‘We zijn zo snel dat klanten het niet willen geloven’

Reading time: 3 minutes

Author:

ASM Laser Separation International (Alsi) is genomineerd voor de HTNL Award 2014. Het Beuningse bedrijf heeft een systeem ontwikkeld dat met een laser de bovenste laag van wafers kan verwijderen zodat alle chips daarna netjes kunnen worden losgezaagd. Alsi’s grooving-technologie is twee keer zo snel als de concurrentie.

Om doorslag tussen elektronische componenten op een chip te voorkomen, worden ze beschermd met een dun laagje lage-k-diëlektricum. De eisen die aan dat materiaal worden gesteld, zijn steeds hoger. Zo moet de diëlektrische constante steeds verder worden teruggeschroefd. Gevolg is dat de isolatielaag vanaf de 65-nm-generatie zo poreus is geworden dat hij heel lastig te bewerken is. Normaal gebruiken chipproducenten een zaagsysteem om de wafer in stukjes te snijden. Geavanceerde chipplakken met hun brosse diëlektrische laag kunnen daar niet meer tegen. De scheuren schieten alle kanten op.

ASM Laser Separation International (Alsi) zag een kans. Het Beuningse bedrijf ontwikkelt laseroplossingen voor het dicen van wafers. Alleen voor dunne chipplakken is dat efficiënter dan een zaag, dus de markt is relatief klein. Alsi zet zijn laserkennis nu ook in voor machines die de lage-k-isolatielaag van wafers kunnen wegbranden. Grooving heet dat. Een standaard zaagmachine doet de rest.

‘Het gaat om spoortjes van ongeveer vijftig micrometer breed en vijftien micrometer diep’, vertelt Guido Knippels, process development manager bij Alsi. De eerste stap in het proces is de groef afbakenen. ‘Met korte, zachte laserpulsen graven we aan twee kanten een smalle greppel. Zo isoleren we het gedeelte dat we willen verwijderen van de rest van de laag.’

De tweede stap is om al het materiaal tussen de greppels schoon te laseren. In theorie zou dat kunnen met een enkele bundel. Dat heeft als belangrijkste nadeel dat de vermogensverdeling niet homogeen is. In het midden van de spot is de intensiteit het hoogst; daar brand je zo door de coating heen. Aan de rand van de spot zit veel minder vermogen. Knippels: ‘Je moet dan op zoek naar een balans waarbij je wel de randen van het spoortje weghaalt maar niet de actieve delen van de wafer beschadigt.’ Alsi’s grootste concurrent, het Japanse Disco, heeft zo’n systeem op de markt.

Alsi koos een alternatieve route. Het vertrekt wel van één uv-laserbron maar splitst de bundel met een diffractive optical element (DOE) in een matrix van kleinere bundels. ‘Zo kunnen we het vermogen beter verdelen en nauwkeuriger werken’, aldus Knippels.

De grooving-machine van Alsi is tot twee keer sneller dan de vergelijkbare oplossing van de Japanse marktleider Disco.

Zo genetwerkt

Op dit moment heeft Alsi zo’n vijftien grooving-machines verkocht waarbij het de laserbundels alleen over de breedte van het spoortje verdeelt. Later dit jaar verwacht het zijn eerste systeem te verkopen met een tweedimensionale matrix van bundels. ‘Het voordeel is dat de wafer dan niet meerdere keren onder de laser door hoeft te bewegen, maar dat een scan volstaat om al het materiaal te verwijderen. Dat betekent een flinke tijdwinst.’

Van bestaande klanten krijgt Alsi te horen dat het nu al sneller en beter is dan de concurrentie. ‘En dat is dus nog met de 1D matrix’, benadrukt Knippels. ‘Nieuwe klanten willen er vaak gewoon niet aan. Ze geloven simpelweg niet dat we dezelfde kwaliteit halen maar wel twee keer zo snel zijn. We krijgen dezelfde reactie als een verkoper van tweedehands auto’s. Zelfs als we het met samples aantonen, blijven ze vaak achterdochtig. Dat is onze grootste hindernis.’

Alsi bakent eerst het spoortje af en veegt het dan schoon met een matrix laserbundels.

Alsi heeft bij de ontwikkeling van de matrix grooving-machine veel gebruikgemaakt van het Nederlandse hightechnetwerk. CCM en VDL ETG waren bij het project betrokken om het systeem helemaal in te richten op het proces. Demcon ontwierp de spatial filter die de potentieel schadelijke hogere orde modi uit het diffractierooster tegenhoudt. NTS hielp bij de aansturing van de laser en bij de voor- en nabehandelmodule. Emmission assisteerde bij de integratie van alles.

‘Het is interessant om een land te zien dat zo genetwerkt is’, zegt Richard Boulanger, de Canadese ceo van Alsi. ‘Veel bedrijven stammen af van Philips. Dat maakt dat de cultuur matcht en de terminologie hetzelfde is. Dat netwerk heeft echt zijn meerwaarde gehad.’