OstiyaAng pagputol ay isa sa mga mahalagang link sa paggawa ng power semiconductor. Ang hakbang na ito ay idinisenyo upang tumpak na paghiwalayin ang mga indibidwal na integrated circuit o chips mula sa mga semiconductor wafer.
Ang susi saostiyaang pagputol ay ang makapaghihiwalay ng mga indibidwal na chips habang tinitiyak na ang mga maselang istruktura at circuit ay naka-embed saostiyaay hindi nasira. Ang tagumpay o kabiguan ng proseso ng pagputol ay hindi lamang nakakaapekto sa kalidad ng paghihiwalay at ani ng chip, ngunit direktang nauugnay din sa kahusayan ng buong proseso ng produksyon.
▲Tatlong karaniwang uri ng pagputol ng ostiya | Source: KLA CHINA
Sa kasalukuyan, ang karaniwanostiyaAng mga proseso ng pagputol ay nahahati sa:
Blade cutting: mababang gastos, kadalasang ginagamit para sa mas makapalmga ostiya
Laser cutting: mataas na gastos, kadalasang ginagamit para sa mga wafer na may kapal na higit sa 30μm
Plasma cutting: mataas na gastos, mas maraming paghihigpit, kadalasang ginagamit para sa mga wafer na may kapal na mas mababa sa 30μm
Mechanical blade cutting
Ang pagputol ng talim ay isang proseso ng pagputol sa kahabaan ng linya ng tagasulat sa pamamagitan ng isang high-speed rotating grinding disk (blade). Ang talim ay kadalasang gawa sa nakasasakit o ultra-manipis na materyal na brilyante, na angkop para sa paghiwa o pag-ukit sa mga silicon na wafer. Gayunpaman, bilang isang mekanikal na paraan ng pagputol, ang pagputol ng talim ay umaasa sa pisikal na pag-alis ng materyal, na madaling humantong sa pag-chipping o pag-crack ng gilid ng chip, kaya naaapektuhan ang kalidad ng produkto at binabawasan ang ani.
Ang kalidad ng panghuling produkto na ginawa ng mekanikal na proseso ng paglalagari ay apektado ng maraming mga parameter, kabilang ang bilis ng pagputol, kapal ng talim, diameter ng talim, at bilis ng pag-ikot ng talim.
Ang full cut ay ang pinakapangunahing paraan ng pagputol ng talim, na ganap na pinuputol ang workpiece sa pamamagitan ng pagputol sa isang nakapirming materyal (tulad ng slicing tape).
▲ Mechanical blade cutting-full cut | Network ng pinagmulan ng larawan
Ang kalahating hiwa ay isang paraan ng pagproseso na gumagawa ng isang uka sa pamamagitan ng pagputol sa gitna ng workpiece. Sa pamamagitan ng patuloy na pagsasagawa ng proseso ng pag-ukit, maaaring makagawa ng suklay at hugis ng karayom.
▲ Mechanical blade cutting-half cut | Network ng pinagmulan ng larawan
Ang double cut ay isang paraan ng pagproseso na gumagamit ng double slicing saw na may dalawang spindle para magsagawa ng buo o kalahating cut sa dalawang linya ng produksyon nang sabay. Ang double slicing saw ay may dalawang spindle axes. Maaaring makamit ang mataas na throughput sa pamamagitan ng prosesong ito.
▲ Mechanical blade cutting-double cut | Network ng pinagmulan ng larawan
Gumagamit ang step cut ng double slicing saw na may dalawang spindle para magsagawa ng buo at kalahating hiwa sa dalawang yugto. Gumamit ng mga blades na na-optimize para sa pagputol ng wiring layer sa ibabaw ng wafer at mga blades na na-optimize para sa natitirang silicon single crystal upang makamit ang mataas na kalidad na pagproseso.
▲ Mechanical blade cutting – step cutting | Network ng pinagmulan ng larawan
Ang pagputol ng tapyas ay isang paraan ng pagproseso na gumagamit ng talim na may hugis-V na gilid sa kalahating hiwa na gilid upang gupitin ang wafer sa dalawang yugto sa panahon ng proseso ng paggupit ng hakbang. Ang proseso ng chamfering ay isinasagawa sa panahon ng proseso ng pagputol. Samakatuwid, ang mataas na lakas ng amag at mataas na kalidad na pagproseso ay maaaring makamit.
