JP2022528899A

JP2022528899A - 方法及びレーザ・ダイシング・システム

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Publication number: JP2022528899A
Application number: JP2021559123A
Authority: JP
Inventors: ワン・フェイヤン; ワン・シャンビン; リ・ヨンウェイ
Original assignee: Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Current assignee: Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2022-06-16
Anticipated expiration: 2039-06-20
Also published as: US11529700B2; US11938562B2; EP3908423A1; KR102598602B1; CN110430966A; TW202101558A; US20200398371A1; US20220016728A1; EP3908423A4; TWI716955B; WO2020252729A1; KR20210119496A; JP7267455B2; CN110430966B

Abstract

接合構造体をダイシングするためのシステム及び方法が提供される。方法は、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定すること（５０２）と、一連のアブレーション構造と接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定すること（５０４）と、一連のアブレーション構造と接合界面との間の相対位置に基づいて、レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定すること（５０６）と、レーザビームを生成すること（５０８）と、走査パターンに従って接合構造体内でレーザビームを移動させて、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成すること（５１０）と、である工程を含む。

Description

本開示の実施形態は、接合構造体のレーザダイシングのためのシステム及び方法に関する。

半導体製造において、ウェハは、集積回路を形成する別個のダイにダイシングされる。ウェハをダイシングする一般的な方法には、機械的ソーイング及びレーザダイシングが含まれる。機械的ソーイング法は、ウェハ内の異なるダイを機械的に分離するためにダイシングソーを使用することを含むことが多い。レーザダイシング方法は、光学素子を介して超短パルス高出力レーザの出力を方向付けることを含むことが多い。ダイシングプロセスは、所望の回路を形成するためにさらにパッケージ化された個々の回路チップを製造することができる。

接合構造体のレーザダイシングのためのシステム及び方法の実施形態。

一例では、接合構造体のダイシング方法は、以下の工程を含む。第１に、接合構造体内又はその近くに一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することができる。次いで、一連のアブレーション構造と接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定することができる。接合面は、第１のウェハと第２のウェハとの間であってもよい。レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも１つは、アブレーション構造及び接合界面の中又は近くの相対位置に基づいて決定することができる。さらに、レーザビームを決定することができる。使用されるレーザは、パルスレーザの一種である。さらに、走査パターンに従ってレーザビームを接合構造体内で移動させて、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することができる。

別の例では、接合構造体をダイシングする方法は、接合構造体の上面及び底面を薄くすることを含む。接合構造体は、接合界面で接合された第１のウェハ及び第２のウェハを有することができる。方法はまた、第１のウェハ及び第２のウェハ内に一連のアブレーション構造を形成することを含むことができる。一連のアブレーション構造は、接合構造体の第１の部分と第２の部分との間にあってもよい。方法はまた、接合構造体の第１の部分及び第２の部分を一連のアブレーション構造に沿って分離することを含むことができる。

別の例では、接合構造体をダイシングするためのレーザ・ダイシング・システムは、一連のパルスレーザを生成するように構成されたレーザ源と、一連の集束レーザスポットを提供するように構成された、レーザ源に結合された光モジュールと、レーザ源及び光モジュールに結合されたコントローラとを含む。コントローラは、接合構造体内の一連の集束レーザスポットを移動させて、接合構造体内の第１及び第２のウェハ内に一連のアブレーション構造を形成するように構成されてもよい。第１のウェハ及び第２のウェハは、間に接合界面を有することができる。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本開示の実施形態を示し、説明と共に、本開示の原理を説明し、当業者が本開示を作成及び使用することを可能にするのにさらに役立つ。
本開示のいくつかの実施形態による、接合構造体のレーザダイシングのための例示的なシステムの概略図を示す。本開示のいくつかの実施形態による、例示的なコントローラの概略図を示す。本開示のいくつかの実施形態による、例示的なレーザ・ダイシング・プロセスを示す。本開示のいくつかの実施形態による、別の例示的なレーザ・ダイシング・プロセスを示す。本開示のいくつかの実施形態による、レーザ・ダイシング・プロセスにおいてアブレーション構造を形成するための例示的な走査パターンを示す。本開示のいくつかの実施形態による、焦点面及び焦点深度を有するレーザビームを示す。本開示のいくつかの実施形態による、レーザ・ダイシング・プロセスにおいてアブレーション構造を形成するための別の例示的な走査パターンを示す。本開示のいくつかの実施形態による、接合構造体の例示的な製造プロセスを示す。いくつかの実施形態による、接合構造体をダイシングする方法のフローチャートを示す。いくつかの実施形態による、接合構造体を製造する方法のフローチャートを示す。

本開示の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

特定の構成及び配置について説明されるが、これは例示のみを目的として行われることを理解すべきである。当業者は、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、他の構成及び配置を使用できることを認識するであろう。本開示が様々な他の用途にも使用できることは、当業者には明らかであろう。

本明細書における「一実施形態（ｏｎｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「実施形態（ａｎｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「例示的な実施形態（ａｎｅｘａｍｐｌｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「いくつかの実施形態（ｓｏｍｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」などへの言及は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含み得ることを示すが、すべての実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含む必要はない可能性があることに留意されたい。さらに、そのような語句は、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性が実施形態に関連して記載されている場合、明示的に記載されているか否かにかかわらず、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、又は特性に影響を及ぼすことは、当業者の知識の範囲内である。

一般に、用語は、文脈における使用から少なくとも部分的に理解され得る。例えば、本明細書で使用される「１つ又は複数」という用語は、文脈に少なくとも部分的に依存して、任意の特徴、構造、もしくは特性を単数の意味で説明するために使用されてもよく、又は特徴、構造、もしくは特性の組み合わせを複数の意味で説明するために使用されてもよい。同様に、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、又は「その（ｔｈｅ）」などの用語は、文脈に少なくとも部分的に依存して、単数形の用法を伝えるか、又は複数形の用法を伝えると理解されてもよい。さらに、「に基づく」という用語は、必ずしも排他的な要因のセットを伝達することを意図していないと理解されてもよく、代わりに、文脈に少なくとも部分的に依存して、必ずしも明示的に説明されていない追加の要因の存在を可能にしてもよい。

本明細書で使用される場合、「名目／名目上」という用語は、製品又はプロセスの設計段階中に設定される、構成要素又はプロセス動作の特性又はパラメータの所望の又は目標の値を、所望の値より上及び／又は下の値の範囲と共に指す。値の範囲は、製造プロセスにおけるわずかな変動又は公差に起因し得る。本明細書で使用される場合、「約」という用語は、対象の半導体デバイスに関連する特定の技術ノードに基づいて変化し得る所与の量の値を示す。特定の技術ノードに基づいて、用語「約」は、例えば、値の１０～３０％（例えば、値の±１０％、±２０％、又は±３０％）の範囲内で変化する所与の量の値を示すことができる。

既存のレーザ・ダイシング・システムでは、ウェハは、ダイシング前に薄くされることが多い。例えば、ウェハは、ウェハダイシングプロセスのために数十ミクロンまで薄くされる場合がある。薄くされたウェハは、従来の機械的ソーイング法及びレーザアブレーション法を使用して脆くなる可能性があり、製造歩留まりを低下させる。例えば、機械的ソーイング法は、ウェハを押圧するために機械的ソー／ブレードの使用を含むことが多い。ダイシングプロセスは高熱を発生させる可能性があり、これにはウェハが過熱するのを防ぐための冷却手段（例えば、冷却水）が必要である。また、ウェハ表面にチッピングやデブリが発生する可能性がある。レーザアブレーション法は、レーザビームを用いてウェハ表面を溶融／気化させながら溝を彫ることにより機能する。表面の溶融／気化の結果として、ウェハ表面に熱損傷及びデブリが形成される可能性がある。ウェハの洗浄は、製造コストを増加させる可能性があり、無駄な領域は、生産歩留まりに影響を及ぼす可能性がある。ダイシングプロセスを改善するために、ステルスダイシング、例えば、レーザビームを使用してウェハの内側にステルスダイシング層を形成し、外力を使用してＳＤ層に沿ってウェハを分離することが、ウェハの損傷及び製造コストを低減するために使用される。しかしながら、既存のステルスダイシング方式は、単一ウェハのダイシングに限定される。

本開示による様々な実施形態は、接合構造体をレーザダイシングするためのシステム及び方法を提供する。本開示のシステム及び方法を使用して、２つ以上の接合ウェハを有する接合構造体を、より断面がより均一で、接合表面の表面上の損傷及び無駄な領域を少なくダイシングして分離することができる。接合構造体内に形成されたアブレーション構造は、２つ以上の接合ウェハ内にあってもよく、垂直方向（例えば、ｚ軸）に沿って互いに位置合わせされてもよく、ダイシングプロセス後に接合構造体が分離されるときにより均一な断面を提供する。一実施形態では、レーザビームの焦点面を調整して、レーザビームを各ウェハのそれぞれの切断レベルに集束させることができる。レーザビームが接合構造体内で水平に移動し続けると、接合構造体内の各切断レベルに沿って水平にアブレーション構造を形成することができる。別の実施形態では、レーザの焦点面は、２つの接合されたウェハの間の接合界面に位置する。レーザビームは、接合界面から２つの接合ウェハの切断レベルまでの距離をカバーする焦点深度を有する。レーザエネルギーは、焦点深度に沿って垂直に分布することができるため、レーザビームが接合界面に集束されると、接合されたウェハ内及び接合界面の至る所にアブレーション構造（例えば、アブレーションストライプ／溝）を形成することができる。レーザビームは、接合界面に焦点を合わせながら水平に移動することができ、複数のアブレーションストライプが、接合されたウェハ内及び接合界面の至る所に形成され得る。アブレーション構造に沿って部品を分離するために、ダイシングされた接合ウェハに横方向の外力を加えることができる。

開示されたシステム及び方法は、従来のダイシング方法を超える多くの利点を有する。例えば、ダイシングプロセスの冷却のために冷却水は必要とされない。アブレーション構造が接合構造体内に形成されるため、デブリはほとんど又は全く形成されない。ソー／ブレードの移動によって引き起こされる不均一な応力及び衝撃を回避することができる。ウェハに加えられる損傷がわずかである。ダイシングプロセスから生じる傷は、数ミクロン未満に制御することができ、ウェハ上の使用可能領域が増加する。また、接合ウェハのダイシングは同時又はほぼ同時であり得るため、１回のダイシングプロセスの後に接合ウェハを分離することができ、それによって接合ウェハを別々に切断する方法と比較してダイシング時間を短縮する。

図１は、本開示のいくつかの実施形態による、接合構造体のレーザダイシングのための例示的なシステム１００の概略図を示す。システム１００は、レーザ源１０２と、光モジュール１０４と、ステージ１０６と、コントローラ１０８とを含むことができる。レーザ源１０２は、ファイバレーザ、固体レーザ、ガスレーザ、及び半導体レーザを含むがこれらに限定されない任意の適切なタイプのレーザ源とすることができる。レーザ源１０２は、接合構造体によって強く吸収又は反射されない透過性波長でなければならない任意の適切な波長の一連のパルスレーザを含むレーザビーム１１６を生成するように構成することができる。シリコンウェハ切断の場合、波長は、内部レーザアブレーションを実現するために１μｍより長くてもよく、レーザエネルギーを最大限に利用し、集束レーザビームが接合構造体の内部にダイシングトレースを生成するときにウェハの上部へのいかなる損傷も回避する。

