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在三维芯片的封装工艺中,晶圆微孔如硅通孔(Through silicon via,TSV)的制备是其中的重要环节,其微孔质量是保障封装工艺与互连特性的重要因素。目前主要的微孔加工方法是深反应离子刻蚀和激光刻蚀,其中激光刻蚀是通过高密度的激光照射去除材料从而形成微孔,但存在微孔孔径较大、参数优化难、串行加工效率低等问题。因此,如何通过激光加工直径更小的微孔,提高加工效率是晶圆微孔高效加工的关键问题。本文重点开展基于紫外皮秒激光的并行微孔加工方法研究,在激光微孔加工工艺、激光参数优化和激光分光并行加工方法研究过程中,提出激光悬空加工工艺,提高微孔排屑能力,减小微孔锥度,提出基于响应面模型激光加工参数优化方法,探索基于激光分束器的激光并行加工方法,并通过晶圆微孔的加工实验,获得了提高微孔加工质量的参数影响规律,为高深径比晶圆微孔加工提供技术支撑。本文主要研究内容如下:1.研究分析激光与材料相互作用原理,基于微孔排屑对微孔质量影响关系实验,提出一种晶圆悬空加工方法,提高微孔的排屑能力,减小微孔锥度;开展晶圆悬空方法与未悬空方法的加工实验,验证悬空方法对减小微孔锥度及微孔质量提高的有效性。2.研究激光微孔加工过程的多参数优化问题,提出基于响应面模型的多参数优化方法,建立激光脉冲能量、脉冲频率和加工时间与微孔出口直径等参数的响应面模型,并通过实验数据进行二次响应面模型的Matlab求解。实验表明,该响应面可以有效优化激光参数,给出各个参数与微孔直径之间的影响规律。3.开展激光分束方法的研究,设计激光分光加工的分光光路,选择激光分束器的达曼光栅及其主要参数,满足分光能量均匀、聚焦于同一平面和分光间隔可调的分光要求。搭建和调试激光分光装置,实现激光并行加工。实验表明,该方法可以实现激光的分光并行加工,分光能量均匀,微孔一致性好,可有效的提高加工效率。