單刀直入，能賺錢的激光設(shè)備工藝有如下：

1）激光晶圓退火

2）激光解鍵合

3）激光晶圓開槽

4）激光晶圓切割

5）激光晶圓飛拋

6）激光MEMS切割

7）激光晶圓切割道邊打標(biāo)

8）激光切割I(lǐng)C載板

9）激光晶圓正面打標(biāo)

10）激光芯片背面打標(biāo)

11）激光固化材料

12）激光TSV鉆孔與IC載板鉆孔

目前，中國的半導(dǎo)體市場需求約占全球市場需求的三成。然而，在產(chǎn)能方面，中國大陸廠商僅掌握全球不到1％的12英寸晶圓產(chǎn)能，位于中國大陸（包括外商獨(dú)資）的12英寸晶圓產(chǎn)能則有8％。巨大的半導(dǎo)體市場潛力與制程技術(shù)的局限性并存，使得中國大陸成為投資半導(dǎo)體制造的熱點(diǎn)。

中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸呈現(xiàn)向大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移的新趨勢，為中國各行業(yè)的發(fā)展帶來了設(shè)備國產(chǎn)化的機(jī)遇。此外，政府政策大力支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大量資金將加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和成熟發(fā)展。

目前，中國是世界上最大的集成電路市場，需求量巨大。近年中國通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、智能終端持續(xù)發(fā)酵，以及汽車智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的建設(shè)等，為中國IC產(chǎn)業(yè)持續(xù)注入動力。加之，中國政府的積極引導(dǎo)進(jìn)一步推動了半導(dǎo)體制造業(yè)的發(fā)展?？梢灶A(yù)見，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入黃金時(shí)代，而這一切的背后都需要有強(qiáng)而有力的晶圓代工來支持。多年來，與歐美、日韓和臺灣省相比，中國芯片行業(yè)一直處于弱勢地位。近年來，中國在半導(dǎo)體行業(yè)的R&D投資逐漸增加，芯片市場占GDP的比重持續(xù)上升。

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展以及激光技術(shù)深入半導(dǎo)體行業(yè)，激光已經(jīng)在半導(dǎo)體領(lǐng)域多道工序取得成功應(yīng)用。廣為熟知的激光打標(biāo)，使得精細(xì)的半導(dǎo)體芯片標(biāo)識不 再是個(gè)難題。激光切割半導(dǎo)體晶圓，一改傳統(tǒng)接觸式刀輪切割弊端，解決了諸如刀輪切割易崩邊、切割慢、易破壞表面結(jié)構(gòu)等諸多問題。在集成電路工藝線寬越來越 小的情況下，LOW-K材料(K為介電常數(shù)，即低介電常數(shù)材料)越來越多的應(yīng)用于集成IC中，由于LOW-K層傳統(tǒng)工藝很難加工，于是引入了激光開槽工 藝，利用激光將切割道中LOW-K層去除。目前12寸硅晶圓已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，而且晶圓越做越薄，將薄晶圓鍵合于承載晶圓片上流片后通過拆 鍵和將兩部分分開，激光拆鍵以其高效率無耗材等諸多優(yōu)勢成為關(guān)注熱點(diǎn)。另外激光還在鉆孔、劃線、退火等工序取得不錯(cuò)的應(yīng)用成果。

近年來制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高集成度和高性能的半導(dǎo)體晶圓需求不斷增長，硅、碳化硅、藍(lán)寶石、玻璃以及磷化銦等材料作為襯底材料被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體 晶圓領(lǐng)域。隨著晶圓集成度大幅提高，晶圓趨向于輕薄化，傳統(tǒng)的很多加工方式已經(jīng)不再適用，于是在部分工序引入了激光技術(shù)。激光加工具有諸多獨(dú)特的優(yōu)勢：

A. 非接觸式加工：激光的加工只有激光光束與加工件發(fā)生接觸，沒有刀削力作用于切割件，避免對加工材料表面造成損傷。

B. 加工精度高：脈沖激光可以做到瞬時(shí)功率極高、能量密度極高而平均功率很低，可瞬間完成加工且熱影響區(qū)域極小，確保高精密加工。

C. 加工效率高，經(jīng)濟(jì)效益好：激光加工效率往往是機(jī)械加工效果的數(shù)倍且無耗材無污染。

1 激光隱形切割

激光隱形切割是一種全新的激光切割工藝，具有切割速度快、切割不產(chǎn)生粉塵、無切割基材耗損、所需切割道很小、完全干制程等諸多優(yōu)勢。其原理是將短脈 沖激光光束透過切割材料表面聚焦在材料中間，由于短脈沖激光瞬時(shí)能量極高，在材料中間形成改質(zhì)層，然后通過外部施加壓力使芯片分開。中間形成的改質(zhì)層如圖 1所示：

圖1 300μm厚晶圓截面圖

目前激光隱形切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于LED芯片、MEMS芯片、FRID芯片、SIM芯片、存儲芯片等諸多晶圓的切割，如圖2以硅襯底MEMS晶圓為例，可以看到隱形切割的芯片幾乎沒有崩邊和機(jī)械損傷。

圖2 MEMS晶圓激光切割效果圖

隱形切割也有它的局限性，由于隱形切割需要將特定波長的激光聚焦于物質(zhì)的內(nèi)部，所切割的物質(zhì)必須對特定波長的激光具有較大的透射率，另外需要切割道內(nèi)光滑以防止對照射的激光形成漫反射。目前隱形切割能夠切割Si、SiC、GaAS、LiTaO3、藍(lán)寶石、玻璃等材料。

2 激光表面燒蝕切割

表面燒蝕切割是較為普遍的激光切割工藝，其原理是將激光聚焦于所需材料的表面，聚焦的地方吸收激光能量后形成去除性的融化和蒸發(fā)，在切割表面形成一定深度的"V"型口，然后通過外部施加壓力使芯片分開。切割完后的"V"型槽如圖3所示：

圖3 激光表面切割形成的"V"型口

激光表面切割具有更強(qiáng)的通用性，使用超短脈沖激光進(jìn)行表面切割能夠很好的將熱影響區(qū)域控制在很小的范圍內(nèi)。目前該激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于GPP工藝的晶圓、四元LED晶圓等晶圓的切割中。如圖4以四元LED芯片為例，我們可以看到激光表面切割能夠有較好的切割面。

圖4 激光表面切割截面以及切割效果圖

對比隱形切割技術(shù)，激光表面切割的工藝窗口更寬，但是它也有不足之處：

A. 切割效率往往低于隱形切割;

B. 部分晶圓切割前需要涂覆保護(hù)液，切割完后需要清洗保護(hù)液;

C. 晶圓越厚需要切割越深，表面的開口就越大，熱影響區(qū)也就越大。

國內(nèi)還有幾個(gè)重要晶圓激光工藝有待提高是哪些？

第一個(gè)是TSV鉆孔，第二個(gè)是晶圓飛拋。這兩個(gè)工藝基本被日本企業(yè)壟斷，國內(nèi)要想快速在晶圓激光加工領(lǐng)域獲利，搞這兩個(gè)工藝就以了。