Wat is wafer-slicing-technologie?
Als belangrijke schakel in het productieproces van halfgeleiders houdt de technologie voor het snijden en snijden van wafers rechtstreeks verband met de chipprestaties, opbrengst en productiekosten.
#01Achtergrond en betekenis van het snijden van wafels
1.1 Definitie van wafersnijden
Het snijden (of in plakken snijden) van wafels is een belangrijk onderdeel van het productieproces van halfgeleiders, waarvan het doel is om de wafel via meerdere processen in meerdere onafhankelijke korrels te verdelen. Deze korrels bevatten vaak volledige circuitfuncties en zijn de kerncomponenten die uiteindelijk worden gebruikt om elektronische producten te vervaardigen. Met de vermindering van de complexiteit en omvang van het chipontwerp, zijn de nauwkeurigheid en efficiëntie van wafersnijtechnologie steeds meer vereist.
In de praktijk wordt bij het snijden van wafels meestal gebruik gemaakt van uiterst nauwkeurige snijgereedschappen, zoals diamantbladen, om ervoor te zorgen dat elke korrel intact en functioneel blijft. De voorbereiding vóór het snijden, de nauwkeurige controle tijdens het snijproces en de kwaliteitscontrole na het snijden zijn de belangrijkste schakels. Voordat het wordt gesneden, moet de wafel worden gemarkeerd en gepositioneerd om ervoor te zorgen dat het snijpad nauwkeurig is; Tijdens het snijden is het noodzakelijk om de parameters zoals de druk en snelheid van het gereedschap strikt te controleren om schade aan de wafer te voorkomen. Na het snijden is ook een uitgebreide kwaliteitscontrole vereist om ervoor te zorgen dat elke chip aan de prestatienormen voldoet.
Het basisprincipe van wafersnijtechnologie omvat niet alleen de selectie van snijapparatuur en het instellen van procesparameters, maar omvat ook de mechanische eigenschappen van materialen en de invloed van materiaaleigenschappen op de snijkwaliteit. Diëlektrische siliciumwafels met een lage K worden bijvoorbeeld gemakkelijk beïnvloed door spanningsconcentratie tijdens het snijden vanwege hun slechte mechanische eigenschappen, wat resulteert in faalproblemen zoals scheuren en barsten. De lage hardheid en brosheid van materialen met een lage K maken ze gevoeliger voor structureel falen wanneer ze worden blootgesteld aan mechanische krachten of thermische spanning, vooral tijdens het snijden, waarbij gereedschapscontact met het wafeloppervlak en hoge temperaturen de spanningsconcentratie verder verergeren.
Met de vooruitgang van de materiaalkunde wordt de wafersnijtechnologie niet alleen toegepast op traditionele op silicium gebaseerde halfgeleiders, maar ook uitgebreid naar nieuwe halfgeleidermaterialen zoals galliumnitride. Deze nieuwe materialen brengen vanwege hun hardheid en structurele eigenschappen nieuwe uitdagingen met zich mee voor het snijproces en vereisen verdere verbeteringen in snijgereedschappen en -technologieën.
Het snijden van wafers, een sleutelproces in de halfgeleiderindustrie, wordt nog steeds geoptimaliseerd naarmate de vraag verandert en de technologie vooruitgaat, waardoor de basis wordt gelegd voor toekomstige micro-elektronica en geïntegreerde circuittechnologie.
Naast de ontwikkeling van hulpmaterialen en gereedschappen omvat de verbetering van de wafelsnijtechnologie ook vele aspecten, zoals procesoptimalisatie, prestatieverbetering van apparatuur en nauwkeurige controle van snijparameters. Deze verbeteringen zijn bedoeld om hoge precisie, hoge efficiëntie en stabiliteit in het wafersnijproces te garanderen en zo te voldoen aan de vraag van de halfgeleiderindustrie naar kleinere, meer geïntegreerde en complexere chips.
1.2 Belang van het snijden van wafels
Het snijden van wafers speelt een sleutelrol in het productieproces van halfgeleiders en heeft directe invloed op de daaropvolgende processen, evenals op de kwaliteit en prestaties van het eindproduct. Hieronder wordt het belang van het snijden van wafels vanuit verschillende aspecten beschreven.
Eerst,snijnauwkeurigheid en consistentiezijn essentieel voor het garanderen van de chipopbrengst en betrouwbaarheid. Tijdens het productieproces doorloopt de wafer meerdere processen om een aantal kleine circuitstructuren te vormen, die nauwkeurig moeten worden verdeeld in onafhankelijke chips (korrels). Als de positionerings- of snijfout tijdens het snijproces groot is, kan dit schade aan het circuit veroorzaken en vervolgens de werking en betrouwbaarheid van de chip beïnvloeden. Daarom kan de uiterst nauwkeurige snijtechnologie niet alleen de integriteit van elke chip garanderen, maar ook schade aan het interne circuit van de chip voorkomen en de opbrengst verbeteren.
