A waferperlu melalui tiga perubahan untuk menjadi cip semikonduktor sebenar: pertama, jongkong berbentuk blok dipotong menjadi wafer; dalam proses kedua, transistor diukir di bahagian hadapan wafer melalui proses sebelumnya; akhirnya, pembungkusan dilakukan, iaitu, melalui proses pemotongan,wafermenjadi cip semikonduktor yang lengkap. Dapat dilihat bahawa proses pembungkusan tergolong dalam proses bahagian belakang. Dalam proses ini, wafer akan dipotong menjadi beberapa cip heksaedron individu. Proses mendapatkan cip bebas ini dipanggil "Singulasi", dan proses menggergaji papan wafer menjadi kuboid bebas dipanggil "pemotongan wafer (Die Sawing)". Baru-baru ini, dengan peningkatan integrasi semikonduktor, ketebalanwafertelah menjadi semakin nipis, yang sudah tentu membawa banyak kesukaran kepada proses "penyatuan".
Evolusi pemotongan wafer
Proses bahagian hadapan dan bahagian belakang telah berkembang melalui interaksi dalam pelbagai cara: evolusi proses bahagian belakang dapat menentukan struktur dan kedudukan cip kecil heksaedron yang dipisahkan daripada acuan padawafer, serta struktur dan kedudukan pad (laluan sambungan elektrik) pada wafer; sebaliknya, evolusi proses bahagian hadapan telah mengubah proses dan kaedahwaferpenipisan belakang dan "pemotongan dadu" dalam proses bahagian belakang. Oleh itu, penampilan pakej yang semakin sofistikated akan memberi impak yang besar terhadap proses bahagian belakang. Selain itu, bilangan, prosedur dan jenis pemotongan dadu juga akan berubah sewajarnya mengikut perubahan rupa pakej.
Dadu Penulis
Pada zaman dahulu, "memecahkan" dengan menggunakan daya luaran adalah satu-satunya kaedah memotong dadu yang boleh membahagikanwaferke dalam acuan heksaedron. Walau bagaimanapun, kaedah ini mempunyai kelemahan iaitu tepi serpihan kecil itu terurai atau retak. Di samping itu, memandangkan gerinda pada permukaan logam tidak ditanggalkan sepenuhnya, permukaan yang dipotong juga sangat kasar.
Untuk menyelesaikan masalah ini, kaedah pemotongan "Scribing" telah wujud, iaitu, sebelum "pecah", permukaanwaferdipotong sehingga kira-kira separuh kedalaman. "Mencari", seperti namanya, merujuk kepada penggunaan pendesak untuk menggergaji (memotong separuh) bahagian hadapan wafer terlebih dahulu. Pada zaman dahulu, kebanyakan wafer di bawah 6 inci menggunakan kaedah pemotongan ini dengan "menghiris" antara kepingan dan kemudian "memecahkan".
Memotong Dadu Bilah atau Menggergaji Bilah
Kaedah pemotongan "Scribing" secara beransur-ansur berkembang menjadi kaedah pemotongan (atau penggergajian) "Blade dicing", iaitu kaedah pemotongan menggunakan bilah dua atau tiga kali berturut-turut. Kaedah pemotongan "Blade" boleh menebus fenomena serpihan kecil yang tertanggal apabila "pecah" selepas "scribing", dan boleh melindungi serpihan kecil semasa proses "singulation". Pemotongan "Blade" berbeza daripada pemotongan "dicing" sebelumnya, iaitu, selepas pemotongan "blade", ia bukan "pecah", tetapi memotong semula dengan bilah. Oleh itu, ia juga dipanggil kaedah "step dicing".