いくつかの実施形態では、レーザ源１０２によって生成されたレーザビーム１１６は、単一の波長、又は２つもしくは３つの異なる波長など複数の波長を有する。異なる波長を有するレーザビーム１１６は、別々に、同時に、又は交互に生成することができる。いくつかの実施形態では、レーザ源１０２によって生成されるレーザビーム１１６の波長は、１μｍより長くてもよい。いくつかの実施形態では、レーザ源１０２の出力周波数は、１０ｋＨｚ～１，０００ｋＨｚである。いくつかの実施形態では、レーザ源１０２の平均出力は５Ｗ～５００Ｗである。上記で開示されたレーザビーム１１６及びレーザ源１０２のパラメータは例示のみを目的としていることが理解される。

光モジュール１０４は、レーザ源１０２に光学的に結合することができ、走査ユニット１１２及び焦点ユニット１１４を含むことができる。光モジュール１０４は、レーザ源１０２によって生成された一連のパルスレーザに基づいて、試料１０１上に一連の集束レーザスポットを提供するように構成することができる。例えば、一連のパルスレーザは、焦点面上の水平位置に一連の集束レーザスポットを形成することができる。いくつかの実施形態では、光モジュール１０４は、コントローラ１０８に動作可能に結合され、コントローラ１０８から制御信号及び命令を受信する。走査ユニット１１２は、コントローラ１０８の制御に基づいて、レーザビーム１１６の少なくとも一部が試料１０１に放射する方向を変更するように構成することができる。すなわち、走査ユニット１１２は、コントローラ１０８によって制御されるように、試料１０１に向かって走査速度で走査角内でレーザビーム１１６を走査することができる。いくつかの実施形態では、走査ユニット１１２は、ガルバノメータ及び／又は偏光子を含む。走査ユニット１１２は、任意の他の適切な走査ミラー及び走査屈折光学系をさらに含むことができる。

焦点ユニット１１４は、レーザビーム１１６の各々を集束させて一連の集束レーザスポットを形成するように構成することができる。いくつかの実施形態では、焦点ユニット１１４は、それを通してレーザビーム１１６の焦点面がｚ軸に沿った所望の位置（例えば、垂直方向）で決定される、１つ又は複数の集束レンズを含む。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の集束レンズは、コントローラ１０８に電気的及び機械的に結合されるので、コントローラ１０８は、レーザビーム１１６の焦点面がｚ軸に沿って所望の位置に位置することを可能にするように、１つ又は複数の集束レンズの配置（例えば、配向及びそれらの間の距離）を制御することができる。一連の集束レーザスポットを焦点面上に形成し、試料１０１内にアブレーション構造を形成することができる。いくつかの実施形態では、集束レーザスポットの各々の寸法は、０．２μｍ～５μｍが好ましく、例えば０．２μｍ、０．５μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍなど、これらの値のいずれかによる下端で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義された任意の範囲内である。各集束レーザスポットの形状は、例えば、円形、長方形、正方形、不規則、又は任意の適切な形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、各集束レーザスポットは、１μｍ～５μｍの直径を有する実質的に丸い形状を有する。一連の集束レーザスポットの寸法は、実質的に同じであっても異なっていてもよいことが理解される。レーザビーム１１６のビームを集束レーザスポットに集束させることにより、エネルギー密度を大幅に増加させることができる。

ステージ１０６は、試料１０１を保持するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ステージ１０６は、ダイシングプロセス中に試料１０１を保持するためのウェハホルダ又は任意の適切なステージを含む。いくつかの実施形態では、ステージ１０６は、コントローラ１０８の制御に基づいて、光モジュール１０４が、レーザビーム１１６と試料１０１との間の相対的な水平移動に基づいて、ｘ軸及び／又はｙ軸に沿ってレーザビーム１１６を走査することができるように、水平に（例えば、図１の矢印によって示されるように、ｘ軸及び／又はｙ軸に沿って）移動するようにさらに構成される。いくつかの実施形態では、コントローラ１０８は、所望の寸法のアブレーション構造を形成することができるように、一連の集束レーザスポットが試料１０１の各位置（例えば、一連の集束レーザスポットを形成する）で十分な長さとなるように収束するのを可能とするように所望の速度で移動するようにステージ１０６を制御することができる。いくつかの実施形態では、ステージ１０６は、ｚ軸に沿って垂直にも移動するように構成される。

コントローラ１０８は、レーザ源１０２、光モジュール１０４、及び／又はステージ１０６に動作可能に結合され、制御信号及び命令を介してレーザ源１０２、光モジュール１０４、及び／又はステージ１０６の動作を制御することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０８は、光モジュール１０４とステージ１０６との間の相対的な水平移動を引き起こすように構成されるので、レーザビーム１１６が試料１０１内の走査パターンに従って走査することができる。いくつかの実施形態では、走査パターンは、試料１０１の２つの部分（例えば、２つのダイ）を分離するための一連の集束レーザスポットを形成する、レーザビーム１１６が移動して収束するパターンであってもよい。言い換えれば、走査パターンは、一連のアブレーション構造が形成される（例えば、一連の集束レーザスポットによって）順序を表す。例えば、走査パターンは、レーザ・ダイシング・プロセスによって分離される２つの部品間の経路であってもよい。一連のアブレーション構造は、試料１０１内の２つの部分の間の走査パターンに沿って（例えば、一連の集束レーザスポットによって）形成することができる。いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造が形成される順序は、レーザビーム１１６が走査パターンに沿って移動して収束する方向に少なくとも依存する。２つの部分は、その後、一連のアブレーション構造が位置する垂直面で分離されてもよい。例えば、コントローラ１０８は、ステージ１０６が水平に移動するときに光モジュール１０４がレーザビーム１１６を走査するように、制御信号及び命令を光モジュール１０４及びステージ１０６に送信することができる。制御信号は、試料１０１内のある水平位置で異なる焦点面に収束するように、又は試料１０１内の単一の焦点面に収束するようにレーザビームを制御することができる。コントローラ１０８はまた、ステージ１０６の移動方向及び速度並びにレーザビーム１１６によって形成される一連の集束レーザスポットの出力密度を制御するように構成される。走査パターンは、コンピュータプログラムを実行することによって決定することができ、又はオペレータが手動で決定することもできる。

図１に示すように、いくつかの実施形態では、システム１００は、動作中に試料１０１を監視するように構成された検出モジュール１１０をさらに含む。いくつかの実施形態では、検出モジュール１１０は、試料１０１のビデオ及び／又は画像を記録することができるカメラ及び／又は熱カメラを含む。いくつかの実施形態では、コントローラ１０８は、検出モジュール１１０に結合されているので、監視データ（例えば、画像）は、リアルタイムで検出モジュール１１０からコントローラ１０８に送信される。いくつかの実施形態では、監視データは、試料１０１と一連のパルスレーザとの間の相対的な水平移動、並びにアブレーション構造のサイズ及び／又は形状を含む。いくつかの実施形態では、検出モジュール１１０は、一連の集束レーザスポットのリアルタイム出力密度を検出し、それをコントローラ１０８に送信するレーザ出力メータを含む。コントローラ１０８は、レーザ源１０２の出力及び／又は光モジュール１０４の配置を調整することができるので、一連の集束レーザスポットの出力密度、並びにアブレーション構造のサイズ及び形状がそれぞれの所望の値に達することができる。次いで、コントローラ１０８及び／又はオペレータは、リアルタイムで動作（例えば、一連の集束レーザスポットの走査パターン及び／又は出力密度）を監視することができる。検出モジュール１１０は、システム１００の一部、又はシステム１００とは別個のスタンドアロンデバイスであり得ることが理解される。

いくつかの実施形態では、システム１００は、試料１０１内の集束レーザスポット（例えば、焦点面に焦点を合わせるときに一連のパルスレーザによって形成される）の位置を較正するように構成された較正ユニット（図示せず）をさらに含む。コントローラ１０８は、較正ユニットによって実施された較正に基づいて、試料１０１内の一連の集束レーザスポットを移動させるようにステージ１０６を制御するように構成することができる。

図２は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なコントローラ１０８の概略図２００を示す。コントローラ１０８は、レーザ源１０２、光モジュール１０４、及び／又はステージ１０６の動作を制御することができ、例えば、走査パターンに従って試料１０１内のレーザビーム１１６を生成、収束、及び移動させることができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０８は、試料１０１のダイシング作業の状態を示す検出データを受信し、検出データに基づいて試料１０１に関する作業（例えば、走査パターン、一連のパルスレーザの移動速度、及び／又は試料１０１内のダイシングされた／残りの部分）を示す制御命令をレーザ源１０２、光モジュール１０４、及び／又はステージ１０６に提供する。

図２に示すように、コントローラ１０８は、通信インターフェース２０２、プロセッサ２０４、メモリ２０６、及び記憶装置２０８を含むことができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０８は、集積回路（ＩＣ）チップ（特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）もしくはフィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）として実装される）、又は専用機能を有する別個のデバイスなどの、単一のデバイス内に異なるモジュールを有する。コントローラ１０８の１つ又は複数の構成要素は、システム１００の一部としてレーザ源１０２及び／又は光モジュール１０４と共に位置することができ、代替でスタンドアロンのコンピューティングデバイス、クラウド、又は別の遠隔地に配置することができる。コントローラ１０８の構成要素は、集積デバイス内にあってもよく、又は異なる位置に分散されてもよいが、ネットワーク（図示せず）を介して互いに通信することができる。例えば、プロセッサ２０４は、プロセッサ搭載型、スタンドアロンコンピュータ内のプロセッサ、もしくはクラウドプロセッサ、又はそれらの任意の組み合わせとすることができる。

通信インターフェース２０２は、通信ケーブル、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、電波などの無線ネットワーク、全国規模のセルラネットワーク、及び／又はローカル無線ネットワーク（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）又はＷｉＦｉ）、あるいは他の通信方法を介して、レーザ源１０２、光モジュール１０４、ステージ１０６、又は検出モジュール１１０などの構成要素との間でデータを送受信することができる。いくつかの実施形態では、通信インターフェース２０２は、データ通信接続を提供するための統合サービス・デジタル・ネットワーク（ＩＳＤＮ）カード、ケーブルモデム、衛星モデム、又はモデムとすることができる。別の例として、通信インターフェース２０２は、互換性のあるＬＡＮへのデータ通信接続を提供するためのローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）カードとすることができる。無線リンクは、通信インターフェース２０２によって実装することもできる。そのような実装形態では、通信インターフェース２０２は、ネットワークを介して様々なタイプの情報を表すデジタル・データ・ストリームを搬送する電気信号、電磁信号、又は光信号を送受信することができる。

