A Wafermuss dräi Ännerunge maachen, fir e richtege Hallefleederchip ze ginn: als éischt gëtt de blockfërmegen Ingot a Wafere geschnidden; am zweete Prozess ginn Transistoren duerch de viregten Prozess op der viischter Säit vum Wafer gravéiert; schliisslech gëtt d'Verpakung duerchgefouert, dat heescht duerch de Schneidprozess, denWafergëtt e komplette Hallefleiterchip. Et kann een gesinn, datt de Verpackungsprozess zum Backend-Prozess gehéiert. An dësem Prozess gëtt de Wafer a verschidde Hexaeder-Eenzelchips geschnidden. Dëse Prozess fir onofhängeg Chips ze kréien gëtt "Singulatioun" genannt, an de Prozess fir d'Waferplatin an onofhängeg Kubuser ze seeën gëtt "Waferschneiden (Die Sawing)" genannt. An der leschter Zäit, mat der Verbesserung vun der Hallefleiterintegratioun, ass d'Dicke vunWaffelenass ëmmer méi dënn ginn, wat natierlech vill Schwieregkeeten beim "Singulatiouns"-Prozess bréngt.
D'Evolutioun vum Wafer-Dicing
Frontend- a Backend-Prozesser hunn sech duerch Interaktioun op verschidde Weeër entwéckelt: d'Evolutioun vu Backend-Prozesser kann d'Struktur an d'Positioun vun de klenge Hexaeder-Chips bestëmmen, déi vum Chip um Computer getrennt sinn.Wafer, souwéi d'Struktur an d'Positioun vun de Pads (elektresch Verbindungsweeër) um Wafer; am Géigendeel, d'Evolutioun vu Frontend-Prozesser huet de Prozess an d'Method vun derWaferRéckverdënnung an "Die Dicing" am Backend-Prozess. Dofir wäert dat ëmmer méi sophistikéiert Ausgesinn vun der Verpackung e groussen Impakt op de Backend-Prozess hunn. Ausserdeem änneren sech d'Zuel, d'Prozedur an d'Aart vum Dicing och jee no der Ännerung vum Ausgesinn vun der Verpackung.
Schreiwer Wierfelen
An den Ufankszäiten war "Bréchen" duerch d'Uwendung vun externer Kraaft déi eenzeg Wierfelmethod, déi d'... deele konntWaferan Hexaeder-Formen. Dës Method huet awer d'Nodeeler, datt d'Kante vum klenge Spléck ofsplittert oder rësst. Zousätzlech, well d'Graten op der Metalloberfläche net komplett ewechgeholl ginn, ass d'Schnëttoberfläch och ganz rau.
Fir dëst Problem ze léisen, gouf d'Schneidmethod "Scribing" entwéckelt, dat heescht, ier d'Uewerfläch vum ... "gebrach" gëtt.Wafergëtt ongeféier op d'Halschent vun der Déift geschnidden. „Scribing“, wéi den Numm et scho seet, bezitt sech op d'Benotzung vun engem Impeller fir d'Frontsäit vum Wafer am Viraus ze seegen (hallef ze schneiden). An den Ufankszäiten hunn déi meescht Waferen ënner 6 Zoll dës Schnëttmethod benotzt, andeems se als éischt tëscht de Chips „geschnidden“ hunn an dann „gebrach“ goufen.
Klingen schneiden oder Klingensägen
D'Schnëttmethod "Scribing" huet sech lues a lues zu der Schnëttmethod "Blade Dicing" entwéckelt, déi eng Method ass fir zwee oder dräimol hannereneen mat enger Klingen ze schneiden. D'Schnëttmethod "Blade" kann de Phänomen vu klenge Spänen ausgläichen, déi beim "Bréchen" no der "Scribing" ofschielen, a kann kleng Spänen während dem "Singulatiounsprozess" schützen. D'Schnëttmethod "Blade" ënnerscheet sech vum fréiere "Dicing"-Schnëtt, dat heescht, no engem "Blade"-Schnëtt gëtt et net "brécht", mä schneid nach eng Kéier mat enger Klingen. Dofir gëtt se och "Step Dicing"-Method genannt.
