WaferPemotongan minangka salah sawijining pranala penting ing produksi semikonduktor daya. Langkah iki dirancang kanggo misahake sirkuit terpadu utawa chip individu saka wafer semikonduktor kanthi akurat.
Kuncinewafernglereni yaiku supaya bisa misahake chip individu nalika njamin struktur lan sirkuit sing alus sing dipasang ingwaferora rusak. Kasuksesan utawa kegagalan proses pemotongan ora mung mengaruhi kualitas pamisahan lan asil chip, nanging uga ana hubungane langsung karo efisiensi kabeh proses produksi.
▲Telung jinis pemotongan wafer sing umum | Sumber: KLA CHINA
Saiki, umumwaferProses pemotongan dipérang dadi:
Pemotongan lading: regane murah, biasane digunakake kanggo sing luwih kandelwafer
Pemotongan laser: regane larang, biasane digunakake kanggo wafer kanthi kekandelan luwih saka 30μm
Pemotongan plasma: biaya dhuwur, luwih akeh watesan, biasane digunakake kanggo wafer kanthi kekandelan kurang saka 30μm
Pemotongan bilah mekanik
Pemotongan lading yaiku proses pemotongan ing sadawane garis pencungkil nganggo cakram gerinda (lading) sing muter kanthi kecepatan dhuwur. Lading biasane digawe saka bahan berlian abrasif utawa ultra-tipis, cocok kanggo ngiris utawa ngecor ing wafer silikon. Nanging, minangka metode pemotongan mekanik, pemotongan lading gumantung marang penghapusan bahan fisik, sing bisa kanthi gampang nyebabake pinggiran chip retak, saengga mengaruhi kualitas produk lan nyuda asil.
Kualitas produk pungkasan sing diasilake saka proses gergaji mekanik dipengaruhi dening pirang-pirang parameter, kalebu kecepatan potong, kekandelan bilah, diameter bilah, lan kecepatan rotasi bilah.
Full cut iku cara ngethok bilah sing paling dhasar, sing ngethok benda kerja kanthi lengkap kanthi ngethok bahan sing tetep (kayata pita pengiris).
▲ Pemotongan bilah mekanik-potongan lengkap | Jaringan sumber gambar
Setengah potong iku cara pangolahan sing ngasilake alur kanthi motong ing tengah-tengah benda kerja. Kanthi terus-terusan nindakake proses alur, bisa diasilake pucuk sing awujud sisir lan jarum.
▲ Pemotongan bilah mekanik-setengah potong | Jaringan sumber gambar
Double cut iku cara pangolahan sing nggunakake gergaji pengiris ganda nganggo rong spindel kanggo nindakake pemotongan lengkap utawa setengah ing rong jalur produksi bebarengan. Gergaji pengiris ganda duwe rong sumbu spindel. Throughput sing dhuwur bisa digayuh liwat proses iki.
▲ Pemotongan bilah mekanik-potongan ganda | Jaringan sumber gambar
Step cut migunakaké gergaji pengiris ganda kanthi rong spindel kanggo nglakokaké pemotongan lengkap lan setengah ing rong tahap. Gunakake bilah sing dioptimalake kanggo ngethok lapisan kabel ing permukaan wafer lan bilah sing dioptimalake kanggo kristal tunggal silikon sing isih ana kanggo entuk pangolahan sing berkualitas tinggi.
▲ Pemotongan bilah mekanik – pemotongan langkah | Jaringan sumber gambar
Pemotongan bevel minangka metode pangolahan sing nggunakake lading kanthi pinggiran awujud V ing pinggiran setengah potongan kanggo ngethok wafer dadi rong tahap sajrone proses pemotongan langkah. Proses chamfering ditindakake sajrone proses pemotongan. Mulane, kekuatan cetakan sing dhuwur lan pangolahan sing berkualitas tinggi bisa digayuh.
