A ostyahárom változáson kell keresztülmennie ahhoz, hogy valódi félvezető chippé váljon: először a blokk alakú öntvényt lapkákká vágják; a második folyamatban a tranzisztorokat az előző folyamattal a lapka elejére gravírozzák; végül a csomagolást végzik el, azaz a vágási folyamat során aostyaegy teljes félvezető chippel rendelkezik. Látható, hogy a csomagolási folyamat a háttérfolyamathoz tartozik. Ebben a folyamatban a lapkát több hexaéder alakú, különálló chipre vágják. A független chipek előállításának ezt a folyamatát „szingulációnak”, a lapkalap független téglatestekké történő fűrészelésének folyamatát pedig „lapkavágásnak (kivágó)” nevezik. Az utóbbi időben a félvezető integráció fejlődésével a vastagsága...ostyákegyre vékonyabb lett, ami természetesen sok nehézséget okoz a „szingulációs” folyamatban.
Az ostyakockázás fejlődése
Az elő- és háttérfolyamatok kölcsönhatás révén fejlődtek ki különböző módokon: a háttérfolyamatok evolúciója meghatározhatja a lapkáról leválasztott hexaéder kis chipek szerkezetét és pozícióját aostya, valamint a betétek (elektromos csatlakozási útvonalak) szerkezetét és elhelyezkedését a lapkán; éppen ellenkezőleg, a front-end folyamatok fejlődése megváltoztatta a folyamatot és a módszertostyaa hátsó folyamat során alkalmazott elvékonyodás és „kockázás”. Ezért a csomagolás egyre kifinomultabb megjelenése nagy hatással lesz a hátsó folyamatra. Ezenkívül a kockázás száma, eljárása és típusa is ennek megfelelően változik a csomagolás megjelenésének változásával.
Írnok kockázás
A korai időkben a külső erő alkalmazásával történő „törés” volt az egyetlen kockázási módszer, amellyel fel lehetett osztani aostyahexaéder szerszámokba. Ennek a módszernek azonban megvannak a hátrányai, mivel a kis forgács széle lepattogzik vagy megreped. Ezenkívül, mivel a fémfelület sorjái nem távolíthatók el teljesen, a vágott felület is nagyon érdes.
A probléma megoldására jött létre a „rajzolásos” vágási módszer, azaz a „törés” előtt a felületet megmunkálják.ostyakörülbelül a mélység felére van vágva. A „karcolás”, ahogy a neve is sugallja, azt jelenti, hogy egy járókereket használnak a szelet elülső oldalának előzetes lefűrészelésére (félig vágására). A korai időkben a legtöbb 6 hüvelyknél kisebb szeletnél ezt a vágási módszert alkalmazták, először a forgácsok között „felvágva”, majd „eltörve”.
Pengevágás vagy pengefűrészelés
A „karcoló” vágási módszer fokozatosan fejlődött a „pengés kockázó” vágási (vagy fűrészelési) módszerré, amely egy olyan módszer, amelynek során egy pengét kétszer vagy háromszor egymás után vágnak. A „pengés” vágási módszer kompenzálja a „karcolás” utáni „törés” során leváló apró forgácsok jelenségét, és megvédi a apró forgácsokat a „szelekciós” folyamat során. A „pengés” vágás különbözik a korábbi „kockázó” vágástól, azaz a „pengés” vágás után nem „törés”, hanem újabb vágás történik pengével. Ezért „lépcsőzetes kockázó” módszernek is nevezik.
A szelet külső sérülésektől való védelme érdekében a vágási folyamat során előzetesen egy fóliát helyeznek az ostyára a biztonságosabb „szeletelés” érdekében. A „hátracsiszolás” során a fóliát az ostya elejére rögzítik. Ezzel szemben a „pengés” vágás során a fóliát az ostya hátuljára kell rögzíteni. Az eutektikus szerszámkötés (szerszámkötés, a leválasztott chipek rögzítése a NYÁK-on vagy a rögzített kereten) során a hátulra rögzített fólia automatikusan leesik. A vágás során fellépő nagy súrlódás miatt folyamatosan desztillált vizet kell permetezni minden irányból. Ezenkívül a járókereket gyémántszemcsékkel kell rögzíteni, hogy a szeletek jobban szeletelhetők legyenek. Ekkor a vágásnak (pengevastagság: horony szélessége) egyenletesnek kell lennie, és nem haladhatja meg a vágóhorony szélességét.
A fűrészelés régóta a legelterjedtebb hagyományos vágási módszer. Legnagyobb előnye, hogy rövid idő alatt nagyszámú szeletet tud vágni vele. Ha azonban a szelet adagolási sebességét jelentősen megnöveljük, megnő a chiplet élleválásának veszélye. Ezért a járókerék fordulatszámát percenként körülbelül 30 000-szer kell szabályozni. Látható, hogy a félvezető eljárás technológiája gyakran hosszú időn át tartó gyűjtés és próbálkozások, valamint hibák során lassan felhalmozódott titok (a következő, eutektikus kötésről szóló részben a vágásról és a DAF-ról lesz szó).
