水導激光切割晶圓預對準及水束激光耦合技術研究.pdf

1、伴隨著半導體制造工藝技術的不斷發(fā)展，電子封裝技術變得越來越先進，要求芯片的尺寸和厚度都不斷減小，晶圓作為集成電路（Integrated Circuit，IC）的原始材料，相應地其基片尺寸不斷增加、厚度不斷減小以及劃線尺寸進一步細化，切割技術進一步面臨嚴峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)切割技術由于破片率大、熱影響嚴重等弊端開始不能滿足這一精細的切割需求，隨即一種具有熱影響區(qū)小、加工質量好及加工速度快等強大優(yōu)勢的綠色微細加工技術——水導激光切割技術便應運而生。

2、本文以水引導激光實現(xiàn)晶圓切割為研究背景，主要針對晶圓在切割工序之前的預對準技術和水束與激光的耦合技術進行深入研究，擬設計出一套高精度、高自動化程度的晶圓預對準系統(tǒng)和一套能生成高質量水束光纖并滿足切割需求的水束激光耦合系統(tǒng)。
　　晶圓預對準系統(tǒng)是保證晶圓正確切割的前提，并直接對晶圓的切割精度產(chǎn)生影響。通過分析晶圓預對準系統(tǒng)功能需求，設計其整體結構，搭建出基于視覺系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)的預對準系統(tǒng)硬件平臺。在此基礎上，基于視覺圖像處理技術

3、，建立機床坐標系與圖像像素坐標系之間的相互對應關系，并利用MATLAB GUI開發(fā)晶圓預對準系統(tǒng)軟件，主要完成圖像增強、邊緣檢測、直線擬合、圓檢測及切邊/缺口檢測等處理，最終計算出晶圓中心與承片臺中心之間的位置偏差以及方向偏角量，為晶圓切割提供精確的補償數(shù)據(jù)。
　　水束與激光耦合技術是水導激光技術實現(xiàn)加工的核心，主要對水束的穩(wěn)定性和激光在水束中的傳輸與能量衰減特性進行分析。利用GAMBIT軟件建立噴嘴以及耦合裝置模型和網(wǎng)格劃分，然