Untersuchung und Minimierung lateraler Rissabweichungen beim Thermischen Laserstrahlseparieren

Das Thermische Laserstrahlseparieren (TLS) ist eine auf Laser basierte Trenntechnologie für die Halbleiterindustrie, bei der durch thermisch induzierte mechanische Spannungen gezielt Risse durch Siliciumscheiben getrieben werden. Das TLS ist somit ein verlustfreies Trennverfahren und zeichnet sich durch eine hohe Kantenqualität der getrennten Bauteile, hohe Vorschubgeschwindigkeiten und geringe Prozesskosten aus. Allerdings verlaufen TLS-Risse nicht immer geradlinig genug um die Ansprüche, welche in der Halbleiterindustrie gestellt werden, zu erfüllen.

In dieser Arbeit werden die Einflüsse der Prozess- und Materialparameter auf laterale Rissabweichungen mit Unterstützung von thermischen Berechnungen des TLS-Prozesses erforscht. Mit diesem Wissen kann der TLS-Prozess auf geringe laterale Rissabweichungen eingestellt werden. Allerdings ist dies nicht in allen Fällen möglich. Somit werden drei zusätzliche Maßnahmen untersucht, welche in den TLS-Rissverlauf eingreifen und so laterale Rissabweichungen vermeiden können.

Alle drei Maßnahmen basieren auf einer Modifikation des Siliciums entlang der Trennlinie. Bei zwei Verfahren - dem Ritzen mit einer Diamantspitze und dem Materialabtrag mit einem nanosekundengepulsten Laser - werden Kerben in die Oberfläche der Siliciumscheiben eingebracht. Beim dritten Verfahren - der inneren Materialmodifikation - wird ein Laser unter der Oberfläche des Siliciums fokussiert, um lokal das Silicium aufzuschmelzen. Die Einflüsse dieser Maßnahmen auf den Rissverlauf und auf die zu trennenden Bauteile werden ausführlich untersucht.

Diese Arbeit liefert einen wichtigen Beitrag zur industriellen Anwendbarkeit der TLS-Technologie, da hier die Ursachen eines Nachteils dieser Technologie sowie Maßnahmen zu deren Vermeidung erforscht werden.