CialdeaU tagliu hè unu di i ligami impurtanti in a pruduzzione di semiconduttori di putenza. Stu passu hè cuncipitu per separà accuratamente i circuiti integrati individuali o i chip da i wafer di semiconduttori.
A chjave percialdau tagliu hè di pudè separà i chip individuali mentre assicurendu chì e strutture è i circuiti delicati integrati in ucialdaùn sò micca dannighjati. U successu o u fallimentu di u prucessu di tagliu ùn solu affetta a qualità di separazione è u rendimentu di u chip, ma hè ancu direttamente ligatu à l'efficienza di tuttu u prucessu di pruduzzione.
▲Trè tipi cumuni di tagliu di cialde | Fonte: KLA CHINA
Attualmente, u cumunucialdaI prucessi di taglio sò divisi in:
Tagliu di lama: à bassu costu, generalmente adupratu per più spessicialde
Tagliu laser: costu elevatu, generalmente adupratu per wafer cù un spessore di più di 30 μm
Tagliu à plasma: costu elevatu, più restrizioni, generalmente adupratu per wafer cù un spessore inferiore à 30 μm
Tagliu meccanicu di lama
U tagliu di a lama hè un prucessu di tagliu longu a linea di traccia da un discu di mola rotante à alta velocità (lama). A lama hè generalmente fatta di materiale diamantatu abrasivu o ultra-sottile, adattatu per taglià o scanalà i wafer di silicone. Tuttavia, cum'è metudu di tagliu meccanicu, u tagliu di a lama si basa nantu à a rimozione fisica di u materiale, chì pò facilmente purtà à scheggiature o crepe di u bordu di u chip, affettendu cusì a qualità di u produttu è riducendu u rendimentu.
A qualità di u pruduttu finale pruduttu da u prucessu di sega meccanica hè influenzata da parechji parametri, cumpresi a velocità di tagliu, u spessore di a lama, u diametru di a lama è a velocità di rotazione di a lama.
U tagliu cumpletu hè u metudu di tagliu di lama u più basicu, chì taglia cumpletamente a pezza tagliendu un materiale fissu (cum'è un nastro per affettare).
▲ Tagliu meccanicu di lama - tagliu cumpletu | Rete di fonte d'imagine
U mezu tagliu hè un metudu di trasfurmazione chì produce una scanalatura tagliendu à u centru di a pezza. Eseguendu continuamente u prucessu di scanalatura, si ponu pruduce punte in forma di pettine è d'agulla.
▲ Tagliu meccanicu di lama - mezu tagliu | Rete di fonte d'imagine
U doppiu tagliu hè un metudu di trasfurmazione chì usa una sega à doppia taglia cù dui mandrini per eseguisce tagli cumpleti o mezzi tagli nantu à duie linee di pruduzzione à u listessu tempu. A sega à doppia taglia hà dui assi di mandrini. Un rendimentu elevatu pò esse ottenutu per mezu di stu prucessu.
▲ Tagliu meccanicu di lama - doppiu tagliu | Rete di fonte d'imagine
U tagliu à passi usa una sega à doppia taglia cù dui mandrini per eseguisce tagli cumpleti è mezzi in duie tappe. Aduprate lame ottimizzate per taglià u stratu di cablaggio nantu à a superficia di a cialda è lame ottimizzate per u monocristallu di siliciu restante per ottene una trasfurmazione di alta qualità.
▲ Tagliu meccanicu di lame - tagliu à passi | Rete di fonte d'imagine
U tagliu bisellu hè un metudu di trasfurmazione chì usa una lama cù un bordu in forma di V nantu à u bordu à meza taglia per taglià a cialda in duie tappe durante u prucessu di tagliu à passi. U prucessu di bisellatura hè realizatu durante u prucessu di tagliu. Dunque, si pò ottene una alta resistenza di u stampo è una trasfurmazione di alta qualità.
