01
Introduzzjoni
Id-dicing tal-wejfer huwa parti importanti mill-manifattura tal-apparat tas-semikondutturi. Il-metodu u l-kwalità tad-dicing jaffettwaw direttament il-ħxuna, il-ħruxija, id-dimensjonijiet u l-ispejjeż tal-produzzjoni tal-wejfer, u għandhom impatt sinifikanti fuq il-fabbrikazzjoni tal-apparat. Il-karbur tas-silikon, bħala materjal semikonduttur tat-tielet-ġenerazzjoni, huwa materjal importanti li jmexxi r-rivoluzzjoni elettrika. L-ispiża tal-produzzjoni ta '-karbur tas-silikon kristallin ta' kwalità għolja hija estremament għolja, u n-nies ġeneralment jittamaw li jaqtgħu ingott kbir tal-karbur tas-silikon f'ħafna substrati irqiq tal-wejfer tal-karbur tas-silikon possibbli. Fl-istess ħin, it-tkabbir tal-industrija wassal għal daqsijiet ta 'wejfers progressivament akbar, li żiedu r-rekwiżiti għall-proċessi tat-tqattigħ. Madankollu, il-karbur tas-silikon huwa estremament iebes, b'ebusija Mohs ta '9.5, it-tieni biss għad-djamant (10), u huwa wkoll fraġli, u jagħmilha diffiċli biex jinqata'. Bħalissa, metodi industrijali ġeneralment jużaw serrar tal-wajer tad-demel likwidu jew serrar tal-wajer tad-djamanti. Waqt il-qtugħ, srieraq tal-wajer fissi spazjati b'mod ugwali jitqiegħdu madwar l-ingott tal-karbur tas-silikon, u l-ingott jinqata 'bl-użu ta' srieraq tal-wajer imġebbda. Bl-użu tal-metodu tas-serrieq tal-wajer, is-separazzjoni tal-wejfers minn ingott ta 'dijametru ta' 6 pulzieri tieħu madwar 100 siegħa. Il-wejfers li jirriżultaw għandhom kerfs relattivament wesgħin, uċuħ aktar ħorox, u telf ta 'materjal għoli sa 46%. Dan iżid l-ispiża tal-użu ta 'materjali tal-karbur tas-silikon u jillimita l-iżvilupp tagħhom fl-industrija tas-semikondutturi, u jenfasizza l-ħtieġa urġenti għal riċerka f'teknoloġiji ġodda ta' dicing tal-wejfer tal-karbur tas-silikon.
F'dawn l-aħħar snin, l-użu tat-teknoloġija tal-qtugħ bil-lejżer sar dejjem aktar popolari fil-manifattura tal-materjal semikonduttur. Dan il-metodu jaħdem billi juża raġġ tal-lejżer iffukat biex jimmodifika l-wiċċ tal-materjal jew l-intern, u b'hekk jisseparah. Bħala proċess mingħajr-kuntatt, jevita l-użu tal-għodda u l-istress mekkaniku. Għalhekk, ittejjeb ħafna l-ħruxija u l-preċiżjoni tal-wiċċ tal-wejfer, telimina l-ħtieġa għal proċessi sussegwenti tal-illustrar, inaqqas it-telf ta 'materjal, inaqqas l-ispejjeż, u jimminimizza t-tniġġis ambjentali kkawżat mit-tħin u l-illustrar tradizzjonali. It-teknoloġija tal-qtugħ bil-lejżer ilha applikata għat-tqattigħ tal-ingotti tas-silikon, iżda l-applikazzjoni tagħha fil-qasam tal-karbur tas-silikon għadha immatura. Bħalissa, hemm diversi tekniki ewlenin.
