Введение
Глава I. Традиционные технологии и оборудование для резки приборных пластин на кристаллы (обзор) 9
1.1. Тенденция развития рынка современных приборов микро- и оптоэлектроники 9
1.2. Основные методы механической резки приборных пластин на кристаллы 12
1.2.1. Резка приборных пластин на кристаллы диском с нанесенным алмазным покрытием 13
1.2.2. Скрайбирование сапфировых приборных пластин алмазным инструментом 16
1.3. Лазерное скрайбирование приборных пластин 18
1.3.1. Скрайбирование сапфировых подложек со светодиодами LED твердотельным УФ лазером с системой обнаружения края (NewWave Research) 26
1.3.2. Скрайбирование сапфировых подложек с нанесенным слоем нитрида галлия УФ лазером с длиной волны излучения 200-365 нм (Disco Corporation) 37
1.3.3. Разделение приборных пластин из кремния методом нанесения микродефектов внутри пластины (Hamamatsu Photonics КК) 38
1.3.4. Разделение приборных пластин из кремния методом нанесения микродефектов внутри пластины (Disco Corporation) 40
1.3.5. Резка на кристаллы подложек из арсенида галлия и кремния водяной струей, проводящей лазерное излучение (Synova) 44
Глава 2. Анализ метода лазерного управляемого термораскалывания (ЛУТ) хрупких неметаллических материалов 50
2.1. Особенности процесса сквозного лазерного термораскалывания 50
2.2. Физическая модель процесса ЛУТ 62
2.3. Основные факторы, определяющие параметры процесса ЛУТ 64
2.4. Влияние оптических и теплофизических свойств материала на выбор параметров технологического процесса ЛУТ 65
2.5. Требования, предъявляемые к выбору параметров лазерного излучения для ЛУТ различных материалов 68
2.6. Выводы и постановка задачи исследований 71
Глава 3. Теоретические основы метода лазерного управляемого термораскалывания тонких пластин с большой теплопроводностыо на примере сапфира и кремния 76
3.1. Температурные поля при лазерном нагреве и последующем охлаждении хрупкого материала 77
3.2. Температурные напряжения при ЛУТ тонких пластин из кремния, арсенида галлия и сапфира 80
Глава 4. Разработка технологического процесса лазерного управляемого термораскалывания приборных пластин на кристаллы 85
4.1. Влияние оптических и теплофизических свойств материала на выбор параметров технологического процесса 86
4.2. Оптимизация технологических режимов ЛУТ для подложек из кремния, арсенида галлия и сапфира 90
4.3. Разделение приборных пластин из сапфира на кристаллы на заданную глубину 101
Глава 5. Разработка технологического оборудования для лазерной резки приборных пластин на кристаллы 109
5.1. Расчет и разработка оптических фокусирующих систем для резки приборных пластин размером от 50 до 1000 мкм 109
5.2. Разработка специализированной форсунки для подачи хладагента, обеспечивающей достижение максимального градиента температур «нагрев - охлаждение» 115
5.3. Разработка концепции и конструкции универсальной технологической установки для резки приборных пластин из различных материалов 118
Выводы 126
Список литературы
