晶圆激光切割与刀片切割工艺介绍.ppt

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公司Wuhan Huagong Laser Engineering CO.,Ltd.18171507176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的一即切割）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。之为晶圆划片。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我们的应用范围以现在我们所掌握的技术，目前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，目前国内有 很多家工厂生产这种工艺制造的 GPP 晶圆及其成品。晶圆图片二极管 GPP 晶圆 触发管 GPP 晶圆 晶圆图片直线六边形 GPP 晶圆硅放电管晶圆晶圆图片 双台面方片可控硅晶圆传统划片方法-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。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的方向的方向钻石颗粒旋转方向钻石颗粒旋转方向微小裂纹的范围 特性：容易产生崩碎（Chipping）当工作物是属于硬当工作物是属于硬、脆的材、脆的材质质，钻石颗粒钻石颗粒会以撞击会以撞击（FracturingFracturing）的方式，）的方式，将工作物敲将工作物敲碎碎，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，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。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。且切割不同的晶圆片，需要更换不同的刀具。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的更换，后期运行成本较高。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;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。大多数材料吸收激光直接将硅材料汽化，形成沟道。从而实现切割的目的因为光斑较小，最低限度的炭化影响。激光划片工艺介绍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质量的光纤激光器对芯片的电性影响较小，可以提供更高的划片成品率。3.激光划片速度为150mm/s。划片速度较快激光划片工艺介绍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。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24小时作业。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。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