02
Ilma-Qtugħ bil-Lejżer Iggwidat
It-teknoloġija tal-laser-iggwidata bl-ilma (Laser MicroJet, LMJ), magħrufa wkoll bħala teknoloġija tal-laser micro-jet, topera fuq il-prinċipju li tiffoka raġġ tal-lejżer fuq żennuna hekk kif jgħaddi minn kamra tal-ilma modulata bi pressjoni-. Ġett ta 'l-ilma ta' pressjoni baxxa-jinħareġ miż-żennuna, u minħabba d-differenza fl-indiċi ta 'rifrazzjoni fl-interface ta' l-ilma-arja, tiġi ffurmata gwida tal-mewġ tad-dawl, li tippermetti lill-laser jippropaga tul id-direzzjoni tal-fluss ta 'l-ilma. Dan jiggwida ġett ta' ilma bi pressjoni għolja- biex jipproċessa u jaqta' l-wiċċ tal-materjal. Il-vantaġġ ewlieni tat-tqattigħ bil-lejżer-iggwidat mill-ilma jinsab fil-kwalità tat-tqattigħ tiegħu. Il-fluss tal-ilma mhux biss ikessaħ iż-żona tat-tqattigħ, inaqqas id-deformazzjoni termali u l-ħsara termali lill-materjal, iżda wkoll ineħħi d-debris tal-ipproċessar. Meta mqabbel mal-qtugħ tas-serrieq tal-wajer, huwa sinifikament aktar mgħaġġel. Madankollu, minħabba li l-ilma jassorbi wavelengths differenti tal-laser fi gradi differenti, il-wavelength tal-lejżer huwa limitat, primarjament għal 1064 nm, 532 nm, u 355 nm.
Fl-1993, ix-xjenzat Żvizzeru Beruold Richerzhagen ippropona l-ewwel din it-teknoloġija. Huwa waqqaf Synova, kumpanija ddedikata għar-riċerka, l-iżvilupp, u l-kummerċjalizzazzjoni tat-teknoloġija tal-laser ggwidata bl-ilma-, li hija internazzjonalment fuq quddiem. It-teknoloġija domestika hija relattivament lura, iżda kumpaniji bħal Innolight u Shengguang Silicon Research qed jiżviluppawha b'mod attiv.
03
Stealth Dicing
Stealth Dicing (SD) hija teknika fejn laser huwa ffukat ġewwa wejfer tal-karbur tas-silikon minn ġol-wiċċ tiegħu biex jifforma saff modifikat fil-fond mixtieq, li jippermetti separazzjoni tal-wejfer. Peress li m'hemm l-ebda qatgħat fuq il-wiċċ tal-wejfer, tista 'tinkiseb preċiżjoni ogħla tal-ipproċessar. Il-proċess SD b'lejżers tal-polz nanosecond diġà intuża industrijalment għas-separazzjoni tal-wejfers tas-silikon. Madankollu, matul l-ipproċessar SD tal-karbur tas-silikon indott minn lejżers tal-polz nanosecond, it-tul tal-polz huwa ħafna itwal mill-ħin tal-igganċjar bejn elettroni u fononi f'karbur tas-silikon (fuq l-iskala picosecond), li jirriżulta f'effetti termali. L-input termali għoli fuq il-wejfer mhux biss jagħmel is-separazzjoni suxxettibbli li tiddevja mid-direzzjoni mixtieqa iżda wkoll jiġġenera stress residwu sinifikanti, li jwassal għal ksur u qsim fqir. Għalhekk, meta tipproċessa karbur tas-silikon, il-proċess SD tipikament juża lejżers tal-polz ultrashort, li jnaqqas ħafna l-effetti termali.