Untuk melindungi wafer daripada kerosakan luaran semasa proses pemotongan, filem akan disapu pada wafer terlebih dahulu bagi memastikan "pengisaran" yang lebih selamat. Semasa proses "pengisaran belakang", filem akan dilekatkan pada bahagian hadapan wafer. Tetapi sebaliknya, dalam pemotongan "bilah", filem harus dilekatkan pada bahagian belakang wafer. Semasa ikatan acuan eutektik (ikatan acuan, penetapan cip yang terpisah pada PCB atau bingkai tetap), filem yang dilekatkan pada bahagian belakang akan jatuh secara automatik. Disebabkan geseran yang tinggi semasa pemotongan, air DI harus disembur secara berterusan dari semua arah. Di samping itu, pendesak harus dilekatkan dengan zarah berlian supaya hirisan dapat dihiris dengan lebih baik. Pada masa ini, potongan (ketebalan bilah: lebar alur) mestilah seragam dan tidak boleh melebihi lebar alur dadu.
Untuk masa yang lama, menggergaji telah menjadi kaedah pemotongan tradisional yang paling banyak digunakan. Kelebihan terbesarnya ialah ia boleh memotong sejumlah besar wafer dalam masa yang singkat. Walau bagaimanapun, jika kelajuan suapan hirisan ditingkatkan dengan ketara, kemungkinan pengelupasan tepi chiplet akan meningkat. Oleh itu, bilangan putaran pendesak harus dikawal pada kira-kira 30,000 kali seminit. Dapat dilihat bahawa teknologi proses semikonduktor selalunya merupakan rahsia yang terkumpul secara perlahan melalui tempoh pengumpulan dan percubaan dan kesilapan yang panjang (dalam bahagian seterusnya tentang ikatan eutektik, kita akan membincangkan kandungan tentang pemotongan dan DAF).
Dadu sebelum mengisar (DBG): urutan pemotongan telah mengubah kaedah
Apabila pemotongan bilah dilakukan pada wafer berdiameter 8 inci, anda tidak perlu risau tentang tepi kepingan yang terkopek atau retak. Tetapi apabila diameter wafer meningkat kepada 21 inci dan ketebalannya menjadi sangat nipis, fenomena pengelupasan dan keretakan mula muncul semula. Untuk mengurangkan kesan fizikal pada wafer dengan ketara semasa proses pemotongan, kaedah DBG iaitu "memotong dadu sebelum mengisar" menggantikan urutan pemotongan tradisional. Tidak seperti kaedah pemotongan "bilah" tradisional yang memotong secara berterusan, DBG terlebih dahulu melakukan pemotongan "bilah", dan kemudian secara beransur-ansur menipiskan ketebalan wafer dengan menipiskan bahagian belakang secara berterusan sehingga kepingan terbelah. Boleh dikatakan bahawa DBG ialah versi yang dinaik taraf daripada kaedah pemotongan "bilah" sebelumnya. Kerana ia dapat mengurangkan kesan pemotongan kedua, kaedah DBG telah dipopularkan dengan pantas dalam "pembungkusan peringkat wafer".
Pemotongan Dadu Laser
Proses pakej skala cip aras wafer (WLCSP) terutamanya menggunakan pemotongan laser. Pemotongan laser boleh mengurangkan fenomena seperti pengelupasan dan keretakan, sekali gus memperoleh cip yang lebih berkualiti, tetapi apabila ketebalan wafer lebih daripada 100μm, produktiviti akan berkurangan dengan ketara. Oleh itu, ia kebanyakannya digunakan pada wafer dengan ketebalan kurang daripada 100μm (agak nipis). Pemotongan laser memotong silikon dengan menggunakan laser bertenaga tinggi pada alur pencungkil wafer. Walau bagaimanapun, apabila menggunakan kaedah pemotongan laser konvensional (Laser Konvensional), filem pelindung mesti digunakan pada permukaan wafer terlebih dahulu. Oleh kerana memanaskan atau menyinari permukaan wafer dengan laser, sentuhan fizikal ini akan menghasilkan alur pada permukaan wafer, dan serpihan silikon yang dipotong juga akan melekat pada permukaan. Dapat dilihat bahawa kaedah pemotongan laser tradisional juga memotong permukaan wafer secara langsung, dan dalam hal ini, ia serupa dengan kaedah pemotongan "bilah".
