Low－K材料簡介
在半導(dǎo)體制程中,，Low－K是相對于二氧化硅具有小的相對介電常數(shù)的材料（主要有SiOF,，SiOC以及幾種有機Low－K材料等）,；其主要應(yīng)用在0.13um及以下工藝技術(shù)中，配合銅互連工藝技術(shù),，目的是減小電路的寄生電容（Cu是為了減小寄生電阻,，因其電阻率較Al小很多）,，從而實現(xiàn)更快的開關(guān)速度和更低的散熱量,。因此，Low-K工藝是目前業(yè)界發(fā)展的重點,，特別是在邏輯運算,，存儲等領(lǐng)域。Low－K材質(zhì)在芯片中的位置是處于金屬互連層之間,。
Low－K材料加工方法
Low-K材料及銅質(zhì)材料,，難以用普通的金剛石刀輪進行切割加工，原因是金剛石刀輪直接作用會導(dǎo)致Low-K材料的飛濺和外觀不良（如崩缺,，裂紋,，鈍化/金屬層掀起等現(xiàn)象）。解決此問題需先去除晶圓表面的Low-K以及銅質(zhì)金屬層,，之后再用刀輪切割襯底材料,。
現(xiàn)在市場上主流的Low-k去除技術(shù)是激光開槽技術(shù)。激光開槽技術(shù)是將短脈沖激光聚焦到晶圓表面,，脈沖激光被Low-K層和銅質(zhì)材料持續(xù)吸收,，當(dāng)吸收一定能量后，Low-K層和銅質(zhì)材料會被瞬間汽化或熔化,，從而達到材料去除的效果,。
創(chuàng)新性Low－K材料激光加工工藝方案
雙細線加工 + 雙寬線開槽（Dual Narrow trenching+ Dual Wide Laser Scan）：用Dual Narrow方式先在切割道內(nèi)距邊緣10μm處切兩條8~10μm左右寬度的保護槽；再使用Dual Wide方式,，根據(jù)切割道寬度,，開槽25~60μm（如下圖）。
＊常規(guī)激光切割功能選擇：雙細線間距可調(diào)范圍：0~80μm,，寬線寬度可調(diào)范圍：15~50μm（可根據(jù)實際需求定制光路）,；
＊4種切割功能隨意組合，高精度快速切換（如下圖）,；
＊加工能力：
加工速度250~600mm/s
開槽寬度25~60μm（可定制）
晶圓厚度50~760μm
開槽深度≥10μm
可加工切割道寬度≥35μm
熱影響區(qū)域≤2μm
Low－K激光開槽工藝優(yōu)勢
1,、激光脈沖寬度（皮秒/ps）
熱影響
皮秒激光的先天優(yōu)勢,，可將熱影響區(qū)域降至2μm以內(nèi)。
激光開槽SEM圖像
終端客戶針對TI（德州儀器）的某些產(chǎn)品做過對比,，有些產(chǎn)品的PATTERN采用UV laser方案很容易爆點,，有些位置（淡綠色非金屬區(qū)）會在表面形成炸點，無法開槽,。
我司采用Green Laser方案的設(shè)備均不會出現(xiàn),。
槽形
紫外納秒激光在開槽標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)重頻為40KHz的條件下，底部有1~2μm鋸齒狀的起伏,。
綠光皮秒激光開槽所用重頻為400~500KHz,。光斑重疊率增大，底部均勻性提高,，而且效果一致性會更高,。
激光開槽3D形貌分析，平均深度12~13μm,，呈U形
激光開槽FIB圖像
2,、激光波段（綠光）
Green Laser開槽時在Metal Layer不產(chǎn)生側(cè)面金屬結(jié)晶的主要原因：
1、金屬對Green Laser吸收率較UV Laser為佳,；
2,、皮秒的高頻短脈沖激光形成的冷加工方式使得Narrow beam開槽時不易側(cè)面金屬結(jié)晶。
3,、獨創(chuàng)的激光光束傳輸系統(tǒng)
平頂光（Top Hat）整形方案：通過軟件對旋轉(zhuǎn)電機角度的精確控制,，實現(xiàn)不同尺寸Top Hat的隨意切換，進而實現(xiàn)不同寬度的激光開槽作業(yè),同時亦能保證開槽底部的平整性,。
工藝效果對比
綠光皮秒激光開槽在其它材料以及領(lǐng)域中的應(yīng)用前景
特殊規(guī)格的綠光皮秒激光器+特制的光束整形系統(tǒng)（已申請國家發(fā)明專利）不僅可以高質(zhì)量,、高效率的解決Low-k晶圓片的表面開槽問題，在其它材料以及微加工領(lǐng)域中也有著巨大的應(yīng)用潛力,。例如：利用粗線寬度的可調(diào)整性,，可以實現(xiàn)多種材料的快速、有效去除（e.g. LED晶圓片背金層,、晶圓片表面粘結(jié)膠層等）,；利用細線間距和粗線寬度的可調(diào)整性，可同時實現(xiàn)雙光點單軌,、雙軌以及四軌加工,，成倍的提升激光加工效率；也可利用皮秒級綠光激光器的加工特性,，對玻璃,、陶瓷以及各種金屬材料進行高效、高質(zhì)量的激光加工作業(yè)。
靈活可調(diào),、穩(wěn)定高效是我們基于low-k激光開槽工藝技術(shù)方案的出發(fā)點和落腳點,，這點亦得到了客戶的極大認可。我們將秉承著創(chuàng)新的理念,，帶著我們的方案為中國半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域貢獻出屬于自己的一份力量,。