A wafermora proći kroz tri promjene da bi postao pravi poluvodički čip: prvo, ingot u obliku bloka se reže na pločice; u drugom procesu, tranzistori se graviraju na prednjoj strani pločice kroz prethodni proces; na kraju se vrši pakovanje, odnosno kroz proces rezanjawaferpostaje potpuni poluvodički čip. Može se vidjeti da proces pakovanja pripada back-end procesu. U ovom procesu, vafla će biti izrezana na nekoliko pojedinačnih heksaedarskih čipova. Ovaj proces dobijanja nezavisnih strugotina naziva se “singulacija”, a proces piljenja ploče oblatne u nezavisne kocke naziva se “rezanje oblatne (Die Sawing)”. Nedavno, s poboljšanjem integracije poluvodiča, debljinanapolitankepostaje sve tanji i tanji, što naravno unosi mnogo poteškoća u proces "singulacije".
Evolucija sečenja napolitanki
Front-end i back-end procesi su evoluirali kroz interakciju na različite načine: evolucija back-end procesa može odrediti strukturu i položaj heksaedarskih malih čipova odvojenih od matrice nawafer, kao i strukturu i položaj jastučića (električnih priključnih puteva) na pločici; naprotiv, evolucija front-end procesa je promenila proces i metodwaferstanjivanje leđa i „rezanje kockica“ u back-end procesu. Stoga će sve sofisticiraniji izgled paketa imati veliki utjecaj na back-end proces. Osim toga, broj, postupak i vrsta sečenja će se također mijenjati u skladu s promjenom izgleda pakiranja.
Scribe Dicing
U ranim danima, "lomljenje" primjenom vanjske sile bilo je jedina metoda kockanja koja je mogla podijelitiwaferu heksaedar umire. Međutim, ova metoda ima nedostatke u smislu lomljenja ili pucanja ruba malog čipa. Osim toga, budući da se neravnine na metalnoj površini ne uklanjaju u potpunosti, površina reza je također vrlo hrapava.
Da bi se riješio ovaj problem, nastala je metoda rezanja “Scribing”, odnosno prije “lomljenja” površinewaferseče na otprilike polovinu dubine. “Scribing”, kao što ime sugerira, odnosi se na korištenje impelera za unaprijed testerisanje (napola) prednje strane oblatne. U ranim danima, većina vafla ispod 6 inča koristila je ovu metodu rezanja prvo „rezanja“ između čipsa, a zatim „lomljenja“.
Rezanje noževa ili piljenje nožem
Metoda rezanja “Scribing” postepeno se razvila u metodu rezanja (ili piljenja) “Blade dicing”, što je metoda rezanja pomoću oštrice dva ili tri puta za redom. Metoda rezanja „oštricom“ može nadoknaditi pojavu sitnih strugotina koje se ljušte prilikom „lomljenja“ nakon „škripanja“ i može zaštititi sitne strugotine tokom procesa „singulacije“. Sečenje „oštrivom“ se razlikuje od prethodnog „rezanja“ na kockice, odnosno nakon rezanja „oštrivom“ ne „lomi se“, već se ponovo seče sečivom. Zbog toga se naziva i metoda „kockanja koraka“.
Kako bi se oblatna zaštitila od vanjskih oštećenja tokom procesa rezanja, na oblatnu će se unaprijed nanijeti film kako bi se osiguralo sigurnije „sjeckanje“. Tokom procesa „pozadinskog mlevenja“, film će biti pričvršćen za prednju stranu oblatne. Ali naprotiv, pri rezanju „oštricom“, film treba pričvrstiti na poleđinu oblatne. Tokom eutektičkog spajanja matrice (lijepljenje kalupa, fiksiranje odvojenih čipova na PCB ili fiksni okvir), film pričvršćen na poleđini će automatski otpasti. Zbog velikog trenja tokom rezanja, DI vodu treba prskati kontinuirano iz svih smjerova. Osim toga, rotor bi trebao biti pričvršćen dijamantskim česticama kako bi se kriške mogle bolje rezati. U tom trenutku rez (debljina oštrice: širina žlijeba) mora biti ujednačen i ne smije prelaziti širinu žljeba za kockice.
Već dugo vremena, piljenje je najraširenija tradicionalna metoda rezanja. Njegova najveća prednost je u tome što se može rezati veliki broj oblatni u kratkom vremenu. Međutim, ako se brzina uvlačenja kriške znatno poveća, povećava se mogućnost ljuštenja ruba čipleta. Stoga, broj rotacija radnog kola treba kontrolirati oko 30.000 puta u minuti. Vidi se da je tehnologija poluprovodničkog procesa često tajna koja se polako nakuplja kroz dug period akumulacije i pokušaja i grešaka (u narednom odeljku o eutektičkom vezivanju govorićemo o sadržaju o rezanju i DAF-u).
