KR20210119496A - 접합 구조물들의 레이저 다이싱을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

접합 구조물들의 레이저 다이싱을 위한 시스템들 및 방법들의 실시예들이 제공된다. 방법은 아래의 단계들을 포함한다. 먼저, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴이 결정될 수 있다. 그 후, 일련의 어블레이션 구조들과 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대적 위치들이 결정될 수 있다. 접합 면은 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼 사이에 있을 수 있다. 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나가 일련의 어블레이션 구조들과 접합 계면 사이의 상대적 위치들에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 레이저 빔이 결정될 수 있다. 레이저 빔은 일련의 펄스 레이저들을 갖는다. 또한, 레이저 빔은 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 이동될 수 있다.

Description

접합 구조물들의 레이저 다이싱을 위한 시스템들 및 방법들
본 개시의 실시예들은 접합 구조물들의 레이저 다이싱을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
반도체 제조에 있어서, 웨이퍼들은 집적 회로들을 형성하는 다이들을 분리하기 위해 다이싱된다. 웨이퍼들을 다이싱하는 공통 방법들은 기계적 소잉(sawing) 및 레이저 다이싱을 포함한다. 기계적 소잉 방법들은 웨이퍼에서 상이한 다이들을 기계적으로 분리하기 위해 다이싱 소(saw)를 채용하는 것을 종종 포함한다. 레이저 다이싱 방법들은 광학을 통해 초단파 및 펄스 고출력 레이저의 출력을 지시하는 것을 종종 포함한다. 다이싱 공정은 원하는 회로들을 형성하기 위해 더 패키징되는 개별 회로 칩들을 생성할 수 있다.
접합 구조물들의 레이저 다이싱을 위한 시스템들 및 방법들의 실시예들
일 예에서, 접합 구조물을 다이싱하기 위한 방법은 아래의 동작들을 포함한다. 먼저, 접합 구조물 내부 또는 근처에 일련의 어블레이션(ablation) 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴이 결정될 수 있다. 그 후, 일련의 어블레이션 구조들과 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대적 위치들이 결정될 수 있다. 접합 면은 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼 사이에 있을 수 있다. 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점의 깊이 중 적어도 하나가 어블레이션 구조들 및 접합 계면 내부 또는 근처의 상대적 위치들에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 레이저 빔이 결정될 수 있다. 사용된 레이저의 일종의 펄스 레이저이다. 또한, 레이저 빔은 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 이동될 수 있다.
다른 예에서, 접합 구조물을 다이싱하는 방법은 접합 구조물의 상면 및 저면을 박막화하는 단계를 포함한다. 접합 구조물은 접합 계면과 접합된 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 가질 수 있다. 방법은, 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼에서 일련의 어블레이션 구조들을 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 일련의 어블레이션 구조들은 접합 구조물의 제1 부분과 제2 부분 사이에 있을 수 있다. 방법은, 일련의 어블레이션 구조들에 따라 접합 구조물의 제1 부분과 제2 부분을 분리하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
상이한 예에서, 접합 구조물을 다이싱하는 레이저 다이싱 시스템은, 일련의 펄스 레이저들을 생성하도록 구성된 레이저 소스, 레이저 소스에 결합되고, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 제공하도록 구성된 광학 모듈, 및 레이저 소스 및 광학 모듈에 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는 접합 구조물의 제1 및 제2 웨이퍼들에서 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 접합 구조물에서 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 이동시키도록 구성될 수 있다. 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼는 그 사이에 접합 계면을 가질 수 있다.
본원에 통합되고 명세서의 일부를 형성하는 첨부한 도면들은 본 개시의 실시예들을 예시하고, 설명과 함께, 본 개시를 설명하며 통상의 기술자가 본 개시를 만들고 사용할 수 있게 하는 역할을 또한 한다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 접합 구조물의 레이저 다이싱을 위한 예시적인 시스템의 개략도를 예시한다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 예시적인 제어기의 개략도를 예시한다.
도 3a는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 예시적인 레이저 다이싱 공정을 예시한다.
도 3b는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 다른 예시적인 레이저 다이싱 공정을 예시한다.
도 3c는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 레이저 다이싱 공정에서 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 예시적인 스캔 패턴들을 예시한다.
도 3d는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 초점 평면 및 초점의 깊이를 갖는 레이저 빔을 예시한다.
도 3e는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 레이저 다이싱 공정에서 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 다른 예시적인 스캔 패턴을 예시한다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 접합 구조물의 예시적인 제조 공정을 예시한다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 접합 구조물을 다이싱하는 방법의 플로우차트를 예시한다.
도 6은 일부 실시예들에 따른, 접합 구조물을 제조하는 방법의 플로우차트를 예시한다.
본 개시의 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 설명한다.
특정한 구성들 및 배열들이 논의되지만 이것은 단지 예시를 위한 것임을 이해해야 한다. 통상의 기술자는 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 구성들 및 배열들이 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 본 개시가 또한 다양한 다른 애플리케이션들에서 이용될 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
"일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 명세서에서의 참조들이, 설명된 실시예가 특정한 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 그 특정한 특징, 구조, 또는 특성을 반드시 포함하지 않을 수 있다는 것을 나타낸다는 것에 유의해야 한다. 더욱이, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 실시예와 관련하여 설명될 때, 명시적으로 설명하든 안 하든 다른 실시예들과 관련하여 이러한 특징, 구조, 또는 특성에 영향을 미치는 것은 통상의 기술자의 지식 내에 있다.
일반적으로, 용어는 문맥에서의 사용으로부터 적어도 부분적으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "하나 이상"은 적어도 부분적으로 문맥에 따라 단수 의미로 임의의 특징, 구조, 또는 특성을 설명하는 데 사용될 수 있거나, 또는 복수의 의미로 특징들, 구조들, 또는 특성들의 조합을 설명하는 데 사용될 수 있다. 유사하게는, "하나("a" 및 "an")" 또는 "그("the")"와 같은 용어는 문맥에 따라 적어도 부분적으로는 단수 사용을 전달하거나 복수 사용을 전달하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, "에 기초한"이라는 용어는 배타적인 요소들의 집합을 전달하기 위해 반드시 의도된 것은 아닌 것으로 이해될 수 있으며, 대신에, 적어도 부분적으로 문맥에 따라 반드시 명시적으로 설명되지 않은 추가 요소의 존재를 허용할 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, "공칭/공칭적으로"라는 용어는 원하는 값 위 및/또는 아래의 값들의 범위와 함께, 제품 또는 공정의 설계 단계 동안 설정된, 컴포넌트 또는 공정 동작에 대한 특성 또는 파라미터의 원하거나 또는 목표 값을 지칭한다. 값들의 범위는 제조 공정들 또는 공차들에서의 약간의 변동들로 인한 것일 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, "약"이라는 용어는 대상 반도체 디바이스와 관련된 특정 기술 노드에 기초하여 달라질 수 있는 주어진 양의 값을 지시한다. 특정한 기술 노드에 기초하여, "약"이라는 용어는 예를 들어, 값의 10 내지 30%(예를 들어, 값의 ±10%, ±20%, 또는 ±30%) 내에서 변하는 주어긴 양의 값을 지시할 수 있다.
기존의 레이저 다이싱 시스템들에서는, 웨이퍼들은 종종, 다이싱되기 이전에 박막화된다. 예를 들어, 웨이퍼들은 웨이퍼 다이싱 공정을 위해 수십 미크론까지 박막화될 수 있다. 박막화된 웨이퍼들은 종래의 기계적 소잉 방법 및 레이저 어블레이션 방법을 사용하여 부서지기 쉬울 수 있어, 생산 수율을 감소시킨다. 예를 들어, 기계적 소잉 방법은 웨이퍼를 압착하기 위해 기계적 소/블레이드의 사용을 종종 수반한다. 다이싱 공정은 높은 열을 발생시킬 수 있으며, 이는 웨이퍼의 과열을 방지하기 위해 냉각 수단(예를 들어, 냉각수)을 요구한다. 이것은 또한, 웨이퍼 표면 상에서 칩핑(chipping) 및 파편들을 초래할 수 있다. 레이저 어블레이션 방법은 통상의 기술자을 사용하여 웨이퍼 표면을 용융/기화시키면서 홈을 파냄으로써 작동한다. 용융/기화 표면의 결과로서 웨이퍼 표면에 열 손상 및 파편들이 형성될 수 있다. 웨이퍼의 세정은 제조 비용을 증가시킬 수 있고, 낭비되는 영역들이 생산 수율에 영향을 미칠 수 있다. 다이싱 공정을 향상시키기 위해, 스텔스(stealth) 다이싱, 예를 들어, 통상의 기술자을 사용하여 웨이퍼 내부에 스텔스 다이싱 층을 형성하고 외력을 사용하여 SD 층을 따라 웨이퍼를 분리하는 것이 웨이퍼에 대한 손상과 제조 비용을 감소시키기 위해 사용된다. 그러나, 기존의 스텔스 다이싱 방법은 단일 웨이퍼의 다이싱에 한정된다.
본 개시에 따른 다양한 실시예들이 접합 구조물을 레이저 다이싱하는 시스템 및 방법을 제공한다. 본 개시의 시스템 및 방법들을 사용하여, 2개 이상의 접합 웨이퍼들을 갖는 접합 구조물이, 접합 표면의 표면 상에서 더욱 균일한 단면들 및 덜 손상되고 낭비된 영역들로 다이싱되고 분리될 수 있다. 접합 구조물에 형성된 어블레이션 구조들은 2개 이상의 접합 웨이퍼들에 있을 수 있으며, 수직 방향(예를 들어, z-축)을 따라 서로 정렬될 수 있어서, 다이싱 공정 이후에 접합 구조물이 분리될 때 더욱 균일한 단면들을 제공한다. 일 실시예에서, 통상의 기술자의 초점 평면은, 통상의 기술자이 각 웨이퍼의 각각의 컷팅 레벨에 기초하여 포커싱될 수 있도록 조정될 수 있다. 통상의 기술자의 접합 구조물에서 수평으로 계속 이동함에 따라, 어블레이션 구조들은 접합 구조물에서 각 컷팅 레벨에 따라 수평으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 레이저의 초점 평면은 2개의 접합 웨이퍼들 사이의 접합 계면에 위치한다. 통상의 기술자은 2개의 접합 웨이퍼들의 접합 계면으로부터 컷팅 레벨들까지의 거리를 커버하는 초점 깊이를 갖는다. 레이저 에너지가 초점 깊이를 따라 수직으로 분포될 수 있어서, 통상의 기술자이 접합 계면에 포커싱될 때 접합 웨이퍼들 모두 내에서 그리고 접합 계면에 걸쳐 어블레이션 구조물(예를 들어, 어블레이션 스트라이프/홈)이 형성될 수 있다. 통상의 기술자은 접합 계면 상에 포커싱되면서 수평으로 이동할 수 있으며, 복수의 어블레이션 스트라이프들이 접합 웨이퍼들 내에 그리고 접합 계면에 걸쳐 형성될 수 있다. 외부 횡력이 어블레이션 구조물을 따라 부품들을 분리하기 위해 다이싱된 접합 웨이퍼들에 인가될 수 있다.
