A вафламора да прође кроз три промене да би постао прави полупроводнички чип: прво, ингот у облику блока се сече на плочице; у другом процесу, транзистори се гравирају на предњој страни плочице кроз претходни процес; коначно, врши се паковање, односно, кроз процес сечења,вафлапостаје комплетан полупроводнички чип. Може се видети да процес паковања припада бек-енд процесу. У овом процесу, плочица ће бити исечена на неколико појединачних чипова хексаедара. Овај процес добијања независних чипова назива се „сингулација“, а процес сечења плочице плочице на независне кубоиде назива се „сечење плочице (Die Sawing)“. Недавно је, са побољшањем интеграције полупроводника, дебљина...вафлепостајао је све тањи и тањи, што наравно доноси много потешкоћа процесу „сингулације“.
Еволуција сецкања вафла
Процеси на фронту и бекенду су еволуирали кроз интеракцију на различите начине: еволуција бекенда може одредити структуру и положај малих чипова хексаедра одвојених од матрице навафла, као и структуру и положај контактних површина (електричних путева за повезивање) на плочици; напротив, еволуција процеса на предњем крају променила је процес и методвафлапроређивање на полеђини и „сечење на коцкице“ у процесу на крају производње. Стога ће све софистициранији изглед паковања имати велики утицај на процес на крају производње. Штавише, број, поступак и врста сечења на коцкице ће се такође мењати у складу са променом изгледа паковања.
Коцкање писара
У раним данима, „ломљење“ применом спољашње силе била је једина метода сечења која је могла да поделивафлау хексаедарске матрице. Међутим, ова метода има недостатке крзања или пуцања ивице малог струготине. Поред тога, пошто се неравнине на металној површини не уклањају у потпуности, површина реза је такође веома храпава.
Да би се решио овај проблем, настала је метода сечења „Scribing“, односно, пре „ломљења“, површинавафласе сече на око половину дубине. „Резање“, као што и само име сугерише, односи се на коришћење импелера за претходно тестерисање (полусецање) предње стране плочице. У раним данима, већина плочица испод 6 инча користила је овај метод сечења прво „сечењем“ између чипова, а затим „ломљењем“.
Сечење на коцкице или сечење на коцкице
Метод сечења „оцртавањем“ постепено се развио у метод сечења (или тестерисања) „сечивом са коцкицама“, што је метод сечења сечивом два или три пута заредом. Метод сечења „сечивом“ може надокнадити феномен љуштења малих иверја приликом „ломљења“ након „оцртавања“ и може заштитити мале иверје током процеса „сингулације“. Сечење „сечивом“ се разликује од претходног сечења „коцкицама“, односно након сечења „сечивом“, не долази до „ломљења“, већ се поново сече сечивом. Стога се назива и метод „степеног сечења са коцкицама“.
Да би се плочица заштитила од спољашњих оштећења током процеса сечења, на плочицу ће се унапред нанети фолија како би се осигурало безбедније „одвајање“. Током процеса „брушења уназад“, фолија ће бити причвршћена на предњу страну плочице. Али, напротив, код сечења „сечивом“, фолија треба да буде причвршћена на задњу страну плочице. Током еутектичког везивања чипова (везивање чипова, фиксирање одвојених чипова на штампану плочу или фиксни оквир), фолија причвршћена на задњу страну ће аутоматски отпасти. Због великог трења током сечења, деионизована вода треба континуирано прскати из свих праваца. Поред тога, импелер треба да буде причвршћен дијамантским честицама како би се кришке могле боље сећи. У овом тренутку, рез (дебљина сечива: ширина жлеба) мора бити равномерни и не сме прелазити ширину жлеба за сечење.
Дуго времена, тестерисање је била најчешће коришћена традиционална метода сечења. Његова највећа предност је што може да исече велики број плочица за кратко време. Међутим, ако се брзина додавања кришке знатно повећа, повећава се могућност љуштења ивица чиплета. Стога, број обртаја импелера треба контролисати на око 30.000 пута у минути. Може се видети да је технологија полупроводничког процеса често тајна која се полако акумулира кроз дуг период акумулације и покушаја и грешака (у следећем одељку о еутектичком везивању, разговараћемо о садржају о резању и DAF-у).
