半导体可谓是电子精密制造的皇冠，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。
半导体激光应用之切割
在晶圆制程中，12 寸的晶圆将被切割成微小的芯片，对切割技术要求高。 在传统机械切割晶圆的过程中，由于导体层之间填入低 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。即使使用最薄的锯片分割晶圆，切痕仍然较大。这时候，激光切割足 显其优势，德国通快的 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。
参考观研天下发布《2018年中国激光行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究》
半导体激光应用之光刻 常规光刻技术是采用紫外光作为图像信息载体，以光致抗蚀剂为中间（图像记录）媒介实现图形的变换、转移和处理，最终把图像信息传递到晶片或介质层上的一种工艺。随着半导体技术的发展，光刻技术传递图形的尺 寸限度大幅缩小，已从常规光学技术发展到应用电子束、 X 射线、微离子束、 激光等新技术，使用波长已从 4000 埃扩展到 0.1 埃数量级范围。光刻是半 导体加工难度极高的工艺，对设备要求非常之高，目前顶级的光刻机只有阿 斯麦（ASML）、应用材料（AMAT）制备。
激光器：光刻机核心设备之一，难度极高。根据所使用的光源的改进， 光刻机经历了 5 代产品的发展，每次光源的改进都显著提升了光刻机所能 实现的最小工艺节点。最初的两代光刻机采用汞灯产生的 436nm g-line 和365nm i-line 作为光刻光源，可以满足 0.8-0.35 微米制程芯片的生产。第三 代光刻机采用 248nm 的 KrF（氟化氪）准分子激光作为光源，将最小工艺 节点提升至 350-180nm 水平。第四代光刻机的光源采用了 193nm 的 ArF（氟化氩）准分子激光，将最小制程一举提升至 65nm 的水平。第五代 EUV光刻机采用波长 13.5nm 的极紫外光，将工艺节点推向了 7nm、5nm 水平。
以最先进的 EUV 光刻机为例，由于极紫外光能被包括空气在内的很多材料吸收， 所以，要使用极紫外光，必须消耗电力把整个环境都抽成真空。与此同时，极紫外光容易被透镜吸收，因此需要得到极高功率的极紫外光， 需要极大的激光器，这也就意味着光刻机所需的激光器难度极大。
德国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。德国通快还将继续加大技术投入，其目标是实现大规 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。
半导体激光应用之切割
在晶圆制程中，12 寸的晶圆将被切割成微小的芯片，对切割技术要求高。 在传统机械切割晶圆的过程中，由于导体层之间填入低 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。即使使用最薄的锯片分割晶圆，切痕仍然较大。这时候，激光切割足 显其优势，德国通快的 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。
图表：在晶圆切割流程，激光切割优势明显
资料来源：公开资料整理
参考观研天下发布《2018年中国激光行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究》
半导体激光应用之光刻 常规光刻技术是采用紫外光作为图像信息载体，以光致抗蚀剂为中间（图像记录）媒介实现图形的变换、转移和处理，最终把图像信息传递到晶片或介质层上的一种工艺。随着半导体技术的发展，光刻技术传递图形的尺 寸限度大幅缩小，已从常规光学技术发展到应用电子束、 X 射线、微离子束、 激光等新技术，使用波长已从 4000 埃扩展到 0.1 埃数量级范围。光刻是半 导体加工难度极高的工艺，对设备要求非常之高，目前顶级的光刻机只有阿 斯麦（ASML）、应用材料（AMAT）制备。
激光器：光刻机核心设备之一，难度极高。根据所使用的光源的改进， 光刻机经历了 5 代产品的发展，每次光源的改进都显著提升了光刻机所能 实现的最小工艺节点。最初的两代光刻机采用汞灯产生的 436nm g-line 和365nm i-line 作为光刻光源，可以满足 0.8-0.35 微米制程芯片的生产。第三 代光刻机采用 248nm 的 KrF（氟化氪）准分子激光作为光源，将最小工艺 节点提升至 350-180nm 水平。第四代光刻机的光源采用了 193nm 的 ArF（氟化氩）准分子激光，将最小制程一举提升至 65nm 的水平。第五代 EUV光刻机采用波长 13.5nm 的极紫外光，将工艺节点推向了 7nm、5nm 水平。
以最先进的 EUV 光刻机为例，由于极紫外光能被包括空气在内的很多材料吸收， 所以，要使用极紫外光，必须消耗电力把整个环境都抽成真空。与此同时，极紫外光容易被透镜吸收，因此需要得到极高功率的极紫外光， 需要极大的激光器，这也就意味着光刻机所需的激光器难度极大。
图表：激光器是光刻机的重要组成部分
资料来源：公开资料整理
德国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。德国通快还将继续加大技术投入，其目标是实现大规 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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