一、激光技術在晶片/芯片加工領域的應用

1、在劃片方麵的應用

　　劃片工藝隸屬於(yu) 晶圓加工的封裝部分，它不僅(jin) 僅(jin) 是芯片封裝的關(guan) 鍵工藝之一，而是從(cong) 圓片級的加工(即加工工藝針對整片晶圓，晶圓整片被同時加工)過渡為(wei) 芯片級加工(即加工工藝針對單個(ge) 芯片)的地標性工序。從(cong) 功能上來看，劃片工藝通過切割圓片上預留的切割劃道(street)，將眾(zhong) 多的芯片相互分離開，為(wei) 後續正式的芯片封裝做好最後一道準備。

　　目前業(ye) 界討論最多的激光劃片技術主要有幾種，其主要特征都是由激光直接作用於(yu) 晶圓切割道的表麵，以激光的能量使被作用表麵的物質脫離，達到去除和切割的目的。但是這種工藝在工作過程中會(hui) 產(chan) 生巨大的能量，並導致對器件本身的熱損傷(shang) ，甚至會(hui) 產(chan) 生熱崩邊(Chipping)，被剝離物的沉積(Deposition)等至今難以有效解決(jue) 的問題。 與(yu) 很多先行技術不同，傳(chuan) 統旋轉砂輪式劃片機的全球領導廠商東(dong) 京精密公司和日本著名的激光器生產(chan) 商濱鬆光學聯合推出了突破傳(chuan) 統理念的全新概念的激光劃片機MAHOH。其工作原理摒棄了傳(chuan) 統的表麵直接作用、直接去除的做法;而采取作用於(yu) 矽基底內(nei) 的矽晶體(ti) ，破壞其單晶結構的技術，在矽基底內(nei) 產(chan) 生易分離的變形層，然後通過後續的崩片工藝使芯片間相互分離。從(cong) 而達到了無應力、無崩邊、無熱損傷(shang) 、無汙染、無水化的切割效果。

2、在晶片割圓方麵的應用

　　割圓工藝是晶體(ti) 加工過程中的一個(ge) 重要組成部分。早期，該技術主要用於(yu) 水平砷化镓晶片的整形，將水平砷化镓單晶片稱為(wei) 圓片。隨著晶體(ti) 加工各個(ge) 工序的逐步加工，在各工序將會(hui) 出現各種類型的廢片，將這些廢片加工成小直徑的晶片，然後再經過一些晶片加工工序的加工，使其變成拋光片。

　　傳(chuan) 統的割圓加工方法有立刀割圓法、掏圓法、噴砂法等。這些方法在加工過程中對晶片造成的損傷(shang) 較大，出片量相對較少。隨著激光加工技術的發展，一些廠家對激光加工技術引入到割圓工序，再加上較為(wei) 成熟的軟件控製，可以在一個(ge) 晶片上加工出更多的小直徑晶片。

二、激光打標技術

　　激光打標是一種非接觸、無汙染、無磨損的新標記工藝。近年來，隨著激光器的可靠性和實用性的提高，加上計算機技術的迅速發展和光學器件的改進，促進了激光打標技術的發展。

　　激光打標是利用高能量密度的激光束對目標作用，使目標表麵發生物理或化學的變化，從(cong) 而獲得可見圖案的標記方式。高能量的激光束聚焦在材料表麵上，使材料迅速汽化，形成凹坑。隨著激光束在材料表麵有規律地移動同時控製激光的開斷，激光束也就在材料表麵加工成了一個(ge) 指定的圖案。激光打標與(yu) 傳(chuan) 統的標記工藝相比有明顯的優(you) 點：

　　(a)標記速度快，字跡清晰、永久;

　　(b)非接觸式加工，汙染小，無磨損;

　　(c)操作方便，防偽(wei) 功能強;

　　(d)可以做到高速自動化運行，生產(chan) 成本低。

　　在晶片加工過程中，在晶片的特定位置製作激光標識碼，可有效增強晶片的可追溯性，同時也為(wei) 生產(chan) 管理提供了一定的方便。目前，在晶片上製作激光標識碼是成為(wei) 一種潛在的行業(ye) 標準，廣泛地應用於(yu) 矽材料、鍺材料。

三、激光測試技術

1、激光三角測量術

　　微凸點晶圓的出現使測量和檢測技術麵臨(lin) 著巨大的挑戰，對該技術的最基本要求是任一可行的檢測技術必須能達到測量微凸點特征尺寸所需的分辨率和靈敏度。在50μm節距上製作25μm凸點的芯片技術，目前正在開發中，更小凸點直徑和更節距的技術也在發展中。另外，當單個(ge) 芯片上凸點數量超過10000個(ge) 時，晶圓檢測係統必須有能力來處理凸點數迅速增加的芯片和晶圓。分析軟件和計算機硬件必須擁有足夠高的性能來存儲(chu) 和處理每個(ge) 晶圓上所存在的數百萬(wan) 個(ge) 凸點的位置和形貌數據。

　　在激光三角檢測術中，用一精細聚焦的激光束來掃描圓片表麵，光學係統將反射的激光聚焦到探測器。采用3D激光三角檢測術來檢測微凸點的形貌時，在精度、速度和可檢測性等方麵，它具有明顯的優(you) 勢。

2、顆粒測試

　　顆料控製是晶片加工過程、器件製造過程中重要的一個(ge) 環節，而顆粒的監測也就顯得至關(guan) 重要。顆粒測試設備的工作原理有兩(liang) 種，一種為(wei) 光散射法;另一種為(wei) 消光法。

　　對於(yu) 懸浮於(yu) 氣體(ti) 中的顆粒，通常采用光散射法進行測試，同時某些廠家利用這種工作原理生產(chan) 了測試晶片表麵顆粒的設備;而對於(yu) 液體(ti) 中的顆粒，這兩(liang) 種方法均適用。

四、激光脈衝(chong) 退火(LSA)技術

　　該技術通過一長波激光器產(chan) 生的微細激光束掃描矽片表麵，在一微秒甚至更短的作用時問內(nei) 產(chan) 生～個(ge) 小尺寸的局域熱點。由於(yu) 隻有上表麵的薄層被加熱，矽片的整體(ti) 依然保持低溫，使得此表麵層的降溫速率幾乎和它的升溫速率一樣快。從(cong) 固體(ti) 可溶性的角度考慮，高峰值溫度能夠激活更多的摻雜原子，此外正如65nm及以下工藝所求的那樣，較短的作用時間可以使摻雜原子的擴散降到最低。退火處理的作用範圍可以限製在矽片上的特定區域而不會(hui) 影響到周圍部位。

       該技術已經應用於(yu) 多晶矽柵極的退火，在減少多晶矽的耗盡效應方麵取得了顯著的效果。K.Adachi等將閃光燈退火和激光脈衝(chong) 退火處理的MOS管的Ion/Ioff進行了比較，在pMOS-FET和nMOSFET中，采用激光脈衝(chong) 退火處理的器件的漏極電流要大10%，器件性能的增強可以直接歸因於(yu) 柵電極耗盡效應的改善和寄生電阻的減小。