Wafercutting hè unu di i ligami impurtanti in a pruduzzioni di semiconductor di putenza. Stu passu hè pensatu per separà accuratamente circuiti integrati individuali o chips da i wafers di semiconductor.
A chjave perostiau tagliu hè di pudè separà i chips individuali mentre assicurendu chì e strutture delicate è i circuiti incrustati in uostiaùn sò micca danni. U successu o fallimentu di u prucessu di taglio ùn solu affetta a qualità di separazione è u rendiment di u chip, ma hè ancu direttamente ligatu à l'efficienza di tuttu u prucessu di produzzione.
▲Trè tipi cumuni di taglio wafer | Fonte: KLA CHINA
Attualmente, u cumuniostiaI prucessi di taglio sò divisi in:
Taglio di lama: prezzu bassu, generalmente usatu per più grossiwafers
Taglio laser: altu costu, generalmente usatu per wafers cù un spessore di più di 30μm
Taglio di plasma: costu altu, più restrizioni, generalmente usatu per wafers cù un spessore di menu di 30μm
Taglio meccanicu a lama
U tagliu di a lama hè un prucessu di taglià longu a linea di scribe da un discu di macinazione rotanti à alta velocità (lama). A lama hè generalmente fatta di materiale abrasiu o ultra-sottile di diamante, adattatu per affettà o grooving in wafers di silicone. Tuttavia, cum'è un metudu di taglio meccanicu, u tagliu di a lama si basa nantu à a rimozione di materiale fisicu, chì pò facilmente guidà à scaglià o cracking di u bordu di chip, affettendu cusì a qualità di u produttu è riducendu u rendiment.
A qualità di u pruduttu finali pruduttu da u prucessu di serratura meccanica hè affettata da parechji paràmetri, cumprese a velocità di taglio, u grossu di a lama, u diametru di a lama è a velocità di rotazione di a lama.
U tagliu cumpletu hè u metudu di tagliu di a lama più basica, chì taglia cumplettamente a pezza di u travagliu tagliendu à un materiale fissu (cum'è una cinta di slicing).
▲ Taglio di lama meccanica-tagliu cumpletu | Rete di fonte d'imaghjini
Half cut hè un metudu di trasfurmazioni chì pruduce un groove tagliendu à a mità di u travagliu. Facendu continuamente u prucessu di grooving, ponu esse prudutte punti pettine è agulla.
▲ Lama meccanica taglio-mezzu cut | Rete di fonte d'imaghjini
Doppiu tagliu hè un metudu di trasfurmazioni chì usa una doppia sega cù dui fusi per eseguisce tagli pienu o mità in duie linee di produzzione à u stessu tempu. A sega doppia affettatrice hà dui assi di spindle. High throughput pò esse rializatu attraversu stu prucessu.
▲ Lama meccanica taglio-doppiu taglio | Rete di fonte d'imaghjini
Step cut usa una doppia sega tagliata cù dui fusi per eseguisce tagli pienu è mezzu in duie tappe. Aduprate lame ottimizzate per taglià a strata di cablaggio nantu à a superficia di l'ostia è lame ottimizzate per u cristallu unicu di siliciu rimanente per ottene un processu di alta qualità.
▲ Taglio meccanicu a lama - taglio à passu | Rete di fonte d'imaghjini
U tagliu di bisellu hè un metudu di trasfurmazioni chì usa una lama cù un tagliu in forma di V nantu à u tagliu mezzu per tagliate l'ostia in duie tappe durante u prucessu di taglio. U prucessu di chamfering hè realizatu durante u prucessu di taglio. Per quessa, pò esse ottenuta una alta forza di muffa è un processu di alta qualità.
▲ Taglio meccanicu a lama - taglio bisellu | Rete di fonte d'imaghjini
Taglio laser
U taglio laser hè una tecnulugia di taglio di wafer senza cuntattu chì usa un fasciu laser focalizatu per separà chips individuali da wafers semiconduttori. U fasciu laser d'alta energia hè focu annantu à a superficia di l'ostia è evapora o sguassate u materiale longu a linea di taglio predeterminata per via di prucessi di ablazione o di descomposizione termica.
▲ Diagramma di taglio laser | Fonte di l'imaghjini: KLA CHINA
I tipi di laser attualmente largamente utilizati includenu laser ultraviolet, laser infrarossi è laser femtosecondi. Frà elli, i laser ultraviolet sò spessu usati per l'ablazione di fretu precisa per via di a so energia di fotoni alta, è a zona affettata da u calore hè estremamente chjuca, chì ponu efficacemente riduce u risicu di danni termichi à l'ostia è i so chips circundante. I laser infrarossi sò megliu adattati per wafers più grossi perchè ponu penetrà prufonda in u materiale. I laser femtosecondi ottennu una rimozione di materiale di alta precisione è efficiente cù un trasferimentu di calore quasi insignificante per impulsi di luce ultracorti.
U taglio laser hà vantaghji significativi nantu à u tagliu tradiziunale di lame. Prima, cum'è un prucessu senza cuntattu, u taglio laser ùn hà micca bisognu di pressione fisica nantu à l'ostia, riducendu i prublemi di frammentazione è cracking cumuni in u taglio meccanicu. Questa funzione rende u taglio laser particularmente adattatu per a trasfurmazioni di wafers fragili o ultra-sottili, in particulare quelli cù strutture cumplessi o caratteristiche fini.
▲ Diagramma di taglio laser | Rete di fonte d'imaghjini
Inoltre, l'alta precisione è l'accuratezza di u taglio laser li permettenu di focalizà u fasciu laser à una dimensione di spot estremamente chjuca, sustene mudelli di taglio cumplessi, è ottene a separazione di u spaziu minimu trà chips. Questa funzione hè particularmente impurtante per i dispositi semiconductori avanzati cù dimensioni shrinking.
