A wafeltjemoet drie veranderingen ondergaan om een echte halfgeleiderchip te worden: eerst wordt de blokvormige staaf in wafels gesneden; in het tweede proces worden via het vorige proces transistoren op de voorkant van de wafer gegraveerd; ten slotte wordt het verpakken uitgevoerd, dat wil zeggen via het snijproces, dewafeltjewordt een complete halfgeleiderchip. Het is duidelijk dat het verpakkingsproces tot het back-endproces behoort. In dit proces wordt de wafel in verschillende individuele hexahedronchips gesneden. Dit proces van het verkrijgen van onafhankelijke chips wordt "Singulation" genoemd, en het proces van het zagen van de waferboard in onafhankelijke kubussen wordt "wafelsnijden (Die Sawing)" genoemd. Onlangs, met de verbetering van de halfgeleiderintegratie, is de dikte vanwafeltjesis dunner en dunner geworden, wat uiteraard veel moeilijkheden met zich meebrengt bij het “verenkelingsproces”.
De evolutie van het in blokjes snijden van wafels
Front-end- en back-end-processen zijn op verschillende manieren door interactie geëvolueerd: de evolutie van back-end-processen kan de structuur en positie bepalen van de kleine zesvlakchips, gescheiden van de chip op de computer.wafeltje, evenals de structuur en positie van de pads (elektrische verbindingspaden) op de wafer; integendeel, de evolutie van front-end-processen heeft het proces en de methode ervan veranderdwafeltjeback-dunning en “die dicing” in het back-endproces. Daarom zal het steeds geavanceerdere uiterlijk van het pakket een grote impact hebben op het back-endproces. Bovendien zullen het aantal, de procedure en het type van het in blokjes snijden ook dienovereenkomstig veranderen, afhankelijk van de verandering in het uiterlijk van de verpakking.
Schrijver in blokjes snijden
Vroeger was ‘breken’ door het toepassen van externe kracht de enige snijmethode die de verdeeldheid kon vergrotenwafeltjein hexahedron sterft. Deze methode heeft echter de nadelen dat de rand van de kleine chip afbrokkelt of barst. Omdat de bramen op het metalen oppervlak niet volledig worden verwijderd, is het snijoppervlak bovendien erg ruw.
Om dit probleem op te lossen, ontstond de snijmethode “Scribing”, dat wil zeggen, vóór het “breken” van het oppervlak van dewafeltjewordt tot ongeveer de helft van de diepte gesneden. ‘Scribing’ verwijst, zoals de naam al doet vermoeden, naar het gebruik van een waaier om de voorkant van de wafer vooraf te zagen (half gesneden). In het begin gebruikten de meeste wafels van minder dan 15 cm deze snijmethode, waarbij eerst tussen de chips werd “gesneden” en vervolgens werd “gebroken”.
Mes in blokjes snijden of zagen
De “Scribing”-snijmethode ontwikkelde zich geleidelijk tot de “Blade dicing”-snij- (of zaag-) methode, een methode waarbij twee of drie keer achter elkaar met een mes wordt gesneden. De “Blade”-snijmethode kan het fenomeen compenseren dat kleine spanen loslaten bij het “breken” na het “krabben”, en kan kleine spanen beschermen tijdens het “verenkelingsproces”. "Blade" -snijden verschilt van het vorige "in blokjes snijden" -snijden, dat wil zeggen dat na een "mes" -snijden het niet "breekt", maar opnieuw snijdt met een mes. Daarom wordt het ook wel de ‘step dicing’-methode genoemd.
Om de wafer tijdens het snijproces te beschermen tegen externe schade, wordt vooraf een film op de wafer aangebracht om een veiliger ‘enkelvoudigen’ te garanderen. Tijdens het ‘backslijpen’-proces wordt de film aan de voorkant van de wafer bevestigd. Maar integendeel, bij het snijden met een mes moet de film aan de achterkant van de wafel worden bevestigd. Tijdens de eutectische die bonding (die bonding, het bevestigen van de gescheiden chips op de printplaat of het vaste frame) zal de aan de achterkant bevestigde film er automatisch af vallen. Vanwege de hoge wrijving tijdens het snijden moet DI-water continu vanuit alle richtingen worden gespoten. Bovendien moet de waaier worden bevestigd met diamantdeeltjes, zodat de plakjes beter kunnen worden gesneden. Op dit moment moet de snede (dikte van het mes: groefbreedte) uniform zijn en mag de breedte van de snijgroef niet overschrijden.
Zagen is lange tijd de meest gebruikte traditionele zaagmethode geweest. Het grootste voordeel is dat het in korte tijd een groot aantal wafels kan snijden. Als de aanvoersnelheid van het schijfje echter aanzienlijk wordt verhoogd, zal de kans op het loslaten van de chipletrand toenemen. Daarom moet het aantal rotaties van de waaier op ongeveer 30.000 keer per minuut worden geregeld. Het is duidelijk dat de technologie van halfgeleiderprocessen vaak een geheim is dat zich langzaam heeft verzameld gedurende een lange periode van accumulatie en vallen en opstaan (in de volgende sectie over eutectische binding zullen we de inhoud over snijden en DAF bespreken).
