微機電係統（MEMS，Microelectromechanical systems）是一種在微米操作範圍內(nei) 將微電子技術和機械工程融合到一起的工業(ye) 技術。其最初產(chan) 生於(yu) 1950至1960年代，迄今為(wei) 止已經經曆了至少三次較大的應用浪潮[1]，分別為(wei) 孵化階段、汽車應用以及消費類應用。從(cong) 煙霧傳(chuan) 感器、壓感芯片、測溫芯片，到手機的中的麥克風、陀螺儀(yi) 等，MEMS已經深入到工業(ye) 和生活的方方麵麵，而隨著物聯網的發展，未來對傳(chuan) 感器的需求也將呈指數級上升。

MEMS發展浪潮

MEMS結構屬性需求

MEMS晶粒的機械結構包括但不限於(yu) 懸臂結構、齒輪結構、鉸鏈結構、橋型結構以及薄膜結構，這些結構宏觀上非常脆弱，但能夠精密地相對運動。在封裝前，MEMS芯片的這些核心結構被直接暴露在外，許多MEMS芯片的物理結構極其敏感（例如薄膜結構）。如果采用傳(chuan) 統刀輪切割技術，加工過程中冷卻水的使用將會(hui) 使得芯片暴露在外的結構出現汙染以及物理損壞；而激光內(nei) 部改質切割技術全程潔淨幹燥且無接觸，自然成為(wei) 了行業(ye) 內(nei) 切割MEMS芯片的最有效方案。

激光內(nei) 部改質切割技術

激光內(nei) 部改質切割技術是由紅外激光聚焦到材料內(nei) 部，經過激光掃描後形成多層改質層，其利用了激光引導熱裂紋的方法原理（LITP, laser induced thermal-crack propagation)，促使材料沿預設切割方向自然裂開的工藝。經過激光內(nei) 部改質切割的MEMS矽晶圓，可以通過直接擴膜來實現晶粒之間分離。該技術除了前麵提及的潔淨幹燥優(you) 勢，另外在加工時產(chan) 生的切割損耗（kerf loss）也基本完全消除，從(cong) 而可減小晶圓片的預設切割道、增加單片晶粒數量，最終提升產(chan) 品良率、節約製造成本。

技術創新升級

雖然激光內(nei) 部改質切割方案在切割過程中不產(chan) 生碎屑、髒汙等汙染，但是在擴膜分片過程中，分開的界麵處從(cong) 原理上仍然有可能掉落矽屑，從(cong) 而影響較敏感產(chan) 品的良率。大族顯視與(yu) 半導體(ti) 針對矽襯底的特點，自主研發出獨特的光學係統，能夠有效優(you) 化激光單脈衝(chong) 的打點幾何形狀、控製裂紋形貌，以此提升裂紋向解理方向擴展的簡易程度；該光學方案有效優(you) 化切割後的斷麵平整度，減小側(ce) 壁的表麵積，從(cong) 而在根本上抑製了矽屑的產(chan) 生。

大族顯視與(yu) 半導體(ti) 激光內(nei) 部改質切割設備加工時產(chan) 生的引導裂紋形狀比一般激光矽切割設備更銳利，因此可以使用更少的掃描次數來完成裂紋在垂直晶圓麵方向上的裂紋接力，從(cong) 而產(chan) 生更好的斷麵均勻性；切割後的整體(ti) 直線度在5μm以內(nei) ，擴膜後無雙晶且沒有產(chan) 生可見的矽屑。

產(chan) 品加工效果擴膜後效果