Darálás őrlés előtt (DBG): a vágási sorrend megváltoztatta a módszert
Amikor egy 8 hüvelyk átmérőjű ostyán pengés vágást végeznek, nem kell aggódni a chiplet élének lepattogzása vagy repedése miatt. De ahogy az ostya átmérője 21 hüvelykre nő, és a vastagsága rendkívül vékony lesz, a lepattogzási és repedési jelenségek ismét megjelennek. A vágási folyamat során az ostyára ható fizikai hatás jelentős csökkentése érdekében a DBG „csiszolás előtti kockázás” módszere felváltja a hagyományos vágási sorrendet. A folyamatosan vágó hagyományos „pengés” vágási módszerrel ellentétben a DBG először egy „pengés” vágást végez, majd fokozatosan vékonyítja az ostya vastagságát a hátoldal folyamatos vékonyításával, amíg a chip el nem hasad. Elmondható, hogy a DBG a korábbi „pengés” vágási módszer továbbfejlesztett változata. Mivel csökkentheti a második vágás hatását, a DBG módszer gyorsan népszerűvé vált a „ostya szintű csomagolásban”.
Lézeres kockázás
A lapka szintű chipméret-csomagolás (WLCSP) eljárás főként lézervágást alkalmaz. A lézervágás csökkentheti az olyan jelenségeket, mint a hámlás és a repedés, ezáltal jobb minőségű chipeket eredményezve, de ha a lapka vastagsága meghaladja a 100 μm-t, a termelékenység jelentősen csökken. Ezért főként 100 μm-nél kisebb vastagságú (viszonylag vékony) lapkákon alkalmazzák. A lézervágás nagy energiájú lézerrel vágja a szilíciumot a lapka karcoláshoronyában. A hagyományos lézeres (konvencionális lézeres) vágási módszer alkalmazásakor azonban előzetesen védőfóliát kell felvinni a lapka felületére. Mivel a lapka felületét lézerrel melegítik vagy besugározzák, ezek a fizikai érintkezések hornyokat hoznak létre a lapka felületén, és a vágott szilíciumdarabok is tapadnak a felülethez. Látható, hogy a hagyományos lézervágási módszer is közvetlenül vágja a lapka felületét, és ebből a szempontból hasonló a „pengés” vágási módszerhez.
A lopakodó kockázás (SD) egy olyan módszer, amelynek során először lézerenergiával átvágják a lapka belsejét, majd külső nyomást gyakorolnak a hátulján lévő szalagra, hogy azt eltörjék, ezáltal leválasztva a chipet. Amikor a hátulján lévő szalagra nyomást gyakorolnak, a lapka a szalag nyúlása miatt azonnal felfelé emelkedik, ezáltal leválasztva a chipet. Az SD előnyei a hagyományos lézervágási módszerrel szemben: először is, nincs szilíciumtörmelék; másodszor, a vágási rés (Kerf: a karcolás szélessége) keskeny, így több chipet lehet nyerni. Ezenkívül az SD módszerrel jelentősen csökken a hámlás és repedés jelensége, ami kulcsfontosságú a vágás általános minősége szempontjából. Ezért az SD módszer nagy valószínűséggel a jövőben a legnépszerűbb technológiává válik.
Plazma kockázás
A plazmavágás egy újonnan kifejlesztett technológia, amely plazmamaratást alkalmaz a gyártási (Fab) folyamat során. A plazmavágás félgázos anyagokat használ folyadékok helyett, így a környezetre gyakorolt hatás viszonylag csekély. Ezenkívül a teljes ostya egyidejű vágásának módszerét alkalmazzák, így a „vágási” sebesség viszonylag gyors. A plazmavágás azonban kémiai reakciógázt használ nyersanyagként, és a maratási folyamat nagyon bonyolult, így a folyamatlefolyása viszonylag nehézkes. A „pengevágáshoz” és a lézervágáshoz képest azonban a plazmavágás nem károsítja az ostya felületét, ezáltal csökkenti a hibaszázalékot és több chipet eredményez.
Az utóbbi időben, mivel a lapka vastagságát 30 μm-re csökkentették, sok rezet (Cu) vagy alacsony dielektromos állandójú anyagot (Low-k) használnak. Ezért a sorja (Burr) megelőzése érdekében a plazmavágási módszerek is előnyben részesülnek. Természetesen a plazmavágási technológia is folyamatosan fejlődik. Úgy vélem, hogy a közeljövőben egy napon már nem lesz szükség speciális maszk viselésére maratáskor, mert ez a plazmavágás egyik fő fejlesztési iránya.
Ahogy a waferek vastagsága folyamatosan csökkent 100 μm-ről 50 μm-re, majd 30 μm-re, a független chipek előállítására szolgáló vágási módszerek is változtak és fejlődtek a „törő” és „pengés” vágástól a lézervágásig és a plazmavágásig. Bár az egyre kiforrottabb vágási módszerek növelték magának a vágási folyamatnak a gyártási költségeit, másrészt a félvezető chipek vágásánál gyakran előforduló nemkívánatos jelenségek, például a hámlás és a repedés jelentős csökkentésével, valamint az egységnyi waferből előállított chipek számának növelésével egyetlen chip gyártási költsége csökkenő tendenciát mutatott. Természetesen az wafer egységnyi felületére jutó chipek számának növekedése szorosan összefügg a vágópálya szélességének csökkenésével. Plazmavágással közel 20%-kal több chip nyerhető a „pengés” vágási módszerhez képest, ami szintén fontos oka annak, hogy az emberek a plazmavágást választják. A waferek, a chipek megjelenésének és a csomagolási módszerek fejlődésével és változásával különböző vágási eljárások, mint például a waferfeldolgozási technológia és a DBG is megjelennek.
Közzététel ideje: 2024. október 10.