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方案概述

定义

  晶圆划片是半导体芯片制造工艺流程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。

  以现在大家所掌握的技术,目前大家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,目前国内有很多家工厂生产这种工艺制造的 GPP 晶圆及其成品。出于对产品质量精益求精的高要求,多家工厂无论在产品研发、科学研究、质量管理等方面,都不断致力于寻求新的工艺以提高工作效率,从而为客户提供更高质量的产品。

划片机

方案推荐

  在晶圆划片行业,主要有两种切割工艺,一个是传统的刀片切割,另一个新型的现代工艺激光划片。下面,将通过对比两种切割工艺,证明激光划片的优势。

刀片划片

  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。原理:当工作物是属于硬、脆的材质,钻石颗粒会以撞击(Fracturing)的方式,将工作物敲碎,再利用刀口将粉末移除。


存在的问题

● 刀片划片直接作用于晶圆表面,在晶体内部产生损伤,容易产生晶圆崩边及晶片破损;

 刀片具有一定的厚度,导致刀具的划片线宽较大;

● 耗材大,刀片需每半个月更换一次;

● 环境污染大,切割后的硅粉水难处理。


激光划片

  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势, 可以进行小部件的加工。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。激光划片属于非接触式加工,可以避免出现芯片破碎和其它损坏现象。


加工优势
 激光划片采用的高光束质量的光纤激光器对芯片的电性影响小,可提高的划片成品率;
 激光划片速度快,高达150mm/s;
 激光可以对不同厚度的晶圆进行作业,具有更好的兼容性和通用性;
● 激光可以切割一些较复杂的晶圆芯片,如六边形管芯等;
 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。

划片设备 传统划片方式(砂轮) 激光划片方式(光)
切割速度5-8mm/s1-150mm/s
切割线宽30~40微米30~45微米
切割效果易崩边,破碎光滑平整,不易破碎
热影响区较大较小
残留应力较大极小
对晶圆厚度要求100 um以上基本无厚度要求
适应性不同类型晶圆片需更换刀具可适应不同类型晶圆片
有无损耗需去离子水,更换刀具,损耗大损耗很小


客户受益

  澳门金莎致力于为客户提供全套的解决方案。在分析了客户的工艺问题后,澳门金莎建议客户使用激光切割,激光切割是由激光束经透镜聚焦,在焦点处聚成一极小的光斑,可以达到几十微米最小几微米,将焦点调制到工件平面,当足够功率的光束照射到物体上时,光能迅速转换为热能,会产生10000°C以上的局部高温使工件瞬间熔化甚至汽化,从而将工件切割到大家需要的深度或者切透。

  通过对比澳门金莎晶圆划片机和刀片机,大家得到以下数据:


  澳门金莎晶圆划片机运行成本与刀片切对比参考表
 澳门金莎激光切割 刀片切割
项目 计算 计算
设备购买费用600000元/台*1台=600000元/台480000元/台*1台=300000元
设备均按6年折旧计算24小时/天*365天*6年=52560小时24小时/天*365天*6年=52560小时
3寸片的背面切割切割速度每片=1.2分钟切割速度每片=3.5分钟
折旧期内总产量(52560小时*60分钟)/1.2分钟每片=2628000片(52560小时*60分钟)/3.5分钟每片=902019片
维护费用(1年免保 +5年包修)基本无费用,就算2万维护费用软刀费用折合0.2元/片*902019片=18万
每片单价(60000+20000)元/2628000片=0.23元/片(300000+1800000)元/902019片 =0.53

  经过大家不断的努力与设备升级,大家成功使用激光切割替代了刀片切割设备,可以满足客户电泳法、光阻法、刀刮法制作的GPP芯片,使客户不仅提升了切割效率,更节省了成本,促进了整体效益的提升,现激光切割设备在客户处稳定生产已达3年之久。

相关应用

  应用于半导体制造行业单、双台面玻璃钝化二极管晶圆,单、双台面可控硅晶圆,IC晶圆切割等半导体晶圆片的切割划片。


二极管GPP晶圆触发管GPP晶圆直线六边形GPP晶圆硅放电管晶圆双台面方片可控硅晶圆

推荐机型

  
红外激光二极管晶圆划片机紫外激光晶圆划片机  
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