A oblatskal gennemgå tre ændringer for at blive en rigtig halvlederchip: Først skæres den blokformede barre i wafers; i den anden proces er transistorer indgraveret på forsiden af waferen gennem den foregående proces; til sidst udføres emballering, det vil sige gennem skæreprocessen, denoblatbliver en komplet halvlederchip. Det kan ses, at pakkeprocessen hører til back-end-processen. I denne proces vil waferen blive skåret i flere hexahedron individuelle chips. Denne proces med at opnå uafhængige spåner kaldes "Singulation", og processen med at save waferpladen til uafhængige terninger kaldes "wafer cutting (Die Sawing)". For nylig, med forbedringen af halvlederintegration, tykkelsen afoblaterer blevet tyndere og tyndere, hvilket selvfølgelig bringer en del besvær i "singulation"-processen.
Udviklingen af wafer terninger
Front-end- og back-end-processer har udviklet sig gennem interaktion på forskellige måder: Udviklingen af back-end-processer kan bestemme strukturen og positionen af de små hexaeder-chips, der er adskilt fra matricen påoblat, samt strukturen og positionen af puderne (elektriske forbindelsesveje) på waferen; tværtimod har udviklingen af front-end processer ændret processen og metoden tiloblatrygudtynding og "die dicing" i back-end-processen. Derfor vil pakkens stadig mere sofistikerede udseende have stor indflydelse på back-end-processen. Desuden vil antallet, proceduren og typen af terninger også ændre sig i overensstemmelse med ændringen i pakkens udseende.
Skribent Dicing
I de tidlige dage var "brydning" ved at anvende ydre kraft den eneste terningmetode, der kunne opdeleoblatind i hexahedron dør. Denne metode har imidlertid de ulemper, at den skærer eller revner kanten af den lille spån. Da graterne på metaloverfladen ikke er helt fjernet, er skærefladen desuden meget ru.
For at løse dette problem opstod "Scribing" skæremetoden, det vil sige før "brydning", overfladen afoblatskæres til cirka halvdelen af dybden. "Scribing", som navnet antyder, refererer til at bruge et pumpehjul til at save (halvskære) forsiden af waferen på forhånd. I de tidlige dage brugte de fleste vafler under 6 tommer denne skæremetode, hvor man først "skærer" mellem chips og derefter "brækker".
Bladskæring eller klingesavning
"Scribing" skæremetoden udviklede sig gradvist til "Blade dicing" skæremetoden (eller save), som er en metode til at skære med en klinge to eller tre gange i træk. "Blade" skæremetoden kan kompensere for fænomenet med små spåner, der skaller af, når de "brækker" efter "scribing", og kan beskytte små spåner under "singulation"-processen. "Klinge"-skæring er forskellig fra den tidligere "skæring" -skæring, det vil sige, efter en "klinge" -skæring, "brækker den" den ikke, men skærer igen med en klinge. Derfor kaldes det også "step dicing"-metoden.
For at beskytte waferen mod ydre skader under skæreprocessen, påføres en film på waferen på forhånd for at sikre en mere sikker "singling". Under "tilbageslibning"-processen vil filmen blive fastgjort til forsiden af waferen. Men tværtimod, ved "bladsskæring" skal filmen fastgøres på bagsiden af waferen. Under den eutektiske matricebinding (matricebonding, fastgørelse af de adskilte chips på printkortet eller den faste ramme), vil filmen, der er fastgjort på bagsiden, automatisk falde af. På grund af den høje friktion under skæring bør DI-vand sprøjtes kontinuerligt fra alle retninger. Desuden bør løbehjulet fastgøres med diamantpartikler, så skiverne bedre kan skæres i skiver. På dette tidspunkt skal snittet (klingetykkelse: rillebredde) være ensartet og må ikke overskride bredden af skærerillen.
Savning har i lang tid været den mest udbredte traditionelle skæremetode. Dens største fordel er, at den kan skære et stort antal wafers på kort tid. Men hvis fremføringshastigheden af skiven øges kraftigt, vil muligheden for afskalning af chiplet-kanter øges. Derfor bør antallet af rotationer af pumpehjulet styres med omkring 30.000 gange i minuttet. Det kan ses, at teknologien til halvlederprocesser ofte er en hemmelighed, der akkumuleres langsomt gennem en lang periode med akkumulering og forsøg og fejl (i næste afsnit om eutektisk binding vil vi diskutere indholdet om skæring og DAF).
