A waferperlu melalui tiga perubahan untuk menjadi cip semikonduktor sebenar: pertama, jongkong berbentuk blok dipotong menjadi wafer; dalam proses kedua, transistor diukir di hadapan wafer melalui proses sebelumnya; akhirnya, pembungkusan dilakukan, iaitu, melalui proses pemotongan, yangwafermenjadi cip semikonduktor lengkap. Ia boleh dilihat bahawa proses pembungkusan tergolong dalam proses back-end. Dalam proses ini, wafer akan dipotong menjadi beberapa cip individu hexahedron. Proses mendapatkan cip bebas ini dipanggil "Singulation", dan proses menggergaji papan wafer menjadi kuboid bebas dipanggil "memotong wafer (Die Sawing)". Baru-baru ini, dengan peningkatan integrasi semikonduktor, ketebalanwafertelah menjadi semakin nipis, yang sudah tentu membawa banyak kesukaran kepada proses "singulasi".
Evolusi dadu wafer
Proses front-end dan back-end telah berkembang melalui interaksi dalam pelbagai cara: evolusi proses back-end boleh menentukan struktur dan kedudukan cip kecil hexahedron yang dipisahkan daripada dadu padawafer, serta struktur dan kedudukan pad (laluan sambungan elektrik) pada wafer; sebaliknya, evolusi proses front-end telah mengubah proses dan kaedahwaferpenipisan belakang dan "die dicing" dalam proses back-end. Oleh itu, penampilan pakej yang semakin canggih akan memberi impak yang besar pada proses back-end. Selain itu, bilangan, prosedur dan jenis dadu juga akan berubah mengikut perubahan dalam rupa bungkusan.
Jurutulis Dicing
Pada hari-hari awal, "pecah" dengan menggunakan daya luaran adalah satu-satunya kaedah dadu yang boleh membahagikanwaferke dalam mati hexahedron. Walau bagaimanapun, kaedah ini mempunyai kelemahan seperti kerepek atau retak pada tepi cip kecil. Di samping itu, kerana burr pada permukaan logam tidak dikeluarkan sepenuhnya, permukaan yang dipotong juga sangat kasar.
Untuk menyelesaikan masalah ini, kaedah pemotongan "Scribing" wujud, iaitu, sebelum "pecah", permukaanwaferdipotong kira-kira separuh kedalaman. "Menulis", seperti namanya, merujuk kepada menggunakan pendesak untuk melihat (separuh potong) bahagian hadapan wafer terlebih dahulu. Pada hari-hari awal, kebanyakan wafer di bawah 6 inci menggunakan kaedah pemotongan ini untuk mula-mula "menghiris" antara cip dan kemudian "memecah".
Memotong Bilah atau Menggergaji Bilah
Kaedah pemotongan "Scribing" berkembang secara beransur-ansur menjadi kaedah pemotongan (atau menggergaji) "Blade dicing", iaitu kaedah memotong menggunakan bilah dua atau tiga kali berturut-turut. Kaedah pemotongan "Blade" boleh mengimbangi fenomena cip kecil mengelupas apabila "pecah" selepas "menconteng", dan boleh melindungi cip kecil semasa proses "singulation". Pemotongan "Blade" berbeza daripada pemotongan "dicing" sebelumnya, iaitu, selepas pemotongan "bilah", ia bukan "pecah", tetapi memotong lagi dengan bilah. Oleh itu, ia juga dipanggil kaedah "step dicing".
