JP7008740B2 - 最適化されたレーザー切断 - Google Patents
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Description
i) 一連のレーザービームパルスのシーケンスを発するように適合されるレーザー発生源を提供するステップと、
ii) レーザービームパルスをレーザー発生源から発するステップと、
iii) 発せられたレーザービームパルスを案内して、切断されるウェハを照射するステップと、
iv) ウェハを切断線に沿って切断するために、照射しているレーザービームパルスに対してウェハを移動させるステップと、
を含み、
レーザービームパルスのシーケンスは第1のセットのレーザービームパルスと第2のセットのレーザービームパルスとを含み、
第1のセットは、
0.1~300ナノ秒の範囲内のパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルス、または
レーザービームパルスの少なくとも1つのバーストであって、バースト内の各々のパルスが100ピコ秒以下のパルス幅を有する、少なくとも1つのバースト、
を含み、
第2のセットは、100ピコ秒以下のパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルスを含む、方法が提供される。
一連のレーザービームパルスのシーケンスを発するように適合されるレーザー発生源であって、シーケンスは第1のセットのレーザービームパルスと第2のセットのレーザービームパルスとを含み、第1のセットは、0.1~300ナノ秒の範囲でのパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルス、またはレーザービームパルスの少なくとも1つのバーストであって、バースト内の各々のパルスが100ピコ秒以下のパルス幅を有する、少なくとも1つのバースト、を含み、第2のセットは、100ピコ秒以下のパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルスを含む、レーザー発生源と、
切断されるウェハを照射するために、レーザー発生源からのレーザービームパルスを方向付けるためのレーザービーム案内組立体と、
半導体材料と、照射するレーザービームパルスとを相対的に移動させるための駆動組立体と、
を備えるレーザー切断装置が提供される。
a. 1ns~300nsの範囲にある持続時間(パルス幅)を伴う単一のナノ秒のパルス、
b. 1ns~300nsの範囲にある持続時間(パルス幅)を各々伴う複数のナノ秒のパルスであって、パルスの数は、ウェハ全体を切断/スクライビング/グルービングするのに十分であり得る、複数のナノ秒のパルス、
c. ピコ秒またはフェムト秒の範囲でのパルス幅を伴うパルス(「ピコ秒/フェムト秒のパルス」)などの超短パルスの単一のバーストであって、バースト内の各々のパルスが100ピコ秒以下のパルス幅を有する、単一のバースト、または
d. 超短パルスの複数のバーストであって、バースト内の各々のパルスが100ピコ秒以下のパルス幅を有する、複数のバースト、
を様々に含み得る。バーストの数は、ウェハ全体を切断/スクライビング/グルービングするのに十分であり得る。
a. 100ピコ秒以下のパルス幅を有する単一の超短パルス、または
b. 100ピコ秒以下のパルス幅を有する複数の超短パルス、
を様々に含み得る。パルスの数は、ウェハ全体の後加工に十分であり得る。この複数は好ましくは、パルス間の間隔が好ましくは10ns~1msの範囲となるため、当業者によって理解されるようなバーストを形成しない。
「Ep」は、パルスの間のレーザービームの強度に対応する個々のレーザーパルスのエネルギを表している。
「t」は時間を表している。
T1は、各々のパルス1の持続時間であり、1ns~300nsの範囲にある。
T2は、各々のナノ秒のパルス1と、直後に続くピコ秒/フェムト秒のパルス2との間のパルス間の間隔であり、100ps~1msの範囲にある。
T3は、各々のピコ秒/フェムト秒のパルス2の持続時間であり、10fs~100psの範囲にある。
「Ep」は、パルスの間のレーザービームの強度に対応する個々のレーザーパルスのエネルギーを表している。
「t」は時間を表している。
T1は、各々のパルス3の持続時間であり、1ns~300nsの範囲にある。
T2は、一連のナノ秒のパルス3の間のパルス間の間隔であり、1μs~1msの範囲にある。
T3は、シーケンスにおける最後のナノ秒のパルス3と、直後に続くピコ秒/フェムト秒のパルス4との間のパルス間の間隔を表している。T3の値はパルス持続時間切替遅れによって支配される。
T4は、各々のピコ秒/フェムト秒のパルス4の持続時間であり、10fs~100psの範囲にある。
