WaferAng pagputol usa sa mga importanteng sumpay sa produksiyon sa power semiconductor. Kini nga lakang gidisenyo aron tukma nga ibulag ang indibidwal nga integrated circuits o chips gikan sa mga semiconductor wafers.
Ang yawe satinapay nga ostiyaang pagputol mao ang pagbulag sa indibidwal nga mga chips samtang gisiguro nga ang mga delikado nga istruktura ug mga sirkito nga nasulod satinapay nga ostiyadili madaot. Ang kalampusan o kapakyasan sa proseso sa pagputol dili lamang makaapekto sa kalidad sa pagbulag ug ani sa chip, apan direktang may kalabutan usab sa kaepektibo sa tibuok proseso sa produksiyon.
▲Tulo ka komon nga klase sa pagputol sa wafer | Tinubdan: KLA CHINA
Sa pagkakaron, ang komon ngatinapay nga ostiyaAng mga proseso sa pagputol gibahin sa:
Pagputol sa sulab: barato, kasagaran gigamit para sa mas baga ngamga wafer
Pagputol gamit ang laser: taas nga gasto, kasagaran gigamit para sa mga wafer nga adunay gibag-on nga labaw sa 30μm
Pagputol sa plasma: taas nga gasto, mas daghang mga pagdili, kasagaran gigamit alang sa mga wafer nga adunay gibag-on nga ubos sa 30μm
Mekanikal nga pagputol sa blade
Ang pagputol sa sulab usa ka proseso sa pagputol subay sa linya sa scribe gamit ang usa ka high-speed rotating grinding disk (blade). Ang sulab kasagaran hinimo sa abrasive o ultra-thin nga diamond material, nga angay gamiton sa pag-slice o pag-groove sa silicon wafers. Apan, isip usa ka mekanikal nga pamaagi sa pagputol, ang pagputol sa sulab nagsalig sa pisikal nga pagtangtang sa materyal, nga dali nga mosangpot sa pagkabuak o pagkaliki sa ngilit sa chip, sa ingon makaapekto sa kalidad sa produkto ug pagkunhod sa ani.
Ang kalidad sa katapusang produkto nga gihimo sa proseso sa mekanikal nga paglagari apektado sa daghang mga parametro, lakip ang katulin sa pagputol, gibag-on sa sulab, diametro sa sulab, ug katulin sa pagtuyok sa sulab.
Ang full cut mao ang pinakasimple nga pamaagi sa pagputol sa blade, nga hingpit nga nagputol sa workpiece pinaagi sa pagputol sa usa ka piho nga materyal (sama sa slicing tape).
▲ Mekanikal nga pagputol gamit ang blade-bug-os nga pagputol | Tinubdan sa imahe sa network
Ang half cut usa ka pamaagi sa pagproseso nga nagpatungha og uka pinaagi sa pagputol sa tunga sa workpiece. Pinaagi sa padayon nga paghimo sa proseso sa pag-uka, mahimo ang paghimo og mga tumoy nga porma og suklay ug dagom.
▲ Mekanikal nga pagputol sa blade-tunga nga pagputol | Tinubdan sa imahe network
Ang double cut usa ka pamaagi sa pagproseso nga naggamit og double slicing saw nga adunay duha ka spindle aron mohimo og bug-os o tunga nga pagputol sa duha ka linya sa produksiyon sa samang higayon. Ang double slicing saw adunay duha ka spindle axes. Makab-ot ang taas nga throughput pinaagi niini nga proseso.
▲ Mekanikal nga pagputol gamit ang blade-double cut | Tinubdan sa imahe sa network
Ang step cut naggamit og double slicing saw nga adunay duha ka spindle aron mahimo ang full ug half cuts sa duha ka yugto. Gamita ang mga blades nga gi-optimize para sa pagputol sa wiring layer sa ibabaw sa wafer ug mga blades nga gi-optimize para sa nahibiling silicon single crystal aron makab-ot ang taas nga kalidad nga pagproseso.
▲ Mekanikal nga pagputol gamit ang blade – hinay-hinay nga pagputol | Tinubdan sa imahe sa network
Ang bevel cutting usa ka pamaagi sa pagproseso nga naggamit og blade nga porma og V sa tunga nga giputol nga ngilit aron putlon ang wafer sa duha ka hugna atol sa step cutting process. Ang chamfering process gihimo atol sa cutting process. Busa, makab-ot ang taas nga kalig-on sa molde ug taas nga kalidad nga pagproseso.