▲ Pemotongan bilah mekanik – pemotongan bevel | Jaringan sumber gambar
Pemotongan laser
Pemotongan laser iku teknologi pemotongan wafer non-kontak sing nggunakake sinar laser fokus kanggo misahake chip individu saka wafer semikonduktor. Sinar laser energi dhuwur difokusake ing permukaan wafer lan nguap utawa mbusak materi ing sadawane garis pemotongan sing wis ditemtokake liwat proses ablasi utawa dekomposisi termal.
▲ Diagram pemotongan laser | Sumber gambar: KLA CHINA
Jinis-jinis laser sing saiki akeh digunakake kalebu laser ultraviolet, laser inframerah, lan laser femtosecond. Antarane, laser ultraviolet asring digunakake kanggo ablasi adhem sing tepat amarga energi foton sing dhuwur, lan zona sing kena pengaruh panas cilik banget, sing bisa nyuda risiko kerusakan termal ing wafer lan chip ing sakubenge kanthi efektif. Laser inframerah luwih cocog kanggo wafer sing luwih kandel amarga bisa nembus jero menyang materi. Laser femtosecond entuk presisi dhuwur lan mbusak materi sing efisien kanthi transfer panas sing meh ora bisa diabaikan liwat pulsa cahya ultrashort.
Pemotongan laser nduweni kaluwihan sing signifikan tinimbang pemotongan lading tradisional. Kapisan, minangka proses non-kontak, pemotongan laser ora mbutuhake tekanan fisik ing wafer, saengga bisa nyuda masalah fragmentasi lan retakan sing umum ing pemotongan mekanik. Fitur iki ndadekake pemotongan laser cocog banget kanggo ngolah wafer sing rapuh utawa ultra-tipis, utamane sing nduweni struktur kompleks utawa fitur sing apik.
▲ Diagram pemotongan laser | Jaringan sumber gambar
Kajaba iku, presisi lan akurasi sing dhuwur saka pemotongan laser ngidini kanggo fokus sinar laser menyang ukuran titik sing cilik banget, ndhukung pola pemotongan sing kompleks, lan entuk pamisahan jarak minimal antarane chip. Fitur iki penting banget kanggo piranti semikonduktor canggih kanthi ukuran sing nyusut.
Nanging, pemotongan laser uga nduweni sawetara watesan. Dibandhingake karo pemotongan agul-agul, luwih alon lan luwih larang, utamane ing produksi skala gedhe. Kajaba iku, milih jinis laser sing tepat lan ngoptimalake parameter kanggo njamin penghapusan bahan sing efisien lan zona sing kena pengaruh panas minimal bisa dadi tantangan kanggo bahan lan kekandelan tartamtu.
Pemotongan ablasi laser
Sajrone pemotongan ablasi laser, sinar laser difokusake kanthi tepat ing lokasi tartamtu ing permukaan wafer, lan energi laser dipandu miturut pola pemotongan sing wis ditemtokake, kanthi bertahap ngethok wafer nganti tekan ngisor. Gumantung saka kabutuhan pemotongan, operasi iki ditindakake nggunakake laser pulsa utawa laser gelombang terus-terusan. Kanggo nyegah kerusakan wafer amarga pemanasan lokal laser sing berlebihan, banyu pendingin digunakake kanggo ngademake lan nglindhungi wafer saka kerusakan termal. Ing wektu sing padha, banyu pendingin uga bisa kanthi efektif mbusak partikel sing diasilake sajrone proses pemotongan, nyegah kontaminasi lan njamin kualitas pemotongan.
Pemotongan laser sing ora katon
Laser uga bisa difokusake kanggo mindhah panas menyang awak utama wafer, sawijining metode sing diarani "pemotongan laser sing ora katon". Kanggo metode iki, panas saka laser nggawe celah ing jalur juru tulis. Area sing wis ringkih iki banjur entuk efek penetrasi sing padha kanthi pecah nalika wafer ditarik.
