WafelSny is een van die belangrike skakels in die produksie van kraghalfgeleiers. Hierdie stap is ontwerp om individuele geïntegreerde stroombane of skyfies akkuraat van halfgeleierwafers te skei.
Die sleutel totwafelsny is om individuele skyfies te kan skei terwyl verseker word dat die delikate strukture en stroombane wat in diewafelword nie beskadig nie. Die sukses of mislukking van die snyproses beïnvloed nie net die skeidingskwaliteit en opbrengs van die skyfie nie, maar hou ook direk verband met die doeltreffendheid van die hele produksieproses.
▲Drie algemene tipes wafersny | Bron: KLA CHINA
Tans is die algemenewafelSnyprosesse word verdeel in:
Lem sny: lae koste, gewoonlik gebruik vir dikkerwafels
Lasersny: hoë koste, gewoonlik gebruik vir wafers met 'n dikte van meer as 30 μm
Plasmasny: hoë koste, meer beperkings, gewoonlik gebruik vir wafers met 'n dikte van minder as 30 μm
Meganiese lem sny
Lem sny is 'n proses waar 'n hoëspoed roterende slypskyf (lem) langs die kraslyn gesny word. Die lem word gewoonlik van skuur- of ultradun diamantmateriaal gemaak, geskik vir die sny of groewe van silikonwafers. As 'n meganiese snymetode is lem sny egter afhanklik van fisiese materiaalverwydering, wat maklik kan lei tot afskilfering of krake van die skyfierand, wat die produkgehalte beïnvloed en die opbrengs verminder.
Die kwaliteit van die finale produk wat deur die meganiese saagproses vervaardig word, word deur verskeie parameters beïnvloed, insluitend snyspoed, lemdikte, lemdeursnee en lemrotasiespoed.
Volle sny is die mees basiese lemsnymetode, wat die werkstuk heeltemal sny deur na 'n vaste materiaal (soos 'n snyband) te sny.
▲ Meganiese lem sny - volle sny | Beeldbronnetwerk
Halfsny is 'n verwerkingsmetode wat 'n groef produseer deur tot in die middel van die werkstuk te sny. Deur die groefproses voortdurend uit te voer, kan kam- en naaldvormige punte vervaardig word.
▲ Meganiese lem sny - halfsny | Beeldbronnetwerk
Dubbele sny is 'n verwerkingsmetode wat 'n dubbele snysaag met twee spilpunte gebruik om volle of halfsnitte op twee produksielyne gelyktydig uit te voer. Die dubbele snysaag het twee spilpuntasse. Hoë deurset kan deur hierdie proses bereik word.
▲ Meganiese lem sny - dubbel sny | Beeldbronnetwerk
Stapsny gebruik 'n dubbele snysaag met twee spilpunte om volle en halfsnitte in twee fases uit te voer. Gebruik lemme wat geoptimaliseer is vir die sny van die bedradingslaag op die oppervlak van die wafer en lemme wat geoptimaliseer is vir die oorblywende silikon-enkelkristal om hoëgehalte-verwerking te verkry.
▲ Meganiese lem sny – stapsgewyse sny | Beeldbronnetwerk
Skuins sny is 'n verwerkingsmetode wat 'n lem met 'n V-vormige rand op die halfgesnyde rand gebruik om die wafer in twee fases tydens die stapsgewyse snyproses te sny. Die afskuinsingsproses word tydens die snyproses uitgevoer. Daarom kan hoë vormsterkte en hoë kwaliteit verwerking bereik word.
▲ Meganiese lem sny – skuins sny | Beeldbronnetwerk
Lasersny
Lasersny is 'n kontaklose wafer-snytegnologie wat 'n gefokusde laserstraal gebruik om individuele skyfies van halfgeleierwafers te skei. Die hoë-energie laserstraal word op die oppervlak van die wafer gefokus en verdamp of verwyder materiaal langs die voorafbepaalde snylyn deur ablasie- of termiese ontbindingsprosesse.
▲ Lasersnydiagram | Beeldbron: KLA CHINA
Die tipes lasers wat tans wyd gebruik word, sluit in ultravioletlasers, infrarooilasers en femtosekondelasers. Onder hulle word ultravioletlasers dikwels gebruik vir presiese koue ablasie as gevolg van hul hoë fotonenergie, en die hitte-geaffekteerde sone is uiters klein, wat die risiko van termiese skade aan die wafer en die omliggende skyfies effektief kan verminder. Infrarooilasers is beter geskik vir dikker wafers omdat hulle diep in die materiaal kan penetreer. Femtosekondelasers bereik hoë-presisie en doeltreffende materiaalverwydering met byna weglaatbare hitte-oordrag deur ultrakort ligpulse.
Lasersny het beduidende voordele bo tradisionele lemsny. Eerstens, as 'n kontaklose proses, vereis lasersny nie fisiese druk op die wafer nie, wat die fragmentasie- en kraakprobleme wat algemeen in meganiese sny voorkom, verminder. Hierdie kenmerk maak lasersny veral geskik vir die verwerking van brose of ultra-dun wafers, veral dié met komplekse strukture of fyn kenmerke.
▲ Lasersnydiagram | Beeldbronnetwerk
Daarbenewens stel die hoë presisie en akkuraatheid van lasersny dit in staat om die laserstraal tot 'n uiters klein puntgrootte te fokus, komplekse snypatrone te ondersteun en skeiding van die minimum spasiëring tussen skyfies te bereik. Hierdie kenmerk is veral belangrik vir gevorderde halfgeleiertoestelle met krimpende groottes.