▲ Mekanikal nga pagputol sa sulab – pagputol sa bevel | Tinubdan sa imahe network
Pagputol gamit ang laser
Ang laser cutting usa ka non-contact wafer cutting technology nga naggamit og focused laser beam aron ibulag ang indibidwal nga mga chip gikan sa semiconductor wafers. Ang high-energy laser beam gi-focus sa ibabaw sa wafer ug moalisngaw o mokuha sa materyal subay sa gitakda nang daan nga cutting line pinaagi sa ablation o thermal decomposition processes.
▲ Dayagram sa pagputol gamit ang laser | Tinubdan sa imahe: KLA CHINA
Ang mga klase sa laser nga kaylap nga gigamit karon naglakip sa ultraviolet lasers, infrared lasers, ug femtosecond lasers. Lakip niini, ang ultraviolet lasers kanunay nga gigamit alang sa tukma nga cold ablation tungod sa ilang taas nga photon energy, ug ang heat-affected zone gamay kaayo, nga epektibo nga makapakunhod sa risgo sa thermal damage sa wafer ug sa mga palibot nga chips niini. Ang infrared lasers mas angay alang sa mas baga nga mga wafer tungod kay kini makasulod pag-ayo sa materyal. Ang femtosecond lasers makab-ot ang taas nga katukma ug episyente nga pagtangtang sa materyal nga halos walay epekto sa pagbalhin sa kainit pinaagi sa ultrashort light pulses.
Ang laser cutting adunay dakong bentaha kon itandi sa tradisyonal nga blade cutting. Una, isip usa ka non-contact process, ang laser cutting wala magkinahanglan og pisikal nga pressure sa wafer, nga makapakunhod sa mga problema sa fragmentation ug cracking nga komon sa mechanical cutting. Kini nga feature naghimo sa laser cutting nga labi ka angay alang sa pagproseso sa mga fragile o ultra-thin wafers, labi na kadtong adunay komplikado nga istruktura o pino nga mga feature.
▲ Dayagram sa pagputol gamit ang laser | Network sa tinubdan sa imahe
Dugang pa, ang taas nga katukma ug katukma sa laser cutting nagtugot niini sa pag-focus sa laser beam ngadto sa gamay kaayong gidak-on sa spot, pagsuporta sa komplikado nga mga pattern sa pagputol, ug pagkab-ot sa pagbulag sa minimum nga gilay-on tali sa mga chips. Kini nga bahin labi ka importante alang sa mga advanced semiconductor device nga adunay nagkagamay nga gidak-on.
Apan, ang laser cutting adunay usab pipila ka mga limitasyon. Kon itandi sa blade cutting, kini mas hinay ug mas mahal, labi na sa dagkong produksiyon. Dugang pa, ang pagpili sa husto nga tipo sa laser ug pag-optimize sa mga parameter aron masiguro ang episyente nga pagtangtang sa materyal ug gamay nga sona nga apektado sa kainit mahimong mahagiton alang sa pipila ka mga materyales ug gibag-on.
Pagputol sa laser ablation
Atol sa laser ablation cutting, ang laser beam tukma nga naka-focus sa usa ka espesipikong lokasyon sa ibabaw sa wafer, ug ang enerhiya sa laser gigiyahan sumala sa usa ka gitakda nang daan nga sumbanan sa pagputol, hinay-hinay nga nagputol sa wafer hangtod sa ubos. Depende sa mga kinahanglanon sa pagputol, kini nga operasyon gihimo gamit ang pulsed laser o continuous wave laser. Aron malikayan ang kadaot sa wafer tungod sa sobra nga lokal nga pagpainit sa laser, gigamit ang cooling water aron pabugnawon ug protektahan ang wafer gikan sa thermal damage. Sa samang higayon, ang cooling water epektibo usab nga makatangtang sa mga partikulo nga namugna atol sa proseso sa pagputol, makapugong sa kontaminasyon ug makasiguro sa kalidad sa pagputol.
Pagputol nga dili makita sa laser
Mahimo usab nga i-focus ang laser aron ibalhin ang kainit ngadto sa pangunang lawas sa wafer, usa ka pamaagi nga gitawag og "invisible laser cutting". Alang niini nga pamaagi, ang kainit gikan sa laser makamugna og mga kal-ang sa mga scribe lane. Kini nga mga nahuyang nga lugar unya makab-ot ang parehas nga epekto sa pagsulod pinaagi sa pagkabungkag kung ang wafer giunat.