In blokjes snijden vóór het malen (DBG): de snijvolgorde heeft de methode veranderd
Wanneer het mes wordt gesneden op een wafel met een diameter van 8 inch, hoeft u zich geen zorgen te maken over het loslaten of barsten van de chipletrand. Maar naarmate de diameter van de wafel toeneemt tot 21 inch en de dikte extreem dun wordt, beginnen de verschijnselen van loslaten en barsten opnieuw te verschijnen. Om de fysieke impact op de wafel tijdens het snijproces aanzienlijk te verminderen, vervangt de DBG-methode van “in blokjes snijden vóór het slijpen” de traditionele snijvolgorde. In tegenstelling tot de traditionele “blade”-snijmethode die continu snijdt, voert DBG eerst een “blade”-snede uit en verdunt vervolgens geleidelijk de wafeldikte door de achterkant continu te verdunnen totdat de chip gespleten is. Er kan worden gezegd dat DBG een verbeterde versie is van de vorige "blade" -snijmethode. Omdat het de impact van de tweede snede kan verminderen, is de DBG-methode snel populair geworden in “wafer-level-verpakkingen”.
Lasersnijden
Het wafer-level chip scale package (WLCSP)-proces maakt voornamelijk gebruik van lasersnijden. Lasersnijden kan verschijnselen zoals afpellen en barsten verminderen, waardoor chips van betere kwaliteit worden verkregen, maar wanneer de wafeldikte meer dan 100 μm bedraagt, zal de productiviteit aanzienlijk worden verminderd. Daarom wordt het meestal gebruikt op wafers met een dikte van minder dan 100 μm (relatief dun). Bij lasersnijden wordt silicium gesneden door een laser met hoge energie op de krasgroef van de wafer aan te brengen. Bij gebruik van de conventionele lasersnijmethode (Conventional Laser) moet echter vooraf een beschermende film op het waferoppervlak worden aangebracht. Omdat het oppervlak van de wafel met laser wordt verwarmd of bestraald, zullen deze fysieke contacten groeven op het oppervlak van de wafel produceren, en zullen de gesneden siliciumfragmenten zich ook aan het oppervlak hechten. Het is duidelijk dat de traditionele lasersnijmethode ook rechtstreeks het oppervlak van de wafel snijdt, en in dit opzicht is deze vergelijkbaar met de “blade”-snijmethode.
Stealth Dicing (SD) is een methode waarbij eerst de binnenkant van de wafel wordt doorgesneden met laserenergie en vervolgens externe druk wordt uitgeoefend op de tape die aan de achterkant is bevestigd om deze te breken, waardoor de chip wordt gescheiden. Wanneer er druk wordt uitgeoefend op de tape aan de achterkant, zal de wafel onmiddellijk omhoog worden gebracht als gevolg van het uitrekken van de tape, waardoor de chip wordt gescheiden. De voordelen van SD ten opzichte van de traditionele lasersnijmethode zijn: ten eerste is er geen siliciumresten; ten tweede is de kerf (Kerf: de breedte van de krasgroef) smal, waardoor er meer spanen kunnen worden verkregen. Bovendien zal het fenomeen van afpellen en barsten aanzienlijk worden verminderd met behulp van de SD-methode, wat cruciaal is voor de algehele kwaliteit van het snijden. Daarom is de kans groot dat de SD-methode in de toekomst de meest populaire technologie zal worden.
Plasma in blokjes snijden
Plasmasnijden is een recent ontwikkelde technologie waarbij gebruik wordt gemaakt van plasma-etsen om te snijden tijdens het fabricageproces (Fab). Bij plasmasnijden wordt gebruik gemaakt van semi-gas materialen in plaats van vloeistoffen, waardoor de impact op het milieu relatief klein is. En er wordt gebruik gemaakt van de methode om de hele wafel in één keer te snijden, dus de "snijsnelheid" is relatief snel. De plasmamethode gebruikt echter chemisch reactiegas als grondstof, en het etsproces is erg ingewikkeld, dus de processtroom is relatief omslachtig. Maar vergeleken met “blade”-snijden en lasersnijden veroorzaakt plasmasnijden geen schade aan het waferoppervlak, waardoor het aantal defecten wordt verminderd en meer spanen worden verkregen.
Sinds kort is de dikte van de wafel teruggebracht tot 30 μm en worden er veel koper (Cu) of materialen met een lage diëlektrische constante (Low-k) gebruikt. Om bramen (Burr) te voorkomen zullen daarom ook de voorkeur worden gegeven aan plasmasnijmethoden. Uiteraard ontwikkelt de plasmasnijtechnologie zich ook voortdurend. Ik geloof dat het in de nabije toekomst op een dag niet meer nodig zal zijn om een speciaal masker te dragen bij het etsen, omdat dit een belangrijke ontwikkelingsrichting van plasmasnijden is.
Omdat de dikte van wafels voortdurend is teruggebracht van 100 μm naar 50 μm en vervolgens naar 30 μm, zijn ook de snijmethoden voor het verkrijgen van onafhankelijke chips veranderd en ontwikkeld van "breken" en "blade" -snijden tot lasersnijden en plasmasnijden. Hoewel de steeds volwassener wordende snijmethoden de productiekosten van het snijproces zelf hebben verhoogd, door de ongewenste verschijnselen zoals afpellen en barsten die vaak voorkomen bij het snijden van halfgeleiderchips aanzienlijk te verminderen en door het aantal per eenheid wafel verkregen chips te verhogen. hebben de productiekosten van een enkele chip een neerwaartse trend laten zien. Uiteraard hangt de toename van het aantal verkregen chips per oppervlakte-eenheid van de wafel nauw samen met de verkleining van de breedte van de snijstraat. Met plasmasnijden kunnen bijna 20% meer spanen worden verkregen vergeleken met het gebruik van de “blade”-snijmethode, wat ook een belangrijke reden is waarom mensen voor plasmasnijden kiezen. Met de ontwikkeling en veranderingen op het gebied van wafers, chipuiterlijk en verpakkingsmethoden ontstaan er ook verschillende snijprocessen, zoals waferverwerkingstechnologie en DBG.
Posttijd: 10-okt-2024