在半導(dǎo)體行業(yè),硅襯底的半導(dǎo)體材料占據(jù)絕對主導(dǎo)的地位,被廣泛應(yīng)用于MEMS器件,內(nèi)存,CPU,功率器件等產(chǎn)品上。硅晶圓的晶粒尺寸越來越小,厚度越來越薄,傳統(tǒng)刀輪加工設(shè)備崩邊太大弊端顯現(xiàn),而激光切割技術(shù)可以很好解決此弊端,在半導(dǎo)體切割領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。本論文開展隱形和消融切割兩種激光切割工藝試驗研究,探討不同類型的硅晶圓的最佳切割工藝方法。主要研究工作如下:(1)開展激光隱形切割工藝研究。研究激光功率、頻率、切割速度、重疊率、焦點位置、切割次數(shù)對于硅晶圓切割質(zhì)量的影響。對于0.2mm以下的硅片,采用1瓦的焦點處功率切割1次即可完成裂片。隨著厚度的遞增,次數(shù)需要逐步增加,切割完成后硅片背部和正面出現(xiàn)1-2微米左右的裂紋,然后配合擴(kuò)片將每顆晶粒分開。(2)開展激光消融切割工藝研究。研究影響激光消融切割的相關(guān)參數(shù),激光功率、焦點位置、速度、光斑重疊率、焦點位置、等對于硅消融切割的影響。消融切割采用355nm的紫外納秒激光,配合聚焦鏡完成各種厚度硅片的加工,消融切割的功率沒有非常嚴(yán)格的界限,2瓦的聚焦點功率比較適合切割,兼顧了崩邊和效率,隨著功率的增加,微裂紋及崩邊會逐步加大,而功率逐步減小,崩邊也會減小,但是效率降低,當(dāng)功率小于1瓦以下,由于材料的側(cè)壁吸收,切割將變得非常困難。工藝研究結(jié)果表明激光隱形切割和激光消融切割各有優(yōu)劣,隱形切割適合純硅的加工或者切割道為純硅的加工,而消融切割對于切割道的材質(zhì)無要求。
【學(xué)位單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN249;TN305
【部分圖文】：

章 緒論 硅晶圓的切割工藝，激光加工具有環(huán)保，效率高，崩邊小等優(yōu)勢，激光切割主流技術(shù)分為消融切割形切割。T.Ueda,K.Yamada[4]等人用 Nd:YAG 激光進(jìn)行了硅片熱裂切割加工試驗。通過傳感器對裂紋的擴(kuò)展進(jìn)行監(jiān)測，見圖 1-1、1-2，并通過有限元分析了斷裂機(jī)理驗結(jié)果表明，較高的激光能量會導(dǎo)致表面破損，增大了加工表面粗糙度。

章 緒論 硅晶圓的切割工藝，激光加工具有環(huán)保，效率高，崩邊小等優(yōu)勢，激光切割主流技術(shù)分為消融切割形切割。T.Ueda,K.Yamada[4]等人用 Nd:YAG 激光進(jìn)行了硅片熱裂切割加工試驗。通過傳感器對裂紋的擴(kuò)展進(jìn)行監(jiān)測，見圖 1-1、1-2，并通過有限元分析了斷裂機(jī)理驗結(jié)果表明，較高的激光能量會導(dǎo)致表面破損，增大了加工表面粗糙度。

圖 1-3 氯元素對溝槽形貌的影響 圖 1-4 氯元素對溝槽深度的影響樓祺洪，章琳，葉震寰[6]等人根據(jù)硅材料對不同波長激光的吸收系數(shù)的不同，應(yīng)用波長為 193nm 的 ArF 準(zhǔn)分子激光對硅片進(jìn)行了熔融切割實驗。將切割結(jié)果與用YAG 激光切割的結(jié)果進(jìn)行了比對，如圖 1-5 所示 YAG 切割效果較好。（a）YAG 激光熔融切割硅片效果圖 （b）ArF 激光熔融切割硅片效果圖圖 1-5 不同波長激光熔融切割硅片效果圖對于硅晶圓切割的方法有很多，不同的硅晶圓特性不同，對于激光設(shè)備要求也不
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 崔春鵬;;激光原理及應(yīng)用[J];科學(xué)中國人;2015年36期

2 吳俊;周常河;曹紅超;胡安鐸;孫文婷;賈偉;;Simplified mode analysis of guided mode resonance gratings with asymmetric coatings[J];Chinese Optics Letters;2013年06期

3 ;The polarization-dependent supercontinuum generation in photonic crystal fibers with high birefringence and two-zero dispersion[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2012年02期

4 文赟;王克江;孫敏;楊云龍;;淺析砂輪劃片機(jī)劃切工藝[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2010年06期

5 陳明陽;張永康;;高雙折射光子晶體光纖研究進(jìn)展[J];半導(dǎo)體光電;2010年02期

6 林勇;胡家升;;激光光束的整形技術(shù)[J];激光雜志;2008年06期

7 邸旭;于偉莉;劉智穎;王志堅;;激光光斑中心位置計算方法的研究[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

8 樓祺洪,章琳,葉震寰,董景星,魏運榮;紫外激光切割Si片的實驗研究[J];激光技術(shù);2002年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 巴音賀希格;衍射光柵色散理論與光柵設(shè)計、制作和檢驗方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張景泉;高熔點鎢合金和鉬合金薄板激光切割工藝研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2014年

2 楊偉;高精密激光切割的理論及應(yīng)用技術(shù)研究[D];煙臺大學(xué);2009年

3 張姍;基于旋光色散效應(yīng)的石英晶體旋光光學(xué)濾波器[D];曲阜師范大學(xué);2008年

本文編號：2862123