▲ Mechanical blade cutting – bevel cutting | Network ng pinagmulan ng larawan
Laser cutting
Ang laser cutting ay isang non-contact wafer cutting technology na gumagamit ng nakatutok na laser beam upang paghiwalayin ang mga indibidwal na chips mula sa mga semiconductor wafer. Ang high-energy laser beam ay nakatutok sa ibabaw ng wafer at nag-evaporate o nag-aalis ng materyal kasama ang paunang natukoy na cutting line sa pamamagitan ng ablation o thermal decomposition na mga proseso.
▲ Laser cutting diagram | Pinagmulan ng larawan: KLA CHINA
Ang mga uri ng laser na kasalukuyang malawakang ginagamit ay kinabibilangan ng mga ultraviolet laser, infrared laser, at femtosecond laser. Kabilang sa mga ito, ang mga ultraviolet laser ay kadalasang ginagamit para sa tumpak na malamig na ablation dahil sa kanilang mataas na enerhiya ng photon, at ang zone na apektado ng init ay napakaliit, na maaaring epektibong mabawasan ang panganib ng thermal pinsala sa wafer at mga nakapaligid na chips. Ang mga infrared laser ay mas angkop para sa mas makapal na mga wafer dahil maaari silang tumagos nang malalim sa materyal. Ang mga femtosecond laser ay nakakamit ng mataas na katumpakan at mahusay na pag-alis ng materyal na may halos hindi gaanong paglipat ng init sa pamamagitan ng ultrashort light pulses.
Ang pagputol ng laser ay may malaking pakinabang sa tradisyonal na pagputol ng talim. Una, bilang isang non-contact na proseso, ang laser cutting ay hindi nangangailangan ng pisikal na presyon sa wafer, binabawasan ang fragmentation at mga problema sa pag-crack na karaniwan sa mechanical cutting. Ang tampok na ito ay ginagawang ang pagputol ng laser ay partikular na angkop para sa pagpoproseso ng mga marupok o ultra-manipis na mga wafer, lalo na ang mga may kumplikadong istruktura o magagandang katangian.
▲ Laser cutting diagram | Network ng pinagmulan ng larawan
Bilang karagdagan, ang mataas na katumpakan at katumpakan ng pagputol ng laser ay nagbibigay-daan dito upang ituon ang laser beam sa isang napakaliit na sukat ng lugar, suportahan ang mga kumplikadong pattern ng pagputol, at makamit ang paghihiwalay ng pinakamababang espasyo sa pagitan ng mga chips. Ang tampok na ito ay partikular na mahalaga para sa mga advanced na semiconductor device na may lumiliit na laki.
Gayunpaman, ang pagputol ng laser ay mayroon ding ilang mga limitasyon. Kung ikukumpara sa pagputol ng talim, ito ay mas mabagal at mas mahal, lalo na sa malakihang produksyon. Bilang karagdagan, ang pagpili ng tamang uri ng laser at pag-optimize ng mga parameter upang matiyak ang mahusay na pag-alis ng materyal at kaunting init na apektadong zone ay maaaring maging hamon para sa ilang partikular na materyales at kapal.
Laser ablation cutting
Sa panahon ng pagputol ng laser ablation, ang laser beam ay tiyak na nakatutok sa isang tinukoy na lokasyon sa ibabaw ng wafer, at ang enerhiya ng laser ay ginagabayan ayon sa isang paunang natukoy na pattern ng pagputol, unti-unting pinuputol ang wafer hanggang sa ibaba. Depende sa mga kinakailangan sa pagputol, ang operasyong ito ay isinasagawa gamit ang isang pulsed laser o isang tuloy-tuloy na wave laser. Upang maiwasan ang pinsala sa wafer dahil sa labis na lokal na pag-init ng laser, ginagamit ang cooling water upang palamig at protektahan ang wafer mula sa thermal damage. Kasabay nito, ang paglamig ng tubig ay maaari ring epektibong mag-alis ng mga particle na nabuo sa panahon ng proseso ng pagputol, maiwasan ang kontaminasyon at matiyak ang kalidad ng pagputol.
Laser invisible cutting
Ang laser ay maaari ding ituon upang ilipat ang init sa pangunahing katawan ng wafer, isang paraan na tinatawag na "invisible laser cutting". Para sa pamamaraang ito, ang init mula sa laser ay lumilikha ng mga puwang sa mga linya ng tagasulat. Ang mga mahihinang lugar na ito ay makakamit ang isang katulad na epekto ng pagtagos sa pamamagitan ng pagsira kapag ang wafer ay nakaunat.
