激光细微之处造乾坤-【zixun】

目前，中国的半导体市场需求约占全球市场需求的三成。然而，在产能方面，中国大陆厂商仅掌握全球不到1%的12英寸晶圆产能，位于中国大陆（包括外商独资）的12英寸晶圆产能则有8%。巨大的半导体市场潜力与制程技术的局限性并存，使得中国大陆成为投资半导体制造的热点。

随着中国通信基础设施的建设、智能终端持续发酵，以及车联网、智慧城市的建设等，为中国IC产业持续注入动力。加之，中国政府的积极引导进一步推动了半导体制造业的发展。可以预见，中国半导体产业将进入黄金时代，而这一切的背后都需要有强而有力的晶圆代工来支持。

半导体制造的主要趋势

摩尔定律揭示了信息技术进步的速度：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，大约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

小型化和更高的时钟频率一直是半导体制造的主要趋势。如今，在现代智能手机的CPU中，其晶体管与流感病毒的大小几乎相同。在极具创新的半导体行业中，在无限追求更小更精密的微观世界里，激光发挥着至关重要的作用。例如，激光蚀刻出微细的沟槽，可将几百块芯片紧密地压缩在一起，装配在晶圆上；极紫外光可用于生产小于16纳米的芯片；激光可将产品信息快速标记于极小的空间中；超短脉冲激光器能够快速地在多层基板上钻出大量细小的孔眼。

激光在晶圆上的划线及切割

在现代的晶圆制程中，更大的晶圆能够被锯成越来越多的不断缩小的芯片。导体层之间填入低k介质材料的绝缘层。低k介质材料容易引发各种锯切问题，有时会因为脆性而破碎，有时会粘住锯片。即使使用较薄的锯片分割晶圆，切痕仍然较大。而TruMicro皮秒激光则可轻松实现40微米的沟槽宽度，且不产生任何损伤。

锯切也产生粉尘，人们通常会在晶片上涂上保护涂层。若使用紫外激光，则无需在晶片上涂上保护涂层，也无需水冷却。而且当晶圆厚度小于100微米时，激光切割的速度远远超过了锯切的速度。

据说，美国JPSA公司开发了一种有效的光束整形与传递的光学系统，该系统可以获得很狭窄的2.5微米切口宽度，可以在保证较小聚焦光斑的同时调节优化激光强度，大大提高半导体晶圆划片的速度，且降低了对材料过度加热与附带损伤的程度。

在多层印刷电路板上的激光钻孔

由于电子产品小型化的趋势，即使一小块印刷电路板上也布满了各类芯片、电子元器件，电路板所需的钻孔数量相当惊人，对孔径和深度的准确度要求甚高。在材料方面，手机制造商则青睐柔性电路板。

对于钻孔，激光技术较大的优势在于精度，例如红外皮秒激光器可实现直径30微米的钻孔。但穿透深度的精准同样重要——电路中任何一个导孔若因错误的加工深度而导致接触不良或短路，那么这块电路板就成了废品。

人们在多层微通孔电路板上进行微钻孔，以实现电路元件之间的电气连接。CO2激光器被广泛用于微电子封装应用的通孔钻孔工序。然而，CO2激光器具有的红外波长限制了其聚焦光斑的大小。若想钻出更小直径的通孔，则需要较短的波长。在相干公司应用实验室的一项测试中，曾利用准分子激光器成功地在玻璃薄片上钻出许多紧密排列的孔。准分子激光器已经成为制造集成电路、显示屏和柔性电子元件的关键技术。

智能手机芯片：越小越强大

未来，手机将更加智能和强大——它能与身体紧密连接，人们可以通过手势和语音对它进行操控。这意味着智能手机的核心芯片也将向更小、更强大的方向演化。

EUV光刻将继续创建更小结构，生产出更高性能的芯片。通快已研发了第三代的激光系统，为光刻系统制造商和预脉冲、主脉冲技术树立了标杆。该公司更长远的目标是实现大规模生产所需的250瓦光学功率，为新一代芯片的生产奠定基础。

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