Fir de Wafer viru externen Schied beim Schneiden ze schützen, gëtt am Viraus eng Folie op de Wafer opgedroen, fir e méi sécheren "Singling" ze garantéieren. Beim "Backgrinding"-Prozess gëtt d'Folie op der viischter Säit vum Wafer befestegt. Am Géigendeel, beim "Blade"-Schneiden soll d'Folie op der Récksäit vum Wafer befestegt ginn. Beim eutektesche Die Bonding (Die Bonding, Fixéiere vun den getrennten Chips op der PCB oder dem fixe Frame) fält d'Folie, déi op der Récksäit befestegt ass, automatesch of. Wéinst der héijer Reibung beim Schneiden soll DI-Waasser kontinuéierlech aus alle Richtungen gesprëtzt ginn. Zousätzlech soll den Impeller mat Diamantpartikelen befestegt ginn, fir datt d'Scheiwen besser geschnidden kënne ginn. Zu dësem Zäitpunkt muss de Schnëtt (Bladedicke: Nutbreet) gläichméisseg sinn an däerf d'Breet vun der Wierfelnut net iwwerschreiden.
Laang Zäit war Séien déi meescht verbreet traditionell Schnëttmethod. Säi gréisste Virdeel ass, datt se eng grouss Zuel vu Waferen an enger kuerzer Zäit schneide kann. Wann d'Zufuhrgeschwindegkeet vun der Scheif awer staark erhéicht gëtt, klëmmt d'Méiglechkeet vum Chiplet-Kante-Peeling. Dofir soll d'Zuel vun den Dréiunge vum Impeller op ongeféier 30.000 Mol pro Minutt kontrolléiert ginn. Et ass ze gesinn, datt d'Technologie vum Hallefleiterprozess dacks e Geheimnis ass, dat sech duerch eng laang Zäit vun Akkumulatioun a Versuch a Feeler lues a lues gesammelt huet (an der nächster Sektioun iwwer eutektesch Bindung wäerte mir den Inhalt iwwer Schnëtt an DAF diskutéieren).
Wierfelen virum Schleifen (DBG): D'Schneidsequenz huet d'Method geännert
Wann d'Klingenschneiden op engem Wafer mat engem Duerchmiesser vun 8 Zoll duerchgefouert gëtt, gëtt et keng Noutwennegkeet, sech iwwer d'Ofschielen oder Rëss vum Chiplet-Kante Suergen ze maachen. Mee wann den Duerchmiesser vum Wafer op 21 Zoll eropgeet an d'Déckt extrem dënn gëtt, fänken d'Ofschielen- a Rëssphänomener erëm un ze erschéngen. Fir den physeschen Impakt op de Wafer während dem Schneidprozess däitlech ze reduzéieren, ersetzt d'DBG-Method vum "Würfelen virum Schleifen" déi traditionell Schneidsequenz. Am Géigesaz zu der traditioneller "Klingen"-Schnëttmethod, déi kontinuéierlech schneit, mécht DBG als éischt e "Klingen"-Schnëtt a verdënnt dann d'Waferdicke graduell andeems d'Récksäit kontinuéierlech verdënnt gëtt, bis de Chip gespléckt ass. Et kann ee soen, datt DBG eng verbessert Versioun vun der viregter "Klingen"-Schnëttmethod ass. Well se den Impakt vum zweete Schnëtt reduzéiere kann, ass d'DBG-Method séier an der "Wafer-Level Packaging" populär ginn.
Laser-Würfelen
De Wafer-Level Chip Scale Package (WLCSP) Prozess benotzt haaptsächlech Laserschneiden. Laserschneiden kann Phänomener wéi Ofpellen a Rëss reduzéieren, wouduerch Chips vu besserer Qualitéit kritt ginn, awer wann d'Waferdicke méi wéi 100μm ass, gëtt d'Produktivitéit staark reduzéiert. Dofir gëtt et meeschtens op Waferen mat enger Déckt vu manner wéi 100μm (relativ dënn) benotzt. Laserschneiden schneit Silizium andeems en Héichenergielaser op d'Schreifnut vum Wafer applizéiert gëtt. Wann awer déi konventionell Laserschneidmethod (Konventionell Laser) benotzt gëtt, muss am Viraus e Schutzfilm op d'Waferuewerfläch opgedroe ginn. Well d'Uewerfläch vum Wafer mat Laser erhëtzt oder bestraalt gëtt, produzéieren dës physikalesch Kontakter Rillen op der Uewerfläch vum Wafer, an déi geschnidden Siliziumfragmenter hänken och un der Uewerfläch. Et ass ze gesinn, datt déi traditionell Laserschneidmethod och direkt d'Uewerfläch vum Wafer schneit, an an dëser Hisiicht ass se ähnlech wéi d'"Blade"-Schneidmethod.