▲Pangunahing proseso ng laser invisible cutting
Ang invisible cutting process ay isang internal absorption laser process, sa halip na laser ablation kung saan ang laser ay hinihigop sa ibabaw. Sa invisible cutting, ginagamit ang laser beam energy na may wavelength na semi-transparent sa wafer substrate material. Ang proseso ay nahahati sa dalawang pangunahing hakbang, ang isa ay isang laser-based na proseso, at ang isa ay isang mekanikal na proseso ng paghihiwalay.
▲Ang laser beam ay lumilikha ng pagbutas sa ibaba ng wafer surface, at ang harap at likod na mga gilid ay hindi apektado | Network ng pinagmulan ng larawan
Sa unang hakbang, habang sinusuri ng laser beam ang wafer, nakatutok ang laser beam sa isang partikular na punto sa loob ng wafer, na bumubuo ng cracking point sa loob. Ang enerhiya ng sinag ay nagdudulot ng sunud-sunod na mga bitak sa loob, na hindi pa umaabot sa buong kapal ng wafer hanggang sa itaas at ibabang ibabaw.
▲Paghahambing ng 100μm makapal na mga wafer ng silicon na pinutol ayon sa pamamaraan ng talim at pamamaraan ng laser invisible na pagputol | Network ng pinagmulan ng larawan
Sa ikalawang hakbang, ang chip tape sa ilalim ng wafer ay pisikal na pinalawak, na nagiging sanhi ng makunat na stress sa mga bitak sa loob ng wafer, na na-induce sa proseso ng laser sa unang hakbang. Ang stress na ito ay nagiging sanhi ng mga bitak na pahaba nang patayo sa itaas at ibabang ibabaw ng wafer, at pagkatapos ay paghiwalayin ang wafer sa mga chips sa kahabaan ng mga cutting point na ito. Sa invisible cutting, ang kalahating-cutting o bottom-side half-cutting ay karaniwang ginagamit upang mapadali ang paghihiwalay ng mga wafer sa mga chips o chips.
Mga pangunahing bentahe ng invisible laser cutting sa laser ablation:
• Walang kinakailangang coolant
• Walang nabuong debris
• Walang mga zone na apektado ng init na maaaring makapinsala sa mga sensitibong circuit
Pagputol ng plasma
Ang plasma cutting (kilala rin bilang plasma etching o dry etching) ay isang advanced na wafer cutting technology na gumagamit ng reactive ion etching (RIE) o deep reactive ion etching (DRIE) upang paghiwalayin ang mga indibidwal na chips mula sa semiconductor wafers. Ang teknolohiya ay nakakamit ng pagputol sa pamamagitan ng kemikal na pag-alis ng materyal sa mga paunang natukoy na linya ng pagputol gamit ang plasma.
Sa panahon ng proseso ng pagputol ng plasma, ang semiconductor wafer ay inilalagay sa isang silid ng vacuum, isang kinokontrol na reaktibong halo ng gas ay ipinakilala sa silid, at isang electric field ay inilapat upang makabuo ng isang plasma na naglalaman ng isang mataas na konsentrasyon ng mga reaktibong ion at radical. Ang mga reaktibong species na ito ay nakikipag-ugnayan sa materyal na wafer at piling inaalis ang materyal na wafer sa linya ng scribe sa pamamagitan ng kumbinasyon ng kemikal na reaksyon at pisikal na sputtering.
Ang pangunahing bentahe ng pagputol ng plasma ay binabawasan nito ang mekanikal na stress sa wafer at chip at binabawasan ang potensyal na pinsala na dulot ng pisikal na pakikipag-ugnay. Gayunpaman, ang prosesong ito ay mas kumplikado at tumatagal ng oras kaysa sa iba pang mga pamamaraan, lalo na kapag nakikitungo sa mas makapal na mga wafer o mga materyales na may mataas na paglaban sa pag-ukit, kaya limitado ang paggamit nito sa mass production.
▲Pinagmulan ng larawan network
Sa paggawa ng semiconductor, kailangang piliin ang paraan ng pagputol ng wafer batay sa maraming salik, kabilang ang mga katangian ng materyal na wafer, laki ng chip at geometry, kinakailangang katumpakan at katumpakan, at pangkalahatang gastos at kahusayan sa produksyon.
Oras ng post: Set-20-2024