A oplatkamusí projít třemi změnami, aby se stal skutečným polovodičovým čipem: nejprve se ingot ve tvaru bloku nařeže na plátky; ve druhém procesu jsou tranzistory vyryty na přední stranu destičky předchozím procesem; nakonec se provádí balení, to znamená procesem řezáníoplatkastává kompletním polovodičovým čipem. Je vidět, že proces balení patří k back-end procesu. V tomto procesu bude plátek rozřezán na několik šestistěnných jednotlivých čipů. Tento proces získávání nezávislých čipů se nazývá „Singulace“ a proces řezání plátkové desky na nezávislé kvádry se nazývá „řezání plátků (Die Sawing)“. V poslední době, se zlepšením integrace polovodičů, tloplatkyse stal tenčí a tenčí, což samozřejmě přináší mnoho obtíží procesu „singulace“.
Vývoj kostkování oplatek
Front-end a back-end procesy se vyvinuly prostřednictvím interakce různými způsoby: vývoj back-end procesů může určit strukturu a polohu šestistěnných malých čipů oddělených od matrice na matrici.oplatka, jakož i strukturu a polohu podložek (elektrické spojovací cesty) na destičce; naopak, vývoj front-end procesů změnil proces a metoduoplatkazpětné ztenčování a „kostkování“ v back-end procesu. Proto bude mít stále sofistikovanější vzhled balíčku velký dopad na proces back-end. Navíc počet, postup a typ kostkování se také odpovídajícím způsobem změní podle změny vzhledu balíčku.
Scribe Dicing
V raných dobách bylo „lámání“ působením vnější síly jedinou metodou krájení na kostky, která dokázala rozdělitoplatkado šestistěnu zemře. Nevýhodou této metody je však odštípnutí nebo prasknutí okraje malé třísky. Kromě toho, protože otřepy na kovovém povrchu nejsou zcela odstraněny, je povrch řezu také velmi hrubý.
Aby se tento problém vyřešil, vznikla metoda řezání „Scribing“, tedy před „rozbitím“ povrchuoplatkase seřízne asi do poloviny hloubky. „Scribing“, jak název napovídá, se vztahuje k použití oběžného kola k rozřezání (napůlkořezu) přední strany destičky předem. V počátcích většina plátků pod 6 palců používala tuto metodu řezání, kdy se nejprve „krájelo“ mezi třísky a poté se „lámalo“.
Řezání čepelí nebo řezání čepelí
Metoda řezání „Scribing“ se postupně vyvinula v metodu řezání (neboli řezání) „Blade diing“, což je metoda řezání ostřím dvakrát až třikrát za sebou. Metoda řezání „Blade“ může kompenzovat fenomén odlupování malých třísek při „lámání“ po „rytí“ a může chránit malé třísky během procesu „singulace“. Řezání „čepelem“ se liší od předchozího řezání „kostičkou“, to znamená, že po „čepelovém“ řezání nedochází k „lámání“, ale opětovnému řezání čepelí. Proto se také nazývá metoda „krokového kostkování“.
Aby byl plátek chráněn před vnějším poškozením během procesu řezání, bude na plátek předem nanesen film, který zajistí bezpečnější „singling“. Během procesu „zpětného broušení“ bude fólie připevněna k přední části destičky. Ale naopak, při řezání „čepelí“ by měla být fólie připevněna k zadní straně destičky. Během eutektického lepení matrice (spojování matrice, upevnění oddělených čipů na DPS nebo pevný rám) fólie připevněná na zadní straně automaticky odpadne. Kvůli vysokému tření při řezání by měla být deionizovaná voda stříkána nepřetržitě ze všech směrů. Kromě toho by oběžné kolo mělo být připevněno diamantovými částicemi, aby bylo možné plátky lépe krájet. V tomto okamžiku musí být řez (tloušťka čepele: šířka drážky) rovnoměrný a nesmí přesáhnout šířku drážky pro kostky.
Řezání bylo dlouhou dobu nejrozšířenější tradiční metodou řezání. Jeho největší výhodou je, že dokáže nakrájet velké množství oplatků v krátkém čase. Pokud se však rychlost podávání plátku výrazně zvýší, zvýší se možnost odlupování okraje třísek. Proto by měl být počet otáček oběžného kola řízen asi 30 000krát za minutu. Je vidět, že technologie polovodičového procesu je často tajemstvím nashromážděným pomalu během dlouhého období akumulace a pokusů a omylů (v další části o eutektickém spojování probereme obsah o řezání a DAF).
