WaferD'Schneiden ass ee vun de wichtege Glieder an der Produktioun vu Kraafthalbleiter. Dëse Schrëtt ass entwéckelt fir individuell integréiert Schaltungen oder Chips präzis vun Hallefleederwaferen ze trennen.
De Schlëssel zuWaferD'Schneiden ass et, eenzel Chips ze trennen, wärend gläichzäiteg séchergestallt gëtt, datt déi delikat Strukturen a Schaltungen, déi an de Chips agebett sinn,Waferginn net beschiedegt. Den Erfolleg oder den Echec vum Schnëttprozess beaflosst net nëmmen d'Trennqualitéit an den Ausbezuele vum Chip, mä hänkt och direkt vun der Effizienz vum gesamte Produktiounsprozess of.
▲Dräi üblech Aarte vu Waferschneiden | Quell: KLA CHINA
Aktuell ass déi gemeinsamWaferSchneidprozesser sinn opgedeelt an:
Klingenschneiden: bëlleg, normalerweis fir méi déck Schneiden benotztWaffelen
Laserschneiden: héich Käschten, normalerweis fir Wafere mat enger Déckt vu méi wéi 30μm benotzt
Plasmaschneiden: héich Käschten, méi Restriktiounen, normalerweis fir Waferen mat enger Déckt vu manner wéi 30 μm benotzt
Mechanesch Schneiden
Schleifen mat enger Schleifscheif (Schleifklinge) ass e Prozess, bei deem laanscht d'Schleiflinn mat enger rotéierender Schleifscheif (Schleifklinge) mat héijer Geschwindegkeet geschnidden gëtt. D'Schleifklinge ass normalerweis aus abrasivem oder ultradënnem Diamantmaterial gemaach, dat fir d'Schneiden oder d'Nuten op Siliziumwafere gëeegent ass. Als mechanesch Schnëttmethod baséiert d'Schleifklinge awer op der physescher Materialentfernung, wat liicht zu Ofsplitteren oder Rëssbildung vun der Spankant féiere kann, wat d'Produktqualitéit beaflosst an d'Ausbezuelung reduzéiert.
D'Qualitéit vum Endprodukt, dat duerch de mechanesche Séiprozess produzéiert gëtt, gëtt vu verschiddene Parameteren beaflosst, dorënner Schnëttgeschwindegkeet, Klingendicke, Klingenduerchmiesser an Klingenrotatiounsgeschwindegkeet.
E Vollschnëtt ass déi einfachst Schnëttmethod fir d'Klingen, déi d'Wierkstéck komplett schneit andeems et op e fixe Material (wéi z.B. e Schnëttband) geschnidden gëtt.
▲ Mechanesch Klingenschneiden - komplett Schnëtt | Bildquellennetz
Hallefschnëtt ass eng Veraarbechtungsmethod, déi eng Nut produzéiert andeems se bis an d'Mëtt vum Werkstéck geschnidden gëtt. Duerch de kontinuéierleche Nutprozess kënnen kamm- a nadelfërmeg Spëtze produzéiert ginn.
▲ Mechanesch Klingenschneiden - Hallefschnëtt | Bildquellennetz
Duebelschnëtt ass eng Veraarbechtungsmethod, déi eng Duebelschnëttssäg mat zwou Spindelen benotzt, fir gläichzäiteg ganz oder hallef Schnëtt op zwou Produktiounslinnen duerchzeféieren. D'Duebelschnëttssäg huet zwou Spindelachsen. Duerch dëse Prozess kann en héijen Duerchgank erreecht ginn.
▲ Mechanesch Klingenschneiden - Duebelschnëtt | Bildquellennetz
Beim Stufeschnëtt gëtt eng Duebelschneidsäg mat zwou Spindelen benotzt, fir ganz an hallef Schnëtt an zwou Etappen duerchzeféieren. Et gi Klingen, déi fir d'Schneiden vun der Drotschicht op der Uewerfläch vum Wafer optimiséiert sinn, a Klingen, déi fir de verbleiwene Silizium-Eenkristall optimiséiert sinn, fir eng héichqualitativ Veraarbechtung z'erreechen.
▲ Mechanesch Klingenschneiden – Schrëttschneiden | Bildquellennetz
Schrägschneiden ass eng Veraarbechtungsmethod, bei där eng Klingen mat enger V-fërmeger Kant um hallwe geschniddene Rand benotzt gëtt, fir de Wafer an zwou Etappen während dem Schrëttschnëttprozess ze schneiden. De Schnëttprozess gëtt wärend dem Schnëttprozess duerchgefouert. Dofir kënnen eng héich Formstäerkt an eng héichqualitativ Veraarbechtung erreecht ginn.
