半导体制造业发展迅速，“绿色”技术无疑具有光明的未来，这就要求有新的激光加工工艺与技术来获得更高的生产品质、成品率和产量。除了激光系统的不断发展，新的加工技术和应用、光束传输与光学系统的改进、激光光束与材料之间相互作用的新研究，都是保持绿色技术革新继续前进所必须的。下文围绕紫外DPSS 激光器、准分子激光器、光纤激光器在半导体行业中的加工应用，展开论述。

    紫外二极管泵浦固体（DPSS）激光器系统具有可靠性高、加工重复性好等特点，广泛应用于微加工、表面处理与材料加工等领域。这种UV DPSS激光加工方法优于其它的激光加工方法或机械、化学加工方法，在半导体与其它工业应用中具有很大的发展潜力。

    在划片、切割、结构构造、过孔钻孔等微加工领域广泛使用DPSS激光器来对以下材料进行加工：硅片、蓝宝石、CVD化学气相沉积钻石、III-V族半导体（砷化稼、磷化铟、磷化钾）与III族氮化物（氮化稼、氮化铝）等。DPSS激光器也被用于陶瓷、塑料与金属材料的微加工。

    355nm与266nm多倍频DPSS激光器在紫外波段可以输出数瓦的功率、kHz量级高重复频率、高脉冲能量的激光，短脉冲的光束经过聚焦后可以产生极高的功率密度，在晶圆划片中可以使材料迅速气化。在通常的激光划片过程中，采用了一种远场成像的简易技术将光束聚焦到一个小点，然后移到晶片材料上。不同的材料由于吸收光的特性不一样，因此需要的光强也不一样，但是这种远场成像的聚焦光斑在调节优化光强时不够灵活，光强过强或过弱都会影响激光划片效果。而且通常的激光划片局限于获得最小的聚焦光斑，后者决定了划片的分辨率。

    要达到理想的加工效果，优化激光光强就很重要了，因此需要一种新的激光划片方法来克服现有技术的缺陷。美国JPSA公司的技术人员开发了一种有效的光束整形与传递的光学系统，该系统可以获得很狭窄的2.5微米切口宽度，可以在保证最小聚焦光斑的同时调节优化激光强度，大大提高了半导体晶圆划片的速度，同时降低了对材料过度加热与附带损伤的程度。这种新的激光加工工艺与技术可以获得更高的生产品质，更高的成品率和产量。

    JPSA对不同波长的激光进行开发，使它们特别适合于晶圆切割应用，采用266nm的DPSS激光器对蓝光LED蓝宝石晶圆的氮化镓正面进行划片，正切划片速度可达150 mm/s，每小时可加工大约15片晶圆（标准2英寸晶圆，裸片尺寸350μm × 350μm），切口却很小（＜3μm）。激光工艺具有产能高、对LED性能影响小的特点，容许晶圆的形变和弯曲，其切割速度远高于传统机械切割方法。除了蓝宝石之外，碳化硅也可以用来作为蓝光LED薄片的外延生长基板。266nm和355nm紫外DPSS激光器（带隙能量分别为4.6 eV和3.5 eV）可用于碳化硅（带隙能量为2.8 eV）划片。JPSA通过持续研发背切划片的激光吸收增强等新技术，研发了双面划片功能，355nm的DPSS激光器可以从LED的蓝宝石面进行背切划片，实现了划片速度高达150mm/s的高产量背切划片，无碎片并且不损坏外延层。 对于第III-V主族半导体，例如砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）和磷化铟（InP），典型的切口深度为40μm，250微米厚的晶圆划片速度高达300mm/s。