Резка является важным этапом в производстве полупроводников, где кремниевые пластины разрезаются на отдельные кристаллы или чипы. Традиционно для этого используют пилы или лазеры, которые разрезают пластину по каналу разделения, подготавливая чипы к упаковке и установке в конечные устройства. Однако плазменная резка, использующая фторсодержащую плазму для сухого травления материала в канале разделения, постепенно приобретает популярность. С уменьшением размеров чипов и усложнением их конструкции плазменная резка становится предпочтительным выбором благодаря своим уникальным преимуществам.
Резка пильным диском
Резка пильным диском осуществляется с использованием высокоскоростного вращающегося абразивного диска, который разрезает пластину по каналу разделения между чипами. Обычно диск изготовлен из абразивных материалов, таких как песок или алмазы. Хотя метод эффективен, он основывается на механическом удалении материала, что может привести к сколам, трещинам и другим повреждениям кристаллов. Это снижает выход годной продукции и увеличивает затраты. Плазменная резка исключает эти проблемы, обеспечивая более надежное решение для работы с хрупкими чипами.
Лазерная резка
Лазерная резка использует концентрированное лазерное излучение для разделения пластин. Лазер нагревает материал до высокой температуры, из-за чего область канала испаряется или аблируется. Более сложные методы, такие как «невидимая лазерная резка», создают перфорации в материале, которые позволяют разделять пластину при механическом расширении. Несмотря на свою эффективность, лазерная резка дороже резки пильным диском и вызывает термические напряжения, что может повредить чипы. Поэтому плазменная резка становится предпочтительным выбором.
Преимущества плазменной резки
Повышение выхода годной продукции
Плазменная резка обеспечивает высокую производительность, так как травление материала происходит химическим способом без механических повреждений и термических зон воздействия. Это улучшает механическую прочность чипов и снижает вероятность их повреждения. Особенно это важно для чипов, подвергающихся физическим нагрузкам, например, в высокоскоростной памяти (HBM), где повреждение одного чипа приводит к выходу из строя всего устройства.
Увеличение производительности
Плазменная резка выполняется параллельно, удаляя несколько каналов разделения одновременно, в то время как резка диском или лазером происходит последовательно, по одному каналу. Благодаря этому плазменная резка обеспечивает более высокую производительность, особенно при работе с уменьшенными размерами чипов и тонкими пластинами.
Большее количество кристаллов с одной пластины
Плазменная резка позволяет создавать более узкие каналы разделения, что увеличивает количество активных чипов с одной пластины. Этот метод исключает физические ограничения, такие как ширина диска или размер лазерного пятна, позволяя более эффективно использовать площадь пластины и снижать производственные затраты.
Гибкость в дизайне
В отличие от дисковой и лазерной резки, требующих линейных траекторий, плазменная резка позволяет разрабатывать чипы различной формы и размера. Этот метод предоставляет дизайнерам больше свободы, улучшая использование площади пластины и создавая более сложные структуры.
Идеально для хрупких устройств
Плазменная резка особенно подходит для хрупких устройств, таких как микроэлектромеханические системы (MEMS). Эти устройства содержат подвижные структуры, которые могут повредиться при механическом воздействии. Плазменная резка исключает вибрации и образование частиц, что защищает чувствительные элементы и обеспечивает стабильную работу.
Отсутствие загрязнений частицами
Плазменная резка не оставляет механического мусора, так как образует только газообразные побочные продукты, которые удаляются вакуумной системой. Это особенно важно в приложениях, таких как гибридное соединение, где чистота поверхности играет критическую роль.
Плазменная резка: будущее полупроводниковых технологий
С развитием полупроводниковой индустрии и усложнением конструкций чипов плазменная резка становится оптимальным методом для разделения пластин. Она повышает выход годной продукции, обеспечивает высокую производительность и увеличивает количество кристаллов с одной пластины. Кроме того, она подходит для работы с хрупкими устройствами и обеспечивает чистоту поверхности. Благодаря этим преимуществам плазменная резка становится ключевым инструментом в производстве полупроводников, снижая затраты и повышая качество продукции.