Skæring før slibning (DBG): Skæresekvensen har ændret metoden
Når knivskæring udføres på en wafer med en diameter på 8 tommer, er der ingen grund til at bekymre sig om, at chiplet-kanten skaller af eller revner. Men da waferens diameter stiger til 21 tommer, og tykkelsen bliver ekstremt tynd, begynder afskalnings- og revnefænomener at dukke op igen. For betydeligt at reducere den fysiske påvirkning af waferen under skæreprocessen, erstatter DBG-metoden "skæring før slibning" den traditionelle skæresekvens. I modsætning til den traditionelle "blade"-skæremetode, der skærer kontinuerligt, udfører DBG først et "blade"-snit, og derefter gradvist tyndere wafertykkelsen ved kontinuerligt at udtynde bagsiden, indtil chippen er delt. Det kan siges, at DBG er en opgraderet version af den tidligere "blade" skæremetode. Fordi det kan reducere virkningen af det andet snit, er DBG-metoden hurtigt blevet populær i "wafer-niveau emballage".
Laser terninger
Processen med wafer-level chip scale package (WLCSP) bruger hovedsageligt laserskæring. Laserskæring kan reducere fænomener som afskalning og revner og derved opnå spåner af bedre kvalitet, men når wafertykkelsen er mere end 100μm, vil produktiviteten blive stærkt reduceret. Derfor bruges det mest på wafers med en tykkelse på mindre end 100μm (relativt tynde). Laserskæring skærer silicium ved at anvende højenergilaser på waferens rille. Men når du bruger den konventionelle laserskæringsmetode (konventionel laser), skal der på forhånd påføres en beskyttende film på waferoverfladen. Fordi opvarmning eller bestråling af waferens overflade med laser, vil disse fysiske kontakter producere riller på waferens overflade, og de afskårne siliciumfragmenter vil også klæbe til overfladen. Det kan ses, at den traditionelle laserskæringsmetode også direkte skærer overfladen af waferen, og i denne henseende ligner den "blade" skæremetoden.
Stealth Dicing (SD) er en metode til først at skære indersiden af waferen med laserenergi, og derefter påføre ydre tryk på tapen, der er fastgjort til bagsiden, for at bryde den og derved adskille chippen. Når der påføres tryk på tapen på bagsiden, vil waferen øjeblikkeligt blive hævet opad på grund af strækningen af tapen, og derved adskille chippen. Fordelene ved SD i forhold til den traditionelle laserskæringsmetode er: For det første er der ingen siliciumrester; for det andet er snittet (Kerf: bredden af skriverillen) smal, så der kan opnås flere spåner. Desuden vil afskalnings- og revnefænomenet blive kraftigt reduceret ved brug af SD-metoden, som er afgørende for den samlede kvalitet af skæringen. Derfor vil SD-metoden med stor sandsynlighed blive den mest populære teknologi i fremtiden.
Plasma terninger
Plasmaskæring er en nyligt udviklet teknologi, der bruger plasmaætsning til at skære under fremstillingsprocessen (Fab). Plasmaskæring bruger semi-gas materialer i stedet for væsker, så påvirkningen af miljøet er relativt lille. Og metoden til at skære hele waferen på én gang er vedtaget, så "skære"hastigheden er relativt hurtig. Plasmametoden bruger dog kemisk reaktionsgas som råmateriale, og ætseprocessen er meget kompliceret, så dens procesflow er relativt besværligt. Men sammenlignet med "klinge"-skæring og laserskæring forårsager plasmaskæring ikke skade på waferoverfladen, hvilket reducerer defektraten og opnår flere chips.
For nylig, da wafertykkelsen er blevet reduceret til 30μm, og der er brugt meget kobber (Cu) eller materialer med lav dielektrisk konstant (Low-k). For at forhindre grater (Burr) vil plasmaskæringsmetoder derfor også blive favoriseret. Plasmaskæringsteknologien udvikler sig naturligvis også konstant. Jeg tror, at der i den nærmeste fremtid en dag ikke vil være behov for at bære en speciel maske ved ætsning, fordi dette er en vigtig udviklingsretning for plasmaskæring.
Da tykkelsen af wafere kontinuerligt er blevet reduceret fra 100μm til 50μm og derefter til 30μm, har skæremetoderne til at opnå uafhængige spåner også ændret sig og udviklet sig fra at "bryde" og "blade" skæring til laserskæring og plasmaskæring. Selvom de stadigt mere modne skæremetoder har øget produktionsomkostningerne ved selve skæreprocessen, på den anden side, ved at reducere de uønskede fænomener som afskalning og revner, der ofte forekommer ved halvlederspånskæring, og øge antallet af spåner opnået pr. , har produktionsomkostningerne for en enkelt chip vist en nedadgående tendens. Selvfølgelig er stigningen i antallet af chips opnået pr. arealenhed af waferen tæt forbundet med reduktionen i bredden af terningsgaden. Ved at bruge plasmaskæring kan der opnås næsten 20 % flere spåner sammenlignet med at bruge "blade" skæremetoden, hvilket også er en væsentlig grund til, at folk vælger plasmaskæring. Med udviklingen og ændringerne af wafers, spånudseende og emballeringsmetoder opstår der også forskellige skæreprocesser såsom waferbehandlingsteknologi og DBG.
Indlægstid: 10-10-2024