东京工业大学科学技术创成研究院特种功能集成研究小组的特聘教授--大场隆之教授于2020年6月宣布，研发了不会损伤超薄晶圆、晶圆切片留白（Dicing Street）宽度缩小至原来四分之一的激光切片加工技术。此次新技术以东京工业大学为主导，与研究小组“WOW 联盟”（由从事半导体元件设计、相关生产设备、材料的企业组成）合作研发的。

围绕半导体元件的高性能、低功耗技术研发在不断推进。比方说，晶圆厚度做到微米级别，运用TSV（Through-Silicon-Via）排线技术做到三维压层等。

为了实现三维压层，切割薄膜晶圆时，需要消除晶圆边上的裂纹（Chippping）、且缩小切片留白（Dicing Street）的宽度。其中，被称为隐形切割（Stealth Dicing, SD）的激光切割技术颇受关注。

研发小组在此次研发中着重致力于薄膜晶圆切割工程中的“晶圆损伤程度与发生位置的定量分析”、“削减切片留白（Dicing Street）”。

在实验中，实验小组制作了线宽、线距分别为1um的TEG（Test Element Group）检测晶圆。此款用于测试的芯片的A1和Ti的成膜厚度分别为30nm。此外，为了检出晶圆的损害位置，在激光加工区域（即Dicing Street区域）平行地设计了间距为1um的“监测线路”。在切片后，计算了各个监测线路的阻值变化率，并评价了激光加工引起的损害。

左上为TEG晶圆，左下为排线结构、中间为排线的扩大图，右边为排线的断面构造图 （图片出自：东京工业大学）

实验中，使用了 T EG 晶圆， 模拟 “ SDBG （ Stealth Dicing Before Grinding ）”工艺，使用波长为 1099nm 和 1342nm 的激光进行加工，评价了对厚度为 50um 的晶圆的损害程度。

实验表明，用波长为1099nm的激光进行加工后，排线的阻值没有增加，没有对晶圆造成损害。与之相对，用波长为1342nm的激光进行加工后，作业中心附近的排线阻值大幅度增加，且晶圆的加工中心附近被破坏。

实际上，随着激光技术的发展，其在半导体领域的应用愈发广泛，并且在光刻这一关键工艺中发挥着重要作用。近几年国内半导体产业进入快车道，激光技术在该领域也获得了诸多突破。

2020年5月消息，在中国长城科技集团股份有限公司旗下郑州轨道交通信息技术研究院和河南通用智能装备有限公司科研人员奋勇攻关、共同努力下，首台半导体激光隐形晶圆切割机研制成功，填补国内空白，在关键性能参数上处于国际领先水平。我国半导体激光隐形晶圆切割技术取得实质性重大突破，相关装备依赖进口的局面即将打破。

该装备通过采用特殊材料、特殊结构设计、特殊运动平台，可以实现加工平台在高速运动时保持高稳定性、高精度，运动速度可达500mm/S，效率远高于国外设备。在光学方面，根据单晶硅的光谱特性，结合工业激光的应用水平，采用了合适的波长、总功率、脉宽和重频的激光器，最终实现了隐形切割。

在影像方面，采用不同像素尺寸、不同感光芯片的相机，配以不同功效的镜头，实现了产品轮廓识别及低倍、中倍和高倍的水平调整。该装备还搭载了同轴影像系统，可以确保切割中效果的实时确认和优化，实现最佳切割效果。

而在2020年8月，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张子旸研究员与国家纳米中心刘前研究员合作，在NanoLetters上发表了研究论文，报道了一种他们开发的新型5nm超高精度激光光刻加工方法。　　 

据悉，研究团队设计开发了一种新型三层堆叠薄膜结构。在无机钛膜光刻胶上，采用双激光束交叠技术，通过精确控制能量密度及步长，实现了1/55衍射极限的突破，达到了最小5nm的特征线宽。

此外，研究团队利用这种超分辨的激光直写技术，实现了纳米狭缝电极阵列结构的大规模制备。同时，该团队还利用发展的新技术制备出了纳米狭缝电极为基本结构的多维度可调的电控纳米SERS传感器。　　

值得一提的是，研究团队所开发的具有完全知识产权的激光直写设备，利用了激光与物质的非线性相互作用来提高加工分辨率，其有别于传统的缩短激光波长或增大数值孔径的技术路径；并打破了传统激光直写技术中受体材料为有机光刻胶的限制，可使用多种受体材料，极大地扩展了激光直写的应用场景。