Silīcija karbīda lāzergriešanas mašīnu tehnoloģija

Pēdējos gados izmantošanaLāzera griešanas mašīnatehnoloģija ir kļuvusi arvien populārāka pusvadītāju materiālu ražošanā un apstrādē. Šīs metodes princips ir izmantot fokusētu lāzera staru, lai modificētu substrātu no virsmas vai materiāla iekšpuses, tādējādi atdalot to. Tā kā šis ir bezkontakta process, tiek novērsta instrumenta nodiluma un mehāniskās slodzes ietekme. Rezultātā tas ievērojami uzlabo vafeļu virsmas raupjumu un precizitāti, kā arī novērš nepieciešamību pēc turpmākiem pulēšanas procesiem, samazinot materiālu zudumus, samazinot izmaksas un samazinot vides piesārņojumu, ko izraisa tradicionālie slīpēšanas un pulēšanas procesi. Lāzergriešanas tehnoloģija jau sen ir izmantota silīcija lietņu griešanai, taču tās pielietojums silīcija karbīda jomā vēl nav nobriedis. Pašlaik galvenokārt ir šādas tehnoloģijas.

1. Ūdensvada lāzergriešana
Ūdens vadītā lāzera tehnoloģija (Laser MicroJet, LMJ), kas pazīstama arī kā lāzera mikrostrūklas tehnoloģija, tās princips ir fokusēt lāzera staru uz sprauslu, kad lāzers iet caur spiediena modulētu ūdens dobumu; no sprauslas tiek izspiesta zema spiediena ūdens stabs. Refrakcijas koeficienta dēļ ūdens un gaisa saskarnē var izveidoties optiskais viļņvads, kas ļauj lāzeram izplatīties ūdens plūsmas virzienā, tādējādi vadot virsmas apstrādāts materiāls griešanai caur augstspiediena ūdens strūklu. Ūdens vadītā lāzera galvenā priekšrocība ir griešanas kvalitāte. Ūdens plūsma var ne tikai atdzesēt griešanas zonu, samazināt materiāla termisko deformāciju un termiskos bojājumus, bet arī noņemt apstrādes gružus. Salīdzinot ar stiepļu zāģa griešanu, tā ātrums ir ievērojami lielāks. Tomēr, tā kā ūdens dažādās pakāpēs absorbē dažāda viļņa garuma lāzera gaismu, lāzera viļņa garums ir ierobežots, galvenokārt 1064 nm, 532 nm un 355 nm.

1993. gadā Šveices zinātnieks Beruolds Ričeržagens pirmo reizi ierosināja šo tehnoloģiju. Viņa dibinātais uzņēmums Synova specializējas ar ūdeni vadāmu lāzeru pētniecībā un attīstībā un industrializācijā. Tas ieņem vadošo pozīciju tehnoloģiju jomā starptautiskā mērogā. Vietējās tehnoloģijas ir salīdzinoši atpalikušas. Inno Laser un Shengguang Silicon Research Citi uzņēmumi aktīvi pēta un attīstās.

2. Neredzama griešana

Stealth Dicing (SD) fokusē lāzera gaismu uz vafeles iekšpusi caur silīcija karbīda virsmu, veidojot modificētu slāni vajadzīgajā dziļumā, tādējādi noloboties vafeles. Tā kā vafeles virsmā nav iegriezumu, var sasniegt augstu apstrādes precizitāti. SD process ar nanosekundes impulsu lāzeriem jau tiek izmantots rūpniecībā, lai atdalītu silīcija plāksnes. Tomēr nanosekunžu impulsa lāzera izraisītas silīcija karbīda SD apstrādes laikā radīsies termiskie efekti, jo impulsa ilgums ir daudz ilgāks nekā savienojuma laiks starp elektroniem un fononiem silīcija karbīdā (pikosekundes secība). Liela siltuma padeve vafelei ne tikai padara atdalīšanu pakļautu novirzei no vēlamā virziena, bet arī rada lielus atlikušos spriegumus, kas var izraisīt lūzumus un sliktu šķelšanos. Tāpēc, apstrādājot silīcija karbīdu, parasti tiek izmantots īpaši īsa impulsa lāzera SD process, un termiskais efekts ir ievērojami samazināts.

