された複数までさらなるスキャンのために前記層をスキャンする方法。
9. 請求項８記載の方法であって、
   続けて前記基板を機械的にダイスするために、カットされるべき前記層を介した前記基板のスクライブに利用される方法。
10. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記基板が能動層を含み、
    前記選択された組合せを提供して前記少なくとも一層への損傷を制限するステップは、前記能動層内の能動素子のその後の動作に著しい影響を及ぼさない、選択された組合せを提供する処理を含む方法。
11. 請求項１０記載の方法であって、
    前記能動層中の能動素子のその後の動作に著しい影響を及ぼさない選択された組合せを提供するステップは、著しいクラックを前記能動層に広がらせない組合せを提供する処理を含む方法。
12. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記選択された組合せを提供するステップは、
    ｂ７．環境温度における熱衝撃による著しいクラック伝播を生じない初期速度で前記レーザが前記基板を加工する初期組合せであって、前記レーザによる、前記基板の所定の複数スキャンの後に前記加工によって、前記基板の温度が、環境温度よりも高い温度まで上昇させる初期組合せを提供するステップと、
    ｂ８．前記高くされた温度における熱衝撃による著しいクラック伝播を生じさせず、前記初期速度よりも高い加工速度で、前記基板をレーザ加工する加工組合せを提供するステップと、
    を含み、
    前記基板を切削するステップｄは、
    ｄ４．少なくとも前記所定の複数スキャンに対して、前記初期組合せを用いて、前記基板の初期深さまで加工する処理と、
    ｄ５．前記加工組合せを用いて前記基板の残りの深さの少なくとも一部まで加工する処理と、
    を含む方法。
13. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    表面マイクロクラックの発生が、他の方法では生じるはずのものよりも少ないように、前記複数のスキャンの少なくとも最初のスキャンのエネルギーが、前記複数のスキャンの後続スキャンのエネルギーよりも低い方法。
14. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記基板の裏側のチッピングが、他の方法では生じるはずのものよりも少なくなるように、前記複数回スキャンの少なくとも最終スキャンのエネルギー前記複数スキャンのうちの先行スキャンのエネルギーよりも低い方法。
15. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    ダイスレーンを得るためのデブリを除去するために、適宜に加工深さを増すにつれてレーザエネルギーを高めることにより、前記複数のスキャンのエネルギーをスキャンの間で変更して、前記基板のダイシング中に発生するデブリの除去を容易にする方法。
16. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    ｅ．前記基板にガス環境を提供するガス処理手段を用意するステップと、
    ｆ．前記ガス環境を用いて、前記基板のダイシングの前、間及び後の少なくとも１における、前記基板との化学反応を制御して、結果として得られるダイの強度を高めるステップと、
    をさらに含む方法。
17. 請求項１６記載の方法であって、
    ガス処理手段を用意する前記ステップは、前記基板のカット領域にガスをほぼ一様に吐き出して、前記基板のほぼ一様なカットを容易にするガス吐出ヘッド手段を用意する処理を含む方法。
18. 請求項１６または１７記載の方法であって、
    ガス処理手段を用意する前記ステップは、流量、濃度、温度、ガスの種類及びガスの種類の混合の少なくとも１を制御する手段を用意する処理を含む方法。
19. 請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法であって、
    ガス環境を提供する前記ステップは、加工中にダイの壁面の酸化を事実上防止する不動態の不活性ガス環境の提供を含むことを含む方法。
20. 請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法であって、
    ガス環境を提供する前記ステップは活性ガス環境の提供を含む方法。
21. 請求項２０記載の方法であって、
