WafelSnijden is ien fan 'e wichtige skeakels yn 'e produksje fan krêfthealgeleiders. Dizze stap is ûntworpen om yndividuele yntegreare circuits of chips sekuer te skieden fan healgeleiderwafers.
De kaai tawafelsnijden is om yndividuele chips te skieden, wylst derfoar soarge wurdt dat de delikate struktueren en circuits ynbêde binne yn 'ewafelwurde net skansearre. It súkses of mislearjen fan it snijproses beynfloedet net allinich de skiedingskwaliteit en opbringst fan 'e chip, mar is ek direkt relatearre oan 'e effisjinsje fan it heule produksjeproses.
▲Trije gewoane soarten wafersnijden | Boarne: KLA CHINA
Op it stuit, de mienskiplikewafelsnijprosessen binne ferdield yn:
Bladesnijen: lege kosten, meast brûkt foar dikkerwafels
Lasersnijden: hege kosten, meast brûkt foar wafers mei in dikte fan mear as 30 μm
Plasma snijden: hege kosten, mear beheiningen, meast brûkt foar wafers mei in dikte fan minder as 30 μm
Mechanysk snijden fan blêden
Bladesnijden is in proses fan it snijden lâns de krasline troch in hege-snelheid rotearjende slypskiif (blêd). It blêd is meastentiids makke fan abrasyf of ultra-tin diamantmateriaal, geskikt foar it snijden of groeven op silisiumwafers. As in meganyske snijmetoade is blêdsnijden lykwols ôfhinklik fan fysike materiaalferwidering, wat maklik kin liede ta it ôfbrokkeljen of barsten fan 'e chiprâne, wêrtroch't de produktkwaliteit beynfloede wurdt en de opbringst ferminderet.
De kwaliteit fan it einprodukt produsearre troch it meganyske seagproses wurdt beynfloede troch meardere parameters, ynklusyf snijsnelheid, blêddikte, blêddiameter en blêdrotaasjesnelheid.
In folsleine snijbeurt is de meast basale snijmetoade foar it blêd, dy't it wurkstik folslein snijt troch te snijen nei in fêst materiaal (lykas in snijbân).
▲ Mechanyske blêdsnijing - folsleine snij | Ofbyldingsboarne netwurk
Heal snijden is in ferwurkingsmetoade dy't in groef produseart troch nei it midden fan it wurkstik te snijen. Troch it groefproses kontinu út te fieren, kinne kam- en naaldfoarmige punten produsearre wurde.
▲ Mechanysk snijden fan it blêd - heal snijden | Ofbyldingsboarnenetwurk
Dûbele snij is in ferwurkingsmetoade dy't in dûbele snijseage mei twa spindels brûkt om folsleine of heale snijden tagelyk út te fieren op twa produksjelinen. De dûbele snijseage hat twa spindelassen. Hege trochfier kin berikt wurde troch dit proses.
▲ Mechanyske blêdsnijing - dûbele snij | Ofbyldingsboarne netwurk
Stapsgewijze snijden brûkt in dûbele snijseage mei twa spindels om folsleine en heale snijden yn twa stadia út te fieren. Brûk blêden dy't optimalisearre binne foar it snijen fan 'e bedradingslaach op it oerflak fan' e wafer en blêden dy't optimalisearre binne foar it oerbleaune silisium ienkristal om ferwurking fan hege kwaliteit te berikken.
▲ Mechanysk snijden fan blêden - stapsgewiis snijden | Ofbyldingsboarnenetwurk
Skuinsnijden is in ferwurkingsmetoade dy't in blêd mei in V-foarmige râne op 'e heal-sniene râne brûkt om de wafer yn twa stadia te snijen tidens it stapsgewijze snijproses. It ôfskuinsproses wurdt útfierd tidens it snijproses. Dêrtroch kin hege malsterkte en ferwurking fan hege kwaliteit berikt wurde.