プロセッサ２０４は、任意の適切なタイプの汎用又は専用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、又はマイクロコントローラを含むことができる。プロセッサ２０４は、レーザ源１０２、光モジュール１０４、及びステージ１０６の制御に専用の別個のプロセッサモジュールとして構成することができる。代替で、プロセッサ２０４は、レーザ源１０２、光モジュール１０４、及びステージ１０６の制御とは無関係の他の機能を実施するための共有プロセッサモジュールとして構成することができる。

図２に示すように、プロセッサ２０４は、走査パターン決定ユニット２１０、レーザ源制御ユニット２１２、光モジュール制御ユニット２１４、ステージ制御ユニット２１６などの複数のモジュールを含むことができる。これらのモジュール（及び任意の対応するサブモジュール又はサブユニット）は、他の構成要素と共に使用するように、又はプログラムの一部を実行するように設計されたプロセッサ２０４のハードウェアユニット（例えば、集積回路の一部）とすることができる。プログラムはコンピュータ可読媒体に格納することができ、プロセッサ２０４によって実行されると、それは１つ又は複数の機能を実施することができる。図２は、１つのプロセッサ２０４内のすべてのユニット２１０～２１６を示しているが、これらのユニットは、互いに近接又は遠隔に配置された複数のプロセッサ間に分散されてもよいと考えられる。

走査パターン決定ユニット２１０は、一連のアブレーション構造を形成するために走査パターンを決定するように構成することができる。いくつかの実施形態では、走査パターン決定ユニット２１０は、試料１０１内の分離されるダイの位置及び寸法、試料１０１内の切断レベルの数、焦点面上の一連の集束レーザスポットの出力密度、一連のパルスレーザの焦点深度などに基づいて走査パターンを決定する。走査パターンは、オペレータによって手動で決定することもできる。具体的には、走査パターン決定ユニット２１０は、一連の集束レーザスポットのサイズ及び／又は形状、並びに一連のアブレーション構造が試料１０１内に形成される順序を決定することができる。例えば、走査パターン決定ユニット２１０は、試料１０１における切断レベルの数に基づいて、レーザビーム１１６が収束する焦点面と、ステージ１０６が水平方向に移動する際の一連のアブレーション構造の形成順序とを決定してもよい。一例では、走査パターンは、各々が試料１０１のウェハ内に分布し、垂直方向に沿って互いに位置合わせされたスポットの複数の列を形成するための順序を含むことができる。別の例では、走査パターンは、試料１０１の接合界面にわたって垂直に位置合わせされた複数のストライプの順序を含むことができる。走査パターンの詳細な説明は、以下の図３Ｄ及び図３Ｅで説明する。

レーザ源制御ユニット２１２は、走査パターンを示す制御命令をレーザ源１０２に提供するように構成することができる。制御命令は、レーザ源１０２に、レーザダイシング工程の前及び最中に、走査パターンに基づいて一連のパルスレーザに関連する様々なパラメータを初期化及び調整させることができる。いくつかの実施形態では、レーザ源１０２のパワーは、レーザビーム１１６が焦点面に収束するときに一連の集束レーザスポットのサイズ、形状、及び／又は焦点深度に影響を及ぼすようにレーザ源制御ユニット２１２によって制御される。例えば、試料１０１内の２つの切断深さにそれぞれ沿って（例えば、図３Ａに示す例を参照すると）アブレーション構造を形成することと比較して、走査パターンが、試料１０１の２つの切断レベルの間に延在する（例えば、図３Ｂに示す例を参照すると）アブレーション構造を形成する順序に対応する場合、レーザ源制御ユニット２１２は、より高い出力を提供することができるので、十分なレーザエネルギーをアブレーション構造が形成された領域に分布することができる。別の例では、レーザ源制御ユニット２１２は、試料１０１内の切断レベルの数にかかわらず一定のパワーを提供することができる。レーザ源１０２のパワーは、試料１０１内にアブレーション構造を形成させるのに十分であり得る。

光モジュール制御ユニット２１４は、走査パターンを示す制御命令を光モジュール１０４に提供するように構成することができる。制御命令は、光モジュール１０４に、光モジュール１０４内の光学部品の配置を初期化及び調整させることができる。光学部品は、焦点面上に一連の集束レーザスポットを形成するために、それぞれが試料１０１内のレーザビーム１１６を成形及び集束するための所望の方向に面する１つ又は複数の集束レンズを含むことができる。光モジュール制御ユニット２１４は、各集束レンズの位置、各集束レンズの向き、及び／又は２つの集束レンズ間の距離を制御することができるので、レーザビーム１１６が所望の出力密度で所望の焦点面（例えば、一連の集束レーザスポットを形成する）に収束することができる。いくつかの実施形態では、光モジュール制御ユニット２１４は、ダイシング工程中にレーザビーム１１６の焦点面を変更するために、又はレーザビーム１１６の焦点深度を変更するために、１つもしくは複数の集束レンズの位置、１つもしくは複数の集束レンズの向き、及び／又は２つの集束レンズ間の距離を調整する。

ステージ制御ユニット２１６は、走査パターンを示す制御命令をステージ１０６に提供するように構成することができる。制御命令は、ステージ１０６に、走査パターンに従って所望の方向に沿って、例えば水平に移動させることができる。ステージ１０６は、パルスレーザの所望の速度及び／又は繰り返しで移動することができ、これは、焦点面上の一連の集束レーザスポットの出力密度に影響を及ぼす可能性がある。

メモリ２０６及び／又は記憶装置２０８は、プロセッサ２０４が動作する必要があり得る任意のタイプの情報を記憶するために提供される任意の適切なタイプの大容量記憶装置を含むことができる。メモリ２０６及び記憶装置２０８は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ダイナミックＲＡＭ、及びスタティックＲＡＭを含むがこれらに限定されない、揮発性もしくは不揮発性、磁気、半導体、テープ、光学、取り外し可能、取り外し不能、もしくは他の種類の記憶装置又は有形（すなわち、非一時的）コンピュータ可読媒体とすることができる。メモリ２０６及び／又は記憶装置２０８は、本明細書に開示されるレーザ源１０２、光モジュール１０４、及びステージ１０６の制御機能を実行するためにプロセッサ２０４によって実行され得る１つ又は複数のコンピュータプログラムを格納するように構成することができる。例えば、メモリ２０６及び／又は記憶装置２０８は、レーザ源１０２、光モジュール１０４、及びステージ１０６の動作を制御し、データを処理して制御命令及び任意の他の制御信号を生成するためにプロセッサ２０４によって実行され得るプログラム（複数可）を格納するように構成することができる。

メモリ２０６及び／又は記憶装置２０８は、プロセッサ２０４によって使用される情報及びデータを格納するようにさらに構成することができる。例えば、メモリ２０６及び／又は記憶装置２０８は、レーザ源１０２のパワー及び光モジュール１０４の配置を制御するためのパラメータを格納するように構成することができる。様々なタイプのデータは、各検出及び／又は走査の直後に、恒久的に格納されてもよく、定期的に除去されてもよく、又は無視されてもよい。

図３Ａ及び図３Ｂは、いくつかの実施形態による、例示的なレーザ・ダイシング・プロセス３００及び３２０を示す。図３Ｃは、いくつかの実施形態による、図３Ａに示すレーザ・ダイシング・プロセスの走査パターンを示す。図３Ｄは、いくつかの実施形態による、図３Ｂに示すレーザ・ダイシング・プロセスにおける焦点面及び焦点深度を有するレーザビームを示す。図３Ｅは、いくつかの実施形態による、図３Ｂに示すレーザ・ダイシング・プロセスの走査パターンを示す。図５は、いくつかの実施形態による、図３Ａ及び図３Ｂに示すレーザ・ダイシング・プロセスを実施するための方法５００のフローチャートである。方法５００に示される工程は網羅的ではなく、図示された工程のいずれかの前、後、又は間に他の工程も実施できることが理解される。さらに、いくつかの工程は、同時に、又は図５に示す順序とは異なる順序で実施されてもよい。説明を容易にするために、図３Ａ及び図３Ｂに示すレーザ・ダイシング・プロセス３００及び３２０は、方法５００を考慮して説明される。

図５を参照すると、方法５００は工程５０２で開始し、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンが決定される。いくつかの実施形態では、走査パターンは、レーザビームが接合構造体に沿って移動し、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するために、接合構造体の２つの部分（例えば、２つのダイ）間の水平面（例えば、ｘ－ｙ平面）内の経路を含む。いくつかの実施形態では、走査パターンは、例えば、２つの部品の寸法及び位置に基づいて、コントローラ１０８の走査パターン決定ユニット２１０によって決定される。

接合構造体は、図１の試料１０１によって表すことができる。具体的には、図３Ａ及び図３Ｂはそれぞれ、いくつかの実施形態による、試料１０１の構造を示す。いくつかの実施形態では、試料１０１は、垂直方向（例えば、ｚ軸）に沿って接合された複数のウェハを含む。説明を容易にするために、本開示では、２つのウェハ、すなわち第１のウェハ１０１－１及び第２のウェハ１０１－２が示され説明される。第１のウェハ１０１－１と第２のウェハ１０１－２とは、接合界面１０１－３において互いに接触するように接合される。いくつかの実施形態では、接合界面１０１－３は、第１のウェハ１０１－１と第２のウェハ１０１－２との間に水平に（例えば、ｘ軸に沿って）延在する。走査パターンは、レーザビーム１１６が収束して試料１０１の第１のウェハ１０１－１及び第２のウェハ１０１－２に一連のアブレーション構造を形成する経路を含むことができる。

方法５００は、一連のアブレーション構造と接合構造体の接合界面との間の相対位置が決定される工程５０４に進む。一連のアブレーション構造と接合界面との間の相対位置は、試料１０１の構造（例えば、ウエハの厚さ）、レーザ源１０２の特性（例えば、焦点面の位置及び／又は焦点深度）、及び／又は任意の他の適切な製造要件（例えば、オペレータによって決定される）などの要因に基づいて決定することができる。いくつかの実施形態では、この工程は、走査パターン決定ユニット２１０によって実施される。