    活性ガス環境を提供する前記ステップは、前記活性ガスでダイの壁面を、前記壁面の表面粗さを小さくするためにエッチングして、それにより前記ダイ強度を向上させる処理を有する方法。
22. 請求項２０または２１記載の方法であって、
    活性ガス環境を提供する前記ステップは、加工中に生じた熱影響部を事実上除去するために、前記活性ガスでダイの壁面をエッチングして、それにより前記ダイ強度を向上させる処理を有する方法。
23. 請求項２０〜２２のいずれかに記載の方法であって、
    活性ガス環境を提供する前記ステップは、加工中に生じ、加工されたダイの表面に付着したデブリを減少させる処理を有する方法。
24. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    結果として得られるダイのエッジを、前記ダイの側壁を加熱するのに充分なエネルギーを有するレーザでスキャンして、その表面粗さを小さくし、それにより前記ダイのダイ強度を向上させる、ダイシング後のステップをさらに含む方法。
25. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    ガルバノメータベースのスキャナを用いて、前記レーザビームを、前記ダイのコーナで曲線軌道に沿ってスキャンすることにより、コーナの丸いダイを生成し、そこにおいて、連続するレーザパルス間の、前記選択されたパルス空間オーバーラップを、前記ダイの全周の周りに維持するように、前記選択された組合せを変更する方法。
26. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記ダイの弓形部分またはコーナに、実質上、前記弓形ダイエッジまたはコーナに欠陥を発生させるオーバーカットまたはアンダーカットが起きないようなパルスを送り出すように、前記選択された組合せを変更する方法。
27. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記レーザが前記基板を通ってスキャンするときに、前記ダイスレーンの幅を変えることにより、前記レーザビームから遠ざかる方向に内向きに細くなる弓形壁面を有するテーパー付きダイスレーンを形成し、そこにおいて、前記選択された組合せを修正して、微調整されるテーパー及び滑らかなダイ側壁を与え、それにより、結果として得られるダイのダイ強度を向上させる方法。
28. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記レーザがＱスイッチレーザ素子である方法。
29. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記レーザからのレーザビームは、回転可能なミラーにより方向付けられる方法。
30. 先行する請求項のいずれかに記載の方法であって、
    前記基板がテープ上に取り付けられ、前記レーザの最終スキャンのエネルギーが、実質上、前記テープへの損傷を防止するために制御される方法。
31. 請求項３０記載の方法であって、
    前記テープが、実質上、紫外線に対して透明である方法。
32. 請求項３１記載の方法であって、
    前記テープはポリオレフィンをベースとしている方法。
33. 少なくとも一層を有する基板のプログラム制御ダイシング用の装置であって、
    パルスレーザと、
    前記レーザが基板に発生させるパルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの少なくとも１つのそれぞれの選択された組合せと、それぞれの少なくとも一層を切断するのに必要な前記パルスレーザによる、前記それぞれの少なくとも一層の少なくとも一のそれぞれの選択された複数のスキャンを表わすデータとのレーザカットストラテジファイルを用いて前記パルスレーザを制御するプログラム制御手段及び関連データ記憶手段と、
    を備え、
    前記レーザカットストラテジファイルは、関連データ記憶手段に格納され、
    使用時に、結果として得られるダイが少なくとも所定のダイ強度を有し、使用できるダイの歩留りが少なくとも所定の最低歩留りに等しくなる装置。
34. 請求項３３記載の装置であって、
    前記プログラム制御手段は、前記少なくとも１つのそれぞれの選択された組合せを条件として前記レーザを制御するために、パルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの少なくとも１つを変更する制御手段を含む装置。
35. 請求項３３または３４記載の装置であって、