개시된 시스템 및 방법들은 종래의 다이싱 방법들 보다 많은 이점들을 갖는다. 예를 들어, 다이싱 공정의 냉각을 위해 냉각수가 필요하지 않다. 어블레이션 구조들이 접합 구조물 내에 형성되기 때문에, 파편들이 거의 또는 전혀 형성되지 않는다. 소들/블레이드들의 이동으로 인한 불균일한 스트레스와 충격이 회피될 수 있다. 웨이퍼들에 대한 손상이 더 적다. 다이싱 공정으로 발생하는 스크래치들이 수 미크론 아래로 제어될 수 있어, 웨이퍼들 상에서 사용가능한 영역을 증가시킨다. 또한, 접합 웨이퍼들의 다이싱은 동시이거나 거의 동시일 수 있어서, 접합 웨이퍼들이 하나의 다이싱 공정 이후에 분리될 수 있음으로써, 접합 웨이퍼들을 개별적으로 컷팅하는 방법들에 비교하여 다이싱 시간을 감소시킨다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 접합 구조물의 레이저 다이싱을 위한 예시적인 시스템(100)의 개략도를 예시한다. 시스템(100)은 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 스테이지(106), 및 제어기(108)를 포함할 수 있다. 레이저 소스(102)는 섬유 레이저, 고체-상태 레이저, 가스 레이저, 및 반도체 레이저를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 타입의 레이저 소스일 수 있다. 레이저 소스(102)는 접합 구조물에 의해 강하게 흡수되거나 반사되지 않는 투과성 파장이어야 하는 임의의 적절한 파장들에서 일련의 펄스 레이저들을 포함하는 통상의 기술자(116)을 생성하도록 구성될 수 있다. 실리콘 웨이퍼 컷팅의 경우에, 파장은 내부 레이저 어블레이션을 실현하기 위해 1㎛ 보다 길 수 있고, 이는 포커싱된 이 접합 구조물 내부에 다이싱 트레이스를 생성할 때 레이저 에너지를 최대로 사용하게 하고 웨이퍼의 상부에 대한 임의의 손상을 회피한다.
일부 실시예들에서, 레이저 소스(102)에 의해 생성된 레이저 빔(116)은 단일 파장, 또는 2개 또는 3개의 상이한 파장들과 같은 복수의 파장들을 갖는다. 상이한 파장들을 갖는 레이저 빔(116)은 개별적으로, 동시에, 또는 교대로 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 레이저 소스(102)에 의해 생성된 레이저 빔(116)의 파장은 1㎛ 보다 길 수 있다. 일부 실시예들에서, 레이저 소스(102)의 출력 주파수는 10kHz와 1,000kHz 사이이다. 일부 실시예들에서, 레이저 소스(102)의 평균 출력 전력은 5W와 500W 사이이다. 상기 개시된 레이저 빔(116) 및 레이저 소스(102)의 파라미터들이 단지 예시를 위한 것임을 이해해야 한다.
광학 모듈(104)은 레이저 소스(102)에 광학적으로 결합될 수 있으며 스캔 유닛(112) 및 포커싱 유닛(114)을 포함할 수 있다. 광학 모듈(104)은 레이저 소스(102)에 의해 생성된 일련의 펄스 레이저들에 기초하여 샘플(101) 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일련의 펄스 레이저들은 초점 평면 상의 수평 위치에서 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 모듈(104)은 제어기(108)에 동작적으로 결합되며 제어기(108)로부터 제어 신호들 및 명령들을 수신한다. 스캔 유닛(112)은, 제어기(108)의 제어에 기초하여, 레이저 빔(116)의 적어도 일부가 샘플(101)에 방출하는 방향들을 변경하도록 구성될 수 있다. 즉, 스캔 유닛(112)은 제어기(108)에 의해 제어됨에 따라, 스캔 레이트에서 스캔 각도 내에서 레이저 빔(116)을 샘플(101)을 향해 스캔할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스캔 유닛(112)은 검류계 및/또는 편광자를 포함한다. 스캔 유닛(112)은 임의의 다른 적합한 스캐닝 미러들 및 스캐닝 굴절 광학계를 더 포함할 수 있다.
포커싱 유닛(114)은 레이저 빔(116) 각각을 포커싱하여 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 포커싱 유닛(114)은 레이저 빔(116)의 초점 평면이 z-축(예를 들어, 수직 방향)을 따라 원하는 위치에 결정되는 하나 이상의 포커싱 렌즈를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 포커싱 렌즈들은 제어기(108)에 전기적으로 그리고 기계적으로 결합되어서, 제어기(108)는 레이저 빔(116)의 초점 평면이 z-축을 따라 원하는 위치에 위치되게 하기 위해 하나 이상의 포커싱 렌즈들의 배열(예를 들어, 배향 및 그 사이의 거리)을 제어할 수 있다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 초점 평면 상에 형성될 수 있어서, 샘플(101)에서 어블레이션 구조들을 형성한다. 일부 실시예들에서, 포커싱된 레이저 스폿들 각각의 치수는 바람직하게는 0.2 마이크로미터(㎛)와 5㎛ 사이, 예를 들어, 0.2㎛, 0.5㎛, 1㎛, 2㎛, 3㎛, 4㎛, 5㎛, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위이다. 각 포커싱된 레이저 스폿의 형상은, 예를 들어, 원형, 직사각형, 정사각형, 불규칙한 형상, 또는 임의의 적합한 형상들을 포함할 수 있다. 임의의 실시예들에서, 각 포커싱된 레이저 스폿은 1㎛와 5㎛ 사이의 직경을 갖는 실질적으로 원형 형상을 갖는다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 치수들이 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다는 것이 이해된다. 레이저 빔(116)의 빔들을 포커싱된 레이저 스폿들에 포커싱함으로써, 에너지 밀도가 현저하게 증가될 수 있다.
스테이지(106)는 샘플(101)을 홀딩하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스테이지(106)는 다이싱 공정 동안 샘플(101)을 홀딩하는 웨이퍼 홀더 또는 임의의 적합한 스테이지를 포함한다. 일부 실시예들에서, 광학 모듈(104)이 레이저 빔(116)과 샘플(101) 사이의 상대적 수평 이동에 기초하여, x-축 및/또는 y-축을 따라 레이저 빔(116)을 스캔할 수 있도록 스테이지(106)는 제어기(108)의 제어에 기초하여, 수평으로(예를 들어, 도 1에 화살표들로 예시된 바와 같이, x-축 및/또는 y-축을 따라) 이동하도록 더 구성된다. 일부 실시예들에서, 원하는 치수들의 어블레이션 구조들이 형성될 수 있도록 제어기(108)는 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 충분히 길게 (예를 들어, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하는) 샘플(101)에서의 각 위치에 수렴되게 하기 위해 원하는 속도로 이동하도록 스테이지(106)를 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스테이지(106)는 또한 z-축을 따라 수직으로 이동하도록 구성된다.
제어기(108)는 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및/또는 스테이지(106)에 동작적으로 결합될 수 있으며, 제어 신호들 및 명령들을 통해 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및/또는 스테이지(106)의 동작들을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(108)는 광학 모듈(104)과 스테이지(106) 사이에서 상대적 수평 이동을 야기하도록 구성되어서, 레이저 빔(116)이 샘플(101)에서 스캔 패턴을 따라 스캔할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스캔 패턴은 레이저 빔(116)이 이동하고 수렴하여, 샘플(101)의 2개의 부분들(예를 들어, 2개의 다이들)을 분리하기 위한 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하는 패턴일 수 있다. 다시 말해, 스캔 패턴은 (예를 들어, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들에 의해) 일련의 어블레이션 구조들이 형성되는 순서를 나타낸다. 예를 들어, 스캔 패턴은 레이저 다이싱 공정에 의해 분리될 2개의 부분들 사이의 경로일 수 있다. 일련의 어블레이션 구조들이 샘플(101)에서 2개의 부분들 사이의 스캔 패턴을 따라 (예를 들어, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들에 의해) 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 일련의 포커싱된 어블레이션 구조들이 형성되는 순서는 레이저 빔(116)이 스캔 패턴을 따라 이동하고 수렴하는 방향에 적어도 의존한다. 2개의 부분들은 일련의 어블레이션 구조들이 위치하는 수직 평면에서 연속적으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 제어기(108)는, 스테이지(106)가 수평으로 이동할 때 광학 모듈(104)이 레이저 빔(116)을 스캔하도록 제어 신호들 및 명령들을 광학 모듈(104) 및 스테이지(106)에 송신할 수 있다. 제어 신호들은 샘플(101)에서 하나의 수평 위치에서 상이한 초점 평면들에 수렴하거나 샘플(101)에서 단일 초점 평면에 수렴하도록 레이저 빔을 제어할 수 있다. 제어기(108)는 또한, 스테이지(106)의 이동 방향과 속도, 및 레이저 빔(116)에 의해 형성된 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 전력 밀도를 제어하도록 구성된다. 스캔 패턴은 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 결정되거나 오퍼레이터에 의해 수동으로 결정될 수 있다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 일부 실시예들에서, 시스템(100)은 동작 동안 샘플(101)을 모니터링하도록 구성된 검출 모듈(110)을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 검출 모듈(110)은 샘플(101)의 비디오들 및/또는 이미지들을 기록할 수 있는 카메라 및/또는 열 카메라를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제어기(108)가 검출 모듈(110)에 결합되어서, 모니터링 데이터(예를 들어, 이미지들)가 검출 모듈(110)로부터 제어기(108)로 실시간으로 송신된다. 일부 실시예들에서, 모니터링 데이터는 샘플(101)과 일련의 펄스 레이저들 사이의 상대적 수평 이동, 및 어블레이션 구조들의 크기 및/또는 형상을 포함한다. 일부 실시예들에서, 검출 모듈(110)은 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 실시간 전력 밀도를 검출하여 그 실시간 전력 밀도를 제어기(108)에 송신하는 레이저 전력계를 포함한다. 제어기(108)는 레이저 소스(102)의 전력 및/또는 광학 모듈(104)의 배열을 조정할 수 있어서, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 전력 밀도, 및 어블레이션 구조들의 크기 및 형상이 그들 각각의 원하는 값들에 도달할 수 있다. 그 후, 제어기(108) 및/또는 오퍼레이터는 동작(예를 들어, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 스캔 패턴 및/또는 전력 밀도)을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 검출 모듈(110)이 시스템(100)의 일부이거나 시스템(100)으로부터 분리된 단독형 디바이스일 수 있다는 것이 이해된다.