Untuk melindungi wafer daripada kerosakan luaran semasa proses pemotongan, filem akan digunakan pada wafer terlebih dahulu untuk memastikan "singling" yang lebih selamat. Semasa proses "mengisar belakang", filem itu akan dilekatkan pada bahagian hadapan wafer. Tetapi sebaliknya, dalam pemotongan "bilah", filem itu harus dilekatkan pada bahagian belakang wafer. Semasa ikatan die eutektik (ikatan mati, membetulkan cip yang dipisahkan pada PCB atau bingkai tetap), filem yang dipasang pada bahagian belakang akan jatuh secara automatik. Oleh kerana geseran yang tinggi semasa pemotongan, air DI perlu disembur secara berterusan dari semua arah. Di samping itu, pendesak perlu dilekatkan dengan zarah berlian supaya kepingan boleh dihiris dengan lebih baik. Pada masa ini, potongan (ketebalan bilah: lebar alur) mestilah seragam dan tidak boleh melebihi lebar alur dadu.
Untuk masa yang lama, menggergaji telah menjadi kaedah pemotongan tradisional yang paling banyak digunakan. Kelebihan terbesarnya ialah ia boleh memotong sejumlah besar wafer dalam masa yang singkat. Walau bagaimanapun, jika kelajuan penyusuan hirisan meningkat dengan banyak, kemungkinan pengelupasan tepi serpihan akan meningkat. Oleh itu, bilangan putaran pendesak harus dikawal pada kira-kira 30,000 kali seminit. Ia boleh dilihat bahawa teknologi proses semikonduktor sering menjadi rahsia yang terkumpul secara perlahan melalui tempoh pengumpulan dan percubaan dan kesilapan yang panjang (dalam bahagian seterusnya mengenai ikatan eutektik, kita akan membincangkan kandungan tentang pemotongan dan DAF).
Memotong sebelum mengisar (DBG): urutan pemotongan telah mengubah kaedah
Apabila pemotongan bilah dilakukan pada wafer berdiameter 8 inci, tidak perlu risau tentang pengelupasan atau retakan tepi serpihan. Tetapi apabila diameter wafer meningkat kepada 21 inci dan ketebalan menjadi sangat nipis, fenomena mengelupas dan retak mula muncul semula. Untuk mengurangkan kesan fizikal pada wafer dengan ketara semasa proses pemotongan, kaedah DBG "menghiris dadu sebelum mengisar" menggantikan urutan pemotongan tradisional. Tidak seperti kaedah pemotongan "bilah" tradisional yang memotong secara berterusan, DBG mula-mula melakukan pemotongan "bilah", dan kemudian secara beransur-ansur menipiskan ketebalan wafer dengan terus menipis bahagian belakang sehingga cip terbelah. Boleh dikatakan bahawa DBG ialah versi yang dinaik taraf daripada kaedah pemotongan "bilah" sebelumnya. Kerana ia boleh mengurangkan kesan pemotongan kedua, kaedah DBG telah dipopularkan dengan pantas dalam "pembungkusan peringkat wafer".
Laser Dicing
Proses pakej skala cip peringkat wafer (WLCSP) terutamanya menggunakan pemotongan laser. Pemotongan laser boleh mengurangkan fenomena seperti mengelupas dan retak, dengan itu memperoleh cip berkualiti lebih baik, tetapi apabila ketebalan wafer lebih daripada 100μm, produktiviti akan berkurangan dengan banyak. Oleh itu, ia kebanyakannya digunakan pada wafer dengan ketebalan kurang daripada 100μm (agak nipis). Pemotongan laser memotong silikon dengan menggunakan laser tenaga tinggi pada alur pencungkil wafer. Walau bagaimanapun, apabila menggunakan kaedah pemotongan laser konvensional (Laser Konvensional), filem pelindung mesti digunakan pada permukaan wafer terlebih dahulu. Kerana memanaskan atau menyinari permukaan wafer dengan laser, sentuhan fizikal ini akan menghasilkan alur pada permukaan wafer, dan serpihan silikon yang dipotong juga akan melekat pada permukaan. Ia boleh dilihat bahawa kaedah pemotongan laser tradisional juga secara langsung memotong permukaan wafer, dan dalam hal ini, ia adalah serupa dengan kaedah pemotongan "bilah".
