Wafersny is een van die belangrike skakels in krag halfgeleier produksie. Hierdie stap is ontwerp om individuele geïntegreerde stroombane of skyfies akkuraat van halfgeleierwafers te skei.
Die sleutel totwafersny is om individuele skyfies te kan skei terwyl verseker word dat die delikate strukture en stroombane wat in diewaferis nie beskadig nie. Die sukses of mislukking van die snyproses beïnvloed nie net die skeidingskwaliteit en opbrengs van die skyfie nie, maar hou ook direk verband met die doeltreffendheid van die hele produksieproses.
▲Drie algemene tipes wafersny | Bron: KLA CHINA
Tans is die algemenewafersny prosesse word verdeel in:
Lemmetjie sny: lae koste, gewoonlik gebruik vir dikkerwafers
Lasersny: hoë koste, gewoonlik gebruik vir wafers met 'n dikte van meer as 30μm
Plasma sny: hoë koste, meer beperkings, gewoonlik gebruik vir wafers met 'n dikte van minder as 30μm
Meganiese lem sny
Lemsny is 'n proses van sny langs die skriplyn deur 'n hoëspoed-roterende slypskyf (lem). Die lem is gewoonlik gemaak van skuur of ultra-dun diamantmateriaal, geskik vir sny of groef op silikonwafels. As 'n meganiese snymetode is lemsny egter afhanklik van fisiese materiaalverwydering, wat maklik kan lei tot afsplintering of krake van die spaanderrand, wat dus produkkwaliteit beïnvloed en opbrengs verminder.
Die kwaliteit van die finale produk wat deur die meganiese saagproses vervaardig word, word deur verskeie parameters beïnvloed, insluitend snyspoed, lemdikte, lemdeursnee en lemrotasiespoed.
Volle sny is die mees basiese lem sny metode, wat die werkstuk heeltemal sny deur te sny tot 'n vaste materiaal (soos 'n snyband).
▲ Meganiese lem sny-vol sny | Beeldbronnetwerk
Halfsny is 'n verwerkingsmetode wat 'n groef produseer deur tot in die middel van die werkstuk te sny. Deur voortdurend die groefproses uit te voer, kan kam- en naaldvormige punte geproduseer word.
▲ Meganiese lem sny-halfsny | Beeldbronnetwerk
Dubbelsny is 'n verwerkingsmetode wat 'n dubbelsnysaag met twee asse gebruik om vol- of halfsnitte op twee produksielyne gelyktydig uit te voer. Die dubbelsnysaag het twee spilasse. Hoë deurset kan deur hierdie proses behaal word.
▲ Meganiese lem sny-dubbel sny | Beeldbronnetwerk
Stapsny gebruik 'n dubbelsnysaag met twee asse om volle en halwe snye in twee fases uit te voer. Gebruik lemme wat geoptimaliseer is vir die sny van die bedradinglaag op die oppervlak van die wafer en lemme wat geoptimaliseer is vir die oorblywende silikon-enkelkristal om hoë kwaliteit verwerking te verkry.
▲ Meganiese lemsny – stapsny | Beeldbronnetwerk
Skuinsny is 'n verwerkingsmetode wat 'n lem met 'n V-vormige rand op die halfgesnyde rand gebruik om die wafer in twee fases te sny tydens die stapsnyproses. Die afkantingsproses word tydens die snyproses uitgevoer. Daarom kan hoë vormsterkte en verwerking van hoë gehalte behaal word.
▲ Meganiese lem sny – skuins sny | Beeldbronnetwerk
Lasersny
Lasersny is 'n nie-kontak wafer sny tegnologie wat 'n gefokusde laserstraal gebruik om individuele skyfies van halfgeleierwafers te skei. Die hoë-energie laserstraal is gefokus op die oppervlak van die wafer en verdamp of verwyder materiaal langs die voorafbepaalde snylyn deur ablasie of termiese ontbindingsprosesse.
▲ Lasersnydiagram | Beeldbron: KLA CHINA
Die tipes lasers wat tans wyd gebruik word, sluit in ultravioletlasers, infrarooi lasers en femtosekonde lasers. Onder hulle word ultravioletlasers dikwels gebruik vir presiese koue ablasie as gevolg van hul hoë fotonenergie, en die hitte-geaffekteerde sone is uiters klein, wat effektief die risiko van termiese skade aan die wafel en sy omliggende skyfies kan verminder. Infrarooi lasers is beter geskik vir dikker wafels omdat hulle diep in die materiaal kan penetreer. Femtosekonde-lasers bereik hoë-presisie en doeltreffende materiaalverwydering met byna weglaatbare hitte-oordrag deur ultrakort ligpulse.
Lasersny het aansienlike voordele bo tradisionele lemsny. Eerstens, as 'n nie-kontakproses, vereis lasersny nie fisiese druk op die wafer nie, wat die fragmentasie en krakeprobleme wat algemeen in meganiese sny voorkom, verminder. Hierdie kenmerk maak lasersny veral geskik vir die verwerking van brose of ultra-dun wafels, veral dié met komplekse strukture of fyn kenmerke.
▲ Lasersnydiagram | Beeldbronnetwerk
Daarbenewens stel die hoë akkuraatheid en akkuraatheid van lasersny dit in staat om die laserstraal op 'n uiters klein kolgrootte te fokus, komplekse snypatrone te ondersteun en skeiding van die minimum spasiëring tussen skyfies te bewerkstellig. Hierdie kenmerk is veral belangrik vir gevorderde halfgeleiertoestelle met krimpende groottes.
