晶圆划片有哪几种方法?
晶圆划片(切割)指的是将单个晶圆切割成多个独立的芯片(“die”)的过程。这个工序在晶圆上完成了所有半导体制造工艺后进行,以便进行后续的封装和测试。而划片的方式有很多种,今天我们就来系统地介绍一下。
为什么要有划片工序?
晶圆上包含了成千上万的芯片,每一粒芯片都是一个独立的单元。当芯片的制造结束后,芯片是一个裸漏的状态,终端环境中的化学腐蚀、灰尘、湿气等都会对芯片造成致命损伤,因此需要将芯片穿上“衣服”(外壳)来保护芯片,也就是封装。而划片工序就是让每个芯片可以单独封装,以便在终端环境中使用。
主流的划片方式?
一般有机械划片,激光划片。而激光划片又分为激光隐切与激光全切。在晶圆上会有纵横交错的切割道,切割道是要切割成单独芯片的边界,一般是沿着切割道进行划片。
机械划片
机械划片是使用金刚石刀片,来物理切割晶圆,是晶圆划片中最传统和常用的一种方法。金刚石刀片在高速旋转下对晶圆进行切割,而产生的热量与碎屑被水流带走。
优点:
1、设备便宜
2、适合各种材料的晶圆
缺点:
1、划片精度不高
2、划片速率较低
3、容易出现崩边等异常
4、不适合太薄晶圆,一般100μm以上厚度的晶圆适合机械划片。
激光切割
有些晶圆比较脆,比较薄,因此用金刚石刀片划片极易发生崩边与破裂的问题,因此需要考虑激光切割。
激光隐切(Stealth Dicing)
激光隐切分为两步:第一步是使用激光束聚焦于晶圆的内部,精确控制激光的聚焦深度,在晶圆内部形成微细的裂纹,而表面保持完整。第二步则是通过机械手段均匀拉伸贴在晶圆背后的胶带,随着胶带的扩展,晶圆上的单个芯片沿着激光预切割的路径分离开来。
激光全切(Laser Full Cut)
激光全切是指激光束直接照射在晶圆表面,贯穿整个晶圆厚度,完全切断晶圆,直接分离出单个芯片。激光全切可以精确控制激光的功率、焦点和速度,以适应不同的材料和厚度要求。与激光隐切不同,激光全切不需要后续的胶带扩展步骤来分离芯片。
激光切割的优点?
1,划片速率极快
2,应力损伤小
3,划片精度极高
缺点:
1,价格昂贵
2,激光全切灼烧产生的碎屑难以清理。
什么是开槽划片?
为了减少划片的崩边问题,可以用激光先开槽,再用金刚石刀片进行划片。也可以用较厚的金刚石刀片先开槽,再用金刚石刀片进行划片。
什么是DBG工艺?
日本Disco公司独家的DBG工艺(Dicing Before Grinding),指的是先将晶圆正面划片指定的深度(未切透晶圆),然后再把晶圆背部研磨到对应的切割深度,而达到减少晶圆破裂的问题。
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