Wie schneidet ein UV-Laser MEMS-Wafer?

      MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) ist ein mikroelektromechanisches System, das im Allgemeinen aus einer mikromechanischen Struktur, einem Mikrosensor, einem Mikroaktuator und einer Steuerschaltung besteht. MEMS ist ein Chip, der die Umwandlung zwischen verschiedenen Energieformen durch Halbleitertechnologie realisiert.

      Das Dicing-Verfahren von MEMS-Wafern unterscheidet sich vom Dicing typischer ICs. Ein typisches Anreißen mit einer IC-Schleifscheibe wird durch die Hochgeschwindigkeitsrotation der Schleifscheibenklinge erreicht, um die Materialentfernung zu vervollständigen, wodurch ein Spanschneiden realisiert wird. Aufgrund der Hochgeschwindigkeitsrotation der Klinge ist es oft notwendig, reines Wasser zum Kühlen und Spülen zu verwenden. Der Druck und das Drehmoment, die durch die Hochgeschwindigkeitsrotation der Schaufel erzeugt werden, die Aufprallkraft, die durch das Spülen von reinem Wasser erzeugt wird, und die Verschmutzung, die durch die geschnittenen Si-Chips verursacht wird, wirken sich alle wahrscheinlich auf die Maschinerie in dem MEMS-Chip aus. Die Mikrostruktur verursacht irreversible Schäden. Daher ist das Schleifscheiben-Dicing eines typischen ICs nicht für das Dicing von MEMS-Wafern geeignet.

      Als Lösung für das Laserschneiden von Wafern kann Laser-Stealth-Cutting die Probleme des Schleifscheibenritzens vermeiden. Beim unsichtbaren Laserschneiden wird ein einzelner Impuls eines gepulsten Lasers optisch umgeformt, sodass er durch die Oberfläche des Materials hindurchtreten und im Inneren des Materials fokussiert werden kann. Die Energiedichte im Fokusbereich ist höher und bildet einen nichtlinearen Absorptionseffekt durch Multiphotonenabsorption, wodurch das Material modifiziert wird, um Risse zu bilden. Jeder Laserpuls wirkt in gleichen Abständen, um äquidistante Schäden zu bilden, um eine modifizierte Schicht innerhalb des Materials zu bilden. In der modifizierten Schicht werden die molekularen Bindungen des Materials aufgebrochen, und die Verbindung der Materialien wird brüchig und leicht zu trennen. Nach Abschluss des Schneidens wird das Produkt durch Strecken der Trägerfolie vollständig getrennt und zwischen Chip und Chip ein Spalt erzeugt. Diese Verarbeitungsmethode vermeidet Schäden durch direkten mechanischen Kontakt und Waschen mit reinem Wasser. Gegenwärtig kann die Laser-Stealth-Cutting-Technologie auf Saphir/Glas/Silizium- und verschiedene Verbindungshalbleiter-Wafer angewendet werden.