KR20090013801A - 짧은 펄스를 이용한 적외선 레이저 웨이퍼 스크라이빙 - Google Patents

짧은 펄스를 이용한 적외선 레이저 웨이퍼 스크라이빙 Download PDF

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Abstract

패시베이션층 및/또는 캡슐층(302, 304)을 효과적으로 삭마하는 한편 패시베이션층 및/또는 캡슐층(302, 304) 내의 칩핑 및 크랙킹을 줄이거나 제거하도록 웨이퍼(300)를 스크라이빙하는 시스템 및 방법이 제공된다. 짧은 레이저 펄스가 높은 피크 전력을 제공하도록 그리고 삭마 임계치를 줄이도록 이용된다. 일 실시예에서, 스크라이빙이 q 스위칭 CO2 레이저에 의해 수행된다.

Description

짧은 펄스를 이용한 적외선 레이저 웨이퍼 스크라이빙{INFRARED LASER WAFER SCRIBING USING SHORT PULSES}
본원은 레이저 절삭 또는 스크라이빙에 대한 것이며, 특히 칩핑(chipping) 및 크랙킹(cracking)을 줄이거나 제거하도록 q 스위칭 레이저를 이용해서 마무리된 반도체 웨이퍼를 스크라이빙하는 방법에 대한 것이다.
집적 회로는 일반적으로, 반도체 기판 상에 또는 이 기판 내에 어레이로 제조된다. IC는 일반적으로, 기판 상에 형성된 몇 개의 층을 포함한다. 층들 중에서 하나 이상이 기계적 톱 또는 레이저를 이용해서 스크라이빙 레인 또는 스트리트를 따라 제거될 수 있다. 스크라이빙 후에, 기판은 회로 구성요소를 서로 분리하기 위해 톱 또는 레이저를 이용해서, 관통절삭(때로는 다이싱이라 불림) 될 수 있다. 연속적인 기계적 톱질과 레이저 스크라이빙의 조합이 또한 다이싱에 이용된다.
그러나, 종래의 기계적인 절삭 방법 및 레이저 절삭 방법은 예컨대, 격리층 또는 캡슐층 및/또는 낮은 k 절연층을 갖는 많은 향상된 마무리된 웨이퍼를 스크라이빙하는데 매우 적절하지는 않다. 도 1a 내지 도 1c는 종래의 톱을 이용하는 마무리된 웨이퍼(114,116, 118)에서 절삭된 에지(110, 112, 113)의 전자 현미경사진이다. 도시된 바와 같이, 에지(110, 112, 113) 근처의 마무리된 웨이퍼는 칩핑 및 크 랙킹된다. 상대적으로 낮은 밀도와, 기계적 강도 및 열적 응력에 대한 민감도의 부족이 낮은 k 절연 물질이 응력에 매우 민감하게 만든다. 종래의 기계적 웨이퍼 다이싱 및 스크라이빙 기술이 낮은 k 물질 내에서 칩, 크랙 및 그밖의 유형의 결함을 야기해서, IC 디바이스를 손상시킨다는 것이 알려져 있다. 이러한 문제를 줄이기 위해, 절삭 속도가 줄어든다. 그러나, 이것은 처리량을 심하게 줄어들게 한다.
레이저 스크라이빙 기술은 기계적 톱질보다 많은 이점을 갖는다. 그러나, 공지된 레이저 기술은 과도한 열 및 파편을 생성할 수 있다. 과도한 열 확산은 열 감응(affected) 구역, 리캐스트 산화층, 과도한 파편 및 그밖의 문제점을 야기할 수 있다. 크랙이 열 감응 구역내에 형성될 수 있으며 반도체 웨이퍼의 다이 브레이크 강도를 줄일 수 있다. 따라서, 신뢰도 및 수율이 줄어든다. 나아가, 파편이 반도체 물질의 표면 전역에 흩어져서 예컨대, 접합 패드를 오염시킬 수 있다. 또한, 종래 레이저 절삭 프로파일이 레이저에 의해 분출된(laser ejected) 물질의 트렌치 메우기를 겪을 수 있다. 웨이퍼 두께가 증가될 때, 이 메우기는 더 심해지고 다이싱 속도를 줄어들게 한다. 나아가, 많은 프로세스 조건 하에서 일부 물질에 대해, 분출된 메우기 물질은 원래의 타깃 물질보다 후속 패스(pass) 상에서 제거하기가 더 어려울 수 있다. 따라서, IC 디바이스를 손상시킬 수 있는 그리고 기판 상에서 디바이스의 추가적인 세척 및/또는 넓은 분리를 필요로 하는 저 품질의 절삭부가 만들어진다.