図３Ａは、一連のアブレーション構造と接合界面との間の例示的な相対位置を示す。いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造は、第１のウェハ１０１－１内の第１の切断レベル３０６－１に沿って水平に位置合わせされた複数の第１のアブレーションスポット３０２－１と、第２のウェハ１０１－２内の第２の切断レベル３０６－２に沿って水平に位置合わせされた複数の第２のアブレーションスポット３０２－２とを含むことがわかる。例示を目的として、図３Ａでは、複数の第１のアブレーションスポット３０２－１及び複数の第２のアブレーションスポット３０２－２が点として示されている。接合界面１０１－３は、複数の第１のアブレーションスポット３０２－１と複数の第２のアブレーションスポット３０２－２との間にあってもよい。第１の切断レベル３０６－１は、複数の第１のアブレーションスポット３０２－１と接合界面１０１－３との間の第１の切断深さＤ１によって分離されたレベルとして定義されてもよく、第２の切断レベル３０６－２は、複数の第２のアブレーションスポット３０２－２と接合界面１０１－３との間の第２の切断深さＤ２によって分離されたレベルとして定義されてもよい。第１の切断レベル３０６－１と第２の切断レベル３０６－２とは、互いに同じであっても異なっていてもよい。第１のアブレーションスポット３０２－１及び第２のアブレーションスポット３０２－２は、垂直方向（例えば、ｚ軸）に沿って互いに平行であってもよい。いくつかの実施形態では、複数の第１のアブレーションスポット３０２－１の各々は、複数の第２のアブレーションスポット３０２－２（例えば、対応する第２のアブレーションスポット３０２－２）のうちの１つと垂直に位置合わせされる。すなわち、それぞれ第１のアブレーションスポット３０２－１及び対応する第２のアブレーションスポット３０２－２は、同じ水平位置（例えば、ｘ軸に沿って）を有する。いくつかの実施形態では、図３Ａに示すように、第１の切断深さＤ１は、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内、第２の切断深さＤ２は、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内、例えば２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍであり、これらの値のいずれかによって下端で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義された任意の範囲内にある。

図３Ｂは、一連のアブレーション構造と接合界面との間の別の例示的な相対位置を示す。いくつかの実施形態では、より高いパルスレーザ出力及びより長い焦点深度の光学系を使用することによって、一連のアブレーション構造が１回の走査で実現されることがわかる。アブレーションストライプ／溝３２２は、接合界面１０１－３を横切って垂直方向に沿って、又は垂直方向に近接して位置合わせされる。アブレーションストライプ／溝３２２の端部は切断レベル３０６－１に近くてもよく、アブレーションストライプ／溝３２２の端部は切断レベル３０６－２に近くてもよい。第１の切断深さＤ１と第２の切断深さＤ２とは、互いに同じであってもよく、又は互いに異なっていてもよい。図３Ｂに示すＤ１及びＤ２の値は、図３Ａに示すＤ１及びＤ２の値と同じであってもよく、又は異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、図３Ｂに示すように、第１の切断深さＤ１と第２の切断深さＤ２との合計、すなわち（Ｄ１＋Ｄ２）は、約２０μｍ～約７０μｍの範囲内、例えば２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍであり、これらの値のいずれかによって下端で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義された任意の範囲内にある。第１の切断深さＤ１及び第２の切断深さＤ２の値は、それぞれ（Ｄ１＋Ｄ２）の範囲に基づいて決定することができる。例えば、第１の切断深さＤ１は約２０μｍ～約４０μｍの範囲内にあり、第２の切断深さＤ２は約２０μｍ～約４０μｍの範囲内にある。

方法５００は、図５に示すように、工程５０６に進み、レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度の少なくとも一方が決定される。いくつかの実施形態では、コントローラ１０８は、レーザ源１０２と光モジュール１０４との間の距離、光モジュール１０４内の光学部品（例えば、レンズ）の配置、及び光モジュール１０４と切断レベル（例えば、図３Ａの第１の切断レベル３０６－１又は第２の切断レベル３０６－２）との間の距離に基づいて、レーザビーム１１６の１つもしくは複数の焦点面及び／又は焦点深度を決定する。いくつかの実施形態では、この工程は、走査パターン決定ユニット２１０、レーザ源制御ユニット２１２、及び光モジュール制御ユニット２１４によって実施される。

図３Ａに示す例では、レーザビーム１１６の第１の焦点面が第１の切断レベル３０６－１と名目上一致し、レーザビーム１１６の第２の焦点面が第２の切断レベル３０６－２と名目上一致すると判断することができる。コントローラ１０８は、レーザビーム１１６を試料１０１の第１の切断レベル３０６－１及び第２の切断レベル３０６－２にそれぞれ収束させるように、光モジュール１０４内の光学部品の配置を調整することができる。例えば、コントローラ１０８は、レーザ源１０２と光モジュール１０４との間及び光モジュール１０４と切断レベル（例えば、図３Ａの第１の切断レベル３０６－１又は第２の切断レベル３０６－２）との間の距離を決定し、距離に基づいて光モジュール１０４の配置を調整することができる。いくつかの実施形態では、光モジュール１０４は、１つ又は複数の集束レンズを含み、コントローラ１０８は、レーザ・ダイシング・プロセスにおいて、レーザビーム１１６の焦点面が第１の切断レベル３０６－１と名目上一致することを可能にするためにレーザビーム１１６の焦点距離を短くすることができるか、又はレーザビーム１１６の焦点面が第２の切断レベル３０６－２と名目上一致することを可能にするために拡大することができるように、集束レンズの配向及び／又は２つの集束レンズの間の距離を調整する。レーザビーム１１６は、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれ集束されて、第１のウェハ１０１－１に複数の第１のアブレーションスポット３０２－１及び第２のウェハ１０１－２に複数の第２のアブレーションスポット３０２－２を形成することができる。

いくつかの実施形態では、コントローラ１０８はまた、レーザビーム１１６が第１の焦点面上及び第２の焦点面上に収束するとき（例えば、それぞれの切断レベル上の各水平位置に一連の集束レーザスポットをそれぞれ形成する）のレーザビーム１１６の出力密度を決定する。出力密度は、第１のアブレーションスポット３０２－１及び第２のアブレーションスポット３０２－２を形成するのに十分に高くてもよい。これは、走査パターン決定ユニット２１０、光モジュール制御ユニット２１４、レーザ源制御ユニット２１２により決定することができる。いくつかの実施形態では、ナノ秒又はピコ秒レベルのパルス幅を有するパルスレーザの場合、焦点（例えば、焦点面上）における一連の集束レーザスポットのパルスエネルギーは、約１μＪ～約３０μＪの範囲内、例えば５μＪ、１０μＪ、２０μＪ、３０μＪのパルスエネルギーであり、これらの値のいずれかによって下端で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義された任意の範囲内である。

図３Ｂに示す例では、第１の切断レベル３０６－１及び第２の切断レベル３０６－２に及ぶために、レーザビーム１１６の焦点面が接合界面１０１－３及びレーザビーム１１６の焦点深度と一致すると判断することができる。図３Ｄは、焦点面３２４、焦点深度（ＤＯＦ）、接合界面１０１－３、第１の切断深さＤ１、及び第２の切断深さＤ２の空間的関係を示す。図３Ｄに示すように、焦点深度は、前側焦点深度Ｆ１及び後側焦点深度Ｆ２を含む。焦点面３２４は、接合界面１０１－３と一致してもよい。レーザビーム１１６が焦点面３２４に収束するとき、前側焦点深度Ｆ１の境界３４２－１は第１のウェハ１０１－１内に位置してもよく、後側焦点深度Ｆ２の境界３４２－２は第２のウェハ１０１－２内に位置してもよい。第１の切断深さＤ１は、前側焦点深度Ｆ１以下であってもよく、第２の切断深さＤ２は、後側焦点深度Ｆ２以下であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の切断深さＤ１は、前側焦点深度Ｆ１に等しく、第２の切断深さＤ２は、後側焦点深度Ｆ２に等しい。レーザビーム１１６が焦点面３２４（例えば、接合界面１０１－３と一致する）に収束し、水平位置に一連の集束レーザスポットを形成すると、レーザ出力は焦点深度ＤＯＦ内に垂直に分布して、接合界面１０１－３を横切って第１のウェハ１０１－１及び第２のウェハ１０１－２内にアブレーションストライプ／溝３２２を形成することができる。アブレーションストライプ／溝３２２の長さ（例えば、（Ｄ１＋Ｄ２））は、名目上、焦点深度ＤＯＦに等しくてもよい。

いくつかの実施形態では、コントローラ１０８はまた、レーザビーム１１６が焦点面に収束するときのレーザビーム１１６の出力密度を決定する。接合界面１０１－３に沿った各水平位置に、一連の集束レーザスポットを形成することができる。出力密度は、接合界面１０１－３を横切って第１のウェハ１０１－１及び第２のウェハ１０１－２内に延在するアブレーションストライプ／溝３２２を形成するのに十分に高くてもよい。これは、走査パターン決定ユニット２１０、光モジュール制御ユニット２１４、レーザ源制御ユニット２１２により決定することができる。いくつかの実施形態では、ナノ秒又はピコ秒レベルのパルス幅を有するパルスレーザの場合、焦点における一連の集束レーザスポットのパルスエネルギーは、約１μＪ～約３０μＪの範囲内にあり、例えば５μＪ、１０μＪ、２０μＪ、３０μＪのパルスエネルギーであり、これらの値のいずれかによって下限で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義された任意の範囲内である。いくつかの実施形態では、レーザ源制御ユニット２１２は、レーザ源１０２の出力を調整（例えば、増加）することができるので、アブレーションストライプ／溝３２２を形成するために所望の出力密度に達することができる。

方法５００は、図５に示すように、工程５０８に進み、レーザビームが生成される。いくつかの実施形態では、レーザビーム１１６が生成される。レーザビーム１１６は、光モジュール１０４を透過し、レーザ・ダイシング・プロセス中に試料１０１の焦点面に収束する一連のパルスレーザを含む。一連の集束レーザスポットは、前述のように、焦点面（例えば、３０２－１、３０２－２、及び／又は３２４）上に形成することができる。いくつかの実施形態では、この工程は、走査パターン決定ユニット２１０、レーザ源制御ユニット２１２、及び光モジュール制御ユニット２１４によって決定される。いくつかの実施形態では、光モジュール１０４の配置は、レーザビーム１１６の焦点面を決定する。

方法５００は、図５に示すように、工程５１０に進み、走査パターンに従ってレーザビームが試料内で移動される。いくつかの実施形態では、レーザビーム１１６の移動は、ステージ１０６の水平移動によって引き起こされる。ステージ１０６が水平方向に沿って移動すると、レーザビーム１１６は、ステージ１０６とは反対の水平方向に沿って移動し、１つ又は複数の焦点面に収束して、対応するアブレーション構造（例えば、３０２又は３２２）を形成する。いくつかの実施形態では、ステージ１０６の水平移動速度は、約１００ｍｍ／秒～約１０００ｍｍ／秒の範囲内であり、レーザビーム１１６の水平移動速度を（例えば、ステージ１０６とは反対の方向に沿って）約１００ｍｍ／秒～約１０００ｍｍ／秒にする。レーザビーム１１６の水平移動速度は、所望のアブレーション構造を形成するために、各水平位置におけるレーザビーム１１６の十分な持続時間及びレーザ出力密度を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、ステージ１０６の水平移動速度は、レーザ源１０２の出力に基づいて決定される。いくつかの実施形態では、工程は、走査パターン決定ユニット２１０、レーザ源制御ユニット２１２、及びステージ制御ユニット２１６によって実施される。