Stealth Dicing (SD) ialah kaedah memotong bahagian dalam wafer dengan tenaga laser terlebih dahulu, dan kemudian menggunakan tekanan luaran pada pita yang dilekatkan pada bahagian belakang untuk memecahkannya, dengan itu memisahkan cip. Apabila tekanan dikenakan pada pita di bahagian belakang, wafer akan serta-merta dinaikkan ke atas disebabkan oleh regangan pita, dengan itu memisahkan cip. Kelebihan SD berbanding kaedah pemotongan laser tradisional ialah: pertama, tiada serpihan silikon; kedua, kerf (Kerf: lebar alur juru tulis) adalah sempit, jadi lebih banyak cip boleh diperolehi. Di samping itu, fenomena mengelupas dan retak akan dikurangkan dengan banyak menggunakan kaedah SD, yang penting untuk kualiti keseluruhan pemotongan. Oleh itu, kaedah SD berkemungkinan besar akan menjadi teknologi paling popular pada masa hadapan.
Plasma Dicing
Pemotongan plasma ialah teknologi yang dibangunkan baru-baru ini yang menggunakan etsa plasma untuk memotong semasa proses pembuatan (Fab). Pemotongan plasma menggunakan bahan separa gas dan bukannya cecair, jadi impak terhadap alam sekitar agak kecil. Dan kaedah memotong keseluruhan wafer pada satu masa diguna pakai, jadi kelajuan "memotong" agak pantas. Walau bagaimanapun, kaedah plasma menggunakan gas tindak balas kimia sebagai bahan mentah, dan proses etsa sangat rumit, jadi aliran prosesnya agak rumit. Tetapi berbanding dengan pemotongan "bilah" dan pemotongan laser, pemotongan plasma tidak menyebabkan kerosakan pada permukaan wafer, dengan itu mengurangkan kadar kecacatan dan memperoleh lebih banyak cip.
Baru-baru ini, kerana ketebalan wafer telah dikurangkan kepada 30μm, dan banyak kuprum (Cu) atau bahan pemalar dielektrik rendah (Low-k) digunakan. Oleh itu, untuk mengelakkan burr (Burr), kaedah pemotongan plasma juga akan diutamakan. Sudah tentu, teknologi pemotongan plasma juga sentiasa berkembang. Saya percaya bahawa dalam masa terdekat, suatu hari nanti tidak perlu memakai topeng khas apabila mengetsa, kerana ini adalah arah pembangunan utama pemotongan plasma.
Oleh kerana ketebalan wafer telah dikurangkan secara berterusan daripada 100μm kepada 50μm dan kemudian kepada 30μm, kaedah pemotongan untuk mendapatkan cip bebas juga telah berubah dan berkembang daripada pemotongan "pecah" dan "bilah" kepada pemotongan laser dan pemotongan plasma. Walaupun kaedah pemotongan yang semakin matang telah meningkatkan kos pengeluaran proses pemotongan itu sendiri, sebaliknya, dengan ketara mengurangkan fenomena yang tidak diingini seperti pengelupasan dan keretakan yang sering berlaku dalam pemotongan cip semikonduktor dan meningkatkan bilangan cip yang diperolehi setiap unit wafer. , kos pengeluaran satu cip telah menunjukkan arah aliran menurun. Sudah tentu, peningkatan bilangan cip yang diperolehi setiap unit luas wafer berkait rapat dengan pengurangan lebar jalan dadu. Menggunakan pemotongan plasma, hampir 20% lebih banyak cip boleh diperolehi berbanding dengan menggunakan kaedah pemotongan "bilah", yang juga merupakan sebab utama mengapa orang memilih pemotongan plasma. Dengan pembangunan dan perubahan wafer, penampilan cip dan kaedah pembungkusan, pelbagai proses pemotongan seperti teknologi pemprosesan wafer dan DBG juga muncul.
Masa siaran: 10-Okt-2024