晶圓激光切割與刀片切割工藝介紹

半導體晶圓激光劃片工藝介紹武漢華工激光工程有限責任公司W(wǎng)uhanHuagongLaserEngineeringCO.,Ltd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比介紹后期運行成本比較什么是晶圓劃片？

晶圓劃片(即切割）是半導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。半導體器件半導體器件分類半導體器件半導體分立器件半導體集成電路

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，儲存，微處理器件等部分器件可用于激光劃片我們的應(yīng)用范圍以現(xiàn)在我們所掌握的技術(shù)，目前我們只能在一種在半導體行業(yè)內(nèi)稱為GPP(GlasspassivationProcess)的工藝所生產(chǎn)的臺面二極管、方片可控硅、觸發(fā)管晶圓的劃片中應(yīng)用，與傳統(tǒng)的劃片工藝相比有較大優(yōu)勢，目前國內(nèi)有很多家工廠生產(chǎn)這種工藝制造的GPP晶圓及其成品。晶圓圖片二極管GPP晶圓觸發(fā)管GPP晶圓晶圓圖片直線六邊形GPP晶圓硅放電管晶圓晶圓圖片

雙臺面方片可控硅晶圓傳統(tǒng)劃片方法---刀片

最早的晶圓是用劃片系統(tǒng)進行劃片（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。傳統(tǒng)刀片劃片原理工作物例：矽晶片、玻璃

工作物移動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）當工作物是屬于硬、脆的材質(zhì)，鉆石顆粒會以撞擊（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---撞擊鉆石顆粒撞擊傳統(tǒng)劃片工藝介紹1.機械劃片是機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械力的作用方式，因而刀具劃片具有一定的局限性。對于厚度在100微米以下的晶圓，用刀具進行劃片極易導致晶圓破碎。傳統(tǒng)劃片工藝介紹4.刀片劃片速度為8-10mm/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，后期運行成本較高。

新型劃片---激光

激光屬于無接觸式加工，不對晶圓產(chǎn)生機械應(yīng)力的作用，對晶圓損傷較小。

由于激光在聚焦上的優(yōu)點,聚焦點可小到亞微米數(shù)量級,從而對晶圓的微處理更具優(yōu)越性,可以進行小部件的加工;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。從而實現(xiàn)切割的目的因為光斑較小，最低限度的炭化影響。激光劃片工藝介紹1.激光劃片是非機械式的，屬于非接觸式加工，可以避免出現(xiàn)芯片破碎和其它損壞現(xiàn)象。2.激光劃片采用的高光束質(zhì)量的光纖激光器對芯片的電性影響較小，可以提供更高的劃片成品率。3.激光劃片速度為150mm/s。劃片速度較快激光劃片工藝介紹4.激光可以切割厚度較薄的晶圓，可以勝任不同厚度的晶圓劃片。5.激光可以切割一些較復雜的晶圓芯片，如六邊形管芯等。激光劃片工藝介紹6.激光劃片不需要去離子水，不存在刀具磨損問題，并可連續(xù)24小時作業(yè)。7.激光具有很好的兼容性，對于不同的晶圓片，激光劃片具有更好的兼容性和通用性。對比表格傳統(tǒng)劃片方式（砂輪）激光劃片方式（光）切割速度5-8mm/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