▲ Mechanysk snijden fan blêden - skean snijden | Ofbyldingsboarne netwurk
Lasersnijden
Lasersnijden is in kontaktleaze wafersnijtechnology dy't in rjochte laserstriel brûkt om yndividuele chips te skieden fan healgeleiderwafers. De hege-enerzjy laserstriel wurdt rjochte op it oerflak fan 'e wafer en ferdampt of ferwideret materiaal lâns de foarôf bepaalde snijline troch ablaasje- of termyske ûntbiningsprosessen.
▲ Lasersnijdiagram | Ofbyldingsboarne: KLA CHINA
De soarten lasers dy't op it stuit in soad brûkt wurde, omfetsje ultraviolette lasers, ynfraread lasers en femtosekonde lasers. Under harren wurde ultraviolette lasers faak brûkt foar presys kâlde ablaasje fanwegen har hege fotonenerzjy, en de waarmte-beynfloede sône is ekstreem lyts, wat it risiko op termyske skea oan 'e wafer en de omlizzende chips effektyf kin ferminderje. Ynfraread lasers binne better geskikt foar dikkere wafers, om't se djip yn it materiaal kinne penetrearje. Femtosekonde lasers berikke hege presyzje en effisjinte materiaalferwidering mei hast ferwaarloosbere waarmte-oerdracht troch ultrakoarte ljochtpulsen.
Lasersnijden hat wichtige foardielen boppe tradisjoneel blêdsnijden. Earst, as in kontaktloos proses, fereasket lasersnijden gjin fysike druk op 'e wafer, wêrtroch't de fragmintaasje- en barstproblemen dy't gewoan binne by meganysk snijden wurde fermindere. Dizze funksje makket lasersnijden benammen geskikt foar it ferwurkjen fan kwetsbere of ultradunne wafers, foaral dy mei komplekse struktueren of fine funksjes.
▲ Lasersnijdiagram | Ofbyldingsboarnenetwurk
Derneist makket de hege presyzje en krektens fan lasersnijden it mooglik om de laserstriel te fokusjen op in ekstreem lytse spotgrutte, komplekse snijpatroanen te stypjen en skieding fan 'e minimale ôfstân tusken chips te berikken. Dizze funksje is foaral wichtich foar avansearre healgeleiderapparaten mei krimpende grutte.
Lasersnijden hat lykwols ek wat beheiningen. Yn ferliking mei blêdsnijden is it stadiger en djoerder, foaral yn produksje op grutte skaal. Derneist kin it kiezen fan it juste lasertype en it optimalisearjen fan parameters om effisjinte materiaalferwidering en minimale waarmte-beynfloede sône te garandearjen in útdaging wêze foar bepaalde materialen en diktes.
Laserablaasje snijden
Tidens laserablaasjesnijden wurdt de laserstriel presys rjochte op in spesifisearre lokaasje op it oerflak fan 'e wafer, en de laserenerzjy wurdt laat neffens in foarôf bepaald snijpatroan, wêrby't stadichoan troch de wafer nei de ûnderkant snijd wurdt. Ofhinklik fan 'e snijeasken wurdt dizze operaasje útfierd mei in pulsearre laser of in trochgeande weachlaser. Om skea oan 'e wafer troch tefolle lokale ferwaarming fan 'e laser te foarkommen, wurdt koelwetter brûkt om de wafer ôf te koelen en te beskermjen tsjin termyske skea. Tagelyk kin koelwetter ek effektyf dieltsjes fuortsmite dy't ûntstien binne tidens it snijproses, fersmoarging foarkomme en de snijkwaliteit garandearje.
Laser ûnsichtbere snijden
De laser kin ek rjochte wurde om waarmte oer te bringen nei it haadlichem fan 'e wafer, in metoade dy't "ûnsichtbere lasersnijden" neamd wurdt. By dizze metoade makket de waarmte fan 'e laser gatten yn 'e skribbebanen. Dizze ferswakke gebieten berikke dan in ferlykber penetraasje-effekt troch te brekken as de wafer útrekt wurdt.
