晶圆激光切割和刀片切割工艺介绍市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

半导体晶圆激光划片工艺介绍半导体晶圆激光划片工艺介绍武汉华工激光工程有限责任企业Wuhan Huagong Laser Engineering CO.,Ltd.18171507176第1页目录目录名词解释应用范围传统划片工艺介绍激光划片工艺介绍两种工艺对比介绍后期运行成本比较第2页什么是晶圆划片？晶圆划片晶圆划片(即切割）是半导体芯片制造工艺流程中一道即切割）是半导体芯片制造工艺流程中一道必不可少工序，在晶圆制造中属后道工序。将做好芯片整必不可少工序，在晶圆制造中属后道工序。将做好芯片整片晶圆按芯片大小分割成单一芯片（晶粒），称之为晶圆片晶圆按芯片大小分割成单一芯片（晶粒），称之为晶圆划片。划片。第3页半导体器件半导体器件分类半导体器件半导体分立器件半导体集成电路 发光二极管，三极管，整流桥，可控硅，触发管IGBT,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4页我们应用范围以现在我们所掌握技术，当前我们只能在一个在半导体行业内称为 GPP(Glass passivation Process)工艺 所生产台面二极管、方片可控硅、触发管晶圆划片中应用，与传统划片工艺相比有较大优势，当前国内有 很多家工厂生产这种工艺制造 GPP 晶圆及其成品。第5页晶圆图片二极管 GPP 晶圆 触发管 GPP 晶圆 第6页晶圆图片直线六边形 GPP 晶圆硅放电管晶圆第7页晶圆图片 双台面方片可控硅晶圆第8页传统划片方法-刀片 最早晶圆是用划片系统进行划片（切割），现在这种方法依然占据了世界芯片切割市场较大份额，尤其是在非集成电路晶圆划片领域。金刚石锯片（砂轮）划片方法是当前常见晶圆划片方法。第9页传统刀片划片原理工作物工作物例：矽晶片、玻璃例：矽晶片、玻璃 工作物工作物移动移动方向方向钻石颗粒旋转方向钻石颗粒旋转方向微小裂纹范围 特征：轻易产生崩碎（Chipping）当工作物是属于硬当工作物是属于硬、脆材、脆材质质，钻石颗粒会钻石颗粒会以撞击以撞击（FracturingFracturing）方式，）方式，将工作物敲碎将工作物敲碎，再利用刀口将粉末移除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10页传统划片工艺介绍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，轻易产生晶圆崩边及晶片破损。2.因为刀片含有一定厚度，由此刀具划片线宽较大。金刚石锯片划片能够到达最小切割线宽度普通在2535微米之间。3.刀具划片采取是机械力作用方式，因而刀具划片含有一定不足。对于厚度在100微米以下晶圆，用刀具进行划片极易造成晶圆破碎。第11页传统划片工艺介绍4.刀片划片速度为 8-10mm/s，划片速度较慢。且切割不一样晶圆片，需要更换不一样刀具。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更换，后期运行成本较高。第12页 新型划片-激光 激光属于无接触式加工，不对晶圆产生机械应力作用，对晶圆损伤较小。因为激光在聚焦上优点,聚焦点可小到亚微米数量级,从而对晶圆微处理更具优越性,能够进行小部件加工;即使在不高脉冲能量水平下,也能得到较高能量密度,有效地进行材料加工。大多数材料吸收激光直接将硅材料汽化，形成沟道。从而实现切割目标因为光斑较小，最低程度炭化影响。第13页激光划片工艺介绍1.激光划片是非机械式，属于非接触式加工，能够防止出现芯片破碎和其它损坏现象。2.激光划片采取高光束质量光纤激光器对芯片电性影响较小，能够提供更高划片成品率。3.激光划片速度为150mm/s。划片速度较快第14页激光划片工艺介绍4.激光能够切割厚度较薄晶圆，能够胜任不一样厚度晶圆划片。5.激光能够切割一些较复杂晶圆芯片，如六边形管芯等。第15页激光划片工艺介绍6.激光划片不需要去离子水，不存在刀具磨损问题，并可连续二十四小时作业。7.激光含有很好兼容性，对于不一样晶圆片，激光划片含有更加好兼容性和通用性。第16页对比表格传统划片方式（砂轮）激光划片方式（光）切割速度5-8mm/s1-150mm/s切割线宽3040微米3045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一样类型晶圆片需更换刀具可适应不一样类型晶圆片有没有损耗需去离子水，更换刀具，损耗大损耗很小第17页