▲Proses utama pemotongan laser sing ora katon
Proses pemotongan sing ora katon iku proses laser panyerepan internal, dudu ablasi laser ing ngendi laser diserep ing permukaan. Kanthi pemotongan sing ora katon, energi sinar laser kanthi dawa gelombang sing semi-transparan menyang bahan substrat wafer digunakake. Proses iki dipérang dadi rong langkah utama, siji yaiku proses adhedhasar laser, lan sijiné yaiku proses pamisahan mekanik.
▲Sinar laser nggawe perforasi ing ngisor permukaan wafer, lan sisih ngarep lan mburi ora kena pengaruh | Jaringan sumber gambar
Ing langkah pisanan, nalika sinar laser mindhai wafer, sinar laser fokus ing titik tartamtu ing njero wafer, mbentuk titik retakan ing njero. Energi sinar nyebabake serangkaian retakan kawangun ing njero, sing durung ngluwihi kabeh kekandelan wafer menyang permukaan ndhuwur lan ngisor.
▲Perbandingan wafer silikon kandel 100μm sing dipotong nganggo metode bilah lan metode pemotongan laser sing ora katon | Jaringan sumber gambar
Ing langkah kapindho, pita chip ing sisih ngisor wafer diekspansi sacara fisik, sing nyebabake tegangan tarik ing retakan ing njero wafer, sing diinduksi ing proses laser ing langkah pertama. Tegangan iki nyebabake retakan kasebut ngluwihi vertikal menyang permukaan ndhuwur lan ngisor wafer, banjur misahake wafer dadi chip ing sadawane titik pemotongan iki. Ing pemotongan sing ora katon, setengah pemotongan utawa setengah pemotongan sisih ngisor biasane digunakake kanggo nggampangake pamisahan wafer dadi chip utawa chip.
Kauntungan utama pemotongan laser sing ora katon tinimbang ablasi laser:
• Ora butuh cairan pendingin
• Ora ana lebu sing diasilake
• Ora ana zona sing kena pengaruh panas sing bisa ngrusak sirkuit sensitif
Pemotongan plasma
Pemotongan plasma (uga dikenal minangka etsa plasma utawa etsa garing) yaiku teknologi pemotongan wafer canggih sing nggunakake etsa ion reaktif (RIE) utawa etsa ion reaktif jero (DRIE) kanggo misahake chip individu saka wafer semikonduktor. Teknologi iki entuk pemotongan kanthi mbusak bahan sacara kimia ing sadawane garis pemotongan sing wis ditemtokake nggunakake plasma.
Sajrone proses pemotongan plasma, wafer semikonduktor dilebokake ing ruang vakum, campuran gas reaktif sing dikontrol dilebokake ing ruang kasebut, lan medan listrik ditrapake kanggo ngasilake plasma sing ngemot konsentrasi ion reaktif lan radikal sing dhuwur. Spesies reaktif iki berinteraksi karo bahan wafer lan kanthi selektif mbusak bahan wafer ing sadawane garis scribe liwat kombinasi reaksi kimia lan sputtering fisik.
Kauntungan utama saka pemotongan plasma yaiku nyuda stres mekanik ing wafer lan chip lan nyuda kerusakan potensial sing disebabake dening kontak fisik. Nanging, proses iki luwih rumit lan mbutuhake wektu luwih akeh tinimbang metode liyane, utamane nalika nangani wafer sing luwih kandel utawa bahan kanthi resistensi etsa sing dhuwur, mula aplikasine ing produksi massal diwatesi.
▲Jaringan sumber gambar
Ing manufaktur semikonduktor, metode pemotongan wafer kudu dipilih adhedhasar akeh faktor, kalebu sifat bahan wafer, ukuran lan geometri chip, presisi lan akurasi sing dibutuhake, lan biaya lan efisiensi produksi sakabèhé.
Wektu kiriman: 20-Sep-2024