通常來(lái)說(shuō)，硅晶圓是由金剛石鋸切割好的，偶而也有用劃線器和剝裂加工的，但劃線器和剝裂加工具有一定的局限性，它們只能平直劃線，且容易缺邊。隨著激光器技術(shù)的不斷完善發(fā)展，越來(lái)越多的硅片加工采用激光技術(shù)，激光器在硅晶圓加工領(lǐng)域的主要應(yīng)用有切割、劃刻、打孔和打標(biāo)等。目前用于硅片加工的主要激光光源為倍頻YVO4綠光、紫外光等，但倍頻YVO4激光器操作費(fèi)時(shí)，且價(jià)格昂貴，使其應(yīng)用受到了一定限制。光纖激光器憑借較高的光束質(zhì)量、較寬的脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍和較低的成本，使其在硅晶圓加工方面的應(yīng)用日益獲得飛速發(fā)展。 SPI光纖激光器簡(jiǎn)介 目前SPI公司的產(chǎn)品主要分為連續(xù)光纖激光器和脈沖光纖激光器兩大類。連續(xù)光纖激光器包括25～400W系列產(chǎn)品，脈沖光纖激光器包括10～40W系列產(chǎn)品。連續(xù)光纖激光器主要用于硅片切割；脈沖光纖激光器主要用于硅片劃刻、打孔和打標(biāo)等。 G3脈沖激光器——與基于Q開(kāi)關(guān)技術(shù)的光纖激光器不同的是，SPI公司的10～40W G3（第三代）脈沖激光器采用主振蕩功率放大（MOPA）技術(shù)，由于其輸出頻率是由種子光的頻率決定的，而種子激光的頻率可通過(guò)電調(diào)制的方式直接控制，因此該激光器具有連續(xù)輸出（當(dāng)種子光的輸出為連續(xù)輸出時(shí)）和脈沖輸出（當(dāng)種子光的輸出為脈沖輸出時(shí)） 兩種操作模式。在脈沖模式下，40W脈沖激光器重頻率范圍為1～500kHz，峰值功率可達(dá)20kW，單脈沖能量可達(dá)1.25mJ，脈沖寬度可達(dá)10nm，并且內(nèi)置25種波形可供選擇。平均功率、峰值功率、脈沖頻率和脈沖寬度等參數(shù)可根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整，從而極大地拓寬了G3激光器在硅片加工領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，極大地提高了加工效率。 R4連續(xù)激光器系統(tǒng)——SPI公司的連續(xù)激光器包括25～200W風(fēng)冷激連續(xù)光器和100～400W水冷連續(xù)激光器，最大調(diào)制頻率為100kHz，輸出功率穩(wěn)定性為±0.5%。 激光切割晶圓 SPI公司最近發(fā)明了一種能獲得超高切割質(zhì)量的高速晶圓切割方法。用200W連續(xù)光纖激光器在200μm （0.008”）厚的多晶硅上以10m/min的速度切割，可以獲得相當(dāng)平滑的、沒(méi)有任何裂紋的切割邊緣 ，以及寬度40μm的非常平行的無(wú)裂紋切口。即使在晶圓厚度達(dá)1.2mm（0. 05”）時(shí)，仍能以超過(guò)1m/min的速度實(shí)現(xiàn)超高質(zhì)量切割，能與現(xiàn)有的其他切割方法相匹敵。表1中的數(shù)據(jù)表明了光纖激光器在硅晶圓切割應(yīng)用中的競(jìng)爭(zhēng)性優(yōu)勢(shì)。 目前，SPI正在為該加工方法申請(qǐng)專利。該方法可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的切割邊緣質(zhì)量，圖1顯示了用50W連續(xù)光纖激光器獲得的切割質(zhì)量。甚至在切割有圖案的晶圓時(shí)，也能獲得高質(zhì)量的頂部邊緣，無(wú)任何裂紋顯示（見(jiàn)圖2）。這種新的切割方法也可以像現(xiàn)有的金剛石割鋸技術(shù)一樣加工出平直的形狀。表1：SPI 連續(xù)激光器切割參數(shù) 圖1：50W連續(xù)激光器切割250