▲ Pangunang proseso sa laser invisible cutting
Ang dili makita nga proseso sa pagputol usa ka internal absorption laser process, imbes nga laser ablation diin ang laser masuhop sa ibabaw. Sa dili makita nga pagputol, gigamit ang enerhiya sa laser beam nga adunay wavelength nga semi-transparent sa materyal sa wafer substrate. Ang proseso gibahin sa duha ka nag-unang lakang, ang usa usa ka proseso nga nakabase sa laser, ug ang usa usa ka proseso sa mekanikal nga pagbulag.
▲Ang laser beam nagmugna og buslot sa ilalom sa nawong sa wafer, ug ang atubangan ug likod nga mga kilid dili maapektuhan | Tinubdan sa imahe network
Sa unang lakang, samtang ang laser beam mo-scan sa wafer, ang laser beam mo-focus sa usa ka espesipikong punto sulod sa wafer, nga moporma og cracking point sa sulod. Ang enerhiya sa beam mopahinabog sunod-sunod nga mga liki sa sulod, nga wala pa moabot sa tibuok gibag-on sa wafer ngadto sa ibabaw ug ubos nga mga nawong.
▲Pagtandi sa 100μm nga gibag-on nga silicon wafer nga giputol pinaagi sa pamaagi sa blade ug pamaagi sa pagputol nga dili makita sa laser | Tinubdan sa imahe network
Sa ikaduhang lakang, ang chip tape sa ubos sa wafer gipalapad sa pisikal, nga hinungdan sa tensile stress sa mga liki sa sulod sa wafer, nga gipahinabo sa proseso sa laser sa unang lakang. Kini nga stress hinungdan sa mga liki nga molapad nga patindog sa ibabaw ug ubos nga mga nawong sa wafer, ug dayon ibulag ang wafer ngadto sa mga chips ubay niining mga cutting point. Sa dili makita nga pagputol, ang half-cutting o bottom-side half-cutting kasagarang gigamit aron mapadali ang pagbulag sa mga wafer ngadto sa mga chips o chips.
Mga pangunang bentaha sa dili makita nga laser cutting kon itandi sa laser ablation:
• Dili kinahanglan og coolant
• Walay mga basura nga namugna
• Walay mga sona nga apektado sa kainit nga makadaot sa sensitibo nga mga sirkito
Pagputol sa plasma
Ang plasma cutting (nailhan usab nga plasma etching o dry etching) usa ka abante nga teknolohiya sa pagputol sa wafer nga naggamit og reactive ion etching (RIE) o deep reactive ion etching (DRIE) aron ibulag ang indibidwal nga mga chip gikan sa mga semiconductor wafer. Ang teknolohiya makab-ot ang pagputol pinaagi sa kemikal nga pagtangtang sa materyal subay sa gitakda nang daan nga mga linya sa pagputol gamit ang plasma.
Atol sa proseso sa pagputol sa plasma, ang semiconductor wafer gibutang sa usa ka vacuum chamber, usa ka kontrolado nga reactive gas mixture ang gipaila sa chamber, ug usa ka electric field ang gigamit aron makamugna og plasma nga adunay taas nga konsentrasyon sa reactive ions ug radicals. Kini nga mga reactive species nakig-interact sa wafer material ug pilion nga nagtangtang sa wafer material subay sa scribe line pinaagi sa kombinasyon sa chemical reaction ug physical sputtering.
Ang pangunang bentaha sa plasma cutting mao nga kini makapakunhod sa mekanikal nga stress sa wafer ug chip ug makapakunhod sa potensyal nga kadaot nga gipahinabo sa pisikal nga kontak. Bisan pa, kini nga proseso mas komplikado ug makahurot sa oras kaysa ubang mga pamaagi, labi na kung nag-atubang sa mas baga nga mga wafer o mga materyales nga adunay taas nga resistensya sa etching, mao nga limitado ang aplikasyon niini sa mass production.
▲Network sa tinubdan sa imahe
Sa paggama og semiconductor, ang pamaagi sa pagputol sa wafer kinahanglan nga pilion base sa daghang mga butang, lakip ang mga kinaiya sa materyal nga wafer, gidak-on ug geometry sa chip, gikinahanglan nga katukma ug katukma, ug kinatibuk-ang gasto ug kahusayan sa produksiyon.
Oras sa pag-post: Sep-20-2024