    前記レーザからのレーザビームを、前記基板を横切ってスキャンするテレセントリックスキャンレンズ手段を含む装置。
36. 請求項３５記載の装置であって、
    前記テレセントリックスキャンレンズの焦点面内で受けたレーザエネルギー密度をマッピングして、パルスのパルスレート、パルスエネルギー及びパルス空間オーバーラップの、前記選択された組合せを用いて前記テレセントリックレンズの視野のレーザエネルギー密度マップを、当該レーザエネルギー密度マップをアレイとして前記データ記憶手段に格納するために生成し、前記少なくとも１つのそれぞれの選択された組合せを修正して、前記テレセントリックレンズによって生じる、前記基板におけるレーザエネルギー密度の乱れを補償するレーザパワー測定手段を含む装置。
37. 請求項３３〜３６のいずれかに記載の装置であって、
    前記基板のダイシングの前、間及び後の少なくとも１において、前記基板との化学反応を制御するために、前記基板にガス環境を提供して、結果として得られるダイの強度を強めるガス処理手段をさらに備える装置。
38. 請求項３７記載の装置であって、
    前記ガス処理手段は、前記基板のカット領域にガスを一様に放出するガス吐出ヘッド手段を含む装置。
39. 請求項３７または３８に記載の装置であって、
    前記ガス処理手段は、流量、濃度、温度、ガスの種類、及び、ガスの種類の混合の少なくとも１つを制御する制御手段を備える装置。
40. 請求項３７〜３９のいずれかに記載であって、
    前記ガス処理手段は、加工中にダイの壁面の酸化を実質上防止するために、不活性ガス環境を提供するように用意されている装置。
41. 請求項３７〜３９のいずれかに記載の装置であって、
    前記ガス処理手段は、活性ガス環境を提供するために準備されている装置。
42. 請求項４１記載の装置であって、
    前記ガス処理手段は、ダイの壁面を前記活性ガスでエッチングして、前記側壁の表面粗さを小さくし、それによりダイ強度を強めるために用意されている装置。
43. 請求項４１記載の装置であって、
    前記ガス処理手段は、ダイの壁面を前記活性ガスでエッチングして、加工中に生じた熱影響部を実質上除去し、それにより前記ダイ強度を強めるために用意されている装置。
44. 請求項４１記載の装置であって、
    前記ガス処理手段は、ダイの壁面を前記活性ガスでエッチングして、加工中に生じ、加工されたダイの表面に付着したデブリを少なくするために用意されている装置。
45. 請求項３３〜４４のいずれかに記載の装置であって、
    レーザビームを、前記ダイのコーナで曲線軌道に沿ってスキャンすることにより、コーナの丸いダイを生成するガルバノメータベースのスキャナをさらに備え、そこにおいて、前記選択された組合せは、連続するレーザパルス間の、前記選択されたパルス空間オーバーラップを、前記ダイの全周の周りに維持するように決定される装置。
46. 請求項３３〜４５のいずれかに記載の装置であって、
    ダイエッジに欠陥を生じさせるオーバーカットまたはアンダーカットが実質上生じないような、前記ダイエッジの弓形部分またはコーナへのレーザパルス送出を制御するように、前記選択された組合せが決定される装置。
47. 請求項３３〜４６のいずれかに記載の装置であって、
    前記レーザが前記基板を貫いてスキャンするときに、ダイスレーンの幅を変えることで、前記レーザビームから遠ざかる方向に内向きに細くなる弓形壁面を有するテーパー付きダイスレーンを形成するように準備され、そこにおいて、前記選択された組合せを修正して、滑らかなダイ壁面とともに、微調整されたテーパーを与え、それにより、結果として得られるダイのダイ強度を強める装置。
48. 請求項３３〜４７のいずれかに記載の装置であって、
    前記レーザは、Ｑスイッチレーザ素子である装置。
49. 請求項３３〜４８のいずれかに記載の装置であって、
    前記レーザからのレーザビームを前記基板に導く回転可能なミラーを含む装置。
50. 請求項３３〜４９のいずれかに記載の装置であって、
    テープ上に取り付けられた基板のために用意され、そこにおいて、前記基板の最終スキャンにおいてレーザが制御されて、実質的に前記テープに損傷を及ぼさない装置。
51. 請求項５０記載の装置であって、
    前記テープは、紫外線に対して実質上透明である装置。
52. 請求項５１記載の装置であって、
    前記テープはポリオレフィンをベースとする装置。

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