종래의 레이저 스크라이빙 기술은 예를 들어, 중간-적외선 범위 내의 파장을 갖는 연속 파동 (CW) CO2 레이저를 이용하는 것을 포함한다. 그러나, 그러한 CW 레이저는 집속하기가 어렵고 일반적으로, IC 처리 물질을 삭마하기 위해 높은 에너지를 필요로 한다. 따라서, 과도한 열 및 파편이 생성된다. 펄스형(pulsed) CO2 레이저는 또한 스크라이빙에 이용되어 왔다. 그러나, 그러한 스크라이빙 기술은 일반적으로 밀리초 범위 내의 긴 펄스를 이용한다. 따라서, 낮은 피크 전력이 긴 펄스에 의해 생성되며 펄스 당 높은 에너지가 물질을 삭마하기 위해 이용된다. 따라서, 긴 펄스는 열 감응 구역, 리캐스트 산화층, 과도한 파편, 칩핑 및 크랙킹을 야기하는 과도한 열 확산을 허용한다.
또 하나의 종래의 레이저 스크라이빙 기술은 예컨대, 대략 1064nm에서 대략 266nm에 이르는 파장을 갖는 레이저를 이용하는 것을 포함한다. 그러나, 외부 패시베이션층 및/또는 캡슐층이 일반적으로, 이 파장들에 대해 부분적으로 투명하다. 예컨대, 이 파장들에서 펄스의 첫번째 부분이 흡수되지 않고 상위 패시베이션 층 및/또는 캡슐층을 통해 통과할 수 있다. 그러나, 펄스는 후속적인 금속층 및/또는 절연층에 의해 흡수된다. 따라서, 후속층은 상위 패시베이션층 및/또는 캡슐층이 레이저에 의해 삭마될 수 있기 전에 가열 및 폭파될 수 있다. 이것은 패시베이션층 및/또는 캡슐층이 필링(peel) 또는 크랙킹 오프하게 하고 파편을 확산하게 한다. 도 2a 및 도 2b는 피코초 범위 내의 펄스 폭을 갖는 종래의 가우시안 레이저 펄스를 이용해서 웨이퍼(214, 216) 내에서 스크라이빙된 절단부(210,212)의 전자 현미경사진이다. 도시된 바와 같이, 절단부(210, 212)의 에지 근처의 웨이퍼(210, 212) 의 부분들이 칩핑 및 크랙킹된다.
따라서, 칩핑, 크랙킹 및 파편을 줄이거나 제거하는, 그리고 처리량을 증가시키고 절삭 표면 또는 절단 품질을 개선하는, 레이저 스크라이빙 방법이 요구된다.
본 발명은 패시베이션층 및/또는 캡슐층을 효과적으로 삭마하는 한편 패시베이션층 및/또는 캡슐층 내에서 칩핑 및 크랙킹을 줄이거나 제거하도록 마무리된 웨이퍼를 레이저 스크라이빙하는 방법을 제공한다. 짧은 레이저 펄스가 높은 피크 전력을 제공하고 삭마 임계치를 줄이는데 사용된다. 일 실시예에서, 스크라이빙은 q 스위칭 CO2 레이저에 의해 수행된다.
일 실시예에서, 복수의 집적 회로를 구비하는 기판을 스크라이빙하는 방법이 제공되는데, 이 집적회로는 기판 위에 또는 그 안에 형성된다. 집적 회로는 하나 이상의 스트리트에 의해 분리된다. 이 방법은 파장 및 펄스 폭 지속기간을 갖는 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하는 것을 포함한다. 이 파장은 하나 이상의 펄스가, 기판 상에 형성된 패시베이션층 및 캡슐층 중 적어도 하나를 포함하는 타깃 물질에 의해 실질적으로 흡수되도록 선택된다. 이 파장은, 기판이 하나 이상의 펄스에 대해 실질적으로 투명하도록 추가적으로 선택된다. 펄스 폭 지속기간은 타깃 물질의 삭마 임계치를 줄이도록 선택된다.