Kostky před broušením (DBG): sekvence řezání změnila metodu
Když se řezání ostřím provádí na destičce o průměru 8 palců, není třeba se obávat olupování nebo praskání hrany třísek. Ale jak se průměr plátku zvětší na 21 palců a tloušťka se stane extrémně tenkou, začnou se znovu objevovat jevy odlupování a praskání. Aby se výrazně snížil fyzický dopad na plátek během procesu řezání, metoda DBG „kostičky před mletím“ nahrazuje tradiční sekvenci řezání. Na rozdíl od tradiční „čepelové“ metody řezání, která řeže kontinuálně, DBG nejprve provede „čepelový“ řez a poté postupně ztenčuje tloušťku plátku nepřetržitým ztenčováním zadní strany, dokud se tříska nerozdělí. Dá se říci, že DBG je vylepšenou verzí předchozí „čepelové“ metody řezání. Protože může snížit dopad druhého řezu, metoda DBG se rychle rozšířila v „balení na úrovni oplatek“.
Laserové kostky
Proces WLCSP (wafer-level chip scale package) využívá hlavně řezání laserem. Laserové řezání může omezit jevy, jako je loupání a praskání, a tím získat lepší kvalitu třísek, ale když je tloušťka plátku větší než 100 μm, produktivita se výrazně sníží. Proto se většinou používá na waferech o tloušťce menší než 100μm (relativně tenké). Řezání laserem řeže křemík aplikací vysokoenergetického laseru do drážky rýhy plátku. Při použití konvenční metody řezání laserem (Conventional Laser) je však třeba na povrch plátku předem nanést ochrannou fólii. Protože zahřívání nebo ozařování povrchu plátku laserem, tyto fyzické kontakty vytvoří drážky na povrchu plátku a nařezané křemíkové fragmenty také přilnou k povrchu. Je vidět, že tradiční metoda řezání laserem také přímo řeže povrch waferu a v tomto ohledu je podobná metodě řezání „čepelí“.
Stealth Dicing (SD) je metoda nejprve řezání vnitřku plátku laserovou energií a poté aplikování vnějšího tlaku na pásku připevněnou k zadní straně, aby se rozbila, čímž se oddělil čip. Když je na pásku na zadní straně vyvíjen tlak, plátek se okamžitě zvedne nahoru v důsledku natažení pásky, čímž se oddělí čip. Výhody SD oproti tradiční metodě řezání laserem jsou: za prvé, nejsou zde žádné křemíkové zbytky; za druhé, zářez (Kerf: šířka drážky rydla) je úzký, takže lze získat více třísek. Kromě toho se při použití metody SD výrazně sníží jev loupání a praskání, což je rozhodující pro celkovou kvalitu řezu. Metoda SD se proto v budoucnu velmi pravděpodobně stane nejoblíbenější technologií.
Plazmové kostky
Plazmové řezání je nedávno vyvinutá technologie, která využívá plazmové leptání k řezání během výrobního (Fab) procesu. Plazmové řezání používá místo kapalin poloplynné materiály, takže dopad na životní prostředí je relativně malý. A je přijata metoda řezání celého plátku najednou, takže rychlost „řezání“ je relativně vysoká. Plazmová metoda však využívá jako surovinu chemický reakční plyn a proces leptání je velmi komplikovaný, takže jeho procesní tok je poměrně těžkopádný. Ve srovnání s řezáním „čepelí“ a řezáním laserem však řezání plazmou nezpůsobuje poškození povrchu destičky, čímž se snižuje výskyt defektů a získává se více třísek.
V poslední době se tloušťka plátku snížila na 30 μm a používá se hodně mědi (Cu) nebo materiálů s nízkou dielektrickou konstantou (Low-k). Proto, aby se zabránilo otřepům (Burr), budou upřednostňovány také metody řezání plazmou. Technologie plazmového řezání se samozřejmě neustále vyvíjí. Věřím, že v blízké budoucnosti jednou nebude potřeba nosit speciální masku při leptání, protože jde o hlavní vývojový směr plazmového řezání.
Vzhledem k tomu, že tloušťka plátků se průběžně snižovala ze 100 μm na 50 μm a poté na 30 μm, mění se a vyvíjejí se i metody řezání pro získávání nezávislých třísek od „lámání“ a „čepelového“ řezání k řezání laserem a plazmovému řezání. Stále vyspělejší metody řezání sice zvýšily výrobní náklady na samotný proces řezání, na druhou stranu tím, že výrazně omezily nežádoucí jevy, jako je odlupování a praskání, které se často vyskytují při řezání polovodičových třísek, a zvýšily počet třísek získaných na jednotku destičky. , výrobní náklady na jeden čip vykazovaly klesající trend. Nárůst počtu čipů získaných na jednotku plochy waferu samozřejmě úzce souvisí se zmenšením šířky kostkovací ulice. Pomocí plazmového řezání lze získat téměř o 20 % více třísek ve srovnání s použitím metody řezání „čepelí“, což je také hlavní důvod, proč lidé volí plazmové řezání. S vývojem a změnami waferů, vzhledu třísek a metod balení se objevují také různé řezné procesy jako technologie zpracování waferů a DBG.
Čas odeslání: 10. října 2024