▲ Tagliu meccanicu di lama - tagliu bisellu | Rete di fonte d'imagine
Tagliu laser
U tagliu laser hè una tecnulugia di tagliu di wafer senza cuntattu chì usa un raghju laser focalizatu per separà i chip individuali da i wafer di semiconduttori. U raghju laser à alta energia hè focalizatu nantu à a superficia di u wafer è evapora o rimuove u materiale longu a linea di tagliu predeterminata per via di prucessi di ablazione o di decomposizione termica.
▲ Diagramma di taglio laser | Fonte di l'imagine: KLA CHINA
I tipi di laser attualmente largamente usati includenu laser ultravioletti, laser infrarossi è laser femtosecondi. Frà questi, i laser ultravioletti sò spessu usati per una ablazione fredda precisa per via di a so alta energia fotonica, è a zona affettata da u calore hè estremamente chjuca, ciò chì pò riduce efficacemente u risicu di danni termichi à u wafer è à i so chip circundanti. I laser infrarossi sò più adatti per i wafer più spessi perchè ponu penetrà profondamente in u materiale. I laser femtosecondi ottenenu una rimozione di materiale di alta precisione è efficiente cù un trasferimentu di calore quasi trascurabile attraversu impulsi di luce ultracorti.
U tagliu laser hà vantaghji significativi rispetto à u tagliu tradiziunale à lama. Prima di tuttu, cum'è prucessu senza cuntattu, u tagliu laser ùn richiede micca pressione fisica nantu à u wafer, riducendu i prublemi di frammentazione è di screpolatura cumuni in u tagliu meccanicu. Sta caratteristica rende u tagliu laser particularmente adattatu per a trasfurmazione di wafer fragili o ultra-sottili, in particulare quelli cù strutture cumplesse o caratteristiche fini.
▲ Schema di tagliu laser | Rete di fonte d'imagine
Inoltre, l'alta precisione è l'accuratezza di u tagliu laser permettenu di focalizà u raghju laser nantu à una dimensione di puntu estremamente chjuca, supportà mudelli di tagliu cumplessi è ottene una separazione di a distanza minima trà i chip. Questa caratteristica hè particularmente impurtante per i dispositivi semiconduttori avanzati cù dimensioni chì si riducenu.
Tuttavia, u tagliu laser hà ancu qualchì limitazione. In paragone cù u tagliu à lama, hè più lentu è più caru, soprattuttu in a pruduzzione à grande scala. Inoltre, sceglie u tipu di laser ghjustu è ottimizà i parametri per assicurà una rimozione efficiente di u materiale è una zona minima affettata da u calore pò esse difficiule per certi materiali è spessori.
Tagliu per ablazione laser
Durante u tagliu per ablazione laser, u raghju laser hè focalizatu precisamente nantu à un locu specificu nantu à a superficia di a cialda, è l'energia laser hè guidata secondu un mudellu di tagliu predeterminatu, tagliendu gradualmente a cialda finu à u fondu. Sicondu i requisiti di tagliu, sta operazione hè realizata cù un laser pulsatu o un laser à onda cuntinua. Per impedisce danni à a cialda per via di un riscaldamentu lucale eccessivu di u laser, l'acqua di raffreddamentu hè aduprata per raffreddà è prutege a cialda da danni termichi. À u listessu tempu, l'acqua di raffreddamentu pò ancu rimuovere efficacemente e particelle generate durante u prucessu di tagliu, impedisce a contaminazione è assicurà a qualità di u tagliu.
Tagliu invisibile à laser
U laser pò ancu esse focalizatu per trasferisce u calore in u corpu principale di a cialda, un metudu chjamatu "tagliu laser invisibile". Per questu metudu, u calore di u laser crea lacune in e corsie di scrittura. Queste zone indebulite ottenenu tandu un effettu di penetrazione simile rumpendu si quandu a cialda hè stirata.