図３Ａに戻って参照すると、複数の第１のアブレーションスポット３０２－１及び複数の第２のアブレーションスポット３０２－２を形成するために、レーザビーム１１６（すなわち、一連のパルスレーザを含む）は、ステージ１０６が移動するときに第１の焦点面及び第２の焦点面にそれぞれ集束され得る。各水平位置において、レーザビーム１１６は、第１のウェハ１０１－１内に第１のアブレーションスポット３０２－１を形成し、第２のウェハ１０１－２内に第２のアブレーションスポット３０２－２を形成するために、それぞれ所望の持続時間にわたって、第１の焦点面及び第２の焦点面上にそれぞれ収束することができる。いくつかの実施形態では、第１のアブレーションスポット３０２－１及び第２のアブレーションスポット３０２－２は、垂直方向（例えば、ｚ軸）に沿って位置合わせされ得る。図３Ｃは、レーザビーム１１６が収束して試料１０１内にアブレーションスポットを形成する例示的な順序３３０を示す。

実施例Ｉに示すように、レーザビーム１１６は、最初に、所望の持続時間にわたって第１のウェハ１０１－１内の第１の焦点面（例えば、第１の切断レベル３０６－１と一致する）上に集束され得る。一連の集束レーザスポットは、第１の切断レベル３０６－１上に形成されてもよく、第１のアブレーションスポット３３１は、第１の水平位置Ｌ１（例えば、ｘ軸に沿って、）において第１のウェハ１０１－１内に形成されてもよい。レーザビーム１１６と試料１０１との間の相対的な水平移動が発生する前に（例えば、ステージ１０６の水平移動によって引き起こされる）、レーザビーム１１６は、所望の持続時間にわたって第１の水平位置Ｌ１で第２の焦点面（例えば、第２の切断レベルＤ２と一致する）上に再集束され得る。一連の集束レーザスポットは、第２の切断レベル３０６－２上に形成されてもよく、第２のアブレーションスポット３３２は、第１の水平位置Ｌ１において第２のウェハ１０１－２内に形成されてもよい。レーザビーム１１６と試料１０１との間の相対的な水平移動（例えば、ｘ軸に沿って、）が発生すると、レーザビーム１１６は、ｘ軸に沿って第１の水平位置Ｌ１と位置合わせされた第２の水平位置Ｌ２に移動することができる。一連の集束レーザスポットは、第２の水平位置Ｌ２に形成され、第２の水平位置Ｌ２に別の第２のアブレーションスポット３３４を形成することができる。

レーザビーム１１６と試料１０１との間の相対的な水平移動が再び発生する前に、レーザビーム１１６は、第２の水平位置Ｌ２で第１の焦点面に再集束され、所望の持続時間にわたって収束して、第２の水平位置Ｌ２に別の第１のアブレーションスポット３３３を形成することができる。いくつかの実施形態では、第１のアブレーションスポット３３１及び他の第１のアブレーションスポット３３３は、ｘ軸に沿って互いに位置合わせされてもよく、第２のアブレーションスポット３３２及び他の第２のアブレーションスポット３３４は、ｘ軸に沿って互いに位置合わせされてもよく、第１のアブレーションスポット３３１及び第２のアブレーションスポット３３２は、ｚ軸に沿って互いに位置合わせされてもよく、他の第１のアブレーションスポット３３３及び他の第２のアブレーションスポット３３４は、ｚ軸に沿って互いに位置合わせされてもよい。いくつかの実施形態では、第１のアブレーションスポット３３１と他の第１のアブレーションスポット３３３との間の間隔Ｓ１（例えば、ｘ軸に沿って）は、約０．１μｍ～約５μｍの範囲内であり、例えば０．１μｍ、０．５μｍ、１μｍ、３μｍ、５μｍであり、これらの値のいずれかによって下端で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義された任意の範囲内である。

アブレーションスポット３３１～３３４はまた、異なる順序で形成されてもよい。別の実施例ＩＩでは、第１のアブレーションスポット３３１及び第２のアブレーションスポット３３２が第１の水平位置Ｌ１に形成された後、レーザビーム１１６は、第２の水平位置Ｌ２に移動され、第１の焦点面に再集束されて、別の第１のアブレーションスポット３３３を形成することができる。レーザビーム１１６が第２の水平位置Ｌ２で第２の焦点面上に再集束された後に、別の第２のアブレーションスポット３３４が形成されてもよい。いくつかの実施形態では、アブレーションスポット３３１～３３４はまた、任意の他の適切な順序で形成されてもよい。例えば、第２の及び他の第２のアブレーションスポット３３２及び３３４は、第１の及び他の第１のアブレーションスポット３３１及び３３３がこれらの水平位置に形成される前に、それぞれの水平位置に最初に形成されてもよい。アブレーションスポット３３１～３３４を形成する具体的な順序は、本開示の実施形態によって限定されるべきではない。

レーザビーム１１６は、第１の焦点面及び第２の焦点面上に繰り返し収束して、複数の第１のアブレーションスポット３０２－１及び複数の第２のアブレーションスポット３０２－２を形成することができる。いくつかの実施形態では、それぞれ第１のアブレーションスポット３０２－１及び対応する第２のアブレーションスポット３０２－２（例えば、同じ水平位置で）は、ｚ軸に沿って位置合わせされる。複数の第１のアブレーションスポット３０２－１及び複数の第２のアブレーションスポット３０２－２は、それぞれｘ軸に沿って位置合わせされ得る。いくつかの実施形態では、複数の第１のアブレーションスポット３０２－１及び複数の第２のアブレーションスポット３０２－２は、同じｘ－ｚ平面内にあってもよい。その後、試料１０１は、第１のアブレーションスポット３０２－１及び第２のアブレーションスポット３０２－２が位置する垂直面（例えば、ｘ－ｚ平面）に沿って分離され得る。

図３Ｂに戻って参照すると、複数のアブレーションストライプ／溝３２２を形成するため、レーザビーム１１６は、焦点面３２４（例えば、接合界面１０１－３と一致する）に集束され、ｘ軸に沿って移動され得る。一連の集束レーザスポットは、ｘ軸に沿って水平位置に形成することができる。レーザビーム１１６の焦点深度は、一連の集束レーザスポットが水平位置に形成されるとき、第１の切断レベル３０６－１及び第２の切断レベル３０６－２に及ぶことができる。一連の集束レーザスポットは、アブレーションストライプ／溝３２２（例えば、レーザビーム１１６の焦点深度内で垂直に延在する）を形成するために、水平位置で焦点深度（例えば、接合界面１０１－３を横切って）内に分布することができる。

図３Ｅは、レーザビーム１１６が収束し、試料１０１にアブレーションストライプ／溝を形成する例示的な順序３５０を示す。いくつかの実施形態では、レーザビーム１１６は、第１の水平位置Ｌ１で集束され、レーザビーム１１６の焦点深度内に分布される一連の集束レーザスポットを形成することができる。レーザストライプ／溝３５２は、第１の水平位置Ｌ１に形成されてもよい。ステージ１０６が移動すると、レーザビーム１１６と試料１０１との間の相対的な水平移動は、レーザビーム１１６を試料１０１内の第２の水平位置Ｌ２に移動させ、収束させてアブレーションストライプ／溝３５４を形成することができる。レーザビーム１１６は、第３の水平位置Ｌ３及び第４の水平位置Ｌ４に移動され続け、アブレーションストライプ／溝３５６及び３５８を順次形成することができる。いくつかの実施形態では、第１、第２、第３、及び第４の水平位置は、焦点面３２４と一致する接合界面１０１－３上にある。各アブレーションストライプ／溝（例えば、３５２～３５８）は、第１のウェハ１０１－１及び第２のウェハ１０１－２の両方内に分布してもよい。レーザビーム１１６は、ステージ１０６がｘ軸に沿って移動するにつれて焦点面３２４に繰り返し集束されて、接合界面１０１－３を横切って第１のウェハ１０１－１及び第２のウェハ１０１－２内に延在する複数のアブレーションストライプ／溝３２２を形成することができる。いくつかの実施形態では、隣接するアブレーションストライプ／溝（例えば、３５２及び３５４）間の間隔Ｓ２（例えば、ｘ軸に沿って）は、約０．１μｍ～約５μｍの範囲内、例えば０．１μｍ、０．５μｍ、１μｍ、３μｍ、５μｍであり、これらの値のいずれかによって下端で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義される任意の範囲内である。その後、試料１０１は、アブレーションストライプ／溝３２２が位置する垂直面（例えば、ｘ－ｚ平面）に沿って分離されてもよい。

図３Ａ及び図３Ｂに示すレーザ・ダイシング・プロセスでは、第１のウェハ１０１－１及び第２のウェハ１０１－２のアブレーション構造の一部が垂直方向に沿って位置合わせされているため、レーザダイシング工程によって形成された断面は、従来のレーザ・ダイシング・プロセスによって形成された断面よりも均一で一貫性がある可能性がある。より少ない損傷が試料１０１に生じ得る。一方、試料１０１に形成される汚染及び廃棄領域を少なくすることができる。

図４は、いくつかの実施形態による、試料の一部の前処理及び分離を伴うレーザダイシング方法４００を示す。図６は、図４に示すレーザダイシング法のフローチャート６００を示す。方法４００に示される工程は網羅的ではなく、図示された工程のいずれかの前、後、又は間に他の工程も実施できることが理解される。さらに、工程のいくつかは、同時に、又は図４に示す順序とは異なる順序で実施されてもよい。説明を容易にするために、フローチャート６００の工程は、図４に示す製造プロセスを考慮して説明される。

図６を参照すると、方法６００は工程６０２で開始し、接合構造体の上面及び底面が薄くされる。いくつかの実施形態では、接合構造体の上面は、底面の前に薄くされる。図４Ａは、対応する工程を示す。図４Ａに示すように、接合構造体４０１は、接合界面４０２に沿って接合された第１のウェハ４０１－１及び第２のウェハ４０１－２を含む。第１のウェハ４０１－１の第１のデバイス部４０３－１及び第２のデバイス部４０３－２は、第２のウェハ４０１－２の第１のデバイス部４０４－１及び第２のデバイス部４０４－２とそれぞれ接合されてもよい。デバイス部は、メモリアレイ及び周辺回路などの任意の適切な半導体デバイス／回路を含むことができる。

接合構造体４０１の上面（例えば、第１のウェハ４０１－１の上面）は、例えば、第１のウェハ４０１－１の基板の一部又は全体を除去するために、最初に薄くすることができる。次いで、接合構造体４０１の底面（例えば、第２のウェハ４０１－２の底面）は、例えば、第２のウェハ４０１－２の基板の一部又は全体を除去するために、薄くすることができる。平坦化手段４０５は、接合構造体４０１の底面に適用される薄化プロセスを示すために図示されている。第１のウェハ４０１－１及び第２のウェハ４０１－２は各々、垂直方向（例えば、ｚ軸）に沿って所望の厚さに薄くすることができ、これは後続のレーザダイシング工程に適している。いくつかの実施形態では、第１のウェハ４０１－１及び第２のウェハ４０１－２の各々の厚さは、約３０μｍ～約８０μｍの範囲内、例えば３０μｍ、５０μｍ、８０μｍであり、これらの値のいずれかによって下端で境界付けられた任意の範囲、又はこれらの値のいずれか２つによって定義される任意の範囲内である。いくつかの実施形態では、第１のウェハ４０１－１及び第２のウェハ４０１－２の各々の厚さは約５０μｍである。接合構造体４０１の上面及び底面はそれぞれ、任意の適切な平坦化プロセス（例えば、化学機械平坦化）及び／又はリセスエッチングによって薄くすることができる。

