首頁 技术文库 先进工艺芯片可靠性过不了 竟是晶圆切割问题 该如何解决

先进工艺芯片可靠性过不了 竟是晶圆切割问题 该如何解决

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先进工艺芯片可靠性过不了 竟是晶圆切割问题 该如何解决

by ruby

发布日期:2024/11/04晶圆激光切割
发布单位:iST宜特

在半导体工艺中,您是否遇到过传统晶圆切割机,在处理高硬度或脆性材料时,出现切割不均或边缘破损的情况?您是否发现传统物理切割机无法满足先进封装切割需求,连带复合材料的多样性,需要更强大的工具?
晶圆激光切割

随着半导体工艺日益复杂,晶圆上组件的尺寸不断缩小,先进工艺不断挑战技术极限的同时,材料技术也蓬勃发展。宽能隙半导体的崛起和先进封装的突破,为半导体产业开辟了新的战场。然而,传统的硅芯片封装物理切割技术,如锯片切割,已难以应对这些挑战。尤其在处理硬脆材料(如低介电常数晶圆、SiC、AlN等)时,容易引发晶圆边缘破损(Peeling)和碎裂(Chipping),进而影响产品良率和性能。在许多应用中,即使微小的结构损坏或表面瑕疵,亦可能导致组件失效,这在先进半导体组件中尤为重要。

激光切割技术在晶圆切割的应用已有十多年的历史,近期因新型态应用的兴起再次受到重视。与传统物理切割不同,UV激光切割技术利用高能量激光束进行非接触式切割,通过材料升华实现分割。这不仅能减少晶圆受力,还能在不影响产品特性的前提下,实现对复杂材料的精密加工。随着半导体工艺的持续进步,激光切割技术已成为晶圆切割领域的重要工具。

晶圆激光切割

晶圆激光切割

  • 一、激光切割与传统切割技术的差异

    传统的晶圆切割技术主要依赖锯片进行物理接触式切割,透过机械力量来完成材料的分离。然而,这种方法在精度和灵活性上存在一定的限制,特别是在处理未知材料时,刀具选择与参数匹配更具挑战性。相比之下,激光切割技术利用高能量激光束进行非接触式切割,依赖热能升华材料。它能灵活调整光学组件和能量控制,提升对切割过程的掌握度。

    传统切割方式因需物理接触,容易在晶圆上引发不必要的机械应力,增加晶圆破裂或边缘损坏的风险。而激光切割则避免了这类机械应力,且透过高频激光技术,能有效降低热应力的影响,减少切割后产品功能异常的机率。

    此外,传统切割技术在遇到先进工艺上所采用的新材料也存在挑战。单纯的物理切割,在加工速度上多少会受限于材料本身特性,难以提升切割效率,连带造成切割质量下降。而激光切割技术则在这方面表现突出,不仅加工速度快且稳定,适合大规模量产,同时由于非接触式操作,大幅减少材料损耗,进而提高整体良率。

    图一:传统锯片切割对低介电材料产生剥离

    图二:激光切割芯片全切穿,表面金属无崩裂

    比较项目传统切割激光切割
    切割方式使用物理锯片进行接触式切割依赖高频高能激光束进行非接触式切割
    精度与灵活性精度有限,处理微小结构和复杂图形困难高精度,适合切割道微缩和复杂组件
    机械应力物理接触产生应力,增加破裂风险非接触式,减少机械应力,降低损坏风险
    适用材料对脆性材料处理差,易造成边缘碎裂可尝试复杂材料,在切割工艺上的弹性应用表现优异
    加工速度速度慢,受材料特性影响效率速度快且稳定,适合高效能量产需求
    材料损耗物理接触导致损耗较大非接触式技术,损耗小,提升良率
  • 二、宜特与宜锦可以提供怎么样的协助?

    为应对半导体产业日益增长的精度和效率需求,我们引进高端激光切割设备,并将其分别应用于集团内的两间公司-宜特与宜锦,提供更强的切割技术服务,以满足不同阶段的客户需求。

    • 宜特: 在产品研发阶段,宜特致力于为客户提供工程样品制作服务。通过晶圆激光切割技术,面对客户各式新材料/新结构可以切出更精确的样品,有助于后续的可靠性验证与产品开发分析工作。该技术能够显著减少样品制作过程中的缺陷率,提高研发阶段的效率和精度。
    • 宜锦: 在量产阶段,宜锦公司则专注于提供晶圆薄化、晶圆测试与切割的量产服务。激光切割技术不仅能够降低晶圆减薄后的切割崩裂风险,更是第三类半导体切割的利器。除了提供良好的切割质量,还能够提高整体的产出效率,帮助客户在量产阶段实现高质量的稳定输出。这对于半导体产品的量产良率和可靠性至关重要。

我们的解决方案旨在透过强而有力的工具,配合经验的累积,帮助客户在各个阶段实现更高效的产品开发和量产,并提升整体竞争力。若您有相关需求,或是对相关知识想要更进一步了解细节,欢迎洽询:

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