일부 실시예들에서, 시스템(100)은 샘플(101)에서 (예를 들어, 초점 평면 상에 포커싱할 때 일련의 펄스 레이저들에 의해 형성된) 포커싱된 레이저 스폿들의 위치들을 교정하도록 구성된 교정 유닛(미도시)을 더 포함한다. 제어기(108)는 교정 유닛에 의해 수행된 교정에 기초하여 샘플(101)에서의 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 이동시키기 위해 스테이지(106)를 제어하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 예시적인 제어기(108)의 개략도(200)를 예시한다. 제어기(108)는 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및/또는 스테이지(106)의 동작들을 제어할 수 있고, 예를 들어 스캔 패턴을 따르기 위해 샘플(101)에서 레이저 빔(116)을 생성, 수렴 및 이동시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(108)는 샘플(101)의 다이싱 동작의 상태를 나타내는 검출 데이터를 수신하며, 검출 데이터에 기초하여 샘플(101)에 대한 동작(예를 들어, 스캔 패턴, 일련의 펄스 레이저들의 이동 속도, 및/또는 샘플(101)의 다이싱된/남은 부분)을 나타내는 제어 명령을 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및/또는 스테이지(106)에 제공한다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 제어기(108)는 통신 인터페이스(202), 프로세서(204), 메모리(206), 및 스토리지(208)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(108)는 (ASIC(application-specific integrated circuit) 또는 FPGA(field-programmable gate array)로서 구현되는) 집적 회로(IC) 칩과 같은 단일 디바이스, 또는 전용 기능들을 갖는 개별 디바이스들에서 상이한 모듈들을 갖는다. 제어기(108)의 하나 이상의 컴포넌트들이 시스템(100)의 일부로서 레이저 소스(102) 및/또는 광학 모듈(105)을 따라 위치할 수 있거나, 대안으로는, 독립형 컴퓨팅 디바이스, 클라우드, 또는 다른 원격 위치에 있을 수 있다. 제어기(108)의 컴포넌트들은 집적 디바이스에 있거나 상이한 위치들에 분산될 수 있지만 네트워크(미도시)를 통해 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(204)는 온-보드 프로세서, 독립형 컴퓨터 내부의 프로세서, 또는 클라우드 프로세서, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
통신 인터페이스(202)는 통신 케이블들, 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN), 광역 네트워크(WAN), 무선파들과 같은 무선 네트워크, 전국 셀룰러 네트워크, 및/또는 로컬 무선 네트워크(예를 들어, BluetoothTM 또는 WiFi), 또는 다른 통신 방법들을 통해 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 스테이지(106), 또는 검출 모듈(110)과 같은 컴포넌트에 데이터 전송하고 그 컴포넌트들로부터 데이터를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 통신 인터페이스(202)는 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN) 카드, 케이블 모뎀, 위성 모뎀, 또는 데이터 통신 접속을 제공하기 위한 모뎀일 수 있다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(202)는 호환가능 로컬 영역 네트워크(LAN)에 데이터 통신 접속을 제공하기 위한 LAN 카드일 수 있다. 무선 링크들이 통신 인터페이스(202)에 의해 또한 구현될 수 있다. 이러한 구현에서, 통신 인터페이스(202)는 다양한 타입의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림들을 반송하는 전기, 전자기, 또는 광학 신호들을 네트워크를 통해 전송하고 수신할 수 있다.
프로세서(204)는 임의의 적절한 타입의 범용 또는 특수용 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 또는 마이크로제어기를 포함할 수 있다. 프로세서(204)는 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및 스테이지(106)를 제어하는데 전용된 개별 프로세서 모듈로서 구성될 수 있다. 대안으로는, 프로세서(204)는 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및 스테이지(106)를 제어하는데 관련되지 않는 다른 기능들을 수행하는 공유 프로세서 모듈로서 구성될 수 있다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 프로세서(204)는 스캔 패턴 결정 유닛(210), 레이저 소스 제어 유닛(212), 광학 모듈 제어 유닛(214), 스테이지 제어 유닛(216) 등과 같은 다중의 모듈들을 포함할 수 있다. 이들 모듈들(및 임의의 대응하는 서브-모듈들 또는 서브-유닛들)은 다른 컴포넌트들과 사용을 위해 또는 프로그램의 일부를 실행하기 위해 설계된 프로세서(204)의 하드웨어 유닛들(예를 들어, 집적 회로의 부분들)일 수 있다. 프로그램은 컴퓨터-판독가능 매체에 저장될 수 있으며, 프로세서(204)에 의해 실행될 때, 하나 이상의 기능들을 수행할 수 있다. 도 2가 하나의 프로세서(204) 내에 모두 있는 유닛들(210 내지 216)을 도시하지만, 이들 유닛들이 서로 가까이 또는 원격으로 위치하는 다중의 프로세서들 사이에 분산될 수 있다는 것이 예상된다.
이러한 패턴 결정 유닛(210)은 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스캔 패턴 결정 유닛(210)은 샘플(101)에서 분리될 다이들의 위치 및 치수들, 샘플(101)에서 컷팅 레벨들의 수, 초점 평면 상의 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 전력 밀도, 일련의 펄스 레이저들의 초점 깊이 등에 기초하여 스캔 패턴을 결정한다. 스캔 패턴은 또한, 오퍼레이터에 의해 수동으로 결정될 수 있다. 구체적으로, 스캔 패턴 결정 유닛(210)은 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 크기 및/또는 형상, 및 일련의 어블레이션 구조들이 샘플(101)에서 형성되는 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 샘플(101)에서 컷팅 레벨들의 수에 기초하여, 스캔 패턴 결정 유닛(210)은, 스테이지(106)가 수평으로 이동할 때 일련의 어블레이션 구조들이 형성되는 순서 및 레이저 빔(116)이 수렴하는 초점 평면들을 결정할 수 있다. 예에서, 스캔 패턴은 샘플(101)의 웨이퍼에 각각 분포되고 수직 방향을 따라 서로 정렬된 복수의 행의 스폿들을 형성하는 순서를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 스캔 패턴은 샘플(101)의 접합 계면을 가로질러 수직으로 정렬된 복수의 스트라이프들의 순서를 포함할 수 있다. 스캔 패턴에 대한 상세한 설명은 아래의 도 3d 및 도 3e에서 설명된다.
레이저 소스 제어 유닛(212)은 스캔 패턴을 나타내는 제어 명령을 레이저 소스(102)에 제공하도록 구성될 수 있다. 제어 명령은 레이저 소스(102)로 하여금 레이저 다이싱 동작 이전 및 도중에 스캔 패턴에 기초하여 일련의 펄스 레이저와 연관된 다양한 파라미터들을 초기화하고 조정하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 레이저 소스(102)의 전력은 레이저 빔(116)이 초점 평면에 수렴할 때 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 크기, 모양, 및/또는 초점 깊이에 영향을 미치도록 레이저 소스 제어 유닛(212)에 의해 제어된다. 예를 들어, 샘플(101)에서 2개의 컷팅 깊이들을 따라 각각 어블레이션 구조들을 형성하는 것과 비교하여(예를 들어, 도 3a에 도시된 예를 참조), 스캔 패턴이 샘플(101)의 2개의 컷팅 레벨들 사이에서 연장되는 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 순서에 대응하는 경우(예를 들어, 도 3b에 도시된 예를 참조), 레이저 소스 제어 유닛(212)은 더 높은 전력을 제공할 수 있어서, 충분한 레이저 에너지가 어블레이션 구조들이 형성되는 영역에 분포될 수 있다. 다른 예에서, 레이저 소스 제어 유닛(212)은 샘플(101)에서 컷팅 레벨들의 수에 관계없이 일정한 전력을 제공할 수 있다. 레이저 소스(102)의 전력은 샘플(101)에서 어블레이션 구조물의 형성을 야기하기에 충분할 수 있다.
광학 모듈 제어 유닛(214)은 스캔 패턴을 나타내는 제어 명령을 광학 모듈(104)에 제공하도록 구성될 수 있다. 제어 명령은 광학 모듈(104)로 하여금 광학 모듈(104)에서의 광학 컴포넌트들의 배열을 초기화하고 조정하게 할 수 있다. 광학 컴포넌트들은 샘플(101)에서 레이저 빔(116)을 형성하고 포커싱하여 초점 평면 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하기 위해 원하는 방향을 각각 향하는 하나 이상의 포커싱 렌즈를 포함할 수 있다. 광학 모듈 제어 유닛(214)은 각 포커싱 렌즈의 위치, 각 포커싱 렌즈의 배향, 및/또는 2개의 포커싱 렌즈들 사이의 거리를 제어할 수 있어서, 레이저 빔(116)은 원하는 전력 밀도로 (예를 들어, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하는) 원하는 초점 평면들 상에 수렴할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 모듈 제어 유닛(214)은 다이싱 동작 동안 레이저 빔(16)의 초점 평면을 변화시키거나, 또는 레이저 빔(116)의 초점 깊이를 변화시키기 위해 하나 이상의 포커싱 렌즈의 위치, 하나 이상의 포커싱 렌즈의 배향, 및/또는 2개의 포커싱 렌즈들 사이의 거리를 조정한다.
스테이지 제어 유닛(216)은 스캔 패턴을 나타내는 제어 명령을 스테이지(106)에 제공하도록 구성될 수 있다. 제어 명령은 스테이지(106)로 하여금 스캔 패턴에 따라 원하는 방향을 따라, 예를 들어 수평으로 이동하게 할 수 있다. 스테이지(106)는 펄스 레이저들의 원하는 속도 및/또는 반복으로 이동할 수 있으며, 이는 차례로 초점 평면 상의 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 전력 밀도에 영향을 미칠 수 있다.
메모리(206) 및/또는 스토리지(208)는 프로세서(204)가 동작해야 할 수 있는 임의의 타입의 정보를 저장하기 위해 제공된 임의의 적절한 타입의 대용량 스토리지를 포함할 수 있다. 메모리(206) 및 스토리지(208)는 휘발성 또는 비휘발성, 자기, 반도체, 테이프, 광학, 착탈식, 비착탈식, 또는 다른 타입의 저장 디바이스, 또는 ROM, 플래시 메모리, 동적 RAM, 및 정적 RAM을 포함하지만 이에 제한되지 않는 유형의(즉, 비일시적) 컴퓨터-판독 가능 매체일 수 있다. 메모리(206) 및/또는 스토리지(208)는 본원에 개시된 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및 스테이지(106) 제어 기능들을 수행하기 위해 프로세서(204)에 의해 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(206) 및/또는 스토리지(208)는 레이저 소스(102), 광학 모듈(104), 및 스테이지(106)의 동작들을 제어하기 위해 프로세서(204)에 의해 실행될 수 있는 프로그램(들)을 저장하며, 제어 명령들 및 임의의 다른 제어 신호들을 생성하기 위해 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다.
메모리(206) 및/또는 스토리지(208)는 프로세서(204)에 의해 사용되는 정보 및 데이터를 저장하도록 더 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(206) 및/또는 스토리지(208)는 레이저 소스(102)의 전력 및 광학 모듈(104)의 배열을 제어하기 위한 파라미터들을 저장하도록 구성될 수 있다. 다양한 타입의 데이터가 영구적으로 저장되거나, 주기적으로 제거되거나, 또는 각 검출 및/또는 스캔 직후에 무시될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 일부 실시예들에 따른, 예시적인 레이저 다이싱 공정들(300 및 320)을 예시한다. 도 3c는 일부 실시예들에 따른, 도 3a에 도시된 레이저 다이싱 공정의 스캔 패턴들을 예시한다. 도 3d는 일부 실시예들에 따른, 도 3b에 도시된 레이저 다이싱 공정에서 초점 평면 및 초점 깊이를 갖는 레이저 빔을 예시한다. 도 3e는 일부 실시예들에 따른, 도 3b에 도시된 레이저 다이싱 공정의 스캔 패턴을 예시한다. 도 5는 일부 실시예들에 따른, 도 3a 및 도 3b에 도시된 레이저 다이싱 공정을 수행하는 방법(500)의 플로우차트이다. 방법(500)에 도시된 동작들이 포괄적이지 않으며, 다른 동작들이 임의의 예시된 동작들 이전, 이후, 또는 사이에 수행될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 동작들 중 일부는 동시에 수행될 수도 있거나, 또는 도 5에 도시된 것과 다른 순서로 수행될 수도 있다. 예시의 용이함을 위해, 도 3a 및 3b에 도시된 레이저 다이싱 공정들(300 및 320)이 방법(500)의 관점에서 설명된다.
도 5를 참조하면, 방법(500)은 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴이 결정되는 동작(502)에서 시작한다. 일부 실시예들에서, 스캔 패턴은 레이저 빔이 이동하여 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 접합 구조물의 2개의 부분들(예를 들어, 2개의 다이들) 사이의 수평 평면(예를 들어, x-y 평면)에서의 경로를 포함한다. 일부 실시예들에서, 스캔 패턴은 예를 들어 2개의 부분들의 치수들 및 위치들에 기초하여 제어기(108)의 스캔 패턴 결정 유닛(210)에 의해 결정된다.