T5は、一連のピコ秒/フェムト秒のパルス4の間のパルス間の間隔であり、10ns~1msの範囲にある。
Nは、シーケンスにおけるナノ秒のパルス3の数であり、範囲1≦N<∞の範囲にある。
Mは、シーケンスにおけるピコ秒/フェムト秒のパルス4の数であり、範囲1≦M<∞の範囲にある。
「Ep」は、パルスの間のレーザービームの強度に対応する個々のレーザーパルスのエネルギを表している。
「t」は時間を表している。
T1は、各々のパルス6の持続時間であり、10fs~100psの範囲にある。
T2は、バースト5内の一連のピコ秒/フェムト秒のパルス6の間のパルス間の間隔であり、100ps~100nsの範囲にある。
T3は、バースト5の最後のピコ秒/フェムト秒のパルス6と次のピコ秒/フェムト秒のパルス7の間のパルス間の間隔を表しており、100ps~100nsの範囲にある。
Nは、バースト5におけるピコ秒/フェムト秒のパルス6の数であり、範囲2≦N≦100の範囲にある。
E2は、バースト5における各々のピコ秒/フェムト秒のパルス6のエネルギであるE1よりかなり大きいピコ秒/フェムト秒のパルス7のエネルギである。
「Ep」は、パルスの間のレーザービームの強度に対応する個々のレーザーパルスのエネルギを表している。
「t」は時間を表している。
T1は、各々のパルス8の持続時間であり、10fs~100psの範囲にある。
T2は、バースト5内の一連のピコ秒/フェムト秒のパルス8の間のパルス間の間隔であり、100ps~100nsの範囲にある。
T3は、一連のバースト5の間のバースト間の間隔であり、0.1~100ナノ秒の範囲にある。
T4は、最後のバースト5の最後のピコ秒/フェムト秒のパルス8と次のピコ秒/フェムト秒のパルス9の間のパルス間の間隔を表している。T4は、ウェハ全体を切断/スクライビング/グルービングすることを網羅し得るため、比較的広い範囲の値内にあり得るが、少なくとも100psであり得る。
T5は、各々のパルス9の持続時間であり、10fs~100psの範囲にある。
T6は、一連のピコ秒/フェムト秒のパルス9の間のパルス間の間隔であり、10ns~1msの範囲にある。
Nは、各々のバースト5におけるピコ秒/フェムト秒のパルス6の数であり、範囲2≦N≦100の範囲にある。
E2は、各々のピコ秒/フェムト秒のパルス8のエネルギであるE1に、この実施形態では実質的に等しいピコ秒/フェムト秒のパルス9のエネルギである。他の関連する実施形態では、エネルギは異なってもよい。
2 ピコ秒/フェムト秒のパルス
3 ナノ秒のパルス
4 ピコ秒/フェムト秒のパルス
5 パルスバースト
6 ピコ秒/フェムト秒のパルス
7 ピコ秒/フェムト秒のパルス
8 ピコ秒/フェムト秒のパルス
9 ピコ秒/フェムト秒のパルス
10 レーザー切断装置
11 ウェハ
13 チャック
14 駆動部
15 パルスレーザー発生源
16 レーザービーム
17、20、24、25、28 鏡
18 減衰器/シャッタ
19 モータ駆動される半波長板
21 ビーム拡大器
22 回折光学素子
23、27、29 レンズ
26 空間フィルタ
Claims (16)
- ウェハにレーザーエネルギを照射することによって前記ウェハを切断する方法であって、
i)一連のレーザービームパルスのシーケンスを発するように適合されるレーザー発生源を提供するステップと、
ii)レーザービームパルスを前記レーザー発生源から発するステップと、
iii) 発せられた前記レーザービームパルスを案内して、切断されるウェハを照射するステップと、
iv)前記ウェハを切断線に沿って切断するために、照射している前記レーザービームパルスに対して前記ウェハを移動させるステップと、
を含み、
レーザービームパルスの前記シーケンスは第1のセットのレーザービームパルスと第2のセットのレーザービームパルスとを含み、前記第2のセットのレーザービームパルスは、前記第1のセットのレーザービームパルスに続くように前記シーケンス内において順序だてられており、
前記第1のセットは、
0.1~300ナノ秒の範囲内のパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルス、または
レーザービームパルスの少なくとも1つのバーストであって、前記バースト内の各々のパルスが100ピコ秒以下のパルス幅を有する、少なくとも1つのバースト、
を含み、
前記第2のセットは、100ピコ秒以下のパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルスを含み、
