ВафлаСечењето е една од важните алки во производството на енергетски полупроводници. Овој чекор е дизајниран за прецизно одвојување на поединечните интегрирани кола или чипови од полупроводничките плочки.
Клучот завафласечењето е за да може да се одделат поединечните чипови, а воедно да се осигура дека деликатните структури и кола вградени вовафлане се оштетени. Успехот или неуспехот на процесот на сечење не само што влијае на квалитетот на сепарацијата и приносот на струготината, туку е директно поврзан и со ефикасноста на целиот процес на производство.
▲Три вообичаени видови на сечење на плочки | Извор: KLA CHINA
Во моментов, заедничкиотвафлаПроцесите на сечење се поделени на:
Сечење со сечило: ниска цена, обично се користи за подебели деловивафли
Ласерско сечење: висока цена, обично се користи за плочки со дебелина поголема од 30 μm
Сечење со плазма: висока цена, повеќе ограничувања, обично се користи за плочки со дебелина помала од 30 μm
Механичко сечење со сечило
Сечење со сечило е процес на сечење по линијата на шкрилец со помош на брзо ротирачки диск за брусење (сечило). Сечилото обично е направено од абразивен или ултратенок дијамантски материјал, погоден за сечење или жлебување на силиконски плочки. Сепак, како механички метод на сечење, сечењето со сечило се потпира на физичко отстранување на материјалот, што лесно може да доведе до кршење или пукање на работ на струготините, со што влијае на квалитетот на производот и го намалува приносот.
Квалитетот на финалниот производ произведен со процесот на механичко пилање е под влијание на повеќе параметри, вклучувајќи ја брзината на сечење, дебелината на сечилото, дијаметарот на сечилото и брзината на ротација на сечилото.
Целосното сечење е најосновниот метод на сечење со сечило, кој целосно го сече работниот дел со сечење на фиксен материјал (како што е лента за сечење).
▲ Механичко сечење со сечило - целосно сечење | Мрежа со извори на слики
Полусечењето е метод на обработка што произведува жлеб со сечење до средината на обработуваниот дел. Со континуирано изведување на процесот на жлебување, може да се добијат врвови во облик на чешел и игла.
▲ Механичко сечење на сечилото - полусечење | Мрежа со извор на слики
Двојното сечење е метод на обработка што користи пила за двојно сечење со две вретена за извршување на целосни или полусечења на две производствени линии истовремено. Пилата за двојно сечење има две оски на вретеното. Преку овој процес може да се постигне висок проток.
▲ Механичко сечење со сечило - двојно сечење | Мрежа со извори на слики
Чекорното сечење користи пила за двојно сечење со две вретена за извршување на целосни и полусечења во две фази. Користете сечила оптимизирани за сечење на слојот за жици на површината на плочката и сечила оптимизирани за преостанатиот силиконски монокристал за да се постигне висококвалитетна обработка.
▲ Механичко сечење со сечило – чекорно сечење | Мрежа со извори на слики
Косото сечење е метод на обработка што користи сечило со V-форма на работ на половина исечениот раб за сечење на плочката во две фази за време на процесот на постепено сечење. Процесот на закосување се изведува за време на процесот на сечење. Затоа, може да се постигне висока цврстина на калапот и висококвалитетна обработка.
▲ Механичко сечење со сечило – сечење со закосување | Мрежа со извори на слики
Ласерско сечење
Ласерското сечење е технологија за бесконтактно сечење на плочки што користи фокусиран ласерски зрак за одвојување на поединечни чипови од полупроводнички плочки. Ласерскиот зрак со висока енергија е фокусиран на површината на плочките и испарува или отстранува материјал по претходно одредената линија на сечење преку процеси на аблација или термичко распаѓање.
▲ Дијаграм на ласерско сечење | Извор на слика: KLA CHINA
Видовите ласери што моментално се широко користени вклучуваат ултравиолетови ласери, инфрацрвени ласери и фемтосекундни ласери. Меѓу нив, ултравиолетовите ласери често се користат за прецизна ладна аблација поради нивната висока фотонска енергија, а зоната погодена од топлина е исклучително мала, што може ефикасно да го намали ризикот од термичко оштетување на плочката и нејзините околни чипови. Инфрацрвените ласери се посоодветни за подебели плочки бидејќи можат длабоко да навлезат во материјалот. Фемтосекундните ласери постигнуваат високопрецизно и ефикасно отстранување на материјал со речиси занемарлив пренос на топлина преку ултракратки светлосни импулси.
Ласерското сечење има значајни предности во однос на традиционалното сечење со сечило. Прво, како бесконтактен процес, ласерското сечење не бара физички притисок врз плочката, со што се намалуваат проблемите со фрагментација и пукање кои се вообичаени кај механичкото сечење. Оваа карактеристика го прави ласерското сечење особено погодно за обработка на кршливи или ултратенки плочки, особено оние со сложени структури или фини карактеристики.