▲ Prucessu principale di tagliu invisibile à laser
U prucessu di tagliu invisibile hè un prucessu laser d'assorbimentu internu, piuttostu chè l'ablazione laser induve u laser hè assorbitu nantu à a superficia. Cù u tagliu invisibile, l'energia di u fasciu laser cù una lunghezza d'onda chì hè semi-trasparente à u materiale di u substratu di u wafer hè aduprata. U prucessu hè divisu in duie tappe principali, una hè un prucessu basatu annantu à u laser, è l'altra hè un prucessu di separazione meccanica.
▲ U raghju laser crea una perforazione sottu à a superficia di a cialda, è i lati anteriore è posteriore ùn sò micca affettati | Rete di fonte d'imagine
In u primu passu, mentre u raghju laser scansiona a cialda, u raghju laser si cuncentra nantu à un puntu specificu in l'internu di a cialda, furmendu un puntu di crepatura à l'internu. L'energia di u raghju provoca a furmazione di una seria di crepe à l'internu, chì ùn si sò ancu estese per tuttu u spessore di a cialda finu à e superfici superiore è inferiore.
▲Cunfrontu di wafer di siliciu di 100 μm di spessore tagliati cù u metudu di lama è u metudu di tagliu invisibile laser | Rete di fonte d'imagine
In u secondu passu, a cinta di chip in fondu à a cialda hè fisicamente allargata, ciò chì provoca una tensione di trazione in e crepe in a cialda, chì sò indotte in u prucessu laser in u primu passu. Questa tensione face chì e crepe si estendinu verticalmente à e superfici superiore è inferiore di a cialda, è poi separanu a cialda in chips longu à questi punti di taglio. In u taglio invisibile, u mezzu taglio o u mezzu taglio di u latu inferiore hè generalmente adupratu per facilità a separazione di e cialde in chips o chips.
Vantaghji chjave di u tagliu laser invisibile rispetto à l'ablazione laser:
• Nisun refrigerante hè necessariu
• Nisun detritu generatu
• Nisuna zona affettata da u calore chì puderia dannà i circuiti sensibili
Tagliu à plasma
U tagliu à plasma (cunnisciutu ancu cum'è incisione à plasma o incisione à seccu) hè una tecnulugia avanzata di tagliu di wafer chì usa l'incisione ionica reattiva (RIE) o l'incisione ionica reattiva profonda (DRIE) per separà i chip individuali da i wafer di semiconduttori. A tecnulugia ottene u tagliu eliminendu chimicamente u materiale longu linee di tagliu predeterminate aduprendu u plasma.
Durante u prucessu di tagliu à plasma, a fetta di semiconduttore hè piazzata in una camera à vuoto, una mistura di gas reattiva cuntrullata hè introdutta in a camera, è un campu elettricu hè applicatu per generà un plasma chì cuntene una alta concentrazione di ioni è radicali reattivi. Queste spezie reattive interagiscenu cù u materiale di a fetta è eliminanu selettivamente u materiale di a fetta longu a linea di traccia per mezu di una cumbinazione di reazione chimica è sputtering fisicu.
U principale vantaghju di u tagliu à plasma hè chì riduce u stress meccanicu nantu à u wafer è u chip è riduce i danni potenziali causati da u cuntattu fisicu. Tuttavia, stu prucessu hè più cumplessu è richiede più tempu chè altri metudi, in particulare quandu si tratta di wafer più spessi o materiali cù alta resistenza à l'incisione, dunque a so applicazione in a pruduzzione di massa hè limitata.
▲ Rete di fonte d'imagine
In a fabricazione di semiconduttori, u metudu di taglio di wafer deve esse sceltu in basa à parechji fattori, cumprese e proprietà di u materiale di u wafer, a dimensione è a geometria di u chip, a precisione è l'accuratezza richieste, è u costu è l'efficienza di pruduzzione generale.
Data di publicazione: 20 settembre 2024