▲ Haadproses fan laser ûnsichtbere snijden
It ûnsichtbere snijproses is in ynterne absorpsjelaserproses, ynstee fan laserablaasje wêrby't de laser op it oerflak opnommen wurdt. By ûnsichtber snijden wurdt laserstrielenerzjy brûkt mei in golflingte dy't semi-transparant is foar it wafersubstraatmateriaal. It proses is ferdield yn twa haadstappen, ien is in laser-basearre proses, en de oare is in meganysk skiedingsproses.
▲De laserstraal makket in perforaasje ûnder it waferoerflak, en de foar- en efterkanten wurde net beynfloede | Ofbyldingsboarne netwurk
Yn 'e earste stap, as de laserstriel de wafer scant, rjochtet de laserstriel him op in spesifyk punt yn 'e wafer, wêrtroch't in barstpunt binnenyn ûntstiet. De strielenerzjy feroarsaket in searje barsten binnenyn, dy't noch net troch de hiele dikte fan 'e wafer nei de boppe- en ûnderflakken útwreide binne.
▲Ferliking fan 100μm dikke silisiumwafers snien mei de blêdmetoade en laser ûnsichtbere snijmetoade | Ofbyldingsboarne netwurk
Yn 'e twadde stap wurdt de chiptape oan 'e ûnderkant fan 'e wafer fysyk útwreide, wat trekspanning feroarsaket yn 'e skuorren yn 'e wafer, dy't yn 'e earste stap yn it laserproses feroarsake wurde. Dizze spanning feroarsaket dat de skuorren fertikaal útwreidzje nei de boppeste en ûnderste oerflakken fan 'e wafer, en dan de wafer yn chips skiede lâns dizze snijpunten. By ûnsichtber snijden wurdt heal-snijden of ûnderkant heal-snijden meastentiids brûkt om de skieding fan wafers yn chips of chips te fasilitearjen.
Wichtige foardielen fan ûnsichtbere lasersnijden boppe laserablaasje:
• Gjin koelmiddel nedich
• Gjin pún generearre
• Gjin waarmte-beynfloede sônes dy't gefoelige circuits beskeadigje kinne
Plasma snijden
Plasma snijden (ek wol bekend as plasma-etsen of droech etsen) is in avansearre wafer-snijtechnology dy't gebrûk makket fan reaktive ion-etsen (RIE) of djippe reaktive ion-etsen (DRIE) om yndividuele chips fan healgeleiderwafers te skieden. De technology berikt snijden troch materiaal gemysk te ferwiderjen lâns foarôf bepaalde snijlinen mei plasma.
Tidens it plasmasnijproses wurdt de healgeleiderwafer yn in fakuümkeamer pleatst, wurdt in kontroleare reaktyf gasmingsel yn 'e keamer ynfierd, en wurdt in elektrysk fjild tapast om in plasma te generearjen mei in hege konsintraasje fan reaktive ioanen en radikalen. Dizze reaktive soarten ynteraksje mei it wafermateriaal en ferwiderje selektyf wafermateriaal lâns de skribbelline troch in kombinaasje fan gemyske reaksje en fysyk sputterjen.
It wichtichste foardiel fan plasmasnijden is dat it meganyske stress op 'e wafer en chip ferminderet en potinsjele skea feroarsake troch fysyk kontakt ferminderet. Dit proses is lykwols komplekser en tiidslinend as oare metoaden, foaral as it giet om dikkere wafers of materialen mei hege etsbestriding, sadat de tapassing yn massaproduksje beheind is.
▲ Ofbyldingsboarne netwurk
Yn 'e produksje fan healgeleiders moat de wafer-snijmetoade keazen wurde op basis fan in protte faktoaren, ynklusyf de eigenskippen fan it wafermateriaal, de chipgrutte en geometry, de fereaske presyzje en krektens, en de totale produksjekosten en effisjinsje.
Pleatsingstiid: 20 septimber 2024