Stealth Dicing (SD) ass eng Method, bei där fir d'éischt d'Innere vum Wafer mat Laserenergie geschnidden gëtt, an dann externen Drock op de Band, deen um Réck befestegt ass, ausgeübt gëtt, fir en ze briechen, wouduerch de Chip getrennt gëtt. Wann Drock op de Band um Réck ausgeübt gëtt, gëtt de Wafer direkt no uewen gehuewen, well de Band gestreckt gëtt, wouduerch de Chip getrennt gëtt. D'Virdeeler vum SD géintiwwer der traditioneller Laserschneidmethod sinn: éischtens gëtt et kee Siliziumreschter; zweetens ass d'Kerf (Kerf: d'Breet vun der Schreifnut) schmuel, sou datt méi Chips kritt kënne ginn. Zousätzlech gëtt de Phänomen vun Ofpellen a Rëss mat der SD-Method staark reduzéiert, wat entscheedend fir d'Gesamtqualitéit vum Schnëtt ass. Dofir ass et ganz wahrscheinlech, datt d'SD-Method an Zukunft déi populärste Technologie gëtt.
Plasma-Würfelen
Plasmaschneiden ass eng nei entwéckelt Technologie, déi Plasmaätzung benotzt fir während dem Fabrikatiounsprozess (Fab) ze schneiden. Plasmaschneiden benotzt Hallefgasmaterialien amplaz vu Flëssegkeeten, sou datt den Impakt op d'Ëmwelt relativ kleng ass. An d'Method fir de ganze Wafer gläichzäiteg ze schneiden gëtt ugeholl, sou datt d'"Schnëtt"-Geschwindegkeet relativ séier ass. Wéi och ëmmer, d'Plasmamethod benotzt chemescht Reaktiounsgas als Rohmaterial, an den Ätzprozess ass ganz komplizéiert, sou datt säi Prozessoflaf relativ onpraktesch ass. Awer am Verglach mam "Blade"-Schnëtt a Laserschneiden verursaacht de Plasmaschneiden keng Schied un der Waferuewerfläch, wouduerch d'Defektquote reduzéiert gëtt a méi Chips entstinn.
Well d'Waferdicke an der leschter Zäit op 30 μm reduzéiert gouf, gi vill Koffer (Cu) oder Materialien mat enger gerénger dielektrescher Konstant (Low-k) benotzt. Dofir ginn och Plasmaschneidmethoden bevorzugt, fir Graten (Burr) ze vermeiden. Natierlech entwéckelt sech d'Plasmaschneidtechnologie och stänneg weider. Ech gleewen, datt et an nächster Zukunft eng Kéier net méi néideg wäert sinn, eng speziell Mask beim Ätzen ze droen, well dëst eng wichteg Entwécklungsrichtung vum Plasmaschneiden ass.
Well d'Déckt vun de Waferen kontinuéierlech vun 100μm op 50μm an duerno op 30μm reduzéiert gouf, hunn sech och d'Schneidmethoden fir onofhängeg Chips ze kréien geännert an entwéckelt, vum "Brech"- a "Klingen"-Schneiden bis zum Laserschneiden a Plasmaschneiden. Och wann déi ëmmer méi reif Schneidmethoden d'Produktiounskäschte vum Schneidprozess selwer erhéicht hunn, hunn d'Produktiounskäschte vun engem eenzege Chip dogéint en no ënnen Trend gewisen, andeems déi ongewollt Phänomener wéi Ofpellen a Rëssbildung, déi dacks beim Hallefleiterchipschneiden optrieden, däitlech reduzéiert goufen an d'Zuel vun de Chips pro Wafer-Eenheet erhéicht goufen. Natierlech ass d'Erhéijung vun der Zuel vun de Chips pro Flächeneenheet vum Wafer enk mat der Reduktioun vun der Breet vun der Wierfelstrooss verbonnen. Mam Plasmaschneiden kënnen bal 20% méi Chips kritt ginn am Verglach mat der "Klingen"-Schneidmethod, wat och e wichtege Grond ass, firwat d'Leit sech fir de Plasmaschneiden entscheeden. Mat der Entwécklung a Verännerunge vu Waferen, dem Chip-Erscheinungsbild an de Verpackungsmethoden entstinn och verschidde Schneidprozesser wéi Waferveraarbechtungstechnologie an DBG.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 10. Oktober 2024