접합 구조물은 도 1의 샘플(101)로 나타낼 수 있다. 구체적으로는, 도 3a 및 도 3b는 일부 실시예들에 따른, 샘플(101)의 구조를 각각 예시한다. 일부 실시예들에서, 샘플(101)은 수직 방향(예를 들어, z-축)을 따라 접합된 복수의 웨이퍼들을 포함한다. 예시의 용이함을 위해, 2개의 웨이퍼들, 즉, 제1 웨이퍼(101-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)가 본 개시에 도시되고 설명된다. 제1 웨이퍼(101-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)는 접합 계면(101-3)에서 서로 접촉하도록 접합된다. 일부 실시예들에서, 접합 계면(101-3)은 제1 웨이퍼(101-1)와 제2 웨이퍼(101-2) 사이에서 수평으로(예를 들어, x-축을 따라) 연장된다. 스캔 패턴은 레이저 빔(116)이 샘플(101)의 제1 웨이퍼(101-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 수렴하는 경로를 포함할 수 있다.
방법(500)은 일련의 어블레이션 구조들과 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대 위치들이 결정되는 동작(504)으로 진행한다. 일련의 어블레이션 구조들과 접합 계면 사이의 상대 위치들은 샘플(101)의 구조(예를 들어, 웨이퍼의 두께), 레이저 소스(102)의 특성(예를 들어, 초점 평면의 위치 및 초점 깊이), 및/또는 (예를 들어, 오퍼레이터에 의해 결정되는) 임의의 다른 적합한 제조 요건들과 같은 팩터들에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 동작은 스캔 패턴 결정 유닛(210)에 의해 수행된다.
도 3a는 일련의 어블레이션 구조들과 접합 계면 사이의 예시적인 상대 위치를 예시한다. 일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들이 제1 웨이퍼(101-1)에서 제1 컷팅 레벨(306-1)을 따라 수평으로 정렬된 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)에서 제2 컷팅 레벨(306-2)에 따라 수평으로 정렬된 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)을 포함한다는 것이 결정된다. 예시를 위해, 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)이 도 3a에서 도트들로 도시된다. 접합 계면(101-3)은 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1)과 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2) 사이에 있을 수 있다. 제1 컷팅 레벨(306-1)은 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1)과 접합 계면(101-3) 사이에서 제1 컷팅 깊이(D1)에 의해 분리된 레벨로서 정의될 수 있으며, 제2 컷팅 레벨(306-2)은 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)과 접합 계면(101-3) 사이에서 제2 컷팅 깊이(D2)에 의해 분리된 레벨로서 정의될 수 있다. 제1 컷팅 레벨(306-1) 및 제2 컷팅 레벨(306-2)은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 제2 어블레이션 스폿들(302-2)은 수직 방향(예를 들어, z-축)을 따라 서로 평행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 각각은 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)(예를 들어, 대응하는 제2 어블레이션 스폿들(302-2)) 중 하나와 수직으로 정렬된다. 즉, 각 제1 어블레이션 스폿(302-1) 및 대응하는 제2 어블레이션 스폿(302-2)은 동일한 수평 위치(예를 들어, x-축을 따라)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 컷팅 깊이(D1) 및 제2 컷팅 깊이(D2)는 20㎛, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위와 같은, 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이다,
도 3b는 일련의 어블레이션 구조들과 접합 계면 사이의 다른 예시적인 상대 위치를 예시한다. 일부 실시예들에서, 더 높은 펄스 레이저 전력과 더 긴 초점 광학 깊이를 사용함으로써 일련의 어블레이션 구조들이 한 번의 스캔으로 실현되는 것으로 결정된다. 어블레이션 스트라이프들/홈들(322)은 접합 계면(101-3)을 가로질러 수직 방향을 따라 또는 그에 가깝게 정렬된다. 어블레이션 스트라이프들/홈들(322)의 단부들은 컷팅 레벨(306-1)에 가까울 수 있으며, 어블레이션 스트라이프들/홈들(322)의 단부들은 컷팅 레벨(306-2)에 가까울 수 있다. 제1 컷팅 깊이(D1) 및 제2 컷팅 깊이(D2)는 동일하거나 상이할 수 있다. 도 3b에 예시된 D1 및 D2의 값들은 도 3a에 예시된 D1 및 D2의 값들과 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 컷팅 깊이(D1)와 제2 컷팅 깊이(D2)의 합(즉, D1+D2)은 20㎛, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛, 50㎛, 55㎛, 60㎛, 65㎛, 70㎛, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위와 같은, 약 20㎛ 내지 약 70㎛의 범위이다, 제1 컷팅 깊이(D1) 및 제2 컷팅 깊이(D2)의 값들은 각각 (D1+D2)의 범위에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 컷팅 깊이(D1)는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이고, 제2 컷팅 깊이(D2)는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이다.
방법(500)은 도 5에 도시된 바와 같이 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나가 결정되는 동작(506)으로 진행한다. 일부 실시예들에서, 제어기(108)는 레이저 소스(102)와 광학 모듈(104) 사이의 거리, 광학 모듈(104)에서 광학 컴포넌트들(예를 들어, 렌즈들)의 배열, 및 광학 모듈(104)과 컷팅 레벨(예를 들어, 도 3a에서 제1 컷팅 레벨(306-1) 또는 제2 컷팅 레벨(306-2)) 사이의 거리에 기초하여 레이저 빔(116)의 하나 이상의 초점 평면들 및/또는 초점 깊이를 결정한다. 일부 실시예들에서, 이러한 동작은 스캔 패턴 결정 유닛(210), 레이저 소스 제어 유닛(212), 및 광학 모듈 제어 유닛(214)에 의해 수행된다.
도 3a에 도시된 예에서, 레이저 빔(116)의 제1 초점 평면이 제1 컷팅 레벨(306-1)과 공칭적으로 일치하는 것으로 결정되고, 레이저 빔(116)의 제2 초점 평면이 제2 컷팅 레벨(306-2)과 공칭적으로 일치하도록 결정될 수 있다. 제어기(108)는 샘플(101)에서 제1 컷팅 레벨(306-1) 및 제2 컷팅 레벨(306-2)에 각각 레이저 빔(116)을 수렴하도록 광학 모듈(104)에서의 광학 컴포넌트들의 배열을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(108)는 레이저 소스(102)와 광학 모듈(104) 사이 및 광학 모듈(104)과 컷팅 레벨(예를 들어, 도 3a에서 제1 컷팅 레벨(306-1) 또는 제2 컷팅 레벨(306-2)) 사이의 거리를 결정할 수 있으며, 이 거리에 기초하여 광학 모듈(104)의 배열을 조정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 모듈(104)은 하나 이상의 포커싱 렌즈들을 포함하며, 제어기(108)는, 레이저 다이싱 공정에서, 레이저 빔(116)의 초점 길이가 레이저 빔(116)의 초점 평면이 제1 컷팅 레벨(306-1)과 공칭적으로 일치되게 하기 위해 단축될 수 있거나, 또는 레이저 빔(116)의 초점 평면이 제2 컷팅 레벨(306-2)과 공칭적으로 일치되게 하기 위해 확장될 수 있도록 포커싱 렌즈의 배향 및/또는 2개의 포커싱 렌즈들 사이의 거리를 조정한다. 레이저 빔(116)은 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면에 각각 포커싱되어 제1 웨이퍼(101-1)에서 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)에서 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)을 형성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기(108)는 또한 레이저 빔(116)이 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면에 수렴할 때(예를 들어, 각각의 컷팅 레벨 상의 각각의 수평 위치에서 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 각각 형성할 때) 레이저 빔(116)의 전력 밀도를 결정한다. 전력 밀도는 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 제2 어블레이션 스폿들(302-2)을 형성하기에 충분히 높을 수 있다. 이것은 스캔 패턴 결정 유닛(210), 광학 모듈 제어 유닛(214), 및 레이저 소스 제어 유닛(212)에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 나노초 또는 피코초 레벨의 펄스 폭을 갖는 펄스 레이저에 대해, 초점(예를 들어, 초점 평면)에서 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 펄스 에너지는 5μJ, 10μJ, 20μJ, 30μJ 펄스 에너지, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위와 같은, 약 1μJ 내지 약 30μJ의 범위이다.
도 3b에 도시된 예에서, 레이저 빔(116)의 초점 평면은 접합 계면(101-3)과 일치하고 레이저 빔(116)의 초점 깊이는 제1 컷팅 레벨(306-1) 및 제2 컷팅 레벨(306-2)을 덮도록 결정될 수 있다. 도 3d에 도시되어 있는 바와 같이, 초점 깊이는 전면 초점 깊이(F1) 및 후면 초점 깊이(F2)를 포함한다. 초점 평면(324)은 접합 계면(101-3)과 일치할 수 있다. 레이저 빔(116)이 초점 평면(324)에 수렴할 때, 전면 초점 깊이(F1)의 경계(342-1)는 제1 웨이퍼(101-1)에 위치할 수 있고, 후면 초점 깊이(F2)의 경계(342-2)는 제2 웨이퍼(101-2)에 위치할 수 있다. 제1 컷팅 깊이(D1)는 전면 초점 깊이(F1) 이하일 수 있고, 제2 컷팅 깊이(D2)는 후면 초점 깊이(F2) 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 컷팅 깊이(D1)는 전면 초점 깊이(F1)와 동일하고, 제2 컷팅 깊이(D2)는 후면 초점 깊이(F2)와 동일하다. 레이저 빔(116)이 수평 위치에서 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하는 초점 평면(324)에 수렴할 때(예를 들어, 접합 계면(101-3)과 일치함), 레이저 전력은 접합 계면(101-3)을 가로질러 제1 웨이퍼(101-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)에서 어블레이션 스트라이프/홈(322)을 형성하기 위해 초점 깊이(DOF)에서 수직으로 분포될 수 있다. 어블레이션 스트라이프/홈(322)의 길이(예를 들어, (D1+D2))는 초점 깊이(DOF)와 공칭적으로 동일할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기(108)는 또한, 레이저 빔(116)이 초점 평면에 수렴할 때 레이저 빔(116)의 전력 밀도를 결정한다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 접합 계면(101-3)을 따라 각 수평 위치에 형성될 수 있다. 전력 밀도는 접합 계면(101-3)를 가로질러 제1 웨이퍼(101-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)에서 연장되는 어블레이션 스트라이프/홈들(322)을 형성하기에 충분히 높을 수 있다. 이것은 스캔 패턴 결정 유닛(210), 광학 모듈 제어 유닛(214), 및 레이저 소스 제어 유닛(212)에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 나노초 또는 피코초 레벨의 펄스 폭을 갖는 펄스 레이저에 대해, 초점에서 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 펄스 에너지는 5μJ, 10μJ, 20μJ, 30μJ 펄스 에너지, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위와 같은, 약 1μJ 내지 약 30μJ의 범위이다. 일부 실시예들에서, 레이저 소스 제어 유닛(212)은 레이저 소스(102)의 전력 출력을 조정(예를 들어, 증가)하여 원하는 전력 밀도에 도달하여 어블레이션 스트라이프/홈(322)을 형성할 수 있다.
방법(500)은 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 레이저 빔이 생성되는 동작(508)으로 진행한다. 일부 실시예들에서, 레이저 빔(116)이 생성된다. 레이저 빔(116)은 레이저 다이싱 공정 동안 광학 모듈(104)을 통해 투과하고 샘플(101)에서 초점 평면에 수렴하는 일련의 펄스 레이저들을 포함한다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 이전에 설명한 바와 같이, 초점 평면(예를 들어, 302-1, 302-2, 및/또는 324) 상에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 동작은 스캔 패턴 결정 유닛(210), 레이저 소스 제어 유닛(212), 및 광학 모듈 제어 유닛(214)에 의해 결정된다. 일부 실시예들에서, 광학 모듈(104)의 배열이 레이저 빔(116)의 초점 평면을 결정한다.