Rezanje na kockice prije mljevenja (DBG): redoslijed rezanja promijenio je metodu
Kada se sečivo vrši na pločici prečnika 8 inča, nema potrebe da brinete o ljuštenju ili pucanju ivica čipleta. Ali kako se prečnik oblatne povećava na 21 inč, a debljina postaje izuzetno tanka, pojave ljuštenja i pucanja se ponovo pojavljuju. Kako bi se značajno smanjio fizički uticaj na oblatnu tokom procesa rezanja, DBG metoda „rezanja na kockice prije mljevenja“ zamjenjuje tradicionalnu sekvencu rezanja. Za razliku od tradicionalne metode rezanja „oštricom“ koja seče kontinuirano, DBG prvo izvodi rez „oštricom“, a zatim postepeno razrjeđuje debljinu oblatne kontinuiranim stanjivanjem stražnje strane sve dok se čip ne podijeli. Može se reći da je DBG nadograđena verzija prethodne metode rezanja „oštricem“. Budući da može smanjiti utjecaj drugog rezanja, DBG metoda je brzo popularizirana u “pakovanjima na razini oblatne”.
Lasersko kockanje
Proces paketa čipova na nivou pločice (WLCSP) uglavnom koristi lasersko rezanje. Lasersko sečenje može smanjiti pojave kao što su ljuštenje i pucanje, čime se dobijaju iverovi boljeg kvaliteta, ali kada je debljina pločice veća od 100 μm, produktivnost će biti znatno smanjena. Stoga se najčešće koristi na oblatnama debljine manje od 100μm (relativno tanke). Lasersko sečenje seče silicijum primenom lasera visoke energije na žleb za šiljku pločice. Međutim, kada se koristi konvencionalna metoda laserskog (Conventional Laser) rezanja, zaštitni film se mora prethodno nanijeti na površinu pločice. Zbog zagrijavanja ili ozračivanja površine pločice laserom, ovi fizički kontakti će proizvesti žljebove na površini vafla, a izrezani silikonski fragmenti će se također zalijepiti za površinu. Vidi se da tradicionalni metod laserskog rezanja takođe direktno reže površinu oblatne, te je u tom pogledu sličan metodi rezanja „oštricom“.
Stealth Dicing (SD) je metoda kojom se prvo seče unutrašnjost oblatne laserskom energijom, a zatim se primjenjuje vanjski pritisak na traku pričvršćenu na stražnjoj strani kako bi se ona razbila, čime se odvaja čip. Kada se pritisne na traku na poleđini, pločica će se trenutno podići prema gore zbog istezanja trake, čime će se odvojiti čip. Prednosti SD-a u odnosu na tradicionalnu metodu laserskog rezanja su: prvo, nema ostataka silikona; drugo, izrez (Kerf: širina žljeba za šiljke) je uzak, tako da se može dobiti više strugotina. Osim toga, fenomen ljuštenja i pucanja će se znatno smanjiti korištenjem SD metode, koja je ključna za ukupni kvalitet rezanja. Stoga će SD metoda vrlo vjerovatno postati najpopularnija tehnologija u budućnosti.
Plasma Dicing
Plazma rezanje je nedavno razvijena tehnologija koja koristi plazma jetkanje za rezanje tokom procesa proizvodnje (Fab). Plazma rezanje koristi polugasne materijale umjesto tekućina, tako da je utjecaj na okoliš relativno mali. Usvojen je i način rezanja cijele oblande odjednom, tako da je brzina "rezanja" relativno velika. Međutim, plazma metoda koristi hemijski reakcioni gas kao sirovinu, a proces jetkanja je veoma komplikovan, tako da je njegov tok procesa relativno glomazan. Ali u poređenju sa rezanjem „oštricama“ i laserskim rezanjem, plazma sečenje ne uzrokuje oštećenje površine pločice, čime se smanjuje stopa oštećenja i dobija se više strugotina.
Nedavno je debljina pločice smanjena na 30 μm, a koristi se dosta bakra (Cu) ili materijala niske dielektrične konstante (Low-k). Stoga će se, kako bi se spriječile neravnine (Burr), preferirati metode plazma rezanja. Naravno, i tehnologija plazma rezanja se također stalno razvija. Vjerujem da u bliskoj budućnosti jednog dana neće biti potrebe za nošenjem posebne maske prilikom graviranja, jer je to glavni razvojni pravac plazma rezanja.
Kako se debljina pločica kontinuirano smanjivala sa 100 μm na 50 μm, a zatim na 30 μm, metode rezanja za dobivanje neovisnih čipova također su se mijenjale i razvijale od „lomljenja” i rezanja „oštricom” do laserskog rezanja i rezanja plazma. Iako su sve zrelije metode rezanja povećale troškove proizvodnje samog procesa rezanja, s druge strane, značajno smanjujući neželjene pojave kao što su ljuštenje i pucanje koje se često javljaju pri rezanju poluvodičkih strugotina i povećanjem broja čipova dobijenih po jedinici pločice , troškovi proizvodnje jednog čipa su pokazali opadajući trend. Naravno, povećanje broja čipova dobijenih po jedinici površine vafla usko je povezano sa smanjenjem širine ulice za kockice. Korištenjem plazma rezanja može se dobiti skoro 20% više strugotine u odnosu na korištenje metode rezanja „oštrivom“, što je također glavni razlog zašto ljudi biraju sečenje plazmom. S razvojem i promjenama vafla, izgleda čipa i metoda pakiranja, pojavljuju se i različiti procesi rezanja kao što su tehnologija obrade vafla i DBG.
Vrijeme objave: 10.10.2024