Lasersny het egter ook sekere beperkings. In vergelyking met lemsny is dit stadiger en duurder, veral in grootskaalse produksie. Boonop kan die keuse van die regte lasertipe en die optimalisering van parameters om doeltreffende materiaalverwydering en minimale hitte-geaffekteerde sone te verseker, uitdagend wees vir sekere materiale en diktes.
Laserablasie sny
Tydens laserablasiesny word die laserstraal presies gefokus op 'n spesifieke plek op die oppervlak van die wafer, en die laserenergie word gelei volgens 'n voorafbepaalde snypatroon, wat geleidelik deur die wafer na die bodem sny. Afhangende van die snyvereistes, word hierdie bewerking uitgevoer met behulp van 'n gepulseerde laser of 'n kontinue golflaser. Om skade aan die wafer as gevolg van oormatige plaaslike verhitting van die laser te voorkom, word verkoelingswater gebruik om die wafer af te koel en teen termiese skade te beskerm. Terselfdertyd kan verkoelingswater ook deeltjies wat tydens die snyproses gegenereer word, effektief verwyder, kontaminasie voorkom en snykwaliteit verseker.
Laser onsigbare sny
Die laser kan ook gefokus word om hitte na die hoofliggaam van die wafer oor te dra, 'n metode wat "onsigbare lasersny" genoem word. Vir hierdie metode skep die hitte van die laser gapings in die krasbane. Hierdie verswakte areas bereik dan 'n soortgelyke penetrasie-effek deur te breek wanneer die wafer gerek word.
▲ Hoofproses van laser onsigbare sny
Die onsigbare snyproses is 'n interne absorpsielaserproses, eerder as laserablasie waar die laser op die oppervlak geabsorbeer word. Met onsigbare sny word laserstraalenergie met 'n golflengte wat semi-deursigtig is vir die wafersubstraatmateriaal gebruik. Die proses word in twee hoofstappe verdeel, een is 'n lasergebaseerde proses en die ander is 'n meganiese skeidingsproses.
▲Die laserstraal skep 'n perforasie onder die waferoppervlak, en die voor- en agterkante word nie beïnvloed nie | Beeldbronnetwerk
In die eerste stap, terwyl die laserstraal die wafer skandeer, fokus die laserstraal op 'n spesifieke punt binne die wafer en vorm 'n kraakpunt binne. Die straalenergie veroorsaak dat 'n reeks krake binne vorm, wat nog nie deur die hele dikte van die wafer na die bo- en onderoppervlaktes gestrek het nie.
▲Vergelyking van 100 μm dik silikonwafers gesny met die lemmetode en die laser onsigbare snymetode | Beeldbronnetwerk
In die tweede stap word die skyfieband aan die onderkant van die wafer fisies uitgesit, wat trekspanning in die krake binne die wafer veroorsaak, wat in die laserproses in die eerste stap geïnduseer word. Hierdie spanning veroorsaak dat die krake vertikaal na die boonste en onderste oppervlaktes van die wafer strek, en dan die wafer in skyfies langs hierdie snypunte skei. In onsigbare sny word halfsny of onderkant-halfsny gewoonlik gebruik om die skeiding van wafers in skyfies of skyfies te vergemaklik.
Belangrike voordele van onsigbare lasersny bo laserablasie:
• Geen verkoelingsmiddel benodig nie
• Geen puin gegenereer nie
• Geen hitte-geaffekteerde sones wat sensitiewe stroombane kan beskadig nie
Plasma sny
Plasmasny (ook bekend as plasma-etsing of droë-etsing) is 'n gevorderde wafer-snytegnologie wat reaktiewe ioon-etsing (RIE) of diep reaktiewe ioon-etsing (DRIE) gebruik om individuele skyfies van halfgeleierwafers te skei. Die tegnologie bewerkstellig sny deur materiaal chemies langs voorafbepaalde snylyne met behulp van plasma te verwyder.
Tydens die plasmasnyproses word die halfgeleierwafel in 'n vakuumkamer geplaas, 'n beheerde reaktiewe gasmengsel word in die kamer ingebring, en 'n elektriese veld word toegepas om 'n plasma te genereer wat 'n hoë konsentrasie reaktiewe ione en radikale bevat. Hierdie reaktiewe spesies tree in wisselwerking met die wafelmateriaal en verwyder selektief wafelmateriaal langs die skraplyn deur 'n kombinasie van chemiese reaksie en fisiese verstuiwing.
Die hoofvoordeel van plasmasny is dat dit meganiese spanning op die wafer en skyfie verminder en potensiële skade wat deur fisiese kontak veroorsaak word, verminder. Hierdie proses is egter meer kompleks en tydrowend as ander metodes, veral wanneer dit kom by dikker wafers of materiale met hoë etsweerstand, dus is die toepassing daarvan in massaproduksie beperk.
▲Beeldbronnetwerk
In halfgeleiervervaardiging moet die wafer-snymetode gekies word op grond van baie faktore, insluitend wafermateriaaleienskappe, skyfiegrootte en -geometrie, vereiste presisie en akkuraatheid, en algehele produksiekoste en -doeltreffendheid.
Plasingstyd: 20 September 2024