Japānas DISCO uzņēmums ir izstrādājis lāzergriešanas tehnoloģiju, ko sauc par galveno amorfo-melno atkārtoto absorbciju (KABRA). Kā piemēru ņemot silīcija karbīda lietņu ar 6 collu diametru un 20 mm biezumu apstrādi, karbonizētās silīcija vafeles produktivitāte palielinājās četras reizes. KABRA process būtībā fokusē lāzeru silīcija karbīda materiālā. Izmantojot "amorfo melno atkārtoto absorbciju", silīcija karbīds tiek sadalīts amorfā silīcijā un amorfā oglekli un veido slāni, kas kalpo kā pamatpunkts vafeļu atdalīšanai, tas ir, melns. Amorfais slānis absorbē vairāk gaismas, ļaujot plāksnītēm izplūst. viegli atdalāms.

Siltectra izstrādātā Cold Split vafeļu tehnoloģija, ko iegādājās Infineon, var ne tikai sadalīt dažāda veida lietņus vafelēs, bet arī samazināt katras vafeles zudumus līdz pat 80 μm, samazinot materiāla zudumus par 90%. Kopējās galīgās ierīces ražošanas izmaksas tiek samazinātas līdz pat 30%. Aukstās griešanas tehnoloģija ir sadalīta divos posmos: pirmkārt, kristāla lietnis tiek apstarots ar lāzeru, veidojot nolobīšanās slāni, kas paplašina silīcija karbīda materiāla iekšējo tilpumu, tādējādi radot stiepes spriegumu un veidojot ļoti šauru mikroplaisu slāni; un tad mikroplaisas tiek izgrieztas caur polimēra dzesēšanas posmu. Plaisa tiek pārstrādāta galvenajā plaisā, kas galu galā atdala vafeles no atlikušā lietņa. 2019. gadā trešā puse novērtēja šo tehnoloģiju un noteica, ka vafeles virsmas raupjums Ra pēc segmentācijas ir mazāks par 3 µm, un labākais rezultāts ir mazāks par 2 µm.

Ķīnas JTBYShield Laser izstrādātā modificētā kubiņu griešana ir lāzera tehnoloģija, kas sadala pusvadītāju plāksnes atsevišķās mikroshēmās vai presformās. Šajā procesā tiek izmantots arī precīzs lāzera stars, lai skenētu vafeles iekšpusi, veidojot modificētu slāni, lai vafele varētu paplašināties pa lāzera skenēšanas ceļu, izmantojot ārēju spriegumu, lai pabeigtu precīzu atdalīšanu.

Šobrīd esam apguvuši silīcija karbīda javas griešanas tehnoloģiju, taču javas griešanai ir lieli zudumi, zema efektivitāte un nopietns piesārņojums. To pakāpeniski atkārto dimanta stiepļu griešanas tehnoloģija. Tajā pašā laikā lāzergriešanas veiktspējas un efektivitātes priekšrocības ir izcilas, kas atšķiras no tradicionālās mehāniskās kontaktu apstrādes. Tehnoloģijai ir daudz priekšrocību, tostarp augsta apstrādes efektivitāte, šaurs rakstīšanas ceļš un augsts mikroshēmu blīvums. Tas ir spēcīgs konkurents, lai aizstātu dimanta stiepļu griešanas tehnoloģiju, un tas paver jaunu veidu, kā izmantot nākamās paaudzes pusvadītāju materiālus, piemēram, silīcija karbīdu. Attīstoties rūpnieciskajām tehnoloģijām, silīcija karbīda substrātu izmēri turpina palielināties, silīcija karbīda griešanas tehnoloģija strauji attīstīsies, un efektīva un kvalitatīva lāzergriešana būs svarīga tendence silīcija karbīda griešanai nākotnē.

Kontaktinformācija:

Ja jums ir kādas idejas, droši sazinieties ar mums. Neatkarīgi no tā, kur atrodas mūsu klienti un kādas ir mūsu prasības, mēs ievērosim savu mērķi nodrošināt saviem klientiem augstu kvalitāti, zemas cenas un vislabāko servisu.