Seconde,het snijden van wafers heeft een aanzienlijke impact op de productie-efficiëntie en kostenbeheersing. Het snijden van wafels is een belangrijke stap in het productieproces en de efficiëntie ervan heeft rechtstreeks invloed op de voortgang van daaropvolgende processen. Door het snijproces te optimaliseren, de mate van automatisering en de snijsnelheid van de apparatuur te verhogen, kan de algehele productie-efficiëntie aanzienlijk worden verbeterd. Aan de andere kant is het materiaalverlies tijdens het snijden ook een belangrijk onderdeel van de kostenbeheersing van ondernemingen. Het gebruik van geavanceerde snijtechnologie kan niet alleen onnodig materiaalafval tijdens het snijproces verminderen, maar ook de benuttingsgraad van wafels verbeteren, waardoor de productiekosten worden verlaagd.
Met de vooruitgang van de halfgeleidertechnologie neemt de diameter van de wafer toe en neemt ook de circuitdichtheid toe, wat hogere eisen stelt aan de snijtechnologie. Grote wafers vereisen een nauwkeurigere snijpadcontrole, vooral in het circuitgebied met hoge dichtheid, waar elke kleine afwijking ertoe kan leiden dat meerdere chips uitvallen. Bovendien betekenen grotere wafers meer snijlijnen en complexere processtappen, en de snijtechnologie moet deze verder verbeterennauwkeurigheid, consistentie en efficiëntieom deze uitdagingen het hoofd te bieden.
1.3 Wafersnijproces
De processtroom van het snijden van wafers omvat vanaf de voorbereidingsfase tot de uiteindelijke kwaliteitscontrole, en elke stap is cruciaal om de kwaliteit en prestaties van de chip na het snijden te garanderen. Hieronder volgt een gedetailleerde uitleg van de verschillende fasen.
Het wafelsnijproces omvat het reinigen, positioneren, snijden, reinigen, inspecteren en sorteren van wafels, en elke stap is van cruciaal belang. Met de vooruitgang van automatisering, lasersnijden en AI-inspectietechnologie kunnen moderne wafersnijsystemen een hogere nauwkeurigheid, snelheid en lagere verliezen bereiken. In de toekomst zullen nieuwe snijtechnologieën zoals laser en plasma geleidelijk het traditionele messnijden vervangen om zich aan te passen aan de complexere chipontwerpbehoeften en de ontwikkeling van halfgeleiderproductieprocessen verder te bevorderen.
#02 Wafersnijtechnologie en het principe ervan
Drie gebruikelijke technieken voor het snijden van wafels worden in de figuur getoond, namelijkBlade Dicing, Laser Dicing en Plasma Dicing. Hieronder volgt een gedetailleerde analyse van deze drie technologieën en een aanvullende toelichting:
Het snijden van wafels is een belangrijke stap in het productieproces van halfgeleiders, waarbij de juiste snijmethode moet worden gekozen op basis van de dikte van de wafel. Eerst moet u de dikte van de wafel bepalen. Als de dikte van de wafel meer dan 100 micron bedraagt, kan de snijmethode met het mes worden geselecteerd voor snijden. Als messnijden niet van toepassing is, kunt u zich wenden tot de breuksnijmethode, die zowel krassnijden als messnijden omvat.
Wanneer de wafeldikte tussen de 30 en 100 micron ligt, wordt de DBG-methode (Dice Before Grinding) aanbevolen. In dit geval kunt u ervoor kiezen om te snijden met een kras of een mes, of de snijvolgorde te wijzigen als dat nodig is om de beste resultaten te bereiken.
Voor ultradunne wafers met een dikte van minder dan 30 micron wordt lasersnijden de voorkeursmethode, omdat hiermee nauwkeurig dunne wafers kunnen worden gesneden zonder overmatige schade te veroorzaken. Als lasersnijden niet aan specifieke eisen kan voldoen, kunnen plasmasnijmethoden als alternatief worden gebruikt. Dit stroomschema biedt een duidelijk beslissingspad om ervoor te zorgen dat de meest geschikte wafersnijtechnologie wordt geselecteerd voor verschillende dikteomstandigheden.
