晶圓切割/裂片是芯片制造過程中的重要工序,屬于先進封裝(advancedpackaging)的后端工藝(back-end)之一,該工序可以將晶圓分割成單個芯片,用于隨后的芯片鍵合。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,對高性能和更小型電子器件的需求增加,晶圓切割/裂片精度及效率控制日益不可或缺。晶圓切割的重要性在于它能夠在不損壞嵌入其中的精細結(jié)構(gòu)和電路的情況下分離單個芯片,成功與否取決于分離出來的芯片的質(zhì)量和產(chǎn)量,以及整個過程的效率。為了實現(xiàn)這些目標,目前已經(jīng)開發(fā)了多種切割技術(shù),每種技術(shù)都有其獨特的優(yōu)點和缺點。針對柔性晶圓,中清航科開發(fā)低溫切割工藝避免材料變性。南京碳化硅陶瓷晶圓切割劃片

為滿足汽車電子追溯要求,中清航科在切割機集成區(qū)塊鏈模塊。每片晶圓生成單獨工藝參數(shù)數(shù)字指紋(含切割速度、溫度、振動數(shù)據(jù)),直通客戶MES系統(tǒng),實現(xiàn)零缺陷溯源。面向下一代功率器件,中清航科開發(fā)等離子體輔助切割(PAC)。利用微波激發(fā)氧等離子體軟化切割區(qū)材料,同步機械分離,切割效率較傳統(tǒng)方案提升5倍,成本降低60%。邊緣失效區(qū)(EdgeExclusionZone)浪費高達3%晶圓面積。中清航科高精度邊緣定位系統(tǒng)通過AI識別有效電路邊界,定制化切除輪廓,使8英寸晶圓可用面積增加2.1%,年省材料成本數(shù)百萬。無錫碳化硅半導體晶圓切割代工廠中清航科等離子切割技術(shù)處理氮化鎵晶圓,熱影響區(qū)減少60%。

在晶圓切割的產(chǎn)能規(guī)劃方面,中清航科為客戶提供專業(yè)的產(chǎn)能評估服務(wù)。通過產(chǎn)能模擬軟件,根據(jù)客戶的晶圓規(guī)格、日產(chǎn)量需求、設(shè)備利用率等參數(shù),精確計算所需設(shè)備數(shù)量與配置方案,并提供投資回報分析,幫助客戶優(yōu)化設(shè)備采購決策,避免產(chǎn)能過?;虿蛔愕膯栴}。針對晶圓切割過程中可能出現(xiàn)的異常情況,中清航科開發(fā)了智能應(yīng)急處理系統(tǒng)。設(shè)備可自動識別切割偏差過大、晶圓破裂等異常狀態(tài),并根據(jù)預(yù)設(shè)方案采取緊急停機、廢料處理等措施,同時自動保存異常發(fā)生前的工藝數(shù)據(jù),為后續(xù)問題分析提供依據(jù),比較大限度減少損失。
中清航科注重與科研機構(gòu)的合作創(chuàng)新,與國內(nèi)多所高校共建半導體切割技術(shù)聯(lián)合實驗室。圍繞晶圓切割的前沿技術(shù)開展研究,如原子層切割、超高頻激光切割等,已申請發(fā)明專利50余項,其中“一種基于飛秒激光的晶圓超精細切割方法”獲得國家發(fā)明專利金獎,推動行業(yè)技術(shù)進步。晶圓切割設(shè)備的軟件系統(tǒng)是其智能化的中心,中清航科自主開發(fā)了切割控制軟件,具備友好的人機交互界面與強大的功能。支持多種格式的晶圓版圖文件導入,可自動生成切割路徑,同時提供離線編程功能,可在不影響設(shè)備運行的情況下完成新程序的編制與模擬,提高設(shè)備利用率。晶圓切割機預(yù)防性維護中清航科定制套餐,設(shè)備壽命延長5年。

晶圓切割是半導體封裝的中心環(huán)節(jié),傳統(tǒng)刀片切割通過金剛石砂輪實現(xiàn)材料分離。中清航科研發(fā)的超薄刀片(厚度15-20μm)結(jié)合主動冷卻系統(tǒng),將切割道寬度壓縮至30μm以內(nèi),崩邊控制在5μm以下。我們的高剛性主軸技術(shù)可適配8/12英寸晶圓,切割速度提升40%,為LED、MEMS器件提供經(jīng)濟高效的解決方案。針對超薄晶圓(<50μm)易碎裂難題,中清航科激光隱形切割系統(tǒng)采用紅外脈沖激光在晶圓內(nèi)部形成改性層,通過擴張膜實現(xiàn)無應(yīng)力分離。該技術(shù)消除機械切割導致的微裂紋,良率提升至99.3%,尤其適用于存儲芯片、CIS等器件,助力客戶降低材料損耗成本。晶圓切割后分選設(shè)備中清航科集成方案,效率達6000片/小時?;窗簿A切割劃片廠
切割刀痕深度控制中清航科技術(shù)達±0.2μm,減少后續(xù)研磨量。南京碳化硅陶瓷晶圓切割劃片
半導體晶圓的制造過程制造過程始于一個大型單晶硅的生產(chǎn)(晶錠),制造方法包括直拉法與區(qū)熔法,這兩種方法都涉及從高純度硅熔池中控制硅晶體的生長。一旦晶錠生產(chǎn)出來,就需要用精密金剛石鋸將其切成薄片狀晶圓。隨后晶圓被拋光以達到鏡面般的光滑,確保在后續(xù)制造工藝中表面無缺陷。接著,晶圓會經(jīng)歷一系列復雜的制造步驟,包括光刻、蝕刻和摻雜,這些步驟在晶圓表面上形成晶體管、電阻、電容和互連的復雜圖案。這些圖案在多個層上形成,每一層在電子器件中都有特定的功能。制造過程完成后,晶圓經(jīng)過晶圓切割分離出單個芯片,芯片會被封裝并測試,集成到電子器件和系統(tǒng)中。南京碳化硅陶瓷晶圓切割劃片