方法６００は、図６に示すように、工程６０４に進み、一連のアブレーション構造が、接合構造体内に、接合構造体の第１の部分と第２の部分との間に形成される。図４Ｂは、対応する工程を示す。例示目的のため、ドットは、接合構造体４０１内の垂直面４０８に沿って分布した一連のアブレーション構造４０６を表すように図示されている。

いくつかの実施形態では、アブレーション構造４０６は、接合構造体４０１の第１の部分４０７－１と第２の部分４０７－２とを分離するために形成される。接合された第１のデバイス部４０３－１及び４０４－１は、第１の部分４０７－１内に位置し、接合された第２のデバイス部４０３－２及び４０４－２は、第２の部分４０７－２内に位置する。アブレーション構造４０６は、第１のウェハ４０１－１及び第２のウェハ４０１－２に分布されてもよく、垂直面４０８内で垂直方向（例えば、ｚ軸）に沿って位置合わせされてもよい。一例として、垂直面４０８は、接合構造体４０１の第１の部分４０７－１と第２の部分４０７－２とを分離する方向（例えば、ｘ－ｚ平面に垂直なｙ軸）に沿って（例えば、第１の部分４０７－１内の接合された第１のデバイス部４０３－１及び４０４－１と、第２の部分４０７－２内の接合された第２のデバイス部４０３－２及び４０４－２とを分離するために）延在する。いくつかの実施形態では、接合構造体４０１は、図３Ａ及び図３Ｂに示す試料１０１と同様又は同一であり、一連のアブレーション構造４０６は、図３Ａのアブレーションスポット３０２及び／又は図３Ｂのアブレーションストライプ／溝３２２と同様又は同一であり得る。一連のアブレーション構造４０６を形成するプロセスの詳細な説明は、図３Ａ～図３Ｅの説明を参照することができ、ここでは繰り返さない。

方法６００は、図６に示すように、工程６０６に進み、接合構造体の第１の部分及び第２の部分は、一連のアブレーション構造が位置する平面に沿って分離される。いくつかの実施形態では、接着テープが、接合構造体の第１の部分及び第２の部分の一方を互いに分離するための横方向の力を加えるために、接合構造体の上面及び底面の一方に付与される。いくつかの実施形態では、接着テープを第１の部分及び第２の部分の各々に付与して、第１の部分及び第２の部分の１つ又は複数に少なくとも１つの横方向の力を加えることができる。横方向の力は、名目上、水平方向（例えば、一連のアブレーション構造が延在する方向に垂直な方向）に沿っていてもよい。横方向の力は、水平方向と角度を有する力の水平成分とすることもできる。いくつかの実施形態では、横方向力及び横方向成分はそれぞれ、一連のアブレーション構造４０６が位置する平面から離れる方向を指す水平方向に沿っている。

図４Ｃは、対応する工程を示す。図４Ｃに示すように、接合構造体４０１の第１の部分４０７－１（例えば、ダイ）及び第２の部分４０７－２（例えば、別のダイ）が分離される前に、第１の接着テープ４０９－１が第１の部分４０７－１の底面に貼り付けられ、第２の接着テープ４０９－２が第２の部分４０７－２の底面に貼り付けられる。第２の接着テープ４０９－２に横方向の力を加えて、第２の部分４０７－２を第１の部分４０７－１から引き離す。一例として、横方向の力はｙ軸に沿って向く。次いで、接合構造体４０１は、垂直面４０８に沿って第１の部分４０７－１及び第２の部分４０７－２として分離されてもよい。したがって、垂直面４０８での接合構造体４０１の分割によって引き起こされる断面４０８－１及び４０８－２を、第１の部分４０７－１及び第２の部分４０７－２上に形成することができる。

本開示の別の態様は、上述したように、実行されると、１つ又は複数のプロセッサに方法を実施させる命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体を対象とする。コンピュータ可読媒体は、揮発性もしくは不揮発性、磁気、半導体、テープ、光学、取り外し可能、取り外し不能、もしくは他のタイプのコンピュータ可読媒体又はコンピュータ可読記憶装置を含むことができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、開示されているように、格納されたコンピュータ命令を有する記憶装置又はメモリモジュールであってもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読媒体は、格納されたコンピュータ命令を有するディスク又はフラッシュドライブであってもよい。

いくつかの実施形態では、接合構造体をダイシングする方法は、以下の工程を含む。第１に、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することができる。次いで、一連のアブレーション構造と接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定することができる。接合面は、第１のウェハと第２のウェハとの間であってもよい。レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度の少なくとも１つは、一連のアブレーション構造と接合界面との間の相対位置に基づいて決定することができる。さらに、レーザビームを決定することができる。レーザビームは、一連のパルスレーザを有する。さらに、走査パターンに従ってレーザビームを接合構造体内で移動させて、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することができる。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造と接合面との間の相対位置を決定することは、接合構造体の第１のウェハ内の第１の切断レベル及び第２のウェハ内の第２の切断レベルを決定することを含む。第１の切断レベルは、垂直方向に沿った第１の切断深さだけ第１のウェハへの接合界面から離れたレベルであってもよく、第２の切断レベルは、垂直方向に沿った第２の切断深さだけ第２のウェハへの接合界面から離れたレベルであってもよい。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することは、第１の切断レベルに沿った複数の第１のアブレーションスポット及び第２の切断レベルに沿った複数の第２のアブレーションスポットを決定することを含み、焦点面及び焦点深度の少なくとも一方を決定することは、第１の切断レベルで第１の焦点面及び第２の切断レベルで第２の焦点面を決定することを含む。

いくつかの実施形態では、走査パターンに従って接合構造体内のレーザビームを移動させて接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することは、第１の水平位置で、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれレーザビームを収束させて、第１の切断レベルで第１のウェハ内に第１のアブレーションスポットと、第２の切断レベルで第２のウェハ内に第２のアブレーションスポットとを形成することを含む。第１及び第２のアブレーションスポットは、垂直に位置合わせされてもよい。工程はまた、第２の水平位置で、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれレーザビームを収束させて、第１の切断レベルで第１のウェハ内に別の第１のアブレーションスポットと、第２の切断レベルで第２のウェハ内に別の第２のアブレーションスポットとを形成することを含む。第１及び他の第１のアブレーションスポットは、水平に位置合わせされてもよく、第２及び他の第２のアブレーションスポットは、水平に位置合わせされてもよく、他の第１及び他の第２のアブレーションスポットは、垂直に位置合わせされてもよい。

いくつかの実施形態では、第１の焦点面及び第２の焦点面でレーザビームを収束させることは、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれ一連の集束レーザスポットを形成するように光モジュールの配置を調整することを含む。

いくつかの実施形態では、第１のウェハ内に他の第１のアブレーションスポット及び第２のウェハ内に他の第２のアブレーションスポットを形成することは、第２の切断レベルに沿って、第２のウェハ内の第１の水平位置から第２の水平位置にレーザビームを水平に移動させて、レーザビームを第２の焦点面に収束させること、及び第２のウェハ内に他の第２のアブレーションスポットを形成することのうちの一方を含む。工程はまた、第２の水平位置で第１の焦点面上にレーザビームを収束させて、第１のウェハ内に他の第１のアブレーションスポットを形成することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造を形成するため走査パターンを決定することは、第１の切断レベルから第２の切断レベルまで延在する複数のアブレーションストライプを決定することを含み、焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することは、接合界面上の焦点面、並びに第１の切断レベル及び第２の切断レベルを網羅する焦点深度を決定することを含む。

いくつかの実施形態では、走査パターンに従って接合構造体内のレーザビームを移動させて接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することは、焦点面上にレーザビームを収束させて一連の集束レーザスポットを形成することと、一連の集束レーザスポットを接合界面に沿って第１の水平位置から第２の水平位置に移動させることとを含む。

いくつかの実施形態では、接合構造体をダイシングする方法は、接合構造体の上面及び底面を薄くすることを含む。接合構造体は、接合界面で接合された第１のウェハ及び第２のウェハを有することができる。方法はまた、第１のウェハ及び第２のウェハ内に一連のアブレーション構造を形成することを含むことができる。一連のアブレーション構造は、接合構造体の第１の部分と第２の部分との間にあってもよい。方法はまた、接合構造体の第１の部分及び第２の部分を一連のアブレーション構造に沿って分離することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することは、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することと、一連のアブレーション構造と接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定することとを含む。接合面は、第１のウェハと第２のウェハとの間であってもよい。工程はまた、一連のアブレーション構造と接合界面との間の相対位置に基づいてレーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することと、レーザビームを生成することとを含むことができる。レーザビームは、一連のパルスレーザを有することができる。工程は、走査パターンに従って接合構造体内のレーザビームを移動させて、接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造と接合面との間の相対位置を決定することは、接合構造体の第１のウェハ内の第１の切断レベル及び第２のウェハ内の第２の切断レベルを決定することを含む。第１の切断レベルは、垂直方向に沿った第１の切断深さだけ第１のウェハへの接合界面から離れたレベルであってもよく、第２の切断レベルは、垂直方向に沿った第２の切断深さだけ第２のウェハへの接合界面から離れた距離であってもよい。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することは、第１の切断レベルに沿った複数の第１のアブレーションスポット及び第２の切断レベルに沿った複数の第２のアブレーションスポットを決定することを含み、レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することは、第１の切断レベルで第１の焦点面及び第２の切断レベルで第２の焦点面を決定することを含む。

いくつかの実施形態では、走査パターンに従って接合構造体内のレーザビームを移動させて接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することは、第１の水平位置で、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれレーザビームを収束させて、第１の切断レベルで第１のウェハ内に第１のアブレーションスポットと、第２の切断レベルで第２のウェハ内に第２のアブレーションスポットとを形成することを含む。第１及び第２のアブレーションスポットは、垂直に位置合わせされてもよい。工程はまた、第２の水平位置で、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれレーザビームを収束させて、第１の切断レベルで第１のウェハ内に別の第１のアブレーションスポットと、第２の切断レベルで第２のウェハ内に別の第２のアブレーションスポットとを形成することを含んでもよい。第１及び他の第１のアブレーションスポットは、水平に位置合わせされてもよく、第２及び他の第２のアブレーションスポットは、水平に位置合わせされてもよく、他の第１及び他の第２のアブレーションスポットは、垂直に位置合わせされてもよい。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することは、第１の切断レベルから第２の切断レベルまで延在する複数のアブレーションストライプを決定することを含み、レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも１つを決定することは接合界面上の焦点面、並びに第１の切断レベル及び第２の切断レベルを網羅する焦点深度を決定することを含む。

いくつかの実施形態では、接合構造体の第１の部分と第２の部分とを分離することは、接合構造体の第１の部分又は第２の部分の少なくとも一方に横方向の力を加えることを含む。