Tuttavia, taglio laser hà dinù qualchi limitazioni. In cunfrontu cù u tagliu di lama, hè più lento è più caru, soprattuttu in a pruduzzioni à grande scala. Inoltre, a scelta di u tipu di laser ghjustu è l'ottimisazione di i paràmetri per assicurà a rimozione efficace di materiale è a zona minima affettata da u calore pò esse sfida per certi materiali è spessori.
Taglio di ablazione laser
Durante u taglio di l'ablazione laser, u fasciu laser hè precisamente focu annantu à un locu specificu nantu à a superficia di l'ostia, è l'energia laser hè guidata secondu un mudellu di taglio predeterminatu, tagliendu gradualmente à traversu l'ostia à u fondu. Sicondu i bisogni di taglio, sta operazione hè realizata cù un laser pulsatu o un laser d'onda cuntinuu. Per prevene i danni à l'ostia per via di un riscaldamentu eccessivu locale di u laser, l'acqua di rinfrescante hè usata per rinfriscà è prutegge l'ostia da i danni termichi. À u listessu tempu, l'acqua di rinfrescante pò ancu sguassà in modu efficace e particelle generate durante u prucessu di taglio, impediscenu a contaminazione è assicura a qualità di taglio.
Taglio invisibile laser
U laser pò ancu esse focu annantu à trasfiriri u calore in u corpu principale di l'ostia, un metudu chjamatu "taglio laser invisibile". Per stu metudu, u calore da u laser crea spazii in i corsi di scribe. Queste zoni debilitate poi ghjunghjenu un effettu di penetrazione simili rompendu quandu u wafer hè allungatu.
▲ Prucessu principale di taglio invisibile laser
U prucessu di taglio invisibili hè un prucessu di laser assorbimentu internu, piuttostu cà l'ablation laser induve u laser hè assorbita nantu à a superficia. Cù taglio invisibile, l'energia di u fasciu laser cù una lunghezza d'onda chì hè semi-trasparente à u materiale di sustrato wafer hè aduprata. U prucessu hè divisu in dui passi principali, unu hè un prucessu basatu laser, è l 'altru hè un prucessu di siparazzioni miccanicu.
▲U fasciu laser crea una perforazione sottu à a superficia wafer, è i lati di fronte è di daretu ùn sò micca affettati | Rete di fonte d'imaghjini
In u primu passu, cum'è u fasciu laser scansa l'ostia, u fasciu laser si focalizeghja nantu à un puntu specificu in l'ostia, furmendu un puntu di cracking in l'internu. L'energia di u fasciu provoca una seria di cracke chì si formanu à l'internu, chì ùn anu micca ancu allargatu per tuttu u spessore di l'ostia à a superficia superiore è inferiore.
▲ Paragone di wafers di siliciu di 100 μm di spessi tagliati da u metudu di lama è u metudu di taglio invisibile laser | Rete di fonte d'imaghjini
In u sicondu passu, a cinta di chip à u fondu di l'ostia hè fisicamente allargata, chì provoca stress tensile in i cracke in l'internu di l'ostia, chì sò indotte in u prucessu laser in u primu passu. Stu stress face chì i cracke si stendenu verticalmente à a superficia superiore è inferiore di l'ostia, è poi si separanu l'ostia in chips longu questi punti di taglio. In u tagliu invisibule, a mità di tagliu o di u fondu di u fondu hè generalmente utilizatu per facilità a separazione di wafers in chips o chips.
Vantaggi principali di u taglio laser invisibile sopra l'ablazione laser:
• Nisun coolant necessariu
• No debris generate
• Nisun zoni affettati da u calore chì puderanu dannà i circuiti sensitivi
Taglio di plasma
U taglio di plasma (cunnisciutu ancu com'è incisione à plasma o incisione secca) hè una tecnulugia avanzata di taglio di wafer chì usa l'incisione ionica reattiva (RIE) o l'incisione ionica reattiva profonda (DRIE) per separà chips individuali da wafers semiconduttori. A tecnulugia ottene u tagliu rimuovendu chimicamente u materiale longu linee di taglio predeterminate cù plasma.
Durante u prucessu di taglio di plasma, l'oblea di semiconductor hè piazzata in una camera di vacuum, una mistura di gas reattivu cuntrullata hè introdutta in a camera, è un campu elettricu hè appiicatu per generà un plasma chì cuntene una alta cuncentrazione di ioni reattivi è radicali. Queste spezie reattive interagiscenu cù u materiale di wafer è sguassate selettivamente u materiale di wafer longu a linea di scribe per mezu di una cumminazione di reazione chimica è sputtering fisicu.
U vantaghju principali di u taglio di plasma hè chì riduce u stress meccanicu nantu à l'ostia è u chip è riduce u dannu potenziale causatu da u cuntattu fisicu. In ogni casu, stu prucessu hè più cumplessu è più tempu chì altri metudi, soprattuttu quandu si tratta di wafers più grossi o di materiali cù una alta resistenza à l'incisione, cusì a so applicazione in a produzzione di massa hè limitata.
▲ Rete di fonte d'imaghjini
In a fabricazione di semiconduttori, u metudu di taglio di wafer deve esse sceltu basatu annantu à parechji fatturi, cumprese proprietà di materiale di wafer, dimensione di chip è geometria, precisione è accuratezza necessaria, è u costu di produzzione generale è l'efficienza.
Tempu di post: 20-sep-2024