レーザービームパルスの前記第1のセットは、前記ウェハにおいて少なくとも1つの切断を形成するために使用され、レーザービームパルスの前記第2のセットは、形成された前記少なくとも1つの切断の後加工を実施するために使用される、方法。 - 第1のセットのレーザービームパルスは、0.1~300ナノ秒の範囲内のパルス幅をそれぞれ有するレーザービームパルスを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のセットは、レーザービームパルスの少なくとも1つのバーストを含み、前記バースト内の各々のパルスが100ピコ秒以下のパルス幅を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のセットは、0.1~100ナノ秒の範囲内のバースト間の間隔を有する、レーザービームパルスの複数のバーストを含む、請求項3に記載の方法。
- レーザービームパルスの前記シーケンスを周期的に繰り返すステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 各々のシーケンスは、前記第1のセットの単一のレーザービームパルスまたは単一のレーザービームパルスバーストと、前記第2のセットの単一のレーザービームパルスと、を含み、これにより前記ウェハは、前記第1のセットのレーザービームパルスまたはレーザービームバーストと、前記第2のセットのレーザービームパルスと、を交互に照射される、請求項5に記載の方法。
- 各々のシーケンスは、前記第2のセットのレーザービームパルスが続いた前記第1のセットのレーザービームパルスを含み、これらの2つのパルスの間の隔たりは100psから1msの間である、請求項6に記載の方法。
- 各々のシーケンスは、前記第2のセットのレーザービームパルスが続いた前記第1のセットのレーザービームパルスバーストを含み、前記バーストとそれに続いた前記パルスとの間の隔たりが少なくとも100psである、請求項5に記載の方法。
- 各々のシーケンスは、前記第2のセットのレーザービームパルスが続いた前記第1のセットの少なくとも2つの一連のレーザービームパルスまたはレーザービームパルスバーストを含む、請求項5に記載の方法。
- 各々のシーケンスは、前記第2のセットの少なくとも2つの一連のレーザービームパルスが続いた前記第1のセットのレーザービームパルスまたはレーザービームパルスバーストを含む、請求項5に記載の方法。
- レーザービームパルスの前記第2のセットの各々のレーザービームパルスのエネルギは、レーザービームパルスの前記第1のセットの各々のレーザービームパルスのエネルギと異なる、請求項1に記載の方法。
- レーザービームパルスの前記第2のセットの各々のレーザービームパルスのエネルギは、レーザービームパルスの前記第1のセットの各々のレーザービームパルスのエネルギより大きい、請求項11に記載の方法。
- レーザービームパルスの前記第2のセットの各々のレーザービームパルスのエネルギは、レーザービームパルスの前記第1のセットの各々のレーザービームパルスのエネルギより小さい、請求項11に記載の方法。
- 発せられた前記レーザービームパルスの偏光を制御して、これにより前記第2のセットの前記レーザービームパルスが、前記第1のセットの前記レーザービームパルスと異なるレーザービーム偏光状態を有するようにするステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法を実施するためのレーザー切断装置。
- 半導体材料ウェハを切断するためのレーザー切断装置であって、
一連のレーザービームパルスのシーケンスを発するように適合されるレーザー発生源であって、前記シーケンスは第1のセットのレーザービームパルスと第2のセットのレーザービームパルスとを含み、前記第2のセットのレーザービームパルスは、前記第1のセットのレーザービームパルスに続くように前記シーケンス内において順序だてられており、前記第1のセットは、0.1~300ナノ秒の範囲内のパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルス、またはレーザービームパルスの少なくとも1つのバーストであって、前記バースト内の各々のパルスが100ピコ秒以下のパルス幅を有する、少なくとも1つのバースト、を含み、前記第2のセットは、100ピコ秒以下のパルス幅を有する少なくとも1つのレーザービームパルスを含む、レーザー発生源と、
前記レーザー発生源からの前記レーザービームパルスを方向付けて、切断される半導体材料ウェハを照射するためのレーザービーム案内組立体と、
半導体材料ウェハと、照射する前記レーザービームパルスと、を相対的に移動させるための駆動組立体と、
を備え、
レーザービームパルスの前記第1のセットは、前記半導体材料ウェハにおいて少なくとも1つの切断を形成するために使用され、レーザービームパルスの前記第2のセットは、形成された前記少なくとも1つの切断の後加工を実施するために使用されるレーザー切断装置。
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