Завершающие операции. Лазерное скрайбирование

Скрайбирование заключается в нанесении рисок на рабочую поверхность полупроводниковой пластины с готовыми интегральными схемами с целью дальнейшего разделения пластин на отдельные кристаллы (чипы). Риски располагают по межсхемным дорожкам в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

В 70-х годах повсеместно в электронной промышленности начинает применяться лазерное скрайбирование. Особенностью лазерного скрайбирования является то, что оно обеспечивает разламывание пластин с перпендикулярными рабочей поверхности боковыми гранями кристаллов. К достоинствам способа лазерного скрайбирования можно отнести высокую производительность при отсутствии сколов. Лазерное скрайбирование обеспечивает качественное разламывание пластин кремния толщиной до 400–450 мкм. Недостатком метода лазерного скрайбирования является разбрызгивание продуктов обработки — частиц испаряемого и расплавленного полупроводникового материала, из-за чего необходима зашита, рабочей поверхности пластины. Для лазерного скрайбирования в настоящее время наиболее широко используется частотный АИГ:Nd-лазер с длиной волны излучения 1,06 мкм в режиме модулированной добротности (τ_i = 100 ÷ 500 нс). При использовании такого режима обработки реализуют ширину риски 25–40 мкм с глубиной 50–100 мкм. Как правило, скорость скрайбирования выбирают в пределах от 100–200 мм/с. Поскольку для эффективной реализации процесса лазерного скрайбирования необходимо равномерно удалить материал в области лазерного воздействия, плотность потока излучения необходимо выбирать в диапазоне q_c⁽³⁾ < q < q_c⁽⁴⁾.

Серийная установка для лазерного скрайбирования состоит из лазера, оптической системы для фокусировки лазерного излучения и визуального наблюдения за процессом, блоков управления и механизма перемещения рабочего стола, на котором устанавливается полупроводниковая пластина.

Для улучшения данной процедуры используется режим многократного скрайбирования. Дня снижения загрязнения рабочей поверхности пластины продуктами лазерного скрайбирования применяется вакуумный отсос и нанесение на рабочую поверхность пластины слоя латекса (водный раствор каучука), поливинилового спирта, поверхностно-активных веществ.