Il-kumpanija Ġappuniża DISCO żviluppat teknoloġija tal-qtugħ bil-lejżer imsejħa Key Amorphe-Black Repetitive Absorption (KABRA). Pereżempju, fl-ipproċessar ta '6-pulzier dijametru, ingotti tal-karbur tas-silikon ħoxna 20 mm, żiedet il-produttività tal-wejfers tal-karbur tas-silikon erba' darbiet. Il-proċess KABRA essenzjalment jiffoka l-lejżer ġewwa l-materjal tal-karbur tas-silikon. Permezz ta '"assorbiment ripetittiv amorfu-iswed", il-karbur tas-silikon huwa dekompost f'silikon amorfu u karbonju amorfu, li jifforma saff li jservi bħala punt ta' separazzjoni tal-wejfer, magħruf bħala s-saff amorfu iswed, li jassorbi aktar dawl, li jagħmilha ħafna aktar faċli biex tissepara l-wejfers.
It-teknoloġija tal-wejfer Cold Split żviluppata minn Siltectra, li ġiet akkwistata minn Infineon, tista 'mhux biss taqsam diversi tipi ta' ingotti f'wejfers iżda wkoll tnaqqas it-telf tal-materjal sa 90%, b'kull wejfer titlef mill-inqas 80µm, u fl-aħħar mill-aħħar tnaqqas l-ispejjeż totali tal-produzzjoni tal-apparat sa 30%. It-teknoloġija Cold Split tinvolvi żewġ passi: l-ewwel, laser irradja l-ingott biex joħloq saff ta ' delamination, li jikkawża espansjoni tal-volum intern fil-materjal tal-karbur tas-silikon, li jiġġenera stress tensili u jifforma mikro-xquq dejjaq ħafna; imbagħad, pass tat-tkessiħ tal-polimeru jdawwar il-mikro-xquq f'qasma prinċipali, li eventwalment jissepara l-wejfer mill-ingott li jifdal. Fl-2019, parti terza evalwat din it-teknoloġija u kejjel il-ħruxija tal-wiċċ Ra tal-wejfers maqsuma bħala inqas minn 3µm, bl-aħjar riżultati jkunu inqas minn 2µm.
Id-dicing tal-lejżer modifikat żviluppat mill-kumpanija Ċiniża Han's Laser hija teknoloġija tal-laser użata biex tissepara wejfers semikondutturi f'ċipep individwali jew imut. Dan il-proċess juża wkoll raġġ tal-lejżer preċiż biex jiskennja u jifforma saff modifikat ġewwa l-wejfer, li jippermetti li l-wejfer jinqasam tul il-mogħdija tal-iskannjar tal-lejżer taħt stress applikat, u jikseb separazzjoni preċiża.
Figura 5. Fluss tal-Proċess ta 'Dicing Laser Modifikat
Bħalissa, il-manifatturi domestiċi ħakmu t-teknoloġija tat-tqattigħ tal-karbur tas-silikon ibbażata fuq id-demel likwidu-. Madankollu, it-tqattigħ tad-demel likwidu għandu telf ta 'materjal għoli, effiċjenza baxxa, u tniġġis sever, u gradwalment qed jiġi sostitwit minn teknoloġija ta' dicing tal-wajer tad-djamanti. Fl-istess ħin, il-laser dicing jispikka minħabba l-vantaġġi tal-prestazzjoni u l-effiċjenza tiegħu. Meta mqabbel ma 'teknoloġiji tradizzjonali ta' pproċessar ta 'kuntatt mekkaniku, joffri ħafna benefiċċji, inkluż effiċjenza għolja fl-ipproċessar, linji scribe dojoq, u densità għolja ta' kerf, li jagħmilha kompetitur qawwi biex jissostitwixxi d-dicing tal-wajer tad-djamanti. Jiftaħ triq ġdida għall-applikazzjoni ta' materjali semikondutturi tal--ġenerazzjoni li jmiss bħal karbur tas-silikon. Bl-avvanz tat-teknoloġija industrijali u ż-żieda kontinwa fid-daqsijiet tas-sottostrat tal-karbur tas-silikon, it-teknoloġija tad-dicing tal-karbur tas-silikon se tiżviluppa malajr, u effiċjenti, -dicing tal-lejżer ta 'kwalità għolja se tkun xejra importanti għat-tqattigħ futur tal-karbur tas-silikon.
