晶圓激光切割與刀片切割工藝介紹

半導(dǎo)體晶圓激光劃片工藝介紹2021/5/91目錄名詞解釋應(yīng)用范圍傳統(tǒng)劃片工藝介紹激光劃片工藝介紹兩種工藝對(duì)比介紹后期運(yùn)行成本比較2021/5/92什么是晶圓劃片？晶圓劃片(即切割）是半導(dǎo)體芯片制造工藝流程中的一道必不可少的工序，在晶圓制造中屬后道工序。將做好芯片的整片晶圓按芯片大小分割成單一的芯片（晶粒），稱之為晶圓劃片。2021/5/93半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件分類半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體分立器件半導(dǎo)體集成電路發(fā)光二極管，三極管，整流橋，可控硅，觸發(fā)管IGBT,VNOS管等光電，顯示，語音，功率，敏感，電真空，儲(chǔ)存，微處理器件等部分器件可用于激光劃片2021/5/94傳統(tǒng)劃片方法---刀片

最早的晶圓是用劃片系統(tǒng)進(jìn)行劃片（切割）的，現(xiàn)在這種方法仍然占據(jù)了世界芯片切割市場的較大份額，特別是在非集成電路晶圓劃片領(lǐng)域。金剛石鋸片（砂輪）劃片方法是目前常見的晶圓劃片方法。2021/5/95傳統(tǒng)刀片劃片原理工作物例：矽晶片、玻璃

工作物移動(dòng)的方向鉆石顆粒旋轉(zhuǎn)方向微小裂紋的范圍

特性：容易產(chǎn)生崩碎（Chipping）當(dāng)工作物是屬于硬、脆的材質(zhì)，鉆石顆粒會(huì)以撞擊（Fracturing）的方式，將工作物敲碎，再利用刀口將粉末移除。刀片劃片原理---撞擊鉆石顆粒撞擊2021/5/96傳統(tǒng)劃片工藝介紹1.機(jī)械劃片是機(jī)械力直接作用在晶圓表面，在晶體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力損傷，容易產(chǎn)生晶圓崩邊及晶片破損。2.由于刀片具有一定的厚度，由此刀具的劃片線寬較大。金剛石鋸片劃片能夠達(dá)到的最小切割線寬度一般在25～35微米之間。3.刀具劃片采用的是機(jī)械力的作用方式，因而刀具劃片具有一定的局限性。對(duì)于厚度在100微米以下的晶圓，用刀具進(jìn)行劃片極易導(dǎo)致晶圓破碎。2021/5/97傳統(tǒng)劃片工藝介紹4.刀片劃片速度為40-80mm/s，劃片速度較慢。且切割不同的晶圓片，需要更換不同的刀具。5.旋轉(zhuǎn)砂輪式劃片（DicingSaw）需要刀片冷卻水和切割水，均為去離子水（DI純水）6.刀片切割刀片需要頻繁的更換，后期運(yùn)行成本較高。2021/5/98新型劃片---激光激光屬于無接觸式加工，不對(duì)晶圓產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力的作用，對(duì)晶圓損傷較小。由于激光在聚焦上的優(yōu)點(diǎn),聚焦點(diǎn)可小到亞微米數(shù)量級(jí),從而對(duì)晶圓的微處理更具優(yōu)越性,可以進(jìn)行小部件的加工;即使在不高的脈沖能量水平下,也能得到較高的能量密度,有效地進(jìn)行材料加工。

大多數(shù)材料吸收激光直接將硅材料汽化，形成溝道。從而實(shí)現(xiàn)切割的目的因?yàn)楣獍咻^小，最低限度的炭化影響。2021/5/99激光劃片工藝介紹1.激光劃片是非機(jī)械式的，屬于非接觸式加工，可以避免出現(xiàn)芯片正面破碎和其它損壞現(xiàn)象，激光劃片后需要使用傳統(tǒng)工藝將芯片徹底劃開。2.激光劃片采用的高光束質(zhì)量的光纖激光器對(duì)芯片的電性影響較小，可以提供更高的劃片成品率。2021/5/910對(duì)比表格傳統(tǒng)劃片方式（砂輪）激光劃片方式（光）切割速度40-80mm/s1-150mm/s切割線寬30～40微米30～45微米切割效果易崩邊，破碎光滑平整，不易破碎熱影響區(qū)較大較小殘留應(yīng)力較大極小對(duì)晶圓厚度要求100um以上基本無厚度要求適應(yīng)性不同類型晶圓片需更換