Lasersny het egter ook 'n paar beperkings. In vergelyking met lemsny is dit stadiger en duurder, veral in grootskaalse produksie. Daarbenewens kan die keuse van die regte lasertipe en optimalisering van parameters om doeltreffende materiaalverwydering en minimale hitte-geaffekteerde sone te verseker uitdagend wees vir sekere materiale en diktes.
Laser ablasie sny
Tydens laser-ablasie-sny word die laserstraal presies gefokus op 'n gespesifiseerde plek op die oppervlak van die wafer, en die laserenergie word gelei volgens 'n voorafbepaalde snypatroon, wat geleidelik deur die wafer na die bodem sny. Afhangende van die snyvereistes, word hierdie operasie uitgevoer met behulp van 'n gepulseerde laser of 'n deurlopende golflaser. Om skade aan die wafer te voorkom as gevolg van oormatige plaaslike verhitting van die laser, word koelwater gebruik om af te koel en die wafel te beskerm teen termiese skade. Terselfdertyd kan koelwater ook deeltjies wat tydens die snyproses gegenereer word, effektief verwyder, besoedeling voorkom en snygehalte verseker.
Laser onsigbare sny
Die laser kan ook gefokus word om hitte na die hoofliggaam van die wafer oor te dra, 'n metode wat "onsigbare lasersny" genoem word. Vir hierdie metode skep die hitte van die laser gapings in die skripbane. Hierdie verswakte areas bereik dan 'n soortgelyke penetrasie effek deur te breek wanneer die wafer gerek word.
▲ Hoofproses van laser-onsigbare sny
Die onsigbare snyproses is 'n interne absorpsielaserproses, eerder as laserablasie waar die laser op die oppervlak geabsorbeer word. Met onsigbare snywerk word laserstraalenergie met 'n golflengte wat semi-deursigtig is vir die wafelsubstraatmateriaal gebruik. Die proses word in twee hoofstappe verdeel, een is 'n laser-gebaseerde proses, en die ander is 'n meganiese skeidingsproses.
▲Die laserstraal skep 'n perforasie onder die wafeloppervlak, en die voor- en agterkante word nie aangetas nie | Beeldbronnetwerk
In die eerste stap, terwyl die laserstraal die wafer skandeer, fokus die laserstraal op 'n spesifieke punt binne die wafer, wat 'n kraakpunt binne vorm. Die straalenergie veroorsaak dat 'n reeks krake binne vorm, wat nog nie deur die hele dikte van die wafer na die boonste en onderste oppervlaktes gestrek het nie.
▲Vergelyking van 100μm dik silikonwafels gesny volgens lemmetode en laser-onsigbare snymetode | Beeldbronnetwerk
In die tweede stap word die skyfieband aan die onderkant van die wafer fisies uitgerek, wat trekspanning veroorsaak in die krake binne die wafer, wat in die laserproses in die eerste stap geïnduseer word. Hierdie spanning veroorsaak dat die krake vertikaal uitbrei na die boonste en onderste oppervlaktes van die wafer, en dan skei die wafer in skyfies langs hierdie snypunte. In onsigbare sny word halfsny of onderkant halfsny gewoonlik gebruik om die skeiding van wafels in skyfies of skyfies te vergemaklik.
Sleutelvoordele van onsigbare lasersny bo laserablasie:
• Geen koelmiddel benodig nie
• Geen puin gegenereer nie
• Geen hitte-geaffekteerde sones wat sensitiewe stroombane kan beskadig nie
Plasma sny
Plasma-sny (ook bekend as plasma-ets of droë-ets) is 'n gevorderde wafer-sny-tegnologie wat reaktiewe ioon-ets (RIE) of diep-reaktiewe ioon-ets (DRIE) gebruik om individuele skyfies van halfgeleierwafers te skei. Die tegnologie bereik sny deur materiaal chemies langs voorafbepaalde snylyne te verwyder deur plasma te gebruik.
Tydens die plasmasnyproses word die halfgeleierwafel in 'n vakuumkamer geplaas, 'n beheerde reaktiewe gasmengsel word in die kamer ingebring, en 'n elektriese veld word toegepas om 'n plasma te genereer wat 'n hoë konsentrasie reaktiewe ione en radikale bevat. Hierdie reaktiewe spesies tree in wisselwerking met die wafelmateriaal en verwyder wafelmateriaal selektief langs die skrislyn deur 'n kombinasie van chemiese reaksie en fisiese sputtering.
Die grootste voordeel van plasmasny is dat dit meganiese spanning op die wafer en chip verminder en potensiële skade wat deur fisiese kontak veroorsaak word, verminder. Hierdie proses is egter meer kompleks en tydrowend as ander metodes, veral wanneer dit met dikker wafels of materiale met hoë etsweerstand te doen het, dus is die toepassing daarvan in massaproduksie beperk.
▲ Beeldbronnetwerk
In halfgeleiervervaardiging moet die wafelsnymetode gekies word op grond van baie faktore, insluitend wafelmateriaal-eienskappe, skyfiegrootte en geometrie, vereiste akkuraatheid en akkuraatheid, en algehele produksiekoste en doeltreffendheid.
Postyd: 20-20-2024