2.1 Mechanische snijtechnologie
Mechanische snijtechnologie is de traditionele methode bij het snijden van wafels. Het kernprincipe is het gebruik van een snel roterend diamantslijpwiel-snijgereedschap om wafels te snijden. Belangrijke uitrusting omvataerostatische spindelsdie diamantwielgereedschappen met hoge snelheden aandrijven voor nauwkeurige snij- of gleufbewerkingen langs een vooraf ingesteld snijpad. Deze technologie wordt veel gebruikt in de industrie vanwege de lage kosten, hoge efficiëntie en brede toepasbaarheid.
Voordeel
De hoge hardheid en slijtvastheid van diamantslijpschijfgereedschappen maken het mogelijk dat de mechanische snijtechnologie zich aanpast aan de snijbehoeften van een verscheidenheid aan wafermaterialen, of het nu gaat om traditionele op silicium gebaseerde materialen of nieuwe samengestelde halfgeleiders. De eenvoudige bediening en de relatief lage technische vereisten hebben de populariteit ervan in massaproductie verder bevorderd. Bovendien zijn de kosten, vergeleken met andere snijmethoden, zoals lasersnijden, beter beheersbaar, wat geschikt is voor de behoeften van ondernemingen in massaproductie.
Beperking
Hoewel mechanische snijtechnologie veel voordelen heeft, kunnen de beperkingen ervan niet worden genegeerd. Ten eerste is de snijnauwkeurigheid vanwege het fysieke contact tussen het gereedschap en de wafer relatief beperkt en is het gemakkelijk om maatafwijkingen te veroorzaken, wat de nauwkeurigheid van het daaropvolgende verpakken en testen van de chip beïnvloedt. Ten tweede is het mechanisch snijproces gemakkelijk om scheuren, scheuren en andere defecten te veroorzaken, die niet alleen de opbrengst beïnvloeden, maar ook een negatieve invloed kunnen hebben op de betrouwbaarheid en levensduur van de chip. Deze door mechanische spanning veroorzaakte schade is vooral slecht voor de productie van spanen met hoge dichtheid, vooral bij het snijden van brosse materialen.
Technische verbetering
Om deze beperkingen te overwinnen, blijven onderzoekers het mechanische snijproces optimaliseren. Het is een belangrijke verbeteringsmaatregel om de snijprecisie en duurzaamheid te verbeteren door het ontwerp en de materiaalkeuze van het slijpschijfgereedschap te verbeteren. Bovendien zijn het structurele ontwerp en het besturingssysteem van de snijapparatuur geoptimaliseerd om de stabiliteit en het automatiseringsniveau van het snijproces verder te verbeteren. Deze verbeteringen verminderen de fouten veroorzaakt door menselijke handelingen en verbeteren de consistentie van het snijden. De introductie van geavanceerde detectie- en kwaliteitscontroletechnologie, realtime monitoring van abnormale omstandigheden in het snijproces, maar verbetert ook effectief de betrouwbaarheid van het snijden en de opbrengst.
Toekomstige ontwikkeling en nieuwe technologieën
Hoewel mechanische snijtechnologie nog steeds een belangrijke positie inneemt op het gebied van het snijden van wafels, ontwikkelen zich met de vooruitgang van halfgeleiderprocessen ook nieuwe snijtechnologieën snel. Bijvoorbeeld de toepassing vanthermische lasersnijtechnologiebiedt een nieuwe manier om de problemen van precisie en defecten bij mechanisch snijden op te lossen. Deze contactloze snijmethode kan de impact van fysieke spanning op de wafer verminderen, waardoor het aantal randbreuken en scheuren aanzienlijk wordt verminderd, vooral bij het snijden van brosse materialen. In de toekomst zal de combinatie van mechanische snijtechnologie en opkomende snijtechnologieën een breder scala aan opties en flexibiliteit bieden voor de productie van halfgeleiders, waardoor de productie-efficiëntie en kwaliteit van chips verder zullen verbeteren.
Samenvattend kan worden gezegd dat mechanische snijtechnologie, ondanks haar tekortkomingen, nog steeds een belangrijke rol speelt in de productie van halfgeleiders door voortdurende technologische verbeteringen en combinatie met nieuwe snijtechnologieën, en dat zij naar verwachting haar concurrentievermogen in toekomstige processen zal behouden.
2.2 Lasersnijtechnologie
Lasersnijtechnologie als nieuwe methode voor het snijden van wafers, vanwege de voordelen ervanhoge precisie, geen mechanische contactschadeEnsnel snijdenkenmerken, kregen geleidelijk brede aandacht in de halfgeleiderindustrie. De technologie maakt gebruik van de hoge energiedichtheid en het focusvermogen van de laserstraal om kleine deeltjes te creërendoor hitte beïnvloede zonesop het oppervlak van het wafelmateriaal. Wanneer de laserstraal op de wafer wordt toegepast, wordt dethermische spanningHet gegenereerde materiaal zal ervoor zorgen dat het materiaal op een vooraf bepaalde locatie breekt, waardoor het effect van nauwkeurig snijden wordt bereikt.
