劃片是將半導體(ti) 晶圓分割成單個(ge) 芯片的過程，一般在晶圓已完成前道工藝製程和電性能測試的基礎上進行。同時作為(wei) 半導體(ti) 封裝的首步工序，劃片質量將直接影響封裝成品的最終可靠性。砂輪切割是目前應用最為(wei) 廣泛的一種劃片方式，采用金剛石顆粒和粘合劑組成的刀片，經主軸聯動高速旋轉，與(yu) 被加工材料相互磨削，並以一定速度進給，將晶圓逐刀分割成獨立芯片。在工藝過程因殘餘(yu) 應力和機械損傷(shang) 導致的崩裂等缺陷，是製約砂輪劃片發展的主要問題。

隨著半導體(ti) 集成電路飛速發展對劃片效率和質量的新要求，該切割技術已結合不同加工材料的特點，從(cong) 劃片刀選取、工藝參數優(you) 化以及劃片方式改進等方麵著手，有了一定的發展。麵對器件多樣化的發展趨勢，特別是在超薄晶圓以及含有可動結構的 MEMS 晶圓等非接觸劃片的發展需求，砂輪劃片已無法完全滿足。激光切割可有效避免砂輪崩裂問題，同時在小尺寸及 MEMS 芯片方麵，凸顯出愈發重要的優(you) 勢，本文將主要對目前主要應用的激光隱形切割和激光燒蝕切割兩(liang) 種劃片方式展開討論。

激光隱形切割技術

芯片分離，是在改質層形成的基礎上，通過外力如劈刀施壓，或是直接通過擴裂方式，使改質層貫穿於(yu) 晶圓表麵和底麵，進而分離成獨立芯片的過程。

激光燒蝕切割是利用高能脈衝(chong) 激光，經光學係統準直和聚焦後，形成能量密度高，束斑尺寸隻有微米級的激光束，作用於(yu) 工件表麵，使被照射區域局部熔化、氣化，從(cong) 而使劃片間道材料去除，最終實現開槽或直接劃透。

激光燒蝕切割以高溫為(wei) 作用機理，在燒蝕邊緣會(hui) 形成被加工材料頻繁重鑄等現象的熱影響區域，如何控製熱影響區大小，是實現激光劃片在半導體(ti) 行業(ye) 發展的主要途徑。根據所加工材料對不同波長激光的吸收特性，選擇配置相應的激光器和光學係統。其中，脈衝(chong) 寬度是影響切割質量的重要參數，實指每一個(ge) 激光單脈衝(chong) 的持續時間，在功率和頻率一致的情況下，脈衝(chong) 寬度越小，激光與(yu) 加工材料的作用時間越短，熱影響區越小，可降低燒蝕過程對邊緣的不利影響。此外，激光器的選取還需兼顧效率和質量，一般激光波長越短，加工熱影響區越小，但激光速度偏慢，效率偏低。

目前應用半導體(ti) 晶圓切割的兩(liang) 類主要激光切割技術，即激光隱形切割和激光燒蝕切割。兩(liang) 種技術各具特點，均展現出傳(chuan) 統砂輪劃片所無法比擬的優(you) 勢。隨著激光技術的不斷發展和相關(guan) 設備的成熟完善，激光切割將在半導體(ti) 晶圓切割領域占據更具主導的地位。

來源：中國電子科技集團公司第十三研究所