A вафлядолжен пройти три изменения, чтобы стать настоящим полупроводниковым чипом: во-первых, слиток в форме блока разрезается на пластины; во втором процессе транзисторы выгравированы на передней части пластины в ходе предыдущего процесса; наконец, осуществляется упаковка, то есть посредством процесса резкивафлястановится полноценным полупроводниковым чипом. Видно, что процесс упаковки относится к серверному процессу. В этом процессе пластина будет разрезана на несколько отдельных шестигранных чипов. Этот процесс получения независимых чипов называется «Singulation», а процесс распиловки вафельной платы на независимые кубоиды — «резкой пластин (Die Sawing)». В последнее время, с улучшением интеграции полупроводников, толщинавафлистановился все тоньше и тоньше, что, конечно, сильно затрудняет процесс «выделения».
Эволюция нарезки вафель кубиками
Предварительные и внутренние процессы развивались в результате взаимодействия различными способами: эволюция внутренних процессов может определять структуру и положение маленьких шестигранных чипов, отделяемых от матрицы на кристалле.вафля, а также строение и положение контактных площадок (путей электрического соединения) на пластине; напротив, эволюция интерфейсных процессов изменила процесс и методвафляобратное прореживание и «нарезка кубиков» в конечном процессе. Таким образом, все более утонченный внешний вид пакета будет иметь большое влияние на серверный процесс. Более того, количество, порядок и тип нарезки кубиками также будут меняться соответственно в зависимости от изменения внешнего вида упаковки.
Писец
В первые дни «ломание» с применением внешней силы было единственным методом игры в кости, который мог разделитьвафляв шестигранник умирает. Однако этот метод имеет недостатки, заключающиеся в сколах или растрескивании края небольшой стружки. Кроме того, поскольку заусенцы на поверхности металла удаляются не полностью, поверхность среза получается очень шероховатой.
Для решения этой проблемы и возник метод резки «Скрайбинг», то есть до «разрыва» поверхностивафляобрезается примерно на половину глубины. «Скрайбирование», как следует из названия, означает использование крыльчатки для предварительной распиловки (полуразреза) передней стороны пластины. Раньше в большинстве пластин диаметром менее 6 дюймов использовался этот метод резки: сначала «разрез» между чипами, а затем «разлом».
Нарезка кубиками или распиловка лезвием
Метод резки «Скрайбирование» постепенно развился в метод резки (или распиливания) «Лезвием», который представляет собой метод резки лезвием два или три раза подряд. Метод резки «лезвием» может компенсировать явление отслоения мелкой стружки при «ломании» после «разметки» и защитить мелкую стружку во время процесса «разделения». «Лезвийная» резка отличается от предыдущей «нарезки кубиками», то есть после «лезвийной» резки происходит не «ломка», а повторная резка лезвием. Поэтому его еще называют методом «ступенчатого нарезки».
Чтобы защитить пластину от внешних повреждений в процессе резки, на пластину заранее будет нанесена пленка, обеспечивающая более безопасное «откалывание». Во время процесса «обратного шлифования» пленка прикрепляется к передней части пластины. А при «лезвийной» резке, наоборот, пленка должна прикрепляться к обратной стороне пластины. Во время эвтектического соединения кристаллов (склеивание кристаллов, фиксация отдельных чипов на печатной плате или фиксированной рамке) пленка, прикрепленная к задней части, автоматически отпадает. Из-за высокого трения во время резки деионизированную воду следует распылять непрерывно со всех сторон. Кроме того, крыльчатка должна быть прикреплена алмазными частицами, чтобы ломтики можно было лучше нарезать. При этом рез (толщина лезвия: ширина канавки) должен быть равномерным и не должен превышать ширину канавки для нарезки кубиками.
В течение долгого времени распиловка была наиболее широко используемым традиционным методом резки. Его самым большим преимуществом является то, что он может разрезать большое количество пластин за короткое время. Однако если скорость подачи ломтика значительно увеличиться, вероятность отслоения края чиплета увеличится. Поэтому количество оборотов крыльчатки следует контролировать на уровне около 30 000 раз в минуту. Видно, что технология полупроводникового процесса часто представляет собой секрет, накапливаемый медленно в течение длительного периода накопления, проб и ошибок (в следующем разделе, посвященном эвтектическому соединению, мы обсудим содержание резки и DAF).