▲ Дијаграм на ласерско сечење | Мрежа на извори на слики
Покрај тоа, високата прецизност и точност на ласерското сечење му овозможува да го фокусира ласерскиот зрак на екстремно мала големина на точката, да поддржува сложени шеми на сечење и да постигне минимално растојание помеѓу чиповите. Оваа карактеристика е особено важна за напредните полупроводнички уреди со смалувачки големини.
Сепак, ласерското сечење има и некои ограничувања. Во споредба со сечењето со сечило, тоа е побавно и поскапо, особено во производството на големи размери. Покрај тоа, изборот на вистинскиот тип на ласер и оптимизирањето на параметрите за да се обезбеди ефикасно отстранување на материјалот и минимална зона погодена од топлина може да биде предизвик за одредени материјали и дебелини.
Ласерско аблациско сечење
За време на сечењето со ласерска аблација, ласерскиот зрак е прецизно фокусиран на одредена локација на површината на плочката, а енергијата на ласерот се насочува според однапред одреден модел на сечење, постепено сечејќи низ плочката до дното. Во зависност од барањата за сечење, оваа операција се изведува со употреба на пулсен ласер или континуиран ласер. За да се спречи оштетување на плочката поради прекумерно локално загревање на ласерот, се користи вода за ладење за ладење и заштита на плочката од термичко оштетување. Во исто време, водата за ладење може ефикасно да ги отстрани честичките генерирани за време на процесот на сечење, да спречи контаминација и да обезбеди квалитет на сечење.
Ласерско невидливо сечење
Ласерот може да се фокусира и за да пренесе топлина во главното тело на плочката, метод наречен „невидливо ласерско сечење“. За овој метод, топлината од ласерот создава празнини во лентите за сечење. Овие ослабени области потоа постигнуваат сличен ефект на пенетрација со кршење кога плочката се растегнува.
▲Главен процес на ласерско невидливо сечење
Процесот на невидливо сечење е процес со внатрешен апсорпционен ласер, наместо ласерска аблација каде што ласерот се апсорбира на површината. Со невидливото сечење, се користи енергија од ласерски зрак со бранова должина што е полупроѕирна за материјалот на подлогата на плочката. Процесот е поделен на два главни чекори, едниот е процес базиран на ласер, а другиот е процес на механичко сепарирање.
▲ Ласерскиот зрак создава перфорација под површината на плочката, а предната и задната страна не се засегнати | Мрежа на извор на слика
Во првиот чекор, додека ласерскиот зрак ја скенира плочката, тој се фокусира на одредена точка во внатрешноста на плочката, формирајќи точка на пукање внатре. Енергијата на зракот предизвикува формирање на серија пукнатини во внатрешноста, кои сè уште не се прошириле низ целата дебелина на плочката до горните и долните површини.
▲Споредба на силиконски плочки со дебелина од 100 μm исечени со метод на сечило и метод на невидливо ласерско сечење | Мрежа со извор на слики
Во вториот чекор, чип-лентата на дното од плочката физички се шири, што предизвикува затегнувачки стрес во пукнатините во внатрешноста на плочката, кои се индуцираат во ласерскиот процес во првиот чекор. Овој стрес предизвикува пукнатините да се протегаат вертикално кон горните и долните површини на плочката, а потоа ја одделуваат плочката на парчиња по должината на овие точки на сечење. При невидливото сечење, обично се користи полусечење или полусечење од долната страна за да се олесни одвојувањето на плочките на парчиња или струготини.
Клучни предности на невидливото ласерско сечење во однос на ласерската аблација:
• Не е потребно средство за ладење, средство за ладење.
• Не се генерираат остатоци
• Нема зони погодени од топлина што би можеле да ги оштетат чувствителните кола
Сечење со плазма
Сечењето со плазма (исто така познато како плазматско јодирање или суво јодирање) е напредна технологија за сечење плочки што користи реактивно јонско јодирање (RIE) или длабинско реактивно јонско јодирање (DRIE) за одвојување на поединечни чипови од полупроводнички плочки. Технологијата постигнува сечење со хемиско отстранување на материјал по однапред одредени линии на сечење со употреба на плазма.
За време на процесот на сечење со плазма, полупроводничката плочка се става во вакуумска комора, во комората се внесува контролирана реактивна гасна смеса и се применува електрично поле за да се генерира плазма што содржи висока концентрација на реактивни јони и радикали. Овие реактивни видови реагираат со материјалот на плочката и селективно го отстрануваат материјалот на плочката по должината на линијата за пресекување преку комбинација од хемиска реакција и физичко распрскување.
Главната предност на сечењето со плазма е тоа што го намалува механичкиот стрес на плочката и чипот и ги намалува потенцијалните оштетувања предизвикани од физички контакт. Сепак, овој процес е посложен и одзема многу време од другите методи, особено кога се работи со подебели плочки или материјали со висока отпорност на гравирање, па затоа неговата примена во масовно производство е ограничена.
▲ Мрежа на извор на слика
Во производството на полупроводници, методот на сечење на плочки треба да се избере врз основа на многу фактори, вклучувајќи ги својствата на материјалот на плочките, големината и геометријата на чипот, потребната прецизност и точност, како и вкупните трошоци и ефикасност на производството.
Време на објавување: 20 септември 2024 година