水輔助激光刻劃硅片的優(yōu)化工藝研究.pdf

1、集成電路制造的關(guān)鍵一步就是將晶圓劃切成單獨(dú)的芯片，通常是采用金剛石砂輪進(jìn)行切割，但這種方法存在刀具磨損、切縫崩邊和材料利用率低等缺點(diǎn)。而且，隨著3D封裝工藝的成熟及晶圓厚度的降低和直徑的增加，使得晶圓對(duì)機(jī)械外力變得更加的敏感，急需一種新的加工工藝方法。激光加工技術(shù)是一種先進(jìn)的非接觸式加工方法，然而，高能量的激光束作用于材料表面會(huì)產(chǎn)生一定的熔渣和重鑄層以及難以避免的殘余熱應(yīng)力和微裂紋。為了解決這些問(wèn)題，水輔助激光加工的方法已經(jīng)受到很多學(xué)者

2、的關(guān)注，但還處于起步的階段，需要進(jìn)一步的研究。本文主要從水輔助激光刻蝕硅片的宏觀形貌著手，實(shí)驗(yàn)探究了在不同工藝參數(shù)下水輔助激光刻蝕硅片的形貌，分析產(chǎn)生的原因和機(jī)理，旨在探究通過(guò)簡(jiǎn)易的設(shè)備在合適的工藝參數(shù)下實(shí)現(xiàn)較好的激光刻蝕效果。本文的研究成果如下：
　　第一，搭建了簡(jiǎn)易水輔助刻蝕硅片裝置，研究了傳統(tǒng)激光和水射流輔助激光打孔形成錐度角差異，分析等離子體效應(yīng)以及在水層約束作用下產(chǎn)生的對(duì)材料反向沖蝕力的作用；探究三種水輔助激光刻蝕硅片在

3、統(tǒng)一工藝參數(shù)下對(duì)刻蝕深度、刻蝕寬度和產(chǎn)生的熱影響區(qū)的影響，以及對(duì)比分析每一種刻蝕方式對(duì)刻槽形貌產(chǎn)生的原因。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)爆發(fā)沸騰引起空化泡產(chǎn)生高壓射流對(duì)材料產(chǎn)生沖蝕作用，而且還發(fā)現(xiàn)水射流的沖蝕力對(duì)熔融材料和熔渣的去除起到很大的作用。
　　第二，基于正交試驗(yàn)的原理及特點(diǎn)，本文對(duì)水射流激光刻蝕硅片的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，利用綜合平衡法，對(duì)試驗(yàn)中的指標(biāo)進(jìn)行極差分析，選取優(yōu)組合，分析判斷各因素對(duì)各個(gè)指標(biāo)的影響，建立最優(yōu)方案表，分析確定最優(yōu)的