晶圆激光切割与刀片切割工艺介绍实用教案

1、目录(ml) 名词解释 应用范围 传统划片工艺介绍(jisho) 激光划片工艺介绍(jisho) 两种工艺对比介绍(jisho) 后期运行成本比较第1页/共17页第一页，共18页。什么(shn me)是晶圆划片 ？ 晶圆划片(即切割）是半导体芯片制造工艺流程(n y li chn)中的一道必不可少的工序，在晶圆制造中属后道工序。将做好芯片的整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片（晶粒），称之为晶圆划片。第2页/共17页第二页，共18页。半导体器件 半导体器件分类(fn li)半导体器件半导体分立(fn l)器件半导体集成电路(jchng-dinl) 发光二极管，三极管，整流桥，可控硅，触发管IGB

2、T,VNOS管等光电，显示，语音，功率，敏感，电真空，储存，微处理器件等部分器件可用于激光划片第3页/共17页第三页，共18页。我们的应用(yngyng)范围 以现在我们所掌握的技术，目前(mqin)我们只能在一种在半导体行业内称为 GPP (Glass passivation Process) 的工艺 所生产的台面二极管、方片可控硅、触发管晶圆的划片中应用，与传统的划片工艺相比有较大优势，目前(mqin)国内有 很多家工厂生产这种工艺制造的 GPP 晶圆及其成品。第4页/共17页第四页，共18页。晶圆图片(tpin)二极管 GPP 晶圆 触发(chf)管 GPP 晶圆 第5页/共17页第五页

3、，共18页。晶圆图片(tpin)直线(zhxin)六边形 GPP 晶圆硅放电管晶圆第6页/共17页第六页，共18页。晶圆图片(tpin) 双台面方片可控硅晶圆第7页/共17页第七页，共18页。传统(chuntng)划片方法-刀片 最早的晶圆是用划片系统进行划片（切割）的，现在这种方法仍然(rngrn)占据了世界芯片切割市场的较大份额，特别是在非集成电路晶圆划片领域。金刚石锯片（砂轮）划片方法是目前常见的晶圆划片方法。第8页/共17页第八页，共18页。传统(chuntng)刀片划片原理工作物工作物例：矽晶片、玻璃例：矽晶片、玻璃 工作物工作物移动的方向的方向钻石颗粒旋转方向微小裂纹的范围 特性(

4、txng)：容易产生崩碎（Chipping） 当工作当工作(gngzu)(gngzu)物是属于硬、脆的材质，物是属于硬、脆的材质，钻石颗粒会以撞击（钻石颗粒会以撞击（FracturingFracturing）的方式，将工作）的方式，将工作(gngzu)(gngzu)物敲碎，再利用刀口将粉末移除。物敲碎，再利用刀口将粉末移除。刀片划片原理- 撞击钻石颗粒撞击第9页/共17页第九页，共18页。传统(chuntng)划片工艺介绍1.机械划片是机械力直接作用在晶圆表面，在晶体内部产生应力损伤(snshng)，容易产生晶圆崩边及晶片破损。2.由于刀片具有一定的厚度，由此刀具的划片线宽较大。金刚石锯片划片

5、能够达到的最小切割线宽度一般在2535微米之间。3.刀具划片采用的是机械力的作用方式，因而刀具划片具有一定的局限性。对于厚度在100微米以下的晶圆，用刀具进行划片极易导致晶圆破碎。第10页/共17页第十页，共18页。传统(chuntng)划片工艺介绍4.刀片划片速度为 8-10mm/s，划片速度较慢。且切割不同的晶圆片，需要更换不同的刀具(doj)。5.旋转砂轮式划片（Dicing Saw）需要刀片冷却水和切割水，均为去离子水（DI 纯水）6.刀片切割刀片需要频繁的更换，后期运行成本较高。第11页/共17页第十一页，共18页。 新型(xnxng)划片-激光 激光属于无接触式加工(ji gng)

6、，不对晶圆产生机械应力的作用，对晶圆损伤较小。 由于激光在聚焦上的优点, 聚焦点可小到亚微米数量级, 从而对晶圆的微处理更具优越性, 可以进行小部件的加工(ji gng); 即使在不高的脉冲能量水平下, 也能得到较高的能量密度, 有效地进行材料加工(ji gng)。 大多数材料吸收激光直接将硅材料汽化，形成(xngchng)沟道。从而实现切割的目的因为光斑较小，最低限度的炭化影响。第12页/共17页第十二页，共18页。激光划片工艺(gngy)介绍1.激光划片是非机械式的，属于非接触式加工，可以避免出现芯片破碎和其它损坏现象。2.激光划片采用的高光束(gungsh)质量的光纤激光器对芯片的电性影

7、响较小，可以提供更高的划片成品率。3.激光划片速度为150mm/s。划片速度较快第13页/共17页第十三页，共18页。激光(jgung)划片工艺介绍4.激光可以切割厚度较薄的晶圆，可以胜任不同(b tn)厚度的晶圆划片。5.激光可以切割一些较复杂的晶圆芯片，如六边形管芯等。第14页/共17页第十四页，共18页。激光划片工艺(gngy)介绍6.激光划片不需要去离子水，不存在刀具磨损问题，并可连续24小时作业(zuy)。7.激光具有很好的兼容性，对于不同的晶圆片，激光划片具有更好的兼容性和通用性。第15页/共17页第十五页，共18页。对比(dub)表格第16页/共17页第十六页，共18页。感谢您的观看(gunkn)！第17页/共17页第十七页，共18页。NoImage内容(nirng)总结目录。金刚石锯片（砂轮）划片方法是目前常见的晶圆划片方法。2.由于刀片具有一定的厚度，由此刀具的划片线宽较大。对于厚度在100微米(wi m)以下的晶圆，用刀具进行划片极易导致晶圆破碎。4.刀片划片速度