Abschlussarbeit: DUV-unterstütztes athermisches Laser-Grooving von Low-κ-Dielektrika für KI-Chips

In Kooperation mit dem Lehrstuhl für Lasertechnik LLT bietet das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Europas führendes Zentrum für Auftragsforschung und -entwicklung im Bereich Lasertechnik, die Möglichkeit einer Abschlussarbeit zum Thema »DUV-unterstütztes athermisches Laser-Grooving von Low-κ-Dielektrika für KI-Chips« an. In der modernen Chipherstellung, z.B. für KI-Datencenter, werden Low-κ-Dielektrika (z. B. nanoporöses SiCO:H) durch Lasergrooving strukturiert, um mechanische Spannungen beim Vereinzeln der Chips zu reduzieren. Aktuelle UV-Ultrakurzpulslaser bei 343 nm arbeiten mit hohem Pulsüberlapp, was zu kumulativer Erwärmung, Schmelzbildung im Siliziumsubstrat, Delamination und Gratbildung führt – kritische Defekte. Das grundlegende Problem: Low-κ-Materialien sind weitgehend transparent, sodass die Laserenergie durch den Schichtaufbau hindurchdringt und im Substrat statt in der Zielschicht absorbiert wird. Diese Arbeit untersucht einen neuartigen Doppelpuls-Ansatz: Ein Femtosekunden-DUV-Puls (257 nm) erzeugt transient freie La-dungsträger in einer dünnen oberflächennahen Zone des Low-κ-Materials und macht dieses dadurch absorbierend für einen nach-folgenden 515-nm-fs-Puls. Dies ermöglicht einen kontrollierten, substratschonenden, athermischen Schichtabtrag, wobei die Energiedeposition exakt dort geschieht, wo sie benötigt wird.