如何將整片晶圓分割成獨(dú)立的芯片呢?
將硅片分裂成小片的過程通常稱為“劃片"或“切割"(Dicing),這是半導(dǎo)體制造中的關(guān)鍵步驟,用于將晶圓分割成獨(dú)立的芯片(die)。以下是幾種常見方法及注意事項(xiàng):
1. 機(jī)械劃片(Dicing Saw)
原理:使用高速旋轉(zhuǎn)的金剛石刀片或硬質(zhì)合金刀片切割硅片。
步驟:
貼膜:將硅片背面粘貼在藍(lán)膜(UV膠膜)上,固定位置。
劃片:用劃片機(jī)沿預(yù)先設(shè)計(jì)的切割道(切割線)進(jìn)行切割。
清洗:去除切割產(chǎn)生的碎屑(可用去離子水或超聲波清洗)。
分離:拉伸藍(lán)膜使小芯片分離。
優(yōu)點(diǎn):成本低、效率高,適合大批量生產(chǎn)。
缺點(diǎn):可能產(chǎn)生微裂紋或碎屑,需控制刀速和冷卻。
2. 激光切割
原理:利用高能激光(如紫外激光)燒蝕硅片,形成切割道。
步驟:
激光聚焦:將激光聚焦到硅片表面,局部高溫汽化材料。
掃描路徑:按切割道移動(dòng)激光束,形成連續(xù)切割線。
清洗分離:類似機(jī)械劃片。
優(yōu)點(diǎn):精度高(可達(dá)微米級)、無機(jī)械應(yīng)力,適合超薄硅片或復(fù)雜形狀。
缺點(diǎn):設(shè)備昂貴,熱影響區(qū)可能需后續(xù)處理。
3. 化學(xué)蝕刻
原理:使用化學(xué)溶液(如KOH、TMAH)選擇性蝕刻硅片。
步驟:
掩膜保護(hù):在硅片表面涂覆光刻膠,曝光顯影出切割道圖案。
蝕刻:通過化學(xué)溶液去除無掩膜保護(hù)的硅材料。
去膠清洗:去除掩膜,清洗硅片。
優(yōu)點(diǎn):無機(jī)械損傷,適合特殊形狀或極薄硅片。
缺點(diǎn):速度慢,需精確控制蝕刻參數(shù),廢液處理復(fù)雜。
4. 等離子切割(Plasma Dicing)
原理:利用等離子體蝕刻硅片,形成深槽。
步驟:
掩膜制備:類似化學(xué)蝕刻。
等離子刻蝕:通過反應(yīng)離子刻蝕(RIE)形成切割道。
優(yōu)點(diǎn):高精度、無碎屑,適合先進(jìn)制程。
缺點(diǎn):設(shè)備復(fù)雜,成本高。
注意事項(xiàng)
安全防護(hù):切割過程可能產(chǎn)生硅粉塵或化學(xué)蒸汽,需佩戴護(hù)目鏡、手套,并在通風(fēng)環(huán)境中操作。
精度控制:切割深度需略大于硅片厚度,避免殘留連接。
后續(xù)處理:切割后可能需拋光邊緣或進(jìn)行電學(xué)測試。
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