Apparecchiature laser microfluidiche per la lavorazione di wafer a semiconduttori

Apparecchiature laser microfluidiche per la lavorazione di wafer a semiconduttori

La tecnologia laser microjet è una tecnologia avanzata e ampiamente utilizzata per la lavorazione dei materiali compositi, che combina un getto d'acqua "sottile come un capello" con un raggio laser,e guida il laser con precisione sulla superficie della parte lavorata attraverso una riflessione interna totale in modo simile alle tradizionali fibre otticheIl getto d'acqua raffredda continuamente l'area di taglio e elimina efficacemente la polvere prodotta dalla lavorazione.

In quanto tecnologia di lavorazione laser a freddo, pulita e controllata, la tecnologia laser microjet risolve efficacemente i principali problemi associati ai laser a secco, quali danni termici, contaminazione,deformazione, deposizione di detriti, ossidazione, microcracks e conificazione.

Descrizione di base dell'elaborazione con laser a microjet

1. tipo laser
Laser a stato solido Nd:YAG pompato a diodo. Il tempo di larghezza dell'impulso è us/ns e la lunghezza d'onda è 1064 nm, 532 nm o 355 nm.

2Sistema a getto d'acqua
L'acqua filtrata pura deionizzata a bassa pressione. Il consumo d'acqua del getto di acqua ultrafine è solo di 1 litro/ora a 300 bar. La forza risultante è trascurabile (< 0,1N).

3- Sputa.
La dimensione dell'ugello varia da 30 a 150 mm, il materiale dell'ugello è zaffiro o diamante.

4. Sistema ausiliario
Pompe ad alta pressione e sistemi di trattamento dell'acqua.

Specifiche tecniche

Applicazione di apparecchiature a tecnologia laser microjet

1. Taglio di wafer (dischi)
Materiali: taglio di wafer di silicio (Si), carburo di silicio (SiC), nitruro di gallio (GaN) e altri materiali duri e fragili.
Applicazione: sostituire la tradizionale lama di diamante, ridurre la rottura dei bordi (rottura dei bordi < 5 μm, taglio della lama di solito > 20 μm).
La velocità di taglio è aumentata del 30% (ad esempio, la velocità di taglio dei wafer SiC fino a 100 mm/s).
Disegno furtivo: modifica laser all'interno del wafer, separazione assistita da getto liquido, adatto per wafer ultra-sottili (< 50 μm).

2- Perforazione di lamine e lavorazione di microfori
Applicazione: tramite perforazione al silicio (TSV) per IC 3D.
Parametri tecnici:
Intervallo di apertura: 10 μm-200 μm, rapporto profondità/larghezza fino a 10:1.
La rugosità della parete dei pori (Ra) < 0,5 μm è migliore di quella dell'ablazione laser diretta (Ra> 2 μm).

3Imballaggio avanzato
Applicazione: RDL (Rewiring layer) Aprire la finestra: laser + getto rimuove lo strato di passivazione, pad di esposizione.
Imballaggi a livello di wafer (WLP): plastiche di stampaggio epossidiche (EMC) per imballaggi a ventola.
Vantaggi: evita la deformazione dei frammenti causata da sollecitazioni meccaniche e aumenta il rendimento a oltre il 99,5%.

4. lavorazione di semiconduttori composti
Materiale: GaN, SiC e altri semiconduttori a banda larga.
Applicazione: incisione a taglia di dispositivi HEMT: il getto liquido controlla l'energia laser per evitare la decomposizione termica del GaN.
Rilascio a laser: riscaldamento locale a micro getto per attivare la zona di impianto ionico (come la sorgente SiC MOSFET).

5- Riparazione dei difetti e messa a punto
Applicazione: fusione laser di circuiti ridondanti in memoria (DRAM/NAND).
Tuning di array di microlenti per sensori ottici quali ToF.
Accuratezza: accuratezza di controllo dell'energia ±1%, errore di posizione di riparazione < 0,1 μm.