飞秒光纤激光器实现可靠的晶圆切割
详细内容
在高扫描速度下，用高重复频率的飞秒光纤激光器切割晶圆，明显比用纳秒激光器切割的晶圆具有更高的断裂强度。
半导体芯片和封装正在向更高密度的互连方向发展。融入半导体芯片（如处理器和存储器）中的复杂的材料成份，对封装技术提出了新的要求。目前，传统的机械晶圆切割技术仍占据主导地位，但是当切割厚度小于100µm的晶圆时，机械晶圆切割方法会受到一定的限制。随着芯片中的线宽越来越窄，以及低k电介质绝缘薄膜的使用日益增多，传统的机械晶圆切割技术只能勉强满足下一代集成电路的生产需求。
在过去十年间，业界一直在研究激光晶圆切割技术，以克服传统的机械晶圆切割技术的局限性。研究发现，紫外（uv）纳秒激光器对具有脆弱的后端互连的晶圆进行切割时，在产量和可靠性方面都比传统的机械晶圆切割技术大为提高。但是，纳秒激光切割所产生的热效应将降低晶圆的断裂强度，从而降低了最终器件的寿命和可靠性。[1]为了解决这些问题，美国imra公司利用超短脉冲光纤激光器切割晶圆，与传统的机械切割技术相比，这种方法获得了更高的晶圆断裂强度，同时还能满足业界对产能和成本的要求（见图1）。
图4：sem图片表明，当采用“双脉冲”以4m/s的扫描速度切割晶圆时，端面质量较差，同时碎片明显增加。