JP2011517427A - 多層半導体ウエハの処理 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
前記ウエハの表面層の一部を除去するように調整したパルス幅が1psから1000psの間の第1のパルス状レーザビームを供給するように構成された第1のレーザと、前記表面層の下にあるバルクシリコンの一部を前記ウエハから除去するように調整した波長が200nmから1100nm間の第2のパルス状レーザビームを供給するように構成された第2のレーザと、前記第1のレーザビームおよび前記第2のレーザビームを前記ウエハ上の同じ位置に向けるための手段とを有する装置が提供される。
ステップ1: 第1のレーザ5を用いて、パルス幅が1psから1000psの間の1以上のレーザパルス6により、ウエハ表面上の1以上の層を有する層状媒質2を穿孔する21。
ステップ2: 波長が200nmから1500nmの間で、パルス3が1nsから1000nsの間のQスイッチパルス状レーザ4を用いて、バルクシリコンウエハ2を穿孔する22。あるいは、所望のスループットを達成するために十分な出力密度のレーザが利用できる場合は、表面層の除去あるいは穿孔に使用されたピコ秒パルスレーザと同様の短パルスレーザにより穿孔23を実行することができる。
ステップ3: シリコン穿孔工程により生じたシリコン屑の蓄積を除去するために、穿孔されたあるいは加工されたシリコンの壁構造をエッチングする24。
psレーザだけによってビア用に穿孔された表面層の光学顕微鏡画像が図3ないし図6に示されている。露光された能動層はシャープであり、図7ないし図13に示されているSEM画像で観察されるように、層が良く区別されている。加えて、表面上の粒子や屑は最小量である。
能動層においてピコ秒パルスにより加工された直径〜28μmのビアに対して手操作により整列して、容積内 (intra volume) に深さ60−70μm、直径〜24μmのビアを穿孔する。図14ないし図19は、その結果得られたビアのSEM画像を示す。
図20ないし図23を参照すると、多層スタックの周りの付着したシリコン屑を取り除くために、試料をショートXeF2エッチングサイクルに処し、その好結果がそれらの図に示されている。
Claims (27)
- パターン形成されたシリコンウエハに加工しあるいは特徴を形成する方法であって、
a.パルス幅が1psから1000psの間の第1のパルス状レーザビームを用いてウエハ上の表面層の一部を除去し、
b.波長が200nmから1100nmの間の第2のパルス状レーザビームを用いて前記表面層の下にあるバルクシリコンの一部を前記ウエハから除去する、
ことを含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、再付着したシリコンをエッチングによって前記ウエハから除去することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1または請求項2に記載の方法であって、前記第1のパルス状レーザビームが1000nmから1100nmの間の波長を有することを特徴とする方法。
- 前記いずれか1項に記載の方法であって、前記第2のパルス状レーザビームが1nから500nsの範囲のパルス幅のQスイッチレーザにより生成されることを特徴とする方法。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の方法であって、前記第2のパルス状レーザビームが1psから1000psの間のパルス幅を有することを特徴とする方法。
- 請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の方法であって、二フッ化キセノンでエッチングすることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の方法であって、湿式化学エッチングを含むことを特徴とする方法。
- 請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の方法であって、乾式化学エッチングを含むことを特徴とする方法。
- 請求項2ないし請求項8のいずれか1項に記載の方法であって、前記ウエハの表面と前記ウエハの加工壁とのうち少なくとも一つから屑を除くために前記エッチング工程を用いることを特徴とする方法。
- 前記請求項のいずれか1項に記載の方法であって、前記ウエハに相互接続スルービアあるいはブラインドビアを形成することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の方法であって、ウエハのダイシングあるいはシンギュレーションを含むことを特徴とする方法。
- パターン形成されたシリコンウエハに加工しあるいは特徴を形成するように構成された装置であって、
a.前記ウエハの表面層の一部を除去するようにしたパルス幅が1psから1000psの間の第1のパルス状レーザビームを供給するように構成された第1のレーザと、
b.前記表面層の下にあるバルクシリコンの一部を前記ウエハから除去するように調整した波長が200nmから1100nm間の第2のパルス状レーザビームを供給するように構成された第2のレーザと、
c.前記第1のレーザビームおよび前記第2のレーザビームを前記ウエハ上の同じ位置に向けるための手段と、
を有する装置。 - 請求項12に記載の装置であって、再付着したシリコンをエッチングによって前記ウエハから除去するように構成されたエッチング手段を有することを特徴とする装置。
- 請求項12または請求項13に記載の装置であって、前記第1のパルス状レーザビームが1000nmから1100nmの間の波長を有することを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項14のいずれか1項に記載の装置であって、前記第2のレーザが、パルス幅が1nsから500nsの範囲のQスイッチレーザであることを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項14のいずれか1項に記載の装置であって、前記第2のパルス状レーザビームが1psから1000psの間のパルス幅を有することを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項16のいずれか1項に記載の装置であって、前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとを前記ウエハ上の同じ位置に向けるために同軸的に整列させるための整列手段を有することを特徴とする装置。
- 請求項13ないし請求項17のいずれか1項に記載の装置であって、前記エッチング手段が二フッ化キセノンによってエッチングするように構成されていることを特徴とする装置。
- 請求項13ないし請求項17のいずれか1項に記載の装置であって、湿式化学エッチングを行なうように前記エッチング手段が構成されていることを特徴とする装置。
- 請求項13ないし請求項17のいずれか1項に記載の装置であって、乾式化学エッチングを行なうように前記エッチング手段が構成されていることを特徴とする装置。
- 請求項13ないし請求項20のいずれか1項に記載の装置であって、前記ウエハの表面と前記ウエハの加工壁とから屑を除くために湿式化学エッチングを行なうように前記エッチング手段が構成されていることを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項21のいずれか1項に記載の装置であって、前記ウエハに相互接続スルービアあるいはブラインドビアを形成するように構成されていることを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項21のいずれか1項に記載の装置であって、ウエハをダイシングするあるいはシンギュレーションを行なうように構成されていることを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項23のいずれか1項に記載の装置であって、各レーザのパルスを所定のシーケンスで前記ウエハに照射するように前記第1のレーザおよび前記第2のレーザからのパルス放出を順序付けするように構成された同期手段を有することを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項24のいずれか1項に記載の装置であって、前記ウエハと前記第1のレーザビームおよび前記第2のレーザビームとの相対的位置決めを容易にするためにレーザビーム経路を通して像を得るように構成されたマシンビジョンシステムを有することを特徴とする装置。
- 請求項12ないし請求項25のいずれか1項に記載の装置であって、制御パルスを前記第1のレーザと前記第2のレーザとの間で切り替えるスイッチ手段を有することを特徴とする装置。
- 請求項26に記載の装置であって、前記スイッチ手段により受信される制御パルス列中にトリガーパルスを受信する時に出力制御パルスを前記第1のレーザと前記第2のレーザとの間で切り替えるように前記スイッチ手段が構成されていることを特徴とする装置。
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