いくつかの実施形態では、接合構造体の第１の部分及び第２の部分の少なくとも一方に横方向の力を加えることは、接合構造体の第１の部分又は第２の部分の少なくとも一方に接着テープを貼付することと、一連のアブレーション構造から離れる方向を指す方向に沿って接着テープに横方向の力を加えることとを含む。

いくつかの実施形態では、接合構造体をダイシングするためのレーザ・ダイシング・システムは、一連のパルスレーザを生成するように構成されたレーザ源と、一連の集束レーザスポットを提供するように構成された、レーザ源に結合された光モジュールと、レーザ源及び光モジュールに結合されたコントローラとを含む。コントローラは、接合構造体内の一連の集束レーザスポットを移動させて、接合構造体内の第１及び第２のウェハ内に一連のアブレーション構造を形成するように構成されてもよい。第１のウェハ及び第２のウェハは、間に接合界面を有することができる。

いくつかの実施形態では、コントローラは、接合構造体内の一連のアブレーション構造のパターンを決定し、一連のアブレーション構造と接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定し、一連のアブレーション構造と接合界面との間の相対位置に基づいてレーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定し、レーザビームを有するレーザビームを生成し、走査パターンに従って接合構造体内のレーザビームを移動させて接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するようにさらに構成される。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造と接合面との間の相対位置を決定するために、コントローラは、接合構造体の第１のウェハ内の第１の切断レベル及び第２のウェハ内の第２の切断レベルを決定するように構成される。第１の切断レベルは、垂直方向に沿って第１の切断深さだけ第１のウェハへの接合界面から離れたレベルであってもよく、第２の切断深さは、垂直方向に沿って第２の切断深さだけ第２のウェハへの接合界面から離れた距離であってもよい。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定するために、コントローラは、第１の切断レベルに沿った複数の第１のアブレーションスポット及び第２の切断レベルに沿った複数の第２のアブレーションスポットを決定するように構成される。レーザビームの１つ又は複数の焦点面及び焦点深度のうちの少なくとも一方を決定するために、コントローラは、第１の切断レベルにおける第１の焦点面及び第２の切断レベルにおける第２の焦点面を決定するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、接合構造体内でレーザビームを移動させて接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するために、コントローラは、第１の水平位置で、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれレーザビームを収束させて、第１の切断レベルで第１のウェハ内に第１のアブレーションスポットと、第２の切断レベルで第２のウェハ内に第２のアブレーションスポットとを形成するように構成される。第１及び第２のアブレーションスポットは、垂直に位置合わせされてもよい。コントローラはまた、第２の水平位置で、第１の焦点面及び第２の焦点面にそれぞれレーザビームを収束させて、第１の切断レベルで第１のウェハ内に別の第１のアブレーションスポットと、第２の切断レベルで第２のウェハ内に別の第２のアブレーションスポットとを形成するように構成され得る。第１及び他の第１のアブレーションスポットは、水平に位置合わせされてもよく、第２及び他の第２のアブレーションスポットは、水平に位置合わせされてもよく、他の第１及び他の第２のアブレーションスポットは、垂直に位置合わせされてもよい。

いくつかの実施形態では、レーザビームを第１の焦点面及び第２の焦点面に収束させるために、コントローラは、光モジュールの配置を調整して、第１の焦点面上及び第２の焦点面上にそれぞれ一連の集束レーザスポットを形成するように構成される。

いくつかの実施形態では、第１のウェハ内に他の第１のアブレーションスポットと、第２のウェハ内に他の第２のアブレーションスポットとを形成するために、コントローラは、第２の切断レベルに沿って、第２のウェハ内の第１の水平位置から第２の水平位置にレーザビームを水平に移動させて、レーザビームを第２の焦点面に収束させ、第２のウェハ内に他の第２のアブレーションスポットを形成するように構成される。コントローラはまた、第２の水平位置において、第１の焦点面上にレーザビームを収束させて、第１のウェハ内に他の第１のアブレーションスポットを形成するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、第１の切断深さは、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内であり、第２の切断深さは、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内であり、隣接する第１のアブレーションスポット間の間隔及び隣接する第２のアブレーションスポット間の間隔は、それぞれ約１０μｍ～約６０μｍの範囲内である。

いくつかの実施形態では、一連の集束レーザスポットのパルスエネルギーは、約１μＪ～約３０μＪのパルスエネルギーの範囲内であり、レーザビームの水平移動速度は、約１００ｍｍ／秒～約１０００ｍｍ／秒の範囲内である。

いくつかの実施形態では、一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定するために、コントローラは、第１の切断レベルから第２の切断レベルまで延在する複数のアブレーションストライプを決定するように構成される。レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又はレーザビームの焦点深度のうちの少なくとも一方を決定するために、コントローラはまた、接合界面上の焦点面、並びに第１の切断レベル及び第２の切断レベルを網羅する焦点深度を決定するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、接合構造体内でレーザビームを移動させて接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するために、コントローラは、焦点面上にレーザビームを収束させて一連の集束レーザスポットを形成し、一連の集束レーザスポットを接合界面に沿って第１の水平位置から第２の水平位置に移動させるように構成される。

いくつかの実施形態では、一連の集束レーザスポットの出力密度は、約１μＪ～約３０μＪのパルスエネルギーの範囲内であり、レーザビームの水平移動速度は、約１００ｍｍ／秒～約１０００ｍｍ／秒の範囲内である。

いくつかの実施形態では、レーザ源の焦点深度は、約２０μｍ～約７０μｍの範囲内である。

いくつかの実施形態では、隣接するアブレーションストライプ間の間隔は、約１０μｍ～約６０μｍの範囲内である。

いくつかの実施形態では、第１のウェハ及び第２のウェハの厚さは、それぞれ約３０μｍ～約８０μｍの範囲内である。

特定の実施形態の前述の説明は、本開示の一般的な性質を明らかにするので、他者は、当業者の技能の範囲内で知識を適用することによって、本開示の一般的な概念から逸脱することなく、過度の実験を行うことなく、そのような特定の実施形態を様々な用途に容易に修正及び／又は適合させることができる。したがって、そのような適合及び修正は、本明細書に提示された教示及びガイダンスに基づいて、開示された実施形態の均等物の意味及び範囲内にあることが意図されている。本明細書の表現又は用語は、本明細書の用語又は表現が教示及びガイダンスに照らして当業者によって解釈されるように、限定ではなく説明を目的とするものであることを理解されたい。

本開示の実施形態は、指定された機能及びその関係の実装を示す機能的構成要素を用いて上述されている。これらの機能的構成要素の境界は、説明の便宜上、本明細書では任意に定義されている。指定された機能及びそれらの関係が適切に実行される限り、代替の境界を定義することができる。

発明の概要及び要約のセクションは、発明者によって企図される本開示のすべてではないが１つ又は複数の典型的な実施形態を記載することができ、したがって、本開示及び添付の特許請求の範囲を決して限定することを意図するものではない。

