晶圆切割
好的,这是关于“晶圆切割”的中文解释:
晶圆切割
晶圆切割是半导体芯片制造流程中的一个关键后道工序。它指的是将已完成所有前端工艺(如光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积等)的整片晶圆,沿着预先设计好的切割道(Scribe Line / Dicing Street),分割成一个个独立的、包含单个集成电路或器件的微小方形(或矩形)单元,这些单元被称为芯片(Chip) 或 晶粒(Die)。
主要目的: 将晶圆上制造好的众多芯片个体分离出来,以便后续进行封装和测试。
关键步骤和技术要点:
- 贴膜: 在切割前,晶圆的背面会粘贴一层特殊的切割胶带。这层膜的作用是:
- 在切割过程中固定住芯片,防止其移位或飞散。
- 在切割完成后便于运输和后续的芯片拾取(Pick & Place)操作。
- 划片 / 切割: 这是核心步骤。根据技术和材料的不同,主要有两种主流方法:
- 刀片切割:
- 使用高速旋转(通常3万-6万转/分钟)的金刚石刀片。
- 刀片沿着晶圆表面的切割道(Scribe Line)进行物理切割。
- 切割道是晶圆设计时预留的、没有电路结构的狭窄空白区域(通常宽度在几十到一百多微米)。
- 优点:技术成熟,成本相对较低,对大多数材料适用。
- 缺点:机械应力较大,可能导致芯片边缘产生微裂纹(Chipping)或崩边,对超薄晶圆或脆性材料风险更高;切割道宽度要求较宽。
- 激光切割:
- 使用高能量激光束(通常是红外或紫外激光)照射切割道区域。
- 激光通过烧蚀(烧蚀切割)或使材料内部产生改质层(隐形切割/Stealth Dicing)的方式实现分离。
- 隐形切割(SD): 是目前先进制程的主流技术。激光聚焦在晶圆内部(而非表面),在切割道下方的材料内部形成一层改质层(通常是微裂纹或气泡层)。然后通过扩膜步骤,利用胶带的扩张力,沿着改质层将芯片整齐地分离。
- 优点:非接触式,机械应力极小,大大减少崩边和微裂纹,切割道宽度可以更窄(节省晶圆面积,提高产出),尤其适合超薄晶圆、化合物半导体(如GaAs, GaN)和易碎材料。
- 缺点:设备成本较高。
- 刀片切割:
- 清洗: 切割过程中会产生硅屑(硅粉)或其他残留物。切割后需要用去离子水或其他清洗液对晶圆进行冲洗和干燥,以去除这些污染物,保证芯片表面的洁净度。
- 扩膜 & 拾取:
- 扩膜: 清洗干燥后,将贴有芯片的切割胶带向外拉伸扩张。这使得原本紧密排列的芯片之间产生足够的间隙。
- 拾取: 使用精密的取放设备(Pick & Place),利用真空吸嘴将一个个独立的芯片从扩张后的胶带上吸取起来,转移到下一工序(通常是封装用的引线框架或基板)上。
重要性:
- 影响良率: 切割过程中的应力、崩边、微裂纹或污染都可能损坏芯片,直接影响最终产品的良率。
- 影响芯片性能: 边缘损伤可能导致芯片电性能不稳定或可靠性下降。
- 影响成本: 切割道宽度直接影响单片晶圆能产出的芯片数量(DPW - Die Per Wafer),窄的切割道能提高晶圆利用率,降低成本。切割良率也直接影响成本。
- 决定后续封装可行性: 切割质量差的芯片难以进行可靠封装。
总结来说,晶圆切割是将制造完成的整片晶圆精确、高效、无损地分离成单个芯片的关键工艺,其质量和效率对整个半导体制造的成本和良率至关重要。 随着芯片尺寸不断缩小和晶圆厚度持续减薄,激光切割(尤其是隐形切割)技术变得越来越重要。
共聚焦显微镜测量晶圆激光切割槽三维轮廓
半导体大规模生产过程中需要在晶圆上沉积集成电路芯片,然后再分割成各个单元,最后再进行封装和焊接,因此对晶
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szzhongtu5
2023-05-09 14:08:43
不选好划切刀,切坏晶圆别怪我
晶圆切割后容易发生品质异常,产品表面、背面Chipping、PAD氧化、分层、缺角等,别说这些问题没碰到过。
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SST888
2021-11-09 14:43:08
先进封装的后端工艺之一:晶圆切片
进行的、将超程(overtravel)减到最小的双轴(dual-spindle)切片系统,代表性的有日本东精精密的AD3000T和AD2000T;自动心轴扭力监测和自动冷却剂流量调节能力。重大的切片刀片进步包括一些刀片,它们用于很窄条和/或较高芯片尺寸的晶
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姚小熊27
2021-04-09 14:08:07
换一换
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