Сецкање пре млевења (DBG): редослед сечења је променио метод
Када се сечење сечивом врши на плочици пречника 8 инча, нема потребе за бригом о љуштењу или пуцању ивица чиплета. Али како се пречник плочице повећава на 21 инч, а дебљина постаје изузетно танка, поново почињу да се јављају феномени љуштења и пуцања. Да би се значајно смањио физички утицај на плочицу током процеса сечења, DBG метода „сечења пре млевења“ замењује традиционални редослед сечења. За разлику од традиционалне методе сечења „сечивом“ која сече континуирано, DBG прво врши сечење „сечивом“, а затим постепено истањује дебљину плочице континуираним истањивањем задње стране док се чип не раздвоји. Може се рећи да је DBG надограђена верзија претходне методе сечења „сечивом“. Пошто може да смањи утицај другог реза, DBG метода је брзо популаризовала „паковање на нивоу плочице“.
Ласерско сечење коцкица
Процес паковања чипова на нивоу плочице (WLCSP) углавном користи ласерско сечење. Ласерско сечење може смањити појаве попут љуштења и пуцања, чиме се добијају чипови бољег квалитета, али када је дебљина плочице већа од 100μm, продуктивност ће бити знатно смањена. Стога се углавном користи на плочицама дебљине мање од 100μm (релативно танке). Ласерско сечење сече силицијум применом високоенергетског ласера на жлеб плочице. Међутим, када се користи конвенционална метода сечења ласером (конвенционални ласер), заштитни филм мора се претходно нанети на површину плочице. Због загревања или зрачења површине плочице ласером, ови физички контакти ће произвести жлебове на површини плочице, а исечени фрагменти силицијума ће се такође залепити за површину. Може се видети да традиционална метода ласерског сечења такође директно сече површину плочице и у том погледу је слична методи сечења „сечивом“.
Прикривено сечење (SD) је метода којом се прво сече унутрашњост плочице ласерском енергијом, а затим се примењује спољашњи притисак на траку причвршћену на полеђини да би се она сломила, чиме се одваја чип. Када се притисак примени на траку на полеђини, плочица ће се тренутно подићи нагоре због истезања траке, чиме се одваја чип. Предности SD у односу на традиционалну методу ласерског сечења су: прво, нема силицијумских остатака; друго, прорез (Kerf: ширина жлеба за сечење) је узак, тако да се може добити више чипова. Поред тога, феномен љуштења и пуцања ће бити знатно смањен коришћењем SD методе, што је кључно за укупни квалитет сечења. Стога је веома вероватно да ће SD метода постати најпопуларнија технологија у будућности.
Плазма сецкање
Плазма сечење је недавно развијена технологија која користи плазма нагризање за сечење током процеса производње (Fab). Плазма сечење користи полугасне материјале уместо течности, тако да је утицај на животну средину релативно мали. Такође се усваја метод сечења целе плочице одједном, тако да је брзина „сечења“ релативно велика. Међутим, плазма метода користи хемијски реакциони гас као сировину, а процес нагризања је веома компликован, тако да је њен ток процеса релативно гломазан. Али у поређењу са сечењем „сечивом“ и ласерским сечењем, плазма сечење не оштећује површину плочице, чиме се смањује стопа дефеката и добија се више чипова.
Недавно, пошто је дебљина плочице смањена на 30μм, а користи се много бакра (Cu) или материјала са ниском диелектричном константом (Low-k), фаворизоваће се и методе плазма сечења како би се спречило стварање неравнина (Burr). Наравно, технологија плазма сечења се такође стално развија. Верујем да у блиској будућности једног дана неће бити потребе за ношењем посебне маске приликом нагризања, јер је то главни правац развоја плазма сечења.
Како се дебљина плочица континуирано смањивала са 100μм на 50μм, а затим на 30μм, методе сечења за добијање независних чипова су се такође мењале и развијале од „ломљења“ и сечења „сечивом“ до ласерског сечења и плазма сечења. Иако су све зрелије методе сечења повећале трошкове самог процеса сечења, с друге стране, значајним смањењем непожељних појава попут љуштења и пуцања које се често јављају код сечења полупроводничких чипова и повећањем броја чипова добијених по јединици плочице, трошкови производње једног чипа су показали тенденцију пада. Наравно, повећање броја добијених чипова по јединици површине плочице је уско повезано са смањењем ширине сечења. Коришћењем плазма сечења може се добити скоро 20% више чипова у поређењу са коришћењем методе сечења „сечивом“, што је такође главни разлог зашто људи бирају плазма сечење. Са развојем и променама плочица, изгледа чипова и метода паковања, појављују се и различити процеси сечења као што су технологија обраде плочица и DBG.
Време објаве: 10. октобар 2024.