또 하나의 실시예에서, 반도체 기판을 스크라이빙하는 방법이 제공된다. 이 방법은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 층의 일부를 대략 9㎛와 대략 11㎛ 사이의 범위 내의 파장을 갖는 하나 이상의 레이저 펄스를 가지고 삭마하는 것을 포함한다. 하나 이상의 레이저 펄스는 대략 130ns와 대략 170ns 사이의 범위 내의 펄스 폭 지속기간을 갖는다. 일 실시예에서, 반도체 웨이퍼는 실리콘을 포함한다. 또 하나의 실시예에서, 반도체 웨이퍼는 게르마늄을 포함한다.
추가적인 측면 및 이점은 바람직한 실시예에 대한 후술하는 상세한 설명으로부터 분명해 질 것인데, 상세한 설명은 첨부 도면을 참조해서 계속된다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 기계적 톱을 이용해서 마무리된 웨이퍼를 통해 절삭된 절단부의 전자 현미경사진을 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는 각각 대략 1064nm 및 355nm의 파장을 갖는 레이저를 이용해서 마무리된 웨이퍼 내에 스크라이빙된 절단부의 전자 현미경사진을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 일정 실시예에 따라 스크라이빙되는 예시적인 작업대상의 측면개략도.
도 4a 및 도 4b는 종래의 레이저 스크라이빙 기술에 따라 처리된 도 3의 작업대상을 예시하는 측면개략도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일정 실시예에 따라 q 스위칭 CO2 레이저를 가지고 스크라이빙된 도 3의 작업대상을 예시하는 측면개략도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일정 실시예에 따라 q 스위칭 CO2 레이저를 이용해서 패시베이션/캡슐층을 통해 스크라이빙된 절단부의 전자 현미경사진을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 q 스위칭 CO2 레이저 및 가우시안 피코초 펄스 레이저 빔을 이용해서 패시베이션/캡슐층을 통해 스크라이빙된 절단부의 전자 현미경사진을 도시하는 도면.
레이저 에너지를 흡수하기 위한 물질의 능력은 해당 에너지가 삭마를 수행할 수 있는 깊이를 결정한다. 삭마 깊이는 물질의 흡수 깊이 및 물질의 기화열에 의해 결정된다. 파장, 펄스 폭 지속기간, 펄스 반복 주파수, 및 빔 품질과 같은 파라미터가 절삭 표면 또는 절단부의 절삭 속도 및 품질을 개선하도록 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 이 파라미터들 중 하나 이상이 외부 패시베이션층 및/또는 캡슐층 내의 에너지 흡수를 증가시키도록 그리고 패시베이션/캡슐층 및/또는 추가층을 삭마하는데 필요한 플루언스의 양(통상적으로 J/cm2으로 측정됨)(본 명세서에서 "삭마 임계치"라고 함)을 줄이도록 선택된다. 따라서, 물질에 증착된 과도한 에너지량이 줄어들거나 제거된다. 나아가, 낮은 플루언스를 이용하는 것이 리캐스트 산화층, 열 감응 구역, 칩, 크랙, 및 파편을 줄이거나 제거한다. 따라서, 다이 브레이크 강도가 증가되고 필요한 포스트 레이저 세척량이 감소된다.
일 실시예에서, 대략 9㎛와 대략 11㎛ 사이의 범위 내의 파장을 갖는 레이저 펄스가 마무리된 반도체 웨이퍼를 스크라이빙하는데 이용된다. 이 파장들에서, 패시베이션층 및 캡슐층이 펄스 에너지의 많은 부분을 흡수하도록 구성된다. 따라서, 패시베이션층 및 캡슐층이 하위층의 삭마로 인해 크랙킹 및 블로우잉(blown) 오프 되기 전에 삭마된다. 나아가, 실리콘 기판이 이 파장들에서 매우 적은 펄스 에너지를 흡수한다. 따라서, 크랙킹을 야기할 수 있는 기판열이 매우 적거나 전혀 없다.