Stealth Dicing (SD) ialah kaedah memotong bahagian dalam wafer terlebih dahulu dengan tenaga laser, dan kemudian mengenakan tekanan luaran pada pita yang dilekatkan pada bahagian belakang untuk memecahkannya, sekali gus memisahkan cip. Apabila tekanan dikenakan pada pita di bahagian belakang, wafer akan serta-merta terangkat ke atas disebabkan oleh regangan pita, sekali gus memisahkan cip. Kelebihan SD berbanding kaedah pemotongan laser tradisional ialah: pertama, tiada serpihan silikon; kedua, kerf (Kerf: lebar alur pencungkil) adalah sempit, jadi lebih banyak cip boleh diperolehi. Di samping itu, fenomena pengelupasan dan keretakan akan dikurangkan dengan ketara menggunakan kaedah SD, yang penting untuk kualiti keseluruhan pemotongan. Oleh itu, kaedah SD berkemungkinan besar akan menjadi teknologi paling popular pada masa hadapan.
Dadu Plasma
Pemotongan plasma merupakan teknologi yang baru dibangunkan yang menggunakan ukiran plasma untuk memotong semasa proses pembuatan (Fab). Pemotongan plasma menggunakan bahan separa gas dan bukannya cecair, jadi kesannya terhadap alam sekitar agak kecil. Dan kaedah memotong keseluruhan wafer pada satu masa digunakan, jadi kelajuan "pemotongan" agak pantas. Walau bagaimanapun, kaedah plasma menggunakan gas tindak balas kimia sebagai bahan mentah, dan proses ukiran sangat rumit, jadi aliran prosesnya agak membebankan. Tetapi berbanding dengan pemotongan "bilah" dan pemotongan laser, pemotongan plasma tidak menyebabkan kerosakan pada permukaan wafer, sekali gus mengurangkan kadar kecacatan dan menghasilkan lebih banyak cip.
Baru-baru ini, memandangkan ketebalan wafer telah dikurangkan kepada 30μm, dan banyak kuprum (Cu) atau bahan pemalar dielektrik rendah (Low-k) digunakan. Oleh itu, untuk mengelakkan burr (Burr), kaedah pemotongan plasma juga akan digemari. Sudah tentu, teknologi pemotongan plasma juga sentiasa berkembang. Saya percaya bahawa dalam masa terdekat, suatu hari nanti, tidak perlu lagi memakai topeng khas semasa mengetsa, kerana ini merupakan hala tuju pembangunan utama pemotongan plasma.
Memandangkan ketebalan wafer telah dikurangkan secara berterusan daripada 100μm kepada 50μm dan kemudian kepada 30μm, kaedah pemotongan untuk mendapatkan cip bebas juga telah berubah dan berkembang daripada pemotongan "pecah" dan "bilah" kepada pemotongan laser dan pemotongan plasma. Walaupun kaedah pemotongan yang semakin matang telah meningkatkan kos pengeluaran proses pemotongan itu sendiri, sebaliknya, dengan mengurangkan fenomena yang tidak diingini seperti pengelupasan dan keretakan yang sering berlaku dalam pemotongan cip semikonduktor dan meningkatkan bilangan cip yang diperoleh bagi setiap unit wafer, kos pengeluaran satu cip telah menunjukkan trend menurun. Sudah tentu, peningkatan bilangan cip yang diperoleh bagi setiap unit luas wafer berkait rapat dengan pengurangan lebar jalan pemotongan dadu. Menggunakan pemotongan plasma, hampir 20% lebih banyak cip boleh diperolehi berbanding menggunakan kaedah pemotongan "bilah", yang juga merupakan sebab utama mengapa orang ramai memilih pemotongan plasma. Dengan perkembangan dan perubahan wafer, rupa cip dan kaedah pembungkusan, pelbagai proses pemotongan seperti teknologi pemprosesan wafer dan DBG juga muncul.
Masa siaran: 10 Okt-2024