방법(500)은 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 레이저 빔이 스캔 패턴을 따라 샘플에서 이동되는 동작(510)으로 진행한다. 일부 실시예들에서, 레이저 빔(116)의 이동은 스테이지(106)의 수평 이동에 의해 야기된다. 스테이지(106)가 수평 방향을 따라 이동할 때, 레이저 빔(116)은 스테이지(106)와 반대 수평 방향을 따라 이동하고 하나 이상의 초점 평면 상에 수렴하여 대응하는 어블레이션 구조들(예를 들어, 302 또는 322)을 형성한다. 일부 실시예들에서, 스테이지(106)의 수평 이동 속도는 약 100mm/초 내지 약 1000mm/초의 범위에 있고, 이는 (예를 들어, 스테이지(106)와 반대 방향을 따라) 레이저 빔(116)의 수평 이동 속도가 약 100mm/초 내지 약 1000mm/초가 되도록 한다. 레이저 빔(116)의 수평 이동 속도는 원하는 어블레이션 구조물을 형성하기 위해 각각의 수평 위치에서 레이저 빔(116)의 충분한 지속 시간 및 레이저 전력 밀도를 허용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스테이지(106)의 수평 이동 속도는 레이저 소스(102)의 전력에 기초하여 결정된다. 일부 실시예들에서, 동작은 스캔 패턴 결정 유닛(210), 레이저 소스 제어 유닛(212), 및 스테이지 제어 유닛(216)에 의해 수행된다.
도 3a를 다시 참조하면, 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)을 형성하기 위해, 레이저 빔(116)(즉, 일련의 펄스 레이저를 포함함)은 스테이지(106)가 이동할 때 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면에 각각 포커싱될 수 있다. 각각의 수평 위치에서, 레이저 빔(116)은 원하는 지속 기간 동안 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 상에 각각 수렴하여 제1 웨이퍼(101-1)에서 제1 어블레이션 스폿(302-1) 및 제2 웨이퍼(101)에서 제2 어블레이션 스폿(302-2)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 어블레이션 스폿(302-1) 및 제2 어블레이션 스폿(302-2)은 수직 방향(예를 들어, z-축)을 따라 정렬될 수 있다. 도 3c는 레이저 빔(116)이 샘플(101)에서 수렴하여 어블레이션 스폿들을 형성하는 예시적인 순서(303)를 예시한다.
예 I에 도시되어 있는 바와 같이, 레이저 빔(116)은 원하는 지속기간 동안 제1 웨이퍼(101-1)에서의 제1 초점 평면(예를 들어, 제1 컷팅 레벨(306-1)과 일치함)에 먼저 포커싱될 수 있다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 제1 컷팅 레벨(306-1)에 형성될 수 있고, 제1 어블레이션 스폿(331)이 제1 수평 위치(L1)(예를 들어, x축을 따라)에서 제1 웨이퍼(101-1)에 형성될 수 있다. (예를 들어, 스테이지(106)의 수평 이동에 의해 야기되는) 레이저 빔(116)과 샘플(101) 사이의 상대적 수평 이동이 발생하기 이전에, 레이저 빔(116)은 원하는 지속기간 동안 제1 수평 위치(L1)에서 제2 초점 평면(예를 들어, 제2 컷팅 레벨(D2)과 일치함)에 재-포커싱될 수 있다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 제2 컷팅 레벨(306-2)에 형성될 수 있고, 제2 어블레이션 스폿(332)이 제1 수평 위치(L1)에서 제2 웨이퍼(101-2)에 형성될 수 있다. 레이저 빔(116)과 샘플(101) 사이의 상대적 수평 이동(예를 들어, x축을 따라)이 발생할 때, 레이저 빔(116)은 x-축을 따라 제1 수평 위치(L1)와 정렬되는 제2 수평 위치(L2)로 이동될 수 있다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 제2 수평 위치(L2)에 형성되어, 제2 수평 위치(L2)에 다른 제2 어블레이션 스폿들(334)을 형성할 수 있다.
레이저 빔(116)과 샘플(101) 사이의 상대적 수평 이동이 다시 발생하기 이전에, 레이저 빔(116)은 제2 수평 위치(L2)에서 제1 초점 평면에 재-포커싱될 수 있고, 원하는 지속기간 동안 수렴되어 제2 수평 위치(L2)에서 다른 제1 어블레이션 스폿(333)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 어블레이션 스폿(331)과 다른 제1 어블레이션 스폿(333)은 x-축을 따라 서로 정렬될 수 있고, 제2 어블레이션 스폿(332)과 다른 제2 어블레이션 스폿(334)은 x-축을 따라 서로 정렬될 수 있고, 제1 어블레이션 스폿(331)과 제2 어블레이션 스폿(332)은 z-축을 따라 서로 정렬될 수 있으며, 다른 제1 어블레이션 스폿(333)과 다른 제2 어블레이션 스폿(334)은 z-축을 따라 서로 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 어블레이션 스폿(331)과 다른 제1 어블레이션 스폿(333) 사이의 (예를 들어, x-축을 따른) 간격(S1)은 0.1㎛, 0.5㎛, 1㎛, 3㎛, 5㎛, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위와 같은, 약 0.1㎛ 내지 약 5㎛의 범위이다,
어블레이션 스폿들(331 내지 334)은 상이한 순서로 또한 형성될 수 있다. 다른 예 II에서, 제1 어블레이션 스폿(331) 및 제2 어블레이션 스폿(332)이 제1 수평 위치(L1)에 형성된 이후에, 레이저 빔(116)은 제2 수평 위치(L2)로 이동되고 제1 초점 평면에 재-포커싱되어 다른 제1 어블레이션 스폿(333)을 형성할 수 있다. 레이저 빔(116)이 제2 수평 위치(L2)에서 제2 초점 평면 상에 재-포커싱된 이후에 다른 제2 어블레이션 스폿(334)이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 어블레이션 스폿들(331 내지 334)은 임의의 다른 적합한 순서로 또한 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 다른 제1 어블레이션 스폿들(331 및 333)이 수평 위치들에 형성되기 이전에, 제2 및 다른 제2 어블레이션 스폿들(332 및 334)이 각각의 수평 위치에 먼저 형성될 수 있다. 어블레이션 스폿들(331 내지 334)을 형성하는 특정 순서는 본 개시의 실시예들에 의해 제한되어서는 안 된다.
레이저 빔(116)은 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 상에 반복적으로 수렴하여 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각 제1 어블레이션 스폿(302-1) 및 대응하는 제2 어블레이션 스폿(302-2)은 (예를 들어, 동일한 수평 위치에서) z-축을 따라 정렬된다. 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)은 x-축을 따라 각각 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 제1 어블레이션 스폿들(302-1) 및 복수의 제2 어블레이션 스폿들(302-2)은 동일한 x-z 평면에 있을 수 있다. 샘플(101)이 이어서, 제1 및 제2 어블레이션 스폿들(302-1 및 302-2)이 위치하는 수직 평면(예를 들어, x-z 평면)을 따라 분리될 수 있다.
도 3b를 다시 참조하면, 복수의 어블레이션 스트라이프들/홈들(322)을 형성하기 위해, 레이저 빔(116)은 (예를 들어, 접합 계면(101-3)과 일치하는) 초점 평면(324)에 포커싱될 수 있고 x-축을 따라 이동될 수 있다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 x-축을 따라 수평 위치에 형성될 수 있다. 레이저 빔(116)의 초점 깊이는, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들이 수평 위치에 형성될 때, 제1 컷팅 레벨(306-1) 및 제2 컷팅 레벨(306-2)을 커버할 수 있다. 일련의 포커싱된 레이저 스폿들은 (예를 들어, 레이저 빔(116)의 초점 깊이에서 수직으로 연장하는) 어블레이션 스트라이프/홈(322)을 형성하기 위해 수평 위치에서 초점 깊이로(예를 들어, 접합 계면(101-3)을 가로질러) 분포될 수 있다.
도 3e는 레이저 빔(116)이 샘플(101)에서 수렴하여 어블레이션 스트라이프들/홈들을 형성하는 예시적인 순서(350)를 예시한다. 일부 실시예들에서, 레이저 빔(116)은 제1 수평 위치(L1)에서 포커싱되어, 레이저 빔(116)의 초점 깊이에서 분포된 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성할 수 있다. 레이저 스트라이프/홈(352)이 제1 수평 위치(L1)에 형성될 수 있다. 스테이지가 이동할 때, 레이저 빔(116)과 샘플(101) 사이의 상대적 수평 이동은 레이저 빔(116)으로 하여금 샘플(101)에서 제2 수평 위치(L2)로 이동하게 하여, 수렴하여 어블레이션 스트라이프/홈(354)을 형성하게 한다. 레이저 빔(116)은 제3 및 제4 수평 위치들(L3 및 L4)로 계속 이동하여 어블레이션 스트라이프들/홈들(356 및 358)을 순차적으로 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 수평 위치들은 초점 평면(324)과 일치하는 접합 계면(101-3) 상에 있다. 각각의 어블레이션 스트라이프/홈(예를 들어, 352 내지 358)은 제1 웨이퍼(101-1) 및 제2 웨이퍼(101-2) 모두에 분포될 수 있다. 레이저 빔(116)은 스테이지(106)가 x-축을 따라 이동할 때 초점 평면(324)에 반복적으로 포커싱되어 접합 계면(101-3)을 가로질러 제1 및 제2 웨이퍼(101-1 및 101-2)에서 연장되는 복수의 어블레이션 스트라이프들/홈들(322)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 인접한 어블레이션 스트라이프들/홈들(예를 들어, 352 및 354) 사이의 (예를 들어, x-축을 따른) 간격(S2)은, 0.1㎛, 0.5㎛, 1㎛, 3㎛, 5㎛, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위와 같은, 약 0.1㎛ 내지 약 5㎛의 범위이다. 샘플(101)이 이어서, 어블레이션 스폿들(322)이 위치하는 수직 평면(예를 들어, x-z 평면)을 따라 분리될 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 예시되어 있는 레이저 다이싱 공정들에서, 제1 웨이퍼(101-1) 및 제2 웨이퍼(101-2)에서의 어블레이션 구조들 중 일부들이 수직 방향을 따라 정렬되기 때문에, 레이저 다이싱 동작에 의해 형성된 단면들은 종래의 레이저 다이싱 공정에 의해 형성된 단면 보다 더 균일하고 일관될 수 있다. 샘플(101)에 더 적은 손상이 발생할 수 있다. 한편, 샘플(101)에서 더 적은 오염 및 더 적은 폐기 영역이 형성될 수 있다.
도 4는 일부 실시예들에 따른, 샘플의 부분들의 전처리 및 분리를 포함하는 레이저 다이싱 방법(400)을 예시한다. 도 6은 도 4에 도시된 레이저 다이싱 방법의 플로우차트(600)를 예시한다. 방법(400)에 도시된 동작들이 포괄적이지 않으며, 다른 동작들이 임의의 예시된 동작들 이전, 이후, 또는 사이에 또한 수행될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 동작들 중 일부는 동시에 수행될 수도 있거나, 또는 도 4에 도시된 것과 다른 순서로 수행될 수도 있다. 예시의 용이함을 위해, 플로우차트(600)에서의 동작들이 도 4에 도시된 제조 공정의 관점에서 설명된다.