Нарезка кубиками перед измельчением (DBG): последовательность резки изменила метод
Когда резка лезвием выполняется на пластине диаметром 8 дюймов, нет необходимости беспокоиться об отслаивании или растрескивании краев чиплетов. Но когда диаметр пластины увеличивается до 21 дюйма, а толщина становится чрезвычайно тонкой, снова начинают проявляться явления отслаивания и растрескивания. Чтобы значительно снизить физическое воздействие на пластину в процессе резки, метод DBG «нарезки кубиками перед шлифовкой» заменяет традиционную последовательность резки. В отличие от традиционного метода резки «лезвием», при котором резка осуществляется непрерывно, DBG сначала выполняет резку «лезвием», а затем постепенно уменьшает толщину пластины, непрерывно утоняя обратную сторону, пока чип не расколется. Можно сказать, что ДБГ – это модернизированная версия предыдущего «лезвийного» метода резки. Поскольку метод DBG может снизить воздействие второго разреза, он быстро популяризировался в «упаковке на уровне пластины».
Лазерная нарезка кубиками
Процесс изготовления корпуса чипа на уровне пластины (WLCSP) в основном использует лазерную резку. Лазерная резка может уменьшить такие явления, как отслаивание и растрескивание, тем самым получая чипы более высокого качества, но когда толщина пластины превышает 100 мкм, производительность значительно снижается. Поэтому его чаще всего используют на пластинах толщиной менее 100 мкм (относительно тонких). Лазерная резка разрезает кремний, применяя высокоэнергетический лазер к канавке разметки пластины. Однако при использовании обычного метода лазерной (Conventional Laser) резки на поверхность пластины необходимо заранее нанести защитную пленку. Поскольку при нагревании или облучении поверхности пластины лазером эти физические контакты образуют канавки на поверхности пластины, а вырезанные фрагменты кремния также прилипают к поверхности. Видно, что традиционный метод лазерной резки также непосредственно разрезает поверхность пластины и в этом отношении аналогичен методу резки «лезвием».
Stealth Dicing (SD) — это метод сначала разрезания внутренней части пластины с помощью лазерной энергии, а затем приложения внешнего давления к ленте, прикрепленной к обратной стороне, чтобы сломать ее, тем самым отделяя чип. При нажатии на ленту с обратной стороны пластина мгновенно поднимется вверх за счет растяжения ленты, тем самым отделив чип. Преимущества СД перед традиционным методом лазерной резки: во-первых, нет кремниевого мусора; во-вторых, пропил (Kerf: ширина канавки разметки) узкий, поэтому можно получить больше стружки. Кроме того, при использовании метода SD значительно снижается явление отслаивания и растрескивания, что имеет решающее значение для общего качества резки. Поэтому метод SD, скорее всего, станет самой популярной технологией в будущем.
Плазменная нарезка кубиками
Плазменная резка — это недавно разработанная технология, в которой для резки во время производственного процесса (Fab) используется плазменное травление. При плазменной резке вместо жидкостей используются полугазовые материалы, поэтому воздействие на окружающую среду относительно невелико. Принят метод резки всей пластины за один раз, поэтому скорость «резки» относительно высокая. Однако плазменный метод использует химический реакционный газ в качестве сырья, а процесс травления очень сложен, поэтому его технологический процесс относительно громоздок. Но по сравнению с «лезвийной» резкой и лазерной резкой плазменная резка не повреждает поверхность пластины, тем самым снижая процент дефектов и получая больше чипов.
В последнее время толщина пластины была уменьшена до 30 мкм и используется много меди (Cu) или материалов с низкой диэлектрической проницаемостью (Low-k). Поэтому, чтобы предотвратить образование заусенцев (заусенцев), предпочтение также отдается методам плазменной резки. Конечно, технология плазменной резки также постоянно развивается. Я верю, что в ближайшем будущем однажды отпадет необходимость носить специальную маску при травлении, ведь это основное направление развития плазменной резки.
Поскольку толщина пластин постоянно уменьшалась со 100 мкм до 50 мкм, а затем и до 30 мкм, методы резки для получения самостоятельных чипов также менялись и развивались от «ломающей» и «лезвийной» резки к лазерной и плазменной резке. Хотя все более совершенные методы резки увеличивают себестоимость самого процесса резки, с другой стороны, за счет значительного уменьшения нежелательных явлений, таких как отслаивание и растрескивание, которые часто возникают при резке полупроводниковых чипов, и увеличения количества чипов, получаемых на единицу пластины. , стоимость производства одного чипа имеет тенденцию к снижению. Разумеется, увеличение количества получаемых чипов на единицу площади пластины тесно связано с уменьшением ширины дорожки нарезки. При плазменной резке можно получить почти на 20% больше стружки по сравнению с методом «лезвийной» резки, что также является основной причиной, по которой люди выбирают плазменную резку. С развитием и изменением пластин, внешнего вида чипов и методов упаковки также появляются различные процессы резки, такие как технология обработки пластин и DBG.
Время публикации: 10 октября 2024 г.