Voordelen van lasersnijtechnologie
1.Hoge precisie:Het precieze positioneringsvermogen van de laserstraal kan de snijnauwkeurigheid van het micron- of zelfs het nano-niveau bereiken, en voldoet aan de eisen van moderne, uiterst nauwkeurige en hoge dichtheid geïntegreerde schakelingenproductie.
2.Geen mechanisch contact:lasersnijden hoeft geen contact te maken met de wafer, waardoor veelvoorkomende problemen zoals randbreuk en scheuren tijdens mechanisch snijden worden vermeden, en de spaanopbrengst en betrouwbaarheid aanzienlijk worden verbeterd.
3.Snelle snijsnelheid:De hoge snelheid van lasersnijden helpt de productie-efficiëntie te verbeteren, vooral voor grootschalige productiescenario's met hoge snelheid.
Uitdagingen
1. Hoge apparatuurkosten: de initiële investering van lasersnijapparatuur is hoog, vooral voor kleine en middelgrote productiebedrijven, en de promotie en toepassing staan nog steeds onder economische druk.
2. Complexe procescontrole: Lasersnijden vereist nauwkeurige controle van meerdere parameters, zoals energiedichtheid, focuspositie en snijsnelheid, en het proces is zeer complex.
3. Probleem met door hitte beïnvloede zone: Hoewel de contactloze eigenschappen van lasersnijden de mechanische schade verminderen, kan de door thermische spanning veroorzaakte door hitte beïnvloede zone de prestaties van het wafelmateriaal negatief beïnvloeden, en verdere optimalisatie van het proces is vereist om deze impact te verminderen .
Richting van technologische verbetering
Om deze problemen op te lossen, concentreren onderzoekers zich ophet verlagen van de apparatuurkosten, het verbeteren van de snij-efficiëntie en het optimaliseren van de processtroom.
1.Efficiënte lasers en optische systemen:Door de ontwikkeling van efficiëntere lasers en geavanceerde optische systemen kunnen niet alleen de apparatuurkosten worden verlaagd, maar ook de snijnauwkeurigheid en -snelheid worden verbeterd.
2.Optimalisatie van procesparameters:Diepgaande studie van de interactie tussen laser en wafermateriaal, verbetering van het proces om de door hitte beïnvloede zone te verminderen, verbetering van de snijkwaliteit.
3.Intelligent controlesysteem:Ontwikkel intelligente besturingstechnologie om de automatisering en intelligentie van het lasersnijproces te realiseren en de stabiliteit en consistentie van het snijproces te verbeteren.
Lasersnijtechnologie presteert bijzonder goed inultradunne wafers en uiterst nauwkeurige snijscenario's. Met de toename van de wafelgrootte en de circuitdichtheid kunnen traditionele mechanische snijmethoden moeilijk voldoen aan de behoeften van de moderne halfgeleiderproductie aan hoge precisie en hoge efficiëntie, en lasersnijden wordt geleidelijk de eerste keuze op deze gebieden vanwege de unieke voordelen ervan.
Hoewel lasersnijtechnologie nog steeds wordt geconfronteerd met uitdagingen zoals apparatuurkosten en procescomplexiteit, maken de unieke voordelen op het gebied van hoge precisie en geen contactschade het tot een belangrijke ontwikkelingsrichting op het gebied van halfgeleiderproductie. Met de voortdurende vooruitgang van lasertechnologie en intelligente besturingssystemen wordt verwacht dat lasersnijden de efficiëntie en kwaliteit van het snijden van wafers in de toekomst verder zal verbeteren en de duurzame ontwikkeling van de halfgeleiderindustrie zal bevorderen.
2.3 Plasmasnijtechnologie
Als nieuwe wafersnijmethode heeft de plasmasnijtechnologie de afgelopen jaren veel aandacht getrokken. De technologie maakt gebruik van een hoogenergetische ionenbundel om de wafer nauwkeurig te snijden en bereikt het ideale snijeffect door de energie, snelheid en het snijpad van de ionenbundel nauwkeurig te regelen.