도 6을 참조하면, 방법(600)은 접합 구조물의 상면 및 저면이 박막화되는 동작(602)에서 시작한다. 일부 실시예들에서, 접합 구조물의 상면이 저면 이전에 박막화된다. 도 4의 (a)가 대응하는 동작을 예시한다. 도 4의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 접합 구조물(401)은 접합 계면(402)을 따라 접합된 제1 웨이퍼(401-1) 및 제2 웨이퍼(401-2)를 포함한다. 제1 웨이퍼(401-1)의 제1 디바이스부(403-1) 및 제2 디바이스부(403-2)는 제2 웨이퍼(401-2)의 제1 디바이스부(404-1) 및 제2 디바이스부(404-2)와 각각 접합될 수 있다. 디바이스부들은 메모리 어레이 및 주변 회로와 같은 임의의 적합한 반도체 디바이스들/회로들을 포함할 수 있다.
접합 구조물(401)의 상면(예를 들어, 제1 웨이퍼(401-1)의 상면)은 예를 들어, 제1 웨이퍼(401-1)의 기판의 일부 또는 전체를 제거하기 위해 먼저 박막화될 수 있다. 그 후, 접합 구조물(401)의 저면(예를 들어, 제2 웨이퍼(401-2)의 저면)이 예를 들어, 제2 웨이퍼(401-2)의 기판의 일부 또는 전체를 제거하기 위해 박막화될 수 있다. 평탄화 수단(405)은 접합 구조물(401)의 저면에 적용된 박막화 공정을 예시하기 위해 도시되어 있다. 제1 웨이퍼(401-1) 및 제2 웨이퍼(401-2)는 수직 방향(예를 들어, z-축)을 따라 원하는 두께로 각각 박막화될 수 있고, 이는 후속 레이저 다이싱 동작에 적합하다. 일부 실시예들에서, 제1 웨이퍼(401-1) 및 제2 웨이퍼(401-2) 각각의 두께는 30㎛, 50㎛, 80㎛, 이들 값들 중 하한에 의해 경계가 지정된 임의의 범위, 또는 이들 값들 중 임의의 2개에 의해 정의된 임의의 범위와 같은, 약 30㎛ 내지 약 80㎛의 범위이다, 일부 실시예들에서, 제1 웨이퍼(401-1) 및 제2 웨이퍼(401-2) 각각의 두께는 약 50㎛이다. 접합 구조물(401)의 상면 및 저면은 임의의 적합한 평탄화 공정(예를 들어, 화학적 기계적 평탄화) 및/또는 리세스 에칭에 의해 각각 박막화될 수 있다.
방법(600)은 도 6에 예시되어 있는 바와 같이, 일련의 어블레이션 구조들이 접합 구조물 내 그리고 접합 구조물의 제1 부분과 제2 부분 사이에 형성되는 동작(604)으로 진행한다. 도 4의 (b)가 대응하는 동작을 예시한다. 예시를 위해, 도트들이 접합 구조물(401)에서 수직 평면(408)을 따라 분포된 일련의 어블레이션 구조들(406)을 나타내기 위해 도시된다.
일부 실시예들에서, 어블레이션 구조들(406)은 접합 구조물(401)의 제1 부분(407-1)과 제2 부분(407-2)을 분리하기 위해 형성된다. 접합된 제1 디바이스부들(403-1 및 404-1)이 제1 부분(407-1)에 위치하며, 접합된 제2 디바이스부들(403-2 및 404-2)이 제2 부분(407-2)에 위치한다. 어블레이션 구조들(406)은 제1 웨이퍼(401-1) 및 제2 웨이퍼(401-2)에 분포될 수 있고, 수직 평면(408)에서 수직 방향(예를 들어, z-축)을 따라 정렬될 수 있다. 예로서, 수직 평면(408)은 (예를 들어, 제1 부분(407-1)에서 접합된 제 디바이스부들(403-1 및 404-1) 및 제2 부분(407-2)에서 접합된 제2 디바이스부들(403-2 및 404-2)을 분리하기 위해) 접합 구조물(401)의 제1 부분(407-1) 및 제2 부분(407-2)을 분리하는 방향(예를 들어, x-z 평면에 수직인 y-축)을 따라 연장된다. 일부 실시예들에서, 접합 구조물(401)은 도 3a 및 도 3b에 예시된 샘플(101)과 유사하거나 동일하며, 일련의 어블레이션 구조들(406)은 도 3a의 어블레이션 스폿들(302) 및/또는 도 3b의 어블레이션 스트라이프들/홈들(322)과 유사하거나 동일할 수 있다. 일련의 어블레이션 구조들(406)을 형성하기 위한 공정의 상세한 설명은 도 3a 내지 도 3e의 설명을 참조할 수 있고 여기에서 반복되지 않는다.
방법(600)은 도 6에 예시되어 있는 바와 같이, 접합 구조물의 제1 부분 및 제2 부분이 일련의 어블레이션 구조들이 위치하는 평면을 따라 분리되는 동작(606)으로 진행한다. 일부 실시예들에서, 접착 테이프가 접합 구조물의 상면 및 저면 중 하나에 적용되어 접합 구조물의 제1 부분 및 제2 부분 중 하나를 서로로부터 분리하기 위해 횡력을 인가한다. 일부 실시예들에서, 접착 테이프는 제1 부분 및 제2 부분 각각에 적용되어 제1 부분 및 제2 부분 중 하나 이상에 적어도 하나의 횡력을 인가할 수 있다. 횡력은 공칭적으로, 수평 방향(예를 들어, 일련의 어블레이션 구조들이 연장되는 방향에 수직인 방향)을 따를 수 있다. 횡력은 수평 방향과 각도를 갖는 힘의 수평 성분일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 횡력 및 횡 성분 각각은 일련의 어블레이션 구조들(406)이 위치하는 평면으로부터 멀어지는 방향을 가리키는 수평 방향을 따른다.
도 4의 (c)가 대응하는 동작을 예시한다. 도 4의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이, 접합 구조물(401)의 제1 부분(407-1)(예를 들어, 다이) 및 제2 부분(407-2)(예를 들어, 다른 다이)이 분리되기 이전에, 제1 접착 테이프(409-1)가 제1 부분(407-1)의 저면에 적용되고 제2 접착 테이프(409-2)가 제2 부분(407-2)의 저면에 적용된다. 제2 부분(407-2)을 제1 부분(407-1)으로부터 멀리 당기기 위해 제2 접착 테이프(409-2)에 횡력이 인가된다. 예로서, 횡력은 y축을 따라 가리킨다. 그 후, 접합 구조물(401)은 수직 평면(408)을 따라 제1 부분(407-1) 및 제2 부분(407-2)으로 분리될 수 있다. 그에 따라, 수직 평면(408)에서 접합 구조물(401)의 분할에 의해 야기된 단면들(408-1 및 408-2)이 제1 및 제2 부분(407-1 및 407-2) 상에 형성될 수 있다.
본 개시의 다른 양태는, 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금 상기 논의한 방법들을 수행하게 하는 명령들을 저장하는 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 관한 것이다. 컴퓨터-판독가능 매체는 휘발성 또는 비휘발성, 자기, 반도체, 테이프, 광학, 착탈식, 비-착탈식, 또는 다른 타입의 컴퓨터-판독가능 매체 또는 컴퓨터-판독가능 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 매체는 개시된 바와 같이, 컴퓨터 명령어들이 저장되어 있는 저장 디바이스 또는 메모리 모듈일 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터 명령어들이 저장되어 있는 디스크 또는 플래시 드라이브일 수 있다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물을 다이싱하기 위한 방법은 아래의 동작들을 포함한다. 먼저, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴이 결정될 수 있다. 그 후, 일련의 어블레이션 구조들과 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대 위치들이 결정될 수 있다. 접합 면은 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼 사이에 있을 수 있다. 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나가 일련의 어블레이션 구조들과 접합 계면 사이의 상대적 위치들에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 레이저 빔이 결정될 수 있다. 레이저 빔은 일련의 펄스 레이저들을 갖는다. 또한, 레이저 빔은 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 이동될 수 있다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들과 접합면 사이의 상대적 위치들을 결정하는 것은, 접합 구조물의 제1 웨이퍼에서 제1 컷팅 레벨 및 제2 웨이퍼에서 제2 컷팅 레벨을 결정하는 것을 포함한다. 제1 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제1 컷팅 깊이만큼 제1 웨이퍼 내로 접합 계면으로부터 떨어진 레벨일 수 있고, 제2 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제2 컷팅 깊이만큼 제2 웨이퍼 내로 접합 계면으로부터 떨어진 레벨일 수 있다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하는 것은, 제1 컷팅 레벨을 따라 복수의 제1 어블레이션 스폿들 및 제2 컷팅 레벨을 따라 복수의 제2 어블레이션 스폿들을 결정하는 것을 포함하며, 초점 평면 및 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 것은, 제1 컷팅 레벨에서 제1 초점 평면 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 초점 평면을 결정하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키는 것은, 제1 컷팅 레벨에서 제1 웨이퍼에서의 제1 어블레이션 스폿 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 웨이퍼에서의 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 레이저 빔을 제1 수평 위치에서 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 각각에 수렴시키는 것을 포함한다. 제1 및 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬될 수 있다. 동작은, 제1 컷팅 레벨에서 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 레이저 빔을 제2 수평 위치에서 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 각각에 수렴시키는 것을 또한 포함한다. 제1 및 다른 제1 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬될 수 있고, 제2 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬될 수 있으며, 다른 제1 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬될 수 있다.
일부 실시예들에서, 레이저 빔을 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면에서 수렴시키는 것은, 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 각각 형성하기 위해 광학 모듈의 배열을 조정하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하는 것은, 레이저 빔을 제2 초점 평면에 수렴하여 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 제2 컷팅 레벨을 따라 레이저 빔을 제2 웨이퍼에서 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 수평으로 이동시키는 것을 포함한다. 동작은, 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 제2 수평 위치에서 레이저 빔을 제1 초점 평면에 수렴시키는 것을 또한 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하는 것은, 제1 컷팅 레벨로부터 제2 컷팅 레벨로 연장하는 복수의 어블레이션 스트라이프들을 결정하는 것을 포함하며, 초점 평면 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 것은, 접합 계면 상의 초점 평면 및 제1 컷팅 레벨 및 제2 컷팅 레벨을 커버하는 초점 깊이를 결정하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키는 것은, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하기 위해 초점 평면에 레이저 빔을 수렴하고, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 접합 계면을 따라 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 이동시키는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물을 다이싱하는 방법은 접합 구조물의 상면 및 저면을 박막화하는 단계를 포함한다. 접합 구조물은 접합 계면과 접합된 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 가질 수 있다. 방법은, 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼에서 일련의 어블레이션 구조들을 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 일련의 어블레이션 구조들은 접합 구조물의 제1 부분과 제2 부분 사이에 있을 수 있다. 방법은, 일련의 어블레이션 구조들에 따라 접합 구조물의 제1 부분과 제2 부분을 분리하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하는 단계는, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하는 단계, 및 일련의 어블레이션 구조들과 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대적 위치들을 결정하는 단계를 포함한다. 접합 면은 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼 사이에 있을 수 있다. 동작은 일련의 어블레이션 구조들과 접합 계면 사이의 상대적 위치들에 기초하여 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계, 및 레이저 빔을 생성하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 레이저 빔은 일련의 펄스 레이저들을 가질 수 있다. 동작은 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들과 접합 면 사이의 상대적 위치들을 결정하는 단계는, 접합 구조물의 제1 웨이퍼에서 제1 컷팅 레벨 및 제2 웨이퍼에서 제2 컷팅 레벨을 결정하는 단계를 포함한다. 제1 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제1 컷팅 깊이만큼 제1 웨이퍼 내로 접합 계면으로부터 떨어진 레벨일 수 있고, 제2 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제2 컷팅 깊이만큼 제2 웨이퍼 내로 접합 계면으로부터 떨어진 거리일 수 있다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하는 단계는, 제1 컷팅 레벨을 따라 복수의 제1 어블레이션 스폿들 및 제2 컷팅 레벨을 따라 복수의 제2 어블레이션 스폿들을 결정하는 단계를 포함하며, 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계는, 제1 컷팅 레벨에서 제1 초점 평면 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 초점 평면을 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키는 단계는, 제1 컷팅 레벨에서 제1 웨이퍼에서의 제1 어블레이션 스폿 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 웨이퍼에서의 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 레이저 빔을 수평 위치에서 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 각각에 수렴하는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬될 수 있다. 동작은, 제1 컷팅 레벨에서 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 레이저 빔을 제2 수평 위치에서 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 각각에 수렴하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 제1 및 다른 제1 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬될 수 있고, 제2 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬될 수 있으며, 다른 제1 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬될 수 있다.
일부 실시예들에서, 레이저 빔을 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면에서 수렴하는 단계는, 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 각각 형성하기 위해 광학 모듈의 배열을 조정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하는 단계는, 레이저 빔을 제2 초점 평면에 수렴하여 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 제2 컷팅 레벨을 따라 레이저 빔을 제2 웨이퍼에서 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 수평으로 이동시키는 단계를 포함한다. 동작은, 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 제2 수평 위치에서 레이저 빔을 제1 초점 평면에 수렴하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하는 단계는, 제1 컷팅 레벨로부터 제2 컷팅 레벨로 연장하는 복수의 어블레이션 스트라이프들을 결정하는 단계를 포함하며, 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계는, 접합 계면 상의 초점 평면 및 제1 컷팅 레벨 및 제2 컷팅 레벨을 커버하는 초점 깊이를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴을 따라 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키는 단계는, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하기 위해 초점 평면에 레이저 빔을 수렴하는 단계, 및 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 접합 계면을 따라 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 이동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물의 제1 부분 및 제2 부분을 분리하는 단계는 접합 구조물의 제1 부분 또는 제2 부분 중 적어도 하나에 횡력을 인가하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물의 제1 부분 및 제2 부분 중 적어도 하나에 횡력을 인가하는 단계는, 접합 구조물의 제1 부분 또는 제2 부분 중 적어도 하나에 접착 테이프를 적용하는 단계 및 일련의 어블레이션 구조들로부터 멀어지는 방향을 따라 접착 테이프에 횡력을 인가하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물을 다이싱하는 레이저 다이싱 시스템은, 일련의 펄스 레이저들을 생성하도록 구성된 레이저 소스, 레이저 소스에 결합되고, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 제공하도록 구성된 광학 모듈, 및 레이저 소스 및 광학 모듈에 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는 접합 구조물의 제1 및 제2 웨이퍼들에서 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 접합 구조물에서 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 이동시키도록 구성될 수 있다. 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼는 그 사이에 접합 계면을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기는 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들의 패턴을 결정하고, 일련의 어블레이션 구조들과 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대적 위치들을 결정하고, 일련의 어블레이션 구조들과 접합 계면 사이의 상대적 위치들에 기초하여 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하고, 일련의 펄스 레이저를 갖는 레이저 빔을 생성하며, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 스캔 패턴에 따라 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들과 접합면 사이의 상대적 위치들을 결정하기 위해, 제어기는 접합 구조물의 제1 웨이퍼에서 제1 컷팅 레벨 및 제2 웨이퍼에서 제2 컷팅 레벨을 결정하도록 더 구성된다. 제1 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제1 컷팅 깊이만큼 제1 웨이퍼 내로 접합 계면으로부터 떨어진 레벨일 수 있고, 제2 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제2 컷팅 깊이만큼 제2 웨이퍼 내로 접합 계면으로부터 떨어진 거리일 수 있다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하기 위해, 제어기는 제1 컷팅 레벨을 따라 복수의 제1 어블레이션 스폿들 및 제2 컷팅 레벨을 따라 복수의 제2 어블레이션 스폿들을 결정하도록 더 구성된다. 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 및 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하기 위해, 제어기는 제1 컷팅 레벨에서 제1 초점 평면 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 초점 평면을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키기 위해, 제어기는 제1 컷팅 레벨에서 제1 웨이퍼에서의 제1 어블레이션 스폿 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 웨이퍼에서의 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 레이저 빔을 수평 위치에서 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 각각에 수렴시키도록 구성된다. 제1 및 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬될 수 있다. 제어기는 제1 컷팅 레벨에서 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 제2 컷팅 레벨에서 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 레이저 빔을 제2 수평 위치에서 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 각각에 수렴시키도록 더 구성될 수 있다. 제1 및 다른 제1 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬될 수 있고, 제2 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬될 수 있으며, 다른 제1 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬된다.
일부 실시예들에서, 레이저 빔을 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면에서 수렴시키기 위해, 제어기는 제1 초점 평면 및 제2 초점 평면 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 각각 형성하기 위해 광학 모듈의 배열을 조정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해, 제어기는 레이저 빔을 제2 초점 평면에 수렴시켜 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 제2 컷팅 레벨을 따라 레이저 빔을 제2 웨이퍼에서 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 수평으로 이동시키도록 구성된다. 제어기는 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 제2 수평 위치에서 레이저 빔을 제1 초점 평면에 수렴시키도록 또한 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이고, 제2 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이고, 인접한 제1 어블레이션 스폿들 사이의 간격 및 인접한 제2 어블레이션 스폿들 사이의 간격은 각각 약 10㎛ 내지 약 60㎛의 범위이다.
일부 실시예들에서, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 펄스 에너지는 약 1μJ 내지 약 30μJ 펄스 에너지의 범위이고, 레이저 빔의 수평 이동 속도는 약 100mm/초 내지 약 1000mm/초의 범위이다.
일부 실시예들에서, 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하기 위해, 제어기는 제1 컷팅 레벨로부터 제2 컷팅 레벨로 연장하는 복수의 어블레이션 스트라이프들을 결정하도록 구성된다. 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하기 위해, 제어기는 접합 계면 상의 초점 평면 및 제1 컷팅 레벨 및 제2 컷팅 레벨을 커버하는 초점 깊이를 결정하도록 또한 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 접합 구조물에 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 접합 구조물에서 레이저 빔을 이동시키기 위해, 제어기는 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하기 위해 초점 평면에 레이저 빔을 수렴시키고, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 접합 계면을 따라 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 이동시키도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 제1 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이고, 제2 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이고, 인접한 제1 어블레이션 스폿들 사이의 간격 및 인접한 제2 어블레이션 스폿들 사이의 간격은 각각 약 10㎛ 내지 약 60㎛의 범위이다.
일부 실시예들에서, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 전력 밀도는 약 1μJ 내지 약 30μJ 펄스 에너지의 범위이고, 레이저 빔의 수평 이동 속도는 약 100mm/초 내지 약 1000mm/초의 범위이다.
일부 실시예들에서, 레이저 소스의 초점 깊이는 약 20㎛ 내지 약 70㎛의 범위이다.
일부 실시예들에서, 인접한 어블레이션 스트라이프들 사이의 간격은 약 10㎛ 내지 약 60㎛의 범위이다.
일부 실시예들에서, 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼의 두께는 약 30㎛ 내지 약 80㎛의 범위이다.
특정한 실시예들의 상술한 설명은, 다른 사람들은 당업계의 기술 내의 지식을 적용함으로써, 본 개시의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 과도한 실험 없이 이러한 특정한 실시예들을 다양한 애플리케이션들에 대해 쉽게 수정 및/또는 적응할 수 있는 본 개시의 일반적인 특성을 나타낼 것이다. 따라서, 이러한 적응 및 수정은 여기에 제시된 교시 및 지침에 기초하여 개시된 실시예들의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 본 명세서의 어구 또는 용어는 제한이 아닌 설명의 목적을 위한 것이어서, 본 명세서의 용어 또는 어구가 교시 및 지침의 관점에서 통상의 기술자에 의해 해석되어야 한다는 것을 이해해야 한다.
본 개시의 실시예들은 특정 기능들의 구현 및 이들의 관계를 예시하는 기능적 빌딩 블록들의 도움으로 상술되었다. 이러한 기능적 빌딩 블록들의 경계는 설명의 편의를 위해 여기에서 임의로 정의되었다. 특정 기능들과 이들의 관계가 적절하게 수행되는 한, 대안의 경계가 정의될 수 있다.
써머리 및 요약서 부분은 발명자(들)에 의해 고려된 바와 같이 본 개시의 모든 예시적인 실시예들이 아닌 하나 이상을 설명할 수 있으며, 따라서, 어떤 방식으로든 본 개시 및 첨부된 청구범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
본 개시의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시예들에 의해 제한되어서는 안되며, 하기의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (35)

  1. 접합 구조물을 다이싱하는 방법으로서,
    상기 접합 구조물에 일련의 어블레이션(ablation) 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하는 단계;
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대적 위치들을 결정하는 단계 - 상기 접합 계면은 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼 사이에 있음 -;
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 계면 사이의 상기 상대적 위치들에 기초하여 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계;
    일련의 펄스 레이저들을 갖는 레이저 빔을 생성하는 단계; 및
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 스캔 패턴을 따라 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 계면 사이의 상기 상대적 위치들을 결정하는 단계는, 상기 접합 구조물의 상기 제1 웨이퍼에서 제1 컷팅 레벨 및 상기 제2 웨이퍼에서 제2 컷팅 레벨을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제1 컷팅 깊이 만큼 상기 제1 웨이퍼 내로 상기 접합 계면으로부터 떨어진 레벨이며, 상기 제2 컷팅 레벨은 상기 수직 방향을 따라 제2 컷팅 깊이 만큼 상기 제2 웨이퍼 내로 상기 접합 계면으로부터 떨어진 레벨인, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 상기 스캔 패턴을 결정하는 단계는, 상기 제1 컷팅 레벨을 따라 복수의 제1 어블레이션 스폿들 및 상기 제2 컷팅 레벨을 따라 복수의 제2 어블레이션 스폿들을 결정하는 단계를 포함하며;
    상기 초점 평면 및 상기 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계는, 상기 제1 컷팅 레벨에서 제1 초점 평면 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 제2 초점 평면을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 스캔 패턴을 따라 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키는 단계는:
    상기 제1 컷팅 레벨에서 상기 제1 웨이퍼에서의 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서의 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 제1 수평 위치에서 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 각각에 수렴시키는 단계 - 상기 제1 및 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬됨 -; 및
    상기 제1 컷팅 레벨에서 상기 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 제2 수평 위치에서 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 각각에 수렴시키는 단계 - 상기 제1 및 다른 제1 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬되고, 상기 제2 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬되며, 상기 다른 제1 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬됨 -;
    를 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면에서 수렴시키는 단계는, 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 각각 형성하기 위해 광학 모듈의 배열을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼에서의 상기 다른 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 웨이퍼에서의 상기 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하는 단계는:
    상기 레이저 빔을 상기 제2 초점 평면에 수렴시켜 상기 제2 웨이퍼에서의 상기 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 수평으로 이동시키는 단계; 및
    상기 제1 웨이퍼에서의 상기 다른 제1 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 제2 수평 위치에서 상기 레이저 빔을 상기 제1 초점 평면에 수렴시키는 단계
    중 하나를 포함하는, 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 상기 스캔 패턴을 결정하는 단계는, 상기 제1 컷팅 레벨로부터 상기 제2 컷팅 레벨로 연장하는 복수의 어블레이션 스트라이프들을 결정하는 단계를 포함하며;
    상기 초점 평면 및 상기 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계는, 상기 접합 계면 상의 초점 평면 및 상기 제1 컷팅 레벨 및 상기 제2 컷팅 레벨을 커버하는 초점 깊이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 스캔 패턴을 따라 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키는 단계는:
    일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하기 위해 상기 초점 평면에 상기 레이저 빔을 수렴시키는 단계; 및
    상기 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 상기 접합 계면을 따라 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 이동시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  9. 접합 구조물을 다이싱하는 방법으로서,
    접합 구조물의 상면 및 저면을 박막화하는 단계 - 상기 접합 구조물은 접합 계면과 접합된 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 가짐 -;
    상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼에서 일련의 어블레이션 구조들을 형성하는 단계 - 상기 일련의 어블레이션 구조들은 상기 접합 구조물의 제1 부분과 제2 부분 사이에 있음 -; 및
    상기 일련의 어블레이션 구조들에 따라 상기 접합 구조물의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 분리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하는 단계는:
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하는 단계;
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 구조물의 상기 접합 계면 사이의 상대적 위치들을 결정하는 단계 - 상기 접합 계면은 상기 제1 웨이퍼와 상기 제2 웨이퍼 사이에 있음 -;
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 계면 사이의 상기 상대적 위치들에 기초하여 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계;
    일련의 펄스 레이저들을 갖는 레이저 빔을 생성하는 단계; 및
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 스캔 패턴을 따라 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 계면 사이의 상기 상대적 위치들을 결정하는 단계는, 상기 접합 구조물의 상기 제1 웨이퍼에서 제1 컷팅 레벨 및 상기 제2 웨이퍼에서 제2 컷팅 레벨을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 제1 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제1 컷팅 깊이 만큼 제1 웨이퍼 내로 상기 접합 계면으로부터 떨어진 레벨이며, 제2 컷팅 레벨은 상기 수직 방향을 따라 제2 컷팅 깊이 만큼 상기 제2 웨이퍼 내로 상기 접합 계면으로부터 떨어진 거리인, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 상기 스캔 패턴을 결정하는 단계는, 상기 제1 컷팅 레벨을 따라 복수의 제1 어블레이션 스폿들 및 상기 제2 컷팅 레벨을 따라 복수의 제2 어블레이션 스폿들을 결정하는 단계를 포함하며;
    상기 레이저 빔의 상기 하나 이상의 초점 평면들 및 상기 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계는, 상기 제1 컷팅 레벨에서 제1 초점 평면 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 제2 초점 평면을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 스캔 패턴을 따라 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키는 단계는:
    상기 제1 컷팅 레벨에서 상기 제1 웨이퍼에서의 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서의 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 제1 수평 위치에서 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 각각에 수렴시키는 단계 - 상기 제1 및 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬됨 -; 및
    상기 제1 컷팅 레벨에서 상기 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 제2 수평 위치에서 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 각각에 수렴시키는 단계 - 상기 제1 및 다른 제1 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬되고, 상기 제2 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬되며, 상기 다른 제1 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬됨 -;
    를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면에서 수렴시키는 단계는, 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 각각 형성하기 위해 광학 모듈의 배열을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼에서의 상기 다른 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 웨이퍼에서의 상기 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하는 단계는:
    상기 레이저 빔을 상기 제2 초점 평면에 수렴시켜 상기 제2 웨이퍼에서의 상기 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 수평으로 이동시키는 단계; 및
    상기 제1 웨이퍼에서의 상기 다른 제1 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 제2 수평 위치에서 상기 레이저 빔을 상기 제1 초점 평면에 수렴시키는 단계
    중 하나를 포함하는, 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 상기 스캔 패턴을 결정하는 단계는, 상기 제1 컷팅 레벨로부터 상기 제2 컷팅 레벨로 연장하는 복수의 어블레이션 스트라이프들을 결정하는 단계를 포함하며;
    상기 레이저 빔의 상기 하나 이상의 초점 평면들 또는 상기 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하는 단계는, 상기 접합 계면 상의 초점 평면 및 상기 제1 컷팅 레벨 및 상기 제2 컷팅 레벨을 커버하는 초점 깊이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 스캔 패턴을 따라 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키는 단계는:
    일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하기 위해 상기 초점 평면에 상기 레이저 빔을 수렴시키는 단계; 및
    상기 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 상기 접합 계면을 따라 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 이동시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  18. 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합 구조물의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 분리하는 단계는 상기 접합 구조물의 상기 제1 부분 또는 상기 제2 부분 중 적어도 하나에 횡력을 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 접합 구조물의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 적어도 하나에 횡력을 인가하는 단계는:
    상기 접합 구조물의 상기 제1 부분 또는 상기 제2 부분 중 적어도 하나에 접착 테이프를 적용하는 단계; 및
    상기 일련의 어블레이션 구조들로부터 멀어지는 방향을 따라 상기 접착 테이프에 상기 횡력을 인가하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  20. 접합 구조물을 다이싱하는 레이저 다이싱 시스템으로서,
    일련의 펄스 레이저들을 생성하도록 구성된 레이저 소스;
    상기 레이저 소스에 결합되고, 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 제공하도록 구성된 광학 모듈; 및
    상기 레이저 소스 및 상기 광학 모듈에 결합되고, 상기 접합 구조물의 제1 및 제2 웨이퍼들에서 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 접합 구조물에서 상기 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 이동시키도록 구성된 제어기 - 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼는 그 사이에 접합 계면을 가짐 -;
    를 포함하는, 레이저 다이싱 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들의 패턴을 결정하고;
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 구조물의 접합 계면 사이의 상대 위치들을 결정하고;
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 계면 사이의 상기 상대적 위치들에 기초하여 레이저 빔의 하나 이상의 초점 평면들 또는 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하고;
    일련의 펄스 레이저들을 갖는 레이저 빔을 생성하며;
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 스캔 패턴을 따라 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키도록
    더 구성되는, 레이저 다이싱 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들과 상기 접합 계면 사이의 상기 상대적 위치들을 결정하기 위해, 상기 제어기는 상기 접합 구조물의 상기 제1 웨이퍼에서 제1 컷팅 레벨 및 상기 제2 웨이퍼에서 제2 컷팅 레벨을 결정하도록 더 구성되고, 상기 제1 컷팅 레벨은 수직 방향을 따라 제1 컷팅 깊이 만큼 상기 제1 웨이퍼 내로 상기 접합 계면으로부터 떨어진 레벨이며, 상기 제2 컷팅 레벨은 상기 수직 방향을 따라 제2 컷팅 깊이 만큼 상기 제2 웨이퍼 내로 상기 접합 계면으로부터 떨어진 거리인, 레이저 다이싱 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 상기 스캔 패턴을 결정하기 위해, 상기 제어기는 상기 제1 컷팅 레벨을 따라 복수의 제1 어블레이션 스폿들 및 상기 제2 컷팅 레벨을 따라 복수의 제2 어블레이션 스폿들을 결정하도록 구성되고; 그리고
    상기 레이저 빔의 상기 하나 이상의 초점 평면들 및 상기 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하기 위해, 상기 제어기는 상기 제1 컷팅 레벨에서 제1 초점 평면 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 제2 초점 평면을 결정하도록 구성되는, 레이저 다이싱 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키기 위해, 상기 제어기는:
    상기 제1 컷팅 레벨에서 상기 제1 웨이퍼에서의 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서의 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 제1 수평 위치에서 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 각각에 수렴시키고 - 상기 제1 및 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬됨 -; 그리고
    상기 제1 컷팅 레벨에서 상기 제1 웨이퍼에서의 다른 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서의 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 제2 수평 위치에서 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 각각에 수렴시키도록 - 상기 제1 및 다른 제1 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬되고, 상기 제2 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수평으로 정렬되며, 상기 다른 제1 및 다른 제2 어블레이션 스폿들은 수직으로 정렬됨 -;
    구성되는, 레이저 다이싱 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면에서 수렴시키기 위해, 상기 제어기는 상기 제1 초점 평면 및 상기 제2 초점 평면 상에 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 각각 형성하기 위해 광학 모듈의 배열을 조정하도록 구성되는, 레이저 다이싱 시스템.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼에서의 상기 다른 제1 어블레이션 스폿 및 상기 제2 웨이퍼에서의 상기 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해, 상기 제어기는:
    상기 레이저 빔을 상기 제2 초점 평면에 수렴시켜 상기 제2 웨이퍼에서의 상기 다른 제2 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 레이저 빔을 상기 제2 컷팅 레벨에서 상기 제2 웨이퍼에서 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 수평으로 이동시키고; 그리고
    상기 제1 웨이퍼에서의 상기 다른 제1 어블레이션 스폿을 형성하기 위해 상기 제2 수평 위치에서 상기 레이저 빔을 상기 제1 초점 평면에 수렴시키도록
    구성되는, 레이저 다이싱 시스템.
  27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이고, 상기 제2 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이며; 그리고
    인접한 제1 어블레이션 스폿들 사이의 간격 및 인접한 제2 어블레이션 스폿들 사이의 간격은 각각 약 10㎛ 내지 약 60㎛의 범위인, 레이저 다이싱 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 전력 밀도는 약 1μJ 내지 약 30μJ 펄스 에너지의 범위이며; 그리고
    상기 레이저 빔의 수평 이동 속도는 약 100mm/초 내지 1000mm/초의 범위인, 레이저 다이싱 시스템.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위한 스캔 패턴을 결정하기 위해, 상기 제어기는 상기 제1 컷팅 레벨로부터 상기 제2 컷팅 레벨로 연장하는 복수의 어블레이션 스트라이프들을 결정하도록 구성되며;
    상기 레이저 빔의 상기 하나 이상의 초점 평면들 또는 상기 초점 깊이 중 적어도 하나를 결정하기 위해, 상기 제어기는 상기 접합 계면 상의 초점 평면 및 상기 제1 컷팅 레벨 및 상기 제2 컷팅 레벨을 커버하는 초점 깊이를 결정하도록 구성되는, 레이저 다이싱 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 접합 구조물에서 상기 일련의 어블레이션 구조들을 형성하기 위해 상기 접합 구조물에서 상기 레이저 빔을 이동시키기 위해, 상기 제어기는:
    일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 형성하기 위해 상기 초점 평면에 상기 레이저 빔을 수렴시키며;
    상기 일련의 포커싱된 레이저 스폿들을 상기 접합 계면을 따라 제1 수평 위치로부터 제2 수평 위치로 이동시키도록
    구성되는, 레이저 다이싱 시스템.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 제1 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이고, 상기 제2 컷팅 깊이는 약 20㎛ 내지 약 40㎛의 범위이며; 그리고
    인접한 제1 어블레이션 스폿들 사이의 간격 및 인접한 제2 어블레이션 스폿들 사이의 간격은 각각 약 10㎛ 내지 약 60㎛의 범위인, 레이저 다이싱 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 일련의 포커싱된 레이저 스폿들의 전력 밀도는 약 1μJ 내지 약 30μJ 펄스 에너지의 범위이며; 그리고
    상기 레이저 빔의 수평 이동 속도는 약 100mm/초 내지 1000mm/초의 범위인, 레이저 다이싱 시스템.
  33. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 소스의 상기 초점 깊이는 약 20㎛ 내지 약 70㎛의 범위인, 레이저 다이싱 시스템.
  34. 제33항에 있어서,
    인접한 어블레이션 스트라이프들 사이의 간격은 약 10㎛ 내지 약 60㎛의 범위인, 레이저 다이싱 시스템.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼의 두께는 각각 약 30㎛ 내지 약 80㎛의 범위인, 레이저 다이싱 시스템.
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