3D-Micromac stellt neue Clean Scribe-Technologie für das microDICE TLS Lasersystem vor

14.03.2018 - 11:13

3D-Micromac AG, ein führender Anbieter für Systeme in der Lasermikrobearbeitung und Rolle-zu-Rolle-Laserbearbeitung für die Photovoltaikindustrie, die Medizintechnik und die Elektronikfertigung, hat heute seine neue zum Patent angemeldete Clean Scribe-Technologie vorgestellt.

Die Clean Scribe-Technologie ist ein Verfahren, welche das partikelfreie Laserscriben für Siliziumkarbid-Wafer ermöglicht – ohne die Verwendung von teuren Waferschutzbeschichtungen. Die Clean-Scribe-Technologie wird in 3D-Micromac’s microDICE™-Lasermikrobearbeitungssystem eingesetzt, welches das TLS-Dicing™-Verfahren (thermisches Laserstrahl-Separieren) zum schnellen, defektfreien und kosteneffizienten Trennen von Wafern in Chips verwendet. Der Durchsatz wird durch Einsatz der neuen Clean-Scribe-Technologie nicht beeinträchtigt.

„Die Nachfrage der Verbraucher nach Hybrid- und Elektrofahrzeugen sowie die vermehrte Nutzung elektronischer Fahrzeugsysteme für verbesserte Treibstoffleistung und Fahrersicherheit treibt auch den Bedarf nach SiC-basierten Bauelementen in die Höhe“, konstatierte Hans-Ulrich Zühlke, Produktmanager bei 3D-Micromac. „Maximalen Ertrag bei der Herstellung von Bauteilen für die Leistungselektronik zu erzielen, ist dabei von höchster Priorität. Indem wir gleichzeitig die Kosten des Herstellungsprozesses der SiC-Leistungselektronik senken, fördern wir die Verbreitung dieser fortschrittlichen Technologien. Unsere neue Clean-Scribe-Technologie ist das jüngste Beispiel für die Bereitschaft von 3D-Micromac, unser TLS-Dicing-Verfahren kontinuierlich weiter zu entwickeln, um höhere Rentabilität, Durchsatz und Kosteneinsparungen im Packaging-Prozess zu erreichen und jene Anwendungen zu fördern, die von unserer Technologie profitieren können.“

Neue Ansätze in der Laser Scribing-Technologie

Das Scribing (Ritzen) ist ein grundlegendes Verfahren beim Dicing (Trennen) von Wafern. Das Thermische Laserstrahl Separieren (TLS) von 3D-Micromac ist ein zweistufiger Prozess, in dem zuerst mittels Laserablation in der Dicing-Straße ein initialer Scribe eingebracht wird. Normalerweise erzeugt dieses „trockene“ Laserscribing-Verfahren eine geringe Anzahl an Partikeln auf der Waferoberfläche. In einem zweiten Schritt erhitzt ein CW-Laser entlang dieses Scribes das Material punktuell. Gleichzeitig kühlt ein Aerosol aus entionisiertem Wasser (DI) die Waferoberfläche. Dies führt zur Spaltung des Wafers.

Um die Zuverlässigkeit und Geradlinigkeit des Spaltes zu verbessern, kann der initiale Scribe über die gesamte Länge der Dicing-Straße ins Material eingebracht werden. Dieser durchgängige Scribe kann zu einer höheren Partikelanzahl führen, die möglicherweise für bestimmte, besonders anspruchsvolle SiC-Anwendungen zu hoch ist. Um dies zu vermeiden, konnte früher entweder die Geschwindigkeit des Laserscribing gedrosselt werden oder es wurde eine zusätzliche Wafer-Beschichtung aufgetragen, um zu vermeiden, dass Partikel auf die Dicing-Straße fallen. Letzteres erhöht die Komplexität des Trennprozesses und führt außerdem zu höheren Herstellungskosten.

Die neue Clean-Scribe-Technologie von 3D-Micromac nutzt ein zum Patent angemeldetes Laserscribing-Verfahren, welches Polyimid- und Metallpartikel in der Dicing-Straße eliminiert und eine nahezu partikelfreie Oberfläche – ohne Verwendung teurer Schutzbeschichtungen – garantiert. Die Clean Scribe-Technologie ersetzt den „trockenen“ Laserscribe, durch Verwendung eines Aerosolsprays, welches eine extrem geringe Menge (weniger als 20 ml/min) an entionisiertem (DI) Wasser nutzt, um die während der Laserablation entstehenden Partikel zu entfernen. Da der TLS-Prozess ebenfalls entionisiertes Wasser für das Trennen der Wafer verwendet, sind keine zusätzlichen Systeme oder Verbrauchsmittel für die Clean-Scribe-Technologie notwendig. Clean Scribe erreicht diese Resultate ohne Durchsatzverluste – so dass auch weiterhin Trenngeschwindigkeiten von bis zu 300 mm pro Sekunde erreicht werden. Die Kompatibilität des Clean Scribes mit dem TLS-Verfahren in 3D-Micromac‘s microDICE-System ist somit gegeben.

TLS-Dicing garantiert einen wesentlich höheren Durchsatz, höheren Ertrag und größere Funktionalität gegenüber herkömmlichen Wafer-Trenntechnologien. So ist der Durchsatz beim TLS bis zu 15-mal größer im Vergleich zum Trennen mit mechanischen Wafersägen. Der laserbasierte TLS-Prozess arbeitet kraft- und berührungslos, ohne Abnutzung von Werkzeugen und benötigt keine teuren Verbrauchsmittel für die Oberflächenreinigung. Dies ermöglicht enorme Kosteneinsparungen im Herstellungsprozess der SiC-Bauelemente.

In Kombination mit der Clean-Scribe-Technologie ist das TLS-Dicing perfekt für das Trennen von Siliziumkarbid (SiC)-Wafern geeignet, welche durch das besonders harte und spröde Material nur bedingt für das Trennen mit herkömmlichen Technologien geeignet sind. Deshalb ist das microDICE-System von 3D-Micromac ein unentbehrliches Werkzeug zur Bearbeitung von SiC-basierten Bauelementen für die Leistungselektronik, für Solarwechselrichtern und die Optoelektronik.

http://3d-micromac.de

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