레이저 펄스는 대략 130ns와 대략 170ns 사이의 범위 내의 짧은 펄스 폭을 갖는다. 일 실시예에서, q 스위칭 CO2 레이저가 레이저 펄스를 생성하는데 이용된다. 당업자는 q 스위칭이 레이저 캐비티의 품질 인자를 바꿈으로써 레이저로부터 활동적인 짧은 펄스를 획득하는데 이용되는 기술이라는 것을 인식할 것이다. q 스위칭된 짧은 펄스 CO2 레이저를 이용하는 것이 웨이퍼 스크라이빙 및 웨이퍼 다이싱 프로세스 동안에 칩핑 및 크랙킹을 제거하거나 상당히 줄인다.
짧은 펄스 폭이 연속 파동(CW) 펄스 또는 긴 펄스 폭의 피크 에너지보다 더 높은 피크 에너지를 제공하도록 선택된다. Mourou 등에게 허여된 US 특허 번호 5,656,186이 물질의 삭마 임계치가 레이저 펄스 폭의 함수라는 것을 교시한다. 긴 펄스 폭(예컨대, 밀리초 범위 내)을 갖는 CW 펄스(들)는 일반적으로, 더 짧은 펄스 폭의 삭마 임계치에 비해 더 높은 삭마 임계치를 필요로 한다. 더 짧은 펄스는 피크 전력을 증가시키고 열 전도를 줄어들게 한다. 따라서, 짧은 펄스를 이용해서 마무리된 웨이퍼를 스크라이빙하는 것이 더 효과적이다. 그 결과는 더 빠른 스크라이빙 프로세스이다.
편의상, 절삭이라는 용어는 일반적으로 스크라이빙(타깃 작업 대상의 전체 깊이를 관통하지 않는 절삭), 및 슬라이싱(종종 웨이퍼 행 분리와 관련됨) 또는 다이싱(종종 웨이퍼 행으로부터의 부분 싱귤레이션(part singulation)과 관련됨)을 포함하는 관통절삭을 포함하기 위해 이용될 수 있다. 슬라이싱 및 다이싱은 본 개시물의 문맥 내에서 상호교환가능하게 이용될 수 있다.
이제 유사한 참조 번호가 유사한 요소를 언급하는 도면에 대한 참조가 이루어진다. 명확하게 하기 위해, 참조 번호의 첫번째 숫자는 대응 요소가 먼저 이용된 도면 번호를 가리킨다. 후술하는 설명에서, 다수의 구체적인 세부사항들이 본 명세서에 개시된 실시예에 대한 철저한 이해를 위해 제공된다. 그러나, 당업자는 본 발명이 특정 세부사항들 중 하나 이상이 없이, 또는 그밖의 방법, 구성요소, 또는 물질과 함께 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 나아가, 일부 경우에, 잘 알려진 구조, 물질, 또는 동작이 본 발명의 측면을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세하게 도시 또는 설명되지 않는다. 더 나아가, 설명된 특징, 구조, 또는 특성이 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일정 실시예에 따라 스크라이빙되는 예시적인 작업대상(300)의 측면개략도이다. 작업대상(300)은 제1 층(302), 제2층(304), 제3 층(306), 제4 층(308), 제5 층(310), 및 제6 층(312)를 포함하는데, 이 층들은 기판(314) 상에 형성된다. 당업자는 층(302, 304, 306, 308, 310, 312)이 전자 회로를 형성하기 위해, 낮은 k 절연체를 포함하는, 격리층에 의해 분리된 상호연결층을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이 예에서, 상부의 두 개의 층(302, 304)이 패시베이션층 및 캡슐층을 형성한다. 제1 층(302)은 예컨대, 실리콘 이산화물(SiO2)을 포함할 수 있고 제2 층(304)은 실리콘 질화물(SiYNX)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 층(304)은 Si4N3을 포함할 수 있다. 당업자는 그밖의 물질이 패시베이션/캡슐 층을 형성하는데 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
이 예에서, 제3 층(306)은 금속(예컨대, Cu 또는 Al)을 포함하고, 제4 층308)은 절연체(예컨대, SiN)을 포함하며, 제5 층(310)은 금속(예컨대, Cu 또는 Al) 을 포함하고, 제6 층(312)은 낮은 k 절연체를 포함한다. 낮은 k 절연체는 예컨대, SiOF 또는 SiOB와 같은 무기 물질 또는 폴리이미드를 주성분으로 하는 또는 파릴렌을 주 성분으로 하는 폴리머와 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 당업자는 층(306, 308, 310, 312)을 위해 논의된 물질은 단지 예이고 그밖의 유형이 또한 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 나아가, 당업자는 더 많은 층 또는 더 적은 층이 특별한 IC에 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 도시된 바와 같이, 기판(314)은 실리콘(Si)을 포함한다. 그러나, 당업자는 IC 제조시에 유용한 그밖의 물질이, 예컨대, 글래스, 폴리머, 금속, 복합물, 및 그밖의 물질을 포함하는 기판(314)에 이용될 수 있다는 것을 또한 인식할 것이다. 예컨대, 기판(314)은 FR4를 포함할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 층(302, 304, 306, 308, 310, 312)은 전자 회로를 형성한다. 개별적인 회로가 스크라이빙 레인 또는 스트리트(316)(두 개의 수직 점선으로서 도 3에 도시됨)에 의해 서로로부터 분리되어 있다. 개별적인 IC를 만들기 위해, 작업대상(300)이 스트리트(316)을 따라서 스크라이빙되거나, 관통절삭되거나, 스크라이빙 및 관통절삭된다. 일정 실시예에서, 작업대상(300)은 층(302, 304, 306, 308, 310, 312) 중에서 하나 이상을 레이저 펄스의 빔을 가지고 삭마함으로써 스크라이빙된다. 유리하게, 본 명세서에서 논의된 레이저 스크라이빙 프로세스는 통상적인 레이저 스크라이빙 프로세스와 공통인 스트리트(316) 외부 영역에서의 크랙킹 또는 칩핑이 거의 또는 전혀 이루어지지 않은 채로 스트리트(316) 영역에 실질적으로 균일한 측벽을 갖는 깔끔한 절단부를 만든다.
도 4a 및 도 4b는 예컨대, 종래의 레이저 스크라이빙 기술에 따라 처리된 도 3의 작업대상(300)을 예시하는 측면개략도이다. 도 4a는 흡수가 거의 또는 전혀 이루어지지 않은 채로 패시베이션/캡슐층(302, 304)을 통해 통과하는 레이저 펄스 에너지(402)(예컨대, 대략 1064nm에서 대략 266nm에 걸치는 파장)를 도시한다. 오히려, 레이저 펄스 에너지(402)는 제3 층(306)의 영역(406)에서 흡수되는데, 이는 영역(406)을 가열되게 한다. 결국, 열은 영역(406)이 삭마하거나 폭파하도록 한다. 따라서, 층(302,304)의 부분들이 블로우잉 오프된다. 도 4b는 폭파에 의해 생성된 절단부(408)을 개략적으로 예시한다. 절단부(408)는 균일한 측벽을 가지지 않으며 스트리트 영역(316)의 밖에서 (칩으로) 확장하는데, 이는 IC를 손상시킬 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 도 2a 및 도 2b는 그러한 칩핑을 예시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일정 실시예에 따라 q 스위칭 CO2 레이저를 가지고 스크라이빙된 도 3의 작업대상(300)을 예시하는 측면 개략도이다. CO2 레이저 는 대략 9㎛와 대략 11㎛ 사이의 범위 내의 파장, 및 대략 130ns와 대략 170ns 사이의 범위 내의 펄스 폭 지속기간을 갖는 일련의 레이저 펄스를 포함하는 레이저 빔을 제공한다.
패시베이션/캡슐층(302, 304)은 CO2 레이저에 의해 생성된 펄스의 에너지를 흡수하도록 구성된다. 나아가, 짧은 펄스는 높은 피크 에너지를 갖는데, 이 에너지는 패시베이션/캡슐층(302, 304)을 빨리 그리고 효과적으로 삭마해서 실질적으로 균일한 측벽을 갖는 깔끔한 절단부를 생성하게 한다. 또한, 실리콘 기판(314)은 CO2 레이저에 의해 생성된 펄스의 파장에 대해 실질적으로 투명하다. 따라서, 기판(314)은 CO2 레이저에 의해 생성된 펄스의 에너지를 거의 또는 전혀 흡수하지 않으며 가열을 거의 또는 전혀 경험하지 않는다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, CO2 레이저가 스트리트(316)의 영역 내에 절단부(502)를 만들기 위해 패시베이션/캡슐층(302, 304)을 삭마함으로써 작업대상(300)을 스크라이빙하는데 사용된다. 절단부(502)는 실질적으로 균일한 측벽 및 실질적으로 평평한 바닥면을 갖는다. 일부 실시예에서, CO2 레이저에 의해 생성된 파장은 금속(예컨대, 층(306, 310))을 삭마하는데 있어서 패시베이션/캡슐층(302, 304)을 삭마할 때만큼 효과적이지는 않다. 따라서, 도 5a의 실시예에 도시된 바와 같이, CO2 레이저는 단지 패시베이션/캡슐층(302, 304)을 삭마하는데 이용된다.
나머지 층(306, 308, 310, 312)은 종래의 톱질 또는 레이저 스크라이빙 기술을 이용해서 스크라이빙될 수 있다. 예컨대, 층(306, 308, 310, 312)은 피코초 범위 내의 근(near) 적외선 펄스를 이용해서 스크라이빙될 수 있다. 기판(314)은 종래의 톱질 또는 레이저 삭마 기술을 이용해서 또한 다이싱될 수 있다. 예컨대, 대략 266nm의 파장을 갖는 레이저가 기판(314)을 효과적으로 그리고 깔끔하게 다이싱하는데 이용될 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 또 하나의 실시예에서, CO2 레이저가 스트리트(316)의 영역 내에 절단부(504)를 형성하기 위해 층(302, 304, 306, 308, 310, 312)을 삭마함으로써 작업대상(300)을 스크라이빙하는데 이용된다. 다시, 절단부(504)는 실질적으로 균일한 측벽 및 실질적으로 평평한 바닥면을 갖는다. 대략 9㎛에서 대략 11㎛에 이르는 파장이 금속을 삭마하는데 있어서 덜 효과적이나, 이 파장은 충분한 가열 후에 금속을 여전히 삭마할 수 있다. 따라서, 도 5b에 도시된 실시예에서, 본 명세서에서 논의된 CO2 레이저는 제1 층(302)의 상부 표면으로부터 기판(314)의 상부 표면까지 확장하는 절단부(504)를 만들기 위한 단일 프로세스로서 이용될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 실리콘 기판은 대략 9㎛에서 대략 11㎛ 사이의 범위 내의 파장에 대해 실질적으로 투명하다. 따라서, CO2 레이저를 가지고 기판(314)을 다이싱하는 것은 매우 비효과적이다. 따라서, 스크라이빙 후에, 기판(314)은 종래의 톱질 또는 레이저 삭마 기술을 이용해서 다이싱될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일정 실시예에 따라 q 스위칭 CO2 레이저를 이용해서 패시베이션/캡슐층을 통해 스크라이빙된 절단부(610, 612, 614)의 전자 현미경사진이다. 위에서 논의된 바와 같이, CO2 레이저는 대략 9㎛와 대략 11㎛ 사이의 범위 내의 파장, 및 대략 130ns와 대략 170ns 사이의 범위 내의 펄스 폭 지속기간을 갖는 레이저 펄스를 생성한다. 도 6a 내지 도 6c에서, 칩핑, 크랙킹 또는 오염이 거의 또는 전혀 존재하지 않는다는 것이 관찰될 수 있다. 따라서, 더 높은 다이 브레이크 강도 및 전체 프로세스 수율이 달성된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 q 스위칭 CO2 레이저 및 가우시안 피코초 펄스 레이저 빔을 가지고 스크라이빙된 마무리된 반도체 웨이퍼(708)의 전자 현미경사진이다. 도 7에 도시된 바와 같이, q 스위칭 레이저는 마무리된 웨이퍼(708)의 패시베이션/캡슐층 내에 제1 절단부(710)를 스크라이빙한다. 이후, 가우시안 피코초 펄스 레이저 빔이 마무리된 웨이퍼(708)의 추가층을 통해 제2 절단부(712)를 스크라이빙한다. 예시적인 목적으로, 제2 절단부(712)는 또한 영역(714) 내에서 제1 절단부(710)를 넘어서 확장한다. 마무리된 웨이퍼(708)가 q 스위칭 CO2 레이저를 가지고 먼저 스크라이빙되는 경우, 절단부(710,712)는 평활한 에지를 가지며 크랙킹을 거의 또는 전혀 생성하지 않는다. 그러나, q 스위칭 CO2 레이저가 사용되지 않는 영역(714)에서, 가우시안 피코초 펄스 레이저는 패시베이션/캡슐층 내에 크랙킹을 생성한다.