Werkingsprincipe en voordelen
Het proces van plasmasnijden van wafels is afhankelijk van de apparatuur om een ionenbundel met hoge temperatuur en hoge energie te produceren, die het wafelmateriaal in zeer korte tijd tot een smelt- of vergassingstoestand kan verwarmen, om snel snijden te bereiken. Vergeleken met traditioneel mechanisch of lasersnijden is plasmasnijden sneller en heeft het een kleiner door hitte beïnvloed gebied op de wafer, waardoor scheuren en schade die tijdens het snijden kunnen optreden effectief worden verminderd.
In praktische toepassingen is de plasmasnijtechnologie bijzonder goed in het omgaan met complexe vormen van wafels. De hoogenergetische plasmastraal is flexibel en verstelbaar, waardoor onregelmatige vormen van wafels gemakkelijk kunnen worden verwerkt en zeer nauwkeurig kan worden gesneden. Daarom heeft de technologie brede toepassingsmogelijkheden getoond op het gebied van de productie van micro-elektronica, vooral in de hoogwaardige chipproductie van op maat gemaakte productie en productie in kleine series.
Uitdagingen en beperkingen
Hoewel de plasmasnijtechnologie veel voordelen biedt, kent deze ook enkele uitdagingen. Allereerst is het proces complex en is het afhankelijk van uiterst nauwkeurige apparatuur en ervaren operators om de nauwkeurigheid en stabiliteit van het snijden te garanderen. Bovendien stellen de hoge temperatuur- en hoge energie-eigenschappen van isoion-bundel hogere eisen aan milieucontrole en veiligheidsbescherming, waardoor de moeilijkheidsgraad en de kosten van de toepassing toenemen.
Toekomstige ontwikkelingsrichting
De kwaliteit van het snijden van wafers is van cruciaal belang voor de daaropvolgende verpakking van de chips, het testen en de prestaties en betrouwbaarheid van het eindproduct. De meest voorkomende problemen bij het snijproces zijn scheuren, randbreuk en snijafwijkingen, die door vele factoren worden beïnvloed.
De verbetering van de snijkwaliteit vereist een uitgebreide overweging van vele factoren, zoals procesparameters, apparatuur- en materiaalkeuze, procescontrole en detectie. Door voortdurende verbetering van de snijtechnologie en optimalisatie van procesmethoden kunnen de precisie en stabiliteit van het snijden van wafers verder worden verbeterd en kan betrouwbaardere technische ondersteuning worden geboden voor de halfgeleiderindustrie.
#03 Verwerking en testen na het snijden van wafers
3.1 Reinigen en drogen
Het reinigings- en droogproces na het snijden van de wafer is essentieel om de kwaliteit van de spanen en het soepele verloop van de daaropvolgende processen te garanderen. Bij dit proces is het niet alleen nodig om de siliciumchips, koelvloeistofresten en andere verontreinigingen die tijdens het snijden ontstaan grondig te verwijderen, maar ook om ervoor te zorgen dat de chip tijdens het reinigingsproces niet wordt beschadigd en om ervoor te zorgen dat er geen waterresten op de chip achterblijven. het oppervlak van de chip na het drogen om corrosie of elektrostatische ontlading veroorzaakt door water te voorkomen.
Het reinigings- en droogproces na het snijden van de wafer is een complex en delicaat proces dat een combinatie van factoren vereist om het uiteindelijke behandelingseffect te garanderen. Door middel van wetenschappelijke methoden en rigoureuze handelingen kunnen we ervoor zorgen dat elke chip in de beste staat het daaropvolgende verpakkings- en testproces binnengaat.
3.2 Detectie en testen
Het chipinspectie- en testproces na het snijden van de wafer is een belangrijke stap om de productkwaliteit en betrouwbaarheid te garanderen. Dit proces kan niet alleen chips uitsluiten die aan de ontwerpspecificaties voldoen, maar ook potentiële problemen tijdig opsporen en aanpakken.
Het chipinspectie- en testproces na het snijden van de wafer omvat vele aspecten, zoals inspectie van het uiterlijk, maatmeting, elektrische prestatietest, functionele test, betrouwbaarheidstest en compatibiliteitstest. Deze stappen zijn onderling verbonden en complementair, en vormen samen een stevige barrière om de productkwaliteit en betrouwbaarheid te garanderen. Door middel van strenge inspectie- en testprocessen kunnen potentiële problemen tijdig worden geïdentificeerd en aangepakt, zodat het eindproduct aan de behoeften en verwachtingen van klanten kan voldoen.
3.3 Verpakking en opslag
De wafer-cut-chip is een sleutelproduct in het productieproces van halfgeleiders en de verpakking en opslag ervan kunnen niet worden genegeerd. Goede verpakkings- en opslagmaatregelen kunnen niet alleen de veiligheid en stabiliