超短脉冲激光技术在半导体晶圆中的应用

随着激光技术的不断发展以及激光技术在半导体工业中的渗透，激光已成功应用于半导体领域的多种工艺中。众所周知的激光打标使精细的半导体芯片打标不再成为问题。激光切割半导体晶圆改变了传统接触式切割机切割的弊端，解决了许多问题，例如切割机切割容易碎裂，切割速度慢以及容易损坏表面结构。在集成电路工艺线宽度越来越小的情况下，由于传统的LOW-K工艺，LOW-K材料（K是介电常数，即低介电常数材料）越来越多地用于集成IC中。 K层难以加工，因此引入了激光开槽工艺，并且通过激光去除了切割通道中的LOW-K层。目前，在半导体集成电路领域中已广泛使用12英寸硅晶片，并且晶片变得越来越薄。在将薄晶片粘合到载体晶片之后，通过剥离将两部分分开，并且通过激光剥离将两部分分开。它的许多优点（例如高效率和无消耗品）已成为关注的焦点。此外，激光在钻孔，划线，退火等过程中也取得了良好的应用效果。简介自1960年代激光设备问世以来，对激光及其在各个领域的应用的研究发展迅速。在过去的20年中，激光制造技术已经渗透到许多高科技领域和行业中，其中激光技术在半导体领域的应用是最广泛和活跃的领域之一。近年来，随着光电子产业的飞速发展，对高集成度和高​​性能半导体晶片的需求持续增长。诸如硅，碳化硅，蓝宝石，玻璃和磷化铟之类的材料被广泛用作半导体晶圆领域的衬底材料。随着晶片集成度的大大提高，晶片趋于更薄，更轻，许多传统的加工方法不再适用，因此在某些工艺中引入了激光技术。激光加工具有许多独特的优势：1.非接触式加工：在激光加工中，只有激光束与加工部件接触，并且切割力不会作用在切割部件上，以避免损坏加工材料的表面。 2.加工精度高：脉冲激光可以实现极高的瞬时功率，极高的能量密度和较低的平均功率。它可以立即完成加工，并且受热面积很小，从而确保了高精度加工。 3.高加工效率和良好的经济效益：激光加工效率通常是机械加工效果的几倍，并且没有消耗品和污染。 1.半导体晶圆的激光切割1.1隐形激光切割激光隐形切割是一种崭新的激光切割工艺，切割速度快，切割过程中不会产生粉尘，切割基板不会损失，切割路径所需的时间少以及完整的干燥过程。优点。原理是将短脉冲激光束聚焦在切割材料表面上，并聚焦在材料的中间。由于短脉冲激光具有极高的瞬时能量，因此在材料中间会形成一层改性层，然后通过外部压力将切屑分开。中间形成的改性层如图1所示：1300mu，m厚的晶片截面图。目前，激光隐形切割技术被广泛应用于LED芯片，MEMS芯片，FRID芯片，SIM芯片，存储芯片和许多其他晶片的切割。图2以硅衬底MEMS晶圆为例，可以看出，隐形切割芯片几乎没有碎裂和机械损伤。图2 MEMS晶圆激光切割效果图