본 발명의 기본적인 원리를 벗어나지 않고도 위에서 설명된 실시예의 세부사항에 대해 많은 변경이 이루어 질 수 있다는 것이 당업자에게는 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 따라서, 후술하는 청구항에 의해서만 결정되어야 한다.
본원은 레이저 절삭 및 스크라이빙에 이용가능하며, 특히 칩핑(chipping) 및 크랙킹(cracking)을 줄이거나 제거하도록 q 스위칭 레이저를 이용해서 마무리된 반도체 웨이퍼를 스크라이빙하는 방법에 이용가능하다.

Claims (20)

  1. 복수의 집적 회로를 구비하는 기판을 스크라이빙하는 방법이되, 집적회로가 기판 위에 또는 안에 형성되며 하나 이상의 스트리트에 의해 분리되는, 기판 스크라이빙 방법으로서,
    상기 방법은 파장 및 펄스 폭 지속기간을 갖는 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하는 단계를 포함하고;
    파장은 하나 이상의 펄스가 기판 위에 형성된 패시베이션층과 캡슐층 중 적어도 하나를 포함하는 타깃 물질에 의해 실질적으로 흡수되도록 선택되며;
    파장은 기판이 하나 이상의 펄스에 대해 실질적으로 투명하도록 추가적으로 선택되고;
    펄스 폭 지속기간은 타깃 물질의 삭마 임계치를 줄이도록 선택되는, 기판 스크라이빙 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 하나 이상의 레이저 펄스를 CO2 레이저를 가지고 생성하는 단계를 더 포함하는, 기판 스크라이빙 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    CO2 레이저를 q 스위칭하는 단계를 더 포함하는, 기판 스크라이빙 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    파장은 대략 9㎛와 대략 11㎛ 사이의 범위 내인, 기판 스크라이빙 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    펄스 폭 지속기간은 대략 130ns와 대략 170ns 사이의 범위 내인, 기판 스크라이빙 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    패시베이션층과 캡슐층 중 적어도 하나는 실리콘 이산화물을 포함하는, 기판 스크라이빙 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    패시베이션층과 캡슐층 중 적어도 하나는 실리콘 질화물을 포함하는, 기판 스크라이빙 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    기판은 실리콘을 포함하는, 기판 스크라이빙 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    기판 상에 형성된 금속층의 일부를 하나 이상의 레이저 펄스를 가지고 삭마하는 단계를 더 포함하는, 기판 스크라이빙 방법.
  10. 제1 항의 방법에 따라 스크라이빙된 집적 회로.
  11. 반도체 웨이퍼를 스크라이빙하는 방법으로서,
    상기 방법은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 층의 일부를 대략 9㎛와 대략 11㎛ 사이의 범위 내의 파장을 갖는 하나 이상의 레이저 펄스를 가지고 삭마하는 단계를 포함하며;
    하나 이상의 레이저 펄스는 대략 130ns와 대략 170ns 사이의 범위 내의 펄스 폭 지속기간을 갖는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    하나 이상의 층이 패시베이션층과 캡슐층 중 적어도 하나를 포함하는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    패시베이션층과 캡슐층 중 적어도 하나가 실리콘 이산화물을 포함하는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    패시베이션층과 캡슐층 중 적어도 하나가 실리콘 질화물을 포함하는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  15. 제11 항에 있어서,
    CO2 레이저를 이용해서 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하는 단계를 더 포함하는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    CO2 레이저를 q 스위칭하는 단계를 더 포함하는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  17. 제11 항에 있어서, 금속층의 일부를 하나 이상의 레이저 펄스를 가지고 삭마하는 단계를 더 포함하는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    반도체 웨이퍼는 하나 이상의 레이저 펄스에 대해 실질적으로 투명한, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    반도체 웨이퍼는 실리콘을 포함하는, 반도체 웨이퍼 스크라이빙 방법.
  20. 제11 항의 방법에 따라 스크라이빙된 집적 회로.
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