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激光技术在半导体行业的典型应用

导读: 半导体制造业发展迅速,“绿色”技术无疑具有光明的未来,这就要求有新的激光加工工艺与技术来获得更高的生产品质、成品率和产量。

  半导体制造业发展迅速,“绿色”技术无疑具有光明的未来,这就要求有新的激光加工工艺与技术来获得更高的生产品质、成品率和产量。除了激光系统的不断发展,新的加工技术和应用、光束传输与光学系统的改进、激光光束与材料之间相互作用的新研究,都是保持绿色技术革新继续前进所必须的。下文围绕紫外DPSS 激光器准分子激光器光纤激光器在半导体行业中的加工应用,展开论述。

  一、紫外DPSS激光器在LED晶圆划片中的应用

  紫外二极管泵浦固体(DPSS)激光器系统具有可靠性高、加工重复性好等特点,广泛应用于微加工、表面处理与材料加工等领域。这种UV DPSS激光加工方法优于其它的激光加工方法或机械、化学加工方法,在半导体与其它工业应用中具有很大的发展潜力。

  在划片、切割、结构构造、过孔钻孔等微加工领域广泛使用DPSS激光器来对以下材料进行加工:硅片、蓝宝石、CVD化学气相沉积钻石、III-V族半导体(砷化稼、磷化铟、磷化钾)与III族氮化物(氮化稼、氮化铝)等。DPSS激光器也被用于陶瓷、塑料与金属材料的微加工。

  355nm与266nm多倍频DPSS激光器在紫外波段可以输出数瓦的功率、kHz量级高重复频率、高脉冲能量的激光,短脉冲的光束经过聚焦后可以产生极高的功率密度,在晶圆划片中可以使材料迅速气化。在通常的激光划片过程中,采用了一种远场成像的简易技术将光束聚焦到一个小点,然后移到晶片材料上。不同的材料由于吸收光的特性不一样,因此需要的光强也不一样,但是这种远场成像的聚焦光斑在调节优化光强时不够灵活,光强过强或过弱都会影响激光划片效果。而且通常的激光划片局限于获得最小的聚焦光斑,后者决定了划片的分辨率。

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