本開示の幅及び範囲は、上述の典型的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。

Claims

接合構造体をダイシングする方法であって、
前記接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することと、
前記一連のアブレーション構造と前記接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定することであって、前記接合面は第１のウェハと第２のウェハとの間にある、相対位置を決定することと、
前記一連のアブレーション構造と前記接合界面との間の前記相対位置に基づいて、レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することと、
一連のパルスレーザを有する前記レーザビームを生成することと、
前記走査パターンに従って前記接合構造体内で前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成することと、
を含む方法。
一連のアブレーション構造と接合面との間の相対位置を決定することは、前記接合構造体の前記第１のウェハ内の第１の切断レベルと、前記第２のウェハ内の第２の切断レベルとを決定することを含み、前記第１の切断レベルは、垂直方向に沿った第１の切断深さだけ前記第１のウェハへの前記接合界面から離れたレベルであり、前記第２の切断レベルは、前記垂直方向に沿った第２の切断深さだけ前記第２のウェハへの前記接合界面から離れたレベルである、請求項１に記載の方法。
一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することは、前記第１の切断レベルに沿った複数の第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルに沿った複数の第２のアブレーションスポットとを決定することを含み、
焦点面及び焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することは、前記第１の切断レベルで第１の焦点面と、前記第２の切断レベルで第２の焦点面とを決定することを含む、請求項２に記載の方法。
前記走査パターンに従って前記接合構造体内で前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成することは、
第１の水平位置で、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ前記レーザビームを収束させて、前記第１の切断レベルで前記第１のウェハ内に第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルで前記第２のウェハ内に第２のアブレーションスポットとを形成することであって、前記第１及び前記第２のアブレーションスポットは垂直に位置合わせされている、第１のアブレーションスポットと第２のアブレーションスポットとを形成することと、
第２の水平位置で、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ前記レーザビームを収束させて、前記第１の切断レベルで前記第１のウェハ内に別の第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルで前記第２のウェハ内に別の第２のアブレーションスポットとを形成することであって、前記第１及び前記他の第１のアブレーションスポットは水平に位置合わせされ、前記第２及び前記他の第２のアブレーションスポットは水平に位置合わせされ、前記他の第１及び前記他の第２のアブレーションスポットは垂直に位置合わせされる、別の第１のアブレーションスポットと別の第２のアブレーションスポットとを形成することと、
を含む、請求項３に記載の方法。
前記第１の焦点面及び前記第２の焦点面で前記レーザビームを収束させることは、光モジュールの配置を調整して、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ一連の集束レーザスポットを形成することを含む、請求項４に記載の方法。
前記第１のウェハ内に前記他の第１のアブレーションスポットと、前記第２のウェハ内に前記他の第２のアブレーションスポットとを形成することは、
前記第２の切断レベルに沿って、前記第２のウェハ内の前記第１の水平位置から前記第２の水平位置に前記レーザビームを水平に移動させて、前記レーザビームを前記第２の焦点面に収束させ、前記第２のウェハ内に前記他の第２のアブレーションスポットを形成することと、
前記第２の水平位置において、前記第１の焦点面上に前記レーザビームを収束させて、前記第１のウェハ内に前記他の第１のアブレーションスポットを形成することと、
のうちの一方を含む、請求項４又は５に記載の方法。
一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することは、前記第１の切断レベルから前記第２の切断レベルに延在する複数のアブレーションストライプを決定することを含み、
焦点面又は焦点深度の少なくとも一方を決定することは、前記接合界面上の焦点面、並びに前記第１の切断レベル及び前記第２の切断レベルを網羅する焦点深度を決定することを含む、請求項２に記載の方法。
前記走査パターンに従って前記接合構造体内で前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成することは、
前記焦点面上に前記レーザビームを収束させて一連の集束レーザスポットを形成することと、
前記一連の集束レーザスポットを前記接合界面に沿って第１の水平位置から第２の水平位置に移動させることと、
を含む、請求項７に記載の方法。
接合構造体をダイシングする方法であって、
接合界面で接合された第１のウェハ及び第２のウェハを有する、接合構造体の上面及び底面を薄くすることと、
前記第１のウェハ及び前記第２のウェハ内に、前記接合構造体の第１の部分と第２の部分との間にある一連のアブレーション構造を形成することと、
前記接合構造体の前記第１の部分及び前記第２の部分を前記一連のアブレーション構造に沿って分離することと、
を含む方法。
前記接合構造体内に一連のアブレーション構造を形成することは、
前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することと、
前記一連のアブレーション構造と前記接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定することであって、前記接合面は第１のウェハと第２のウェハとの間にある、相対位置を決定することと、
前記一連のアブレーション構造と前記接合界面との間の前記相対位置に基づいて、レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することと、
一連のパルスレーザを有する前記レーザビームを生成することと、
前記走査パターンに従って前記接合構造体内で前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成することと、
を含む請求項９に記載の方法。
一連のアブレーション構造と接合面との間の相対位置を決定することは、前記接合構造体の前記第１のウェハ内の第１切断レベル及び前記第２のウェハ内の第２の切断レベルを決定することを含み、前記第１の切断レベルは、垂直方向に沿った第１の切断深さだけ前記第１のウェハへの前記接合界面から離れたレベルであり、前記第２の切断レベルは、前記垂直方向に沿った第２の切断深さだけ前記第２のウェハへの前記接合界面から離れた距離である、請求項１０に記載の方法。
一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することは、前記第１の切断レベルに沿った複数の第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルに沿った複数の第２のアブレーションスポットとを決定することを含み、
レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することは、前記第１の切断レベルで第１の焦点面と、前記第２の切断レベルで第２の焦点面とを決定することを含む、請求項１１に記載の方法。
前記走査パターンに従って前記接合構造体内で前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成することは、
第１の水平位置で、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ前記レーザビームを収束させて、前記第１の切断レベルで前記第１のウェハ内に第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルで前記第２のウェハ内に第２のアブレーションスポットとを形成することであって、前記第１及び前記第２のアブレーションスポットは垂直に位置合わせされている、第１のアブレーションスポットと第２のアブレーションスポットとを形成することと、
第２の水平位置で、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ前記レーザビームを収束させて、前記第１の切断レベルで前記第１のウェハ内に別の第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルで前記第２のウェハ内に別の第２のアブレーションスポットとを形成することであって、前記第１及び前記他の第１のアブレーションスポットは水平に位置合わせされ、前記第２及び前記他の第２のアブレーションスポットは水平に位置合わせされ、前記他の第１及び前記他の第２のアブレーションスポットは垂直に位置合わせされる、別の第１のアブレーションスポットと別の第２のアブレーションスポットとを形成することと、
を含む、請求項１２に記載の方法。
前記第１の焦点面及び前記第２の焦点面に前記レーザビームを収束させることは、光モジュールの配置を調整して、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ一連の集束レーザスポットを形成することを含む、請求項１３に記載の方法。
前記第１ウェハ内に前記他の第１のアブレーションスポットと、前記第２のウェハ内に前記他の第２のアブレーションスポットとを形成することは、
前記第２の切断レベルに沿って、前記第２のウェハ内の前記第１の水平位置から前記第２の水平位置に前記レーザビームを水平に移動させて、前記レーザビームを前記第２の焦点面上に収束させ、前記第２のウェハ内に前記他の第２のアブレーションスポットを形成することと、
前記第２の水平位置において、前記第１の焦点面上に前記レーザビームを収束させて、前記第１のウェハ内に前記他の第１のアブレーションスポットを形成することと、
のうちの一方を含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定することは、前記第１の切断レベルから前記第２の切断レベルに延在する複数のアブレーションストライプを決定することを含み、
レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することは、前記接合界面上の焦点面、並びに前記第１の切断レベル及び前記第２の切断レベルを網羅する焦点深度を決定することを含む、請求項１１に記載の方法。
前記走査パターンに従って前記接合構造体内で前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成することは、
前記焦点面上に前記レーザビームを収束させて、一連の集束レーザスポットを形成することと、
前記一連の集束レーザスポットを前記接合界面に沿って第１の水平位置から第２の水平位置に移動させることと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
前記接合構造体の前記第１の部分及び前記第２の部分を分離することは、前記接合構造体の前記第１の部分又は前記第２の部分の少なくとも一方に横方向の力を加えることを含む、請求項９から１７のいずれか一項に記載の方法。
前記接合構造体の前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方に横方向の力を加えることは、
前記接合構造体の前記第１の部分又は前記第２の部分の少なくとも一方に接着テープを貼付することと、
前記一連のアブレーション構造から離れる方向を指す方向に沿って前記接着テープに前記横方向の力を加えることと、
を含む請求項１８に記載の方法。
接合構造体をダイシングするレーザ・ダイシング・システムであって、
一連のパルスレーザを生成するように構成されたレーザ源と、
一連の集束レーザスポットを提供するように構成された、前記レーザ源に結合された光モジュールと、
前記レーザ源及び前記光モジュールに結合されたコントローラであって、前記接合構造体内の前記一連の集束レーザスポットを移動させて、間に接合界面を有する、前記接合構造体内の第１及び第２のウェハ内に一連のアブレーション構造を形成するように構成された、コントローラと、
を備える、レーザ・ダイシング・システム。
前記コントローラは、
前記接合構造体内の前記一連のアブレーション構造のパターンを決定することと、
前記一連のアブレーション構造と前記接合構造体の接合界面との間の相対位置を決定することと、
前記一連のアブレーション構造と前記接合界面との間の前記相対位置に基づいて、レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定することと、
一連のパルスレーザを有する前記レーザビームを生成することと、
前記走査パターンに従って前記接合構造体内の前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成することと、
を行うようにさらに構成される、請求項２０に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記一連のアブレーション構造と前記接合面との間の前記相対位置を決定するために、前記コントローラは、前記接合構造体の前記第１のウェハ内の第１の切断レベル及び前記第２のウェハ内の第２の切断レベルを決定するように構成され、前記第１の切断レベルは、垂直方向に沿った第１の切断深さだけ前記第１のウェハへの前記接合界面から離れたレベルであり、前記第２の切断深さは、前記垂直方向に沿った第２の切断深さだけ前記第２のウェハへの前記接合界面から離れた距離である、請求項２１に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定するために、前記コントローラは、前記第１の切断レベルに沿った複数の第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルに沿った複数の第２のアブレーションスポットとを決定するように構成され、
前記レーザビームの１つ又は複数の焦点面及び焦点深度のうちの少なくとも一方を決定するために、前記コントローラは、前記第１の切断レベルにおける第１の焦点面及び前記第２の切断レベルにおける第２の焦点面を決定するように構成される、請求項２２に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記接合構造体内の前記レーザビームを移動させて、前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成するため、前記コントローラは、
第１の水平位置で、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ前記レーザビームを収束させて、前記第１の切断レベルで前記第１のウェハ内に第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルで前記第２のウェハ内に第２のアブレーションスポットとを形成することであって、前記第１及び前記第２のアブレーションスポットは垂直に位置合わせされる、第１のアブレーションスポットと第２のアブレーションスポットとを形成することと、
第２の水平位置で、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ前記レーザビームを収束させて、前記第１の切断レベルで前記第１のウェハ内に別の第１のアブレーションスポットと、前記第２の切断レベルで前記第２のウェハ内に別の第２のアブレーションスポットとを形成することであって、前記第１及び前記他の第１のアブレーションスポットは水平に位置合わせされ、前記第２及び前記他の第２のアブレーションスポットは水平に位置合わせされ、前記他の第１及び前記他の第２のアブレーションスポットは垂直に位置合わせされる、別の第１のアブレーションスポットと別の第２のアブレーションスポットとを形成することと、
を行うように構成される、請求項２３に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記レーザビームを前記第１の焦点面及び前記第２の焦点面に収束させるために、前記コントローラは、光モジュールの配置を調整して、前記第１の焦点面上及び前記第２の焦点面上にそれぞれ一連の収束レーザスポットを形成するように構成される、請求項２４に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記第１のウェハ内に前記他の第１のアブレーションスポットと、前記第２のウェハ内に前記他の第２アブレーションスポットとを形成するために、前記コントローラは、
前記第２の切断レベルに沿って、前記第２のウェハ内の前記第１の水平位置から前記第２の水平位置に前記レーザビームを水平に移動させて、前記レーザビームを前記第２の焦点面上に収束させ、前記第２のウェハ内に前記他の第２のアブレーションスポットを形成することと、
前記第２の水平位置において、前記レーザビームを前記第１の焦点面上に収束させて、前記第１のウェハ内に前記他の第１のアブレーションスポットを形成することと、
を行うように構成される、請求項２４又は２５に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記第１の切断深さは、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内であり、前記第２の切断深さは、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内であり、
隣接する第１のアブレーションスポット間の間隔及び隣接する第２のアブレーションスポット間の間隔は、それぞれ約１０μｍ～約６０μｍの範囲内である、請求項２３から２６のいずれか一項に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記一連の集束レーザスポットの出力密度は、約１μＪ～約３０μＪのパルスエネルギーの範囲内であり、
前記レーザビームの水平移動速度は、約１００ｍｍ／秒～約１０００ｍｍ／秒の範囲内である、請求項２７に記載のレーザ・ダイシング・システム。
一連のアブレーション構造を形成するための走査パターンを決定するために、前記コントローラは、前記第１の切断レベルから前記第２の切断レベルに延在する複数のアブレーションストライプを決定するように構成され、
前記レーザビームの１つもしくは複数の焦点面又は焦点深度のうちの少なくとも一方を決定するために、前記コントローラは、前記接合界面上の焦点面、並びに前記第１の切断レベル及び前記第２の切断レベルを網羅する焦点深度を決定するように構成される、請求項２２に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記接合構造体内で前記レーザビームを移動させて前記接合構造体内に前記一連のアブレーション構造を形成するために、前記コントローラは、
前記焦点面上に前記レーザビームを収束させて一連の集束レーザスポットを形成することと、
前記一連の集束レーザスポットを、前記接合界面に沿って第１の水平位置から第２の水平位置に移動させることと、
を行うように構成される、請求項２９に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記第１の切断深さは、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内であり、前記第２の切断深さは、約２０μｍ～約４０μｍの範囲内であり、
隣接する第１のアブレーションスポット間の間隔及び隣接する第２のアブレーションスポット間の間隔は、それぞれ約１０μｍ～約６０μｍの範囲内である、請求項２９又は３０に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記一連の集束レーザスポットの出力密度は、約１μＪ～約３０μＪのパルスエネルギーの範囲内であり、
前記レーザビームの水平移動速度は、約１００ｍｍ／秒～約１０００ｍｍ／秒の範囲内である、請求項３１に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記レーザ源の前記焦点深度は、約２０μｍ～約７０μｍの範囲内である、請求項２９から３２のいずれか一項に記載のレーザ・ダイシング・システム。
隣接するアブレーションストライプ間の間隔は、１０μｍ～約６０μｍの範囲内である、請求項３３に記載のレーザ・ダイシング・システム。
前記第１のウェハ及び前記第２のウェハの厚さは、それぞれ約３０μｍ～約８０μｍの範囲内である、請求項３４に記載のレーザ・ダイシング・システム。