▲ Mechanesch Klingenschneiden – Faseschnidden | Bildquellennetz
Laserschneiden
Laserschneiden ass eng kontaktlos Wafer-Schneidtechnologie, déi e fokusséierte Laserstrahl benotzt fir eenzel Chips vun Hallefleitwaferen ze trennen. Den héichenergetesche Laserstrahl gëtt op d'Uewerfläch vum Wafer fokusséiert a verdampft oder läscht Material laanscht déi virbestëmmt Schneidlinn duerch Ablatiouns- oder thermesch Zersetzungsprozesser.
▲ Laserschneiddiagramm | Bildquell: KLA CHINA
Zu den Aarte vu Laser, déi de Moment wäit verbreet sinn, gehéieren UV-Laseren, Infraroutlaseren a Femtosekondlaseren. Dorënner gi UV-Laseren dacks fir präzis Kaltablatioun benotzt wéinst hirer héijer Photonenergie, an d'Hëtztbeaflosst Zon ass extrem kleng, wat de Risiko vun thermesche Schied un der Wafer an den ëmleiende Chips effektiv reduzéiere kann. Infraroutlasere si besser fir méi déck Waferen geegent, well se déif an d'Material andrénge kënnen. Femtosekondlaseren erreechen eng héichpräzis an effizient Materialentfernung mat bal vernoléissegbarer Hëtziwwerdroung duerch ultrakuerz Liichtimpulser.
Laserschneiden huet bedeitend Virdeeler géintiwwer traditionellem Klingenschneiden. Éischtens, als kontaktlosen Prozess, erfuerdert de Laserschneiden kee physikaleschen Drock op de Wafer, wat d'Fragmentéierungs- a Rëssproblemer reduzéiert, déi beim mechanesche Schneiden heefeg sinn. Dës Eegeschaft mécht de Laserschneiden besonnesch gëeegent fir d'Veraarbechtung vu fragilen oder ultradënne Waferen, besonnesch déi mat komplexe Strukturen oder feine Charakteristiken.
▲ Laserschneiddiagramm | Bildquellennetz
Zousätzlech erméiglecht déi héich Präzisioun a Genauegkeet vum Laserschneiden, de Laserstrahl op eng extrem kleng Punktgréisst ze fokusséieren, komplex Schnëttmuster z'ënnerstëtzen an eng Trennung mat engem minimale Ofstand tëscht de Chips z'erreechen. Dës Funktioun ass besonnesch wichteg fir fortgeschratt Hallefleiterkomponenten mat schrumpfende Gréissten.
Laserschneiden huet awer och e puer Aschränkungen. Am Verglach mam Klingenschneiden ass et méi lues a méi deier, besonnesch a Groussproduktioun. Zousätzlech kann d'Wiel vum richtege Lasertyp an d'Optimiséierung vu Parameteren, fir eng effizient Materialentfernung an eng minimal Hëtztbeaflosst Zon ze garantéieren, fir verschidde Materialien an Déckten eng Erausfuerderung sinn.
Laserablatiounsschneiden
Beim Laserablatiounsschneiden gëtt de Laserstrahl präzis op eng spezifizéiert Plaz op der Uewerfläch vum Wafer fokusséiert, an d'Laserenergie gëtt no engem virbestëmmte Schnëttmuster geleet, wouduerch de Wafer graduell bis ënnen geschnidde gëtt. Ofhängeg vun de Schnëttufuerderunge gëtt dës Operatioun mat engem Pulslaser oder engem Kontinuéierwellelaser duerchgefouert. Fir Schied un der Wafer duerch exzessiv lokal Erhëtzung vum Laser ze vermeiden, gëtt Killwaasser benotzt fir d'Wafer ofzekillen an virun thermesche Schied ze schützen. Gläichzäiteg kann Killwaasser och effektiv Partikelen ewechhuelen, déi beim Schnëttprozess entstinn, Kontaminatioun verhënneren an d'Schnëttqualitéit garantéieren.
Laser onsichtbar Schnëtt
De Laser kann och fokusséiert ginn, fir Hëtzt an den Haaptkierper vum Wafer ze transferéieren, eng Method déi "onsichtbar Laserschneiden" genannt gëtt. Bei dëser Method erstellt d'Hëtzt vum Laser Lücken an de Schreifweeër. Dës geschwächt Beräicher erreechen dann en ähnlechen Penetratiounseffekt andeems se bréchen, wann de Wafer gestreckt gëtt.
▲Haaptprozess vum onsichtbare Laserschneiden
De Prozess vun onsichtbarer Schnëtt ass e Prozess mat interner Absorptiounslaser, anstatt enger Laserablatioun, wou de Laser op der Uewerfläch absorbéiert gëtt. Beim onsichtbare Schnëtt gëtt Laserstrahlenergie mat enger Wellelängt benotzt, déi semi-transparent fir de Wafer-Substratmaterial ass. De Prozess ass an zwou Haaptschrëtt opgedeelt, ee Prozess baséiert op Laser an deen aneren Prozess mat mechanesche Trennung.
▲De Laserstrahl erstellt eng Perforatioun ënner der Waferuewerfläch, an d'Vir- an d'Récksäite ginn net beaflosst | Bildquellennetz
Am éischte Schrëtt, wann de Laserstrahl de Wafer scannt, fokusséiert de Laserstrahl op e spezifesche Punkt am Wafer a bildt dobannen e Rësspunkt. D'Stralenergie verursaacht eng Serie vu Rëss, déi sech nach net duerch déi ganz Déckt vum Wafer bis op déi iewescht an ënnescht Uewerfläch ausgebreet hunn.
▲Vergläich vun 100 μm décke Siliziumwaferen, déi mat der Klingenmethod an der onsichtbarer Laserschneidmethod geschnidden goufen | Bildquellennetz
Am zweete Schrëtt gëtt de Chipband um Buedem vum Wafer kierperlech ausgedehnt, wat zu Zuchspannungen an de Rëss am Wafer féiert, déi am éischte Schrëtt am Laserprozess induzéiert ginn. Dës Spannung bewierkt, datt d'Rëss vertikal op déi iewescht an ënnescht Uewerfläche vum Wafer ausdehnen, an dann de Wafer laanscht dës Schnëttpunkten a Chips trennen. Beim onsichtbare Schnëtt gëtt normalerweis Hallefschneiden oder Hallefschneiden op der ënneschter Säit benotzt, fir d'Trennung vu Waferen a Chips oder Chips ze erliichteren.
Schlësselvirdeeler vum onsichtbare Laserschneiden am Verglach mat Laserablatioun:
• Kee Killmëttel néideg
• Kee Schutt produzéiert
• Keng hëtzebeaflosst Zonen, déi sensibel Schaltkreesser beschiedege kéinten
Plasmaschneiden
Plasmaschneiden (och bekannt als Plasmaätzen oder Dréchenätzen) ass eng fortgeschratt Wafer-Schneidtechnologie, déi Reaktiv-Ionenätzen (RIE) oder Déifreaktiv-Ionenätzen (DRIE) benotzt fir eenzel Chips vun Hallefleiterwaferen ze trennen. D'Technologie erreecht de Schnëtt andeems Material chemesch laanscht virbestëmmte Schnëttlinne mat Plasma ewechgeholl gëtt.
Wärend dem Plasmaschneidprozess gëtt de Hallefleederwafer an eng Vakuumkammer placéiert, e kontrolléiert reaktivt Gasmëschung gëtt an d'Kammer agefouert, an en elektrescht Feld gëtt ugewannt fir e Plasma ze generéieren, dat eng héich Konzentratioun vu reaktiven Ionen a Radikale enthält. Dës reaktiv Spezies interagéiere mam Wafermaterial a läschen selektiv Wafermaterial laanscht d'Schreiflinn duerch eng Kombinatioun vu chemescher Reaktioun a physikaleschem Sputteren.
Den Haaptvirdeel vum Plasmaschneiden ass, datt et de mechanesche Stress um Wafer an dem Chip reduzéiert a potenziell Schied duerch kierperleche Kontakt reduzéiert. Dëse Prozess ass awer méi komplex a zäitopwänneg wéi aner Methoden, besonnesch wann et ëm méi déck Waferen oder Materialien mat héijer Ätzbeständegkeet geet, sou datt seng Uwendung an der Masseproduktioun limitéiert ass.
▲Bildquellennetz
An der Hallefleederproduktioun muss d'Wafer-Schneidmethod op Basis vu ville Faktoren ausgewielt ginn, dorënner d'Eegeschafte vum Wafermaterial, d'Gréisst an d'Geometrie vum Chip, déi erfuerderlech Präzisioun a Genauegkeet, an d'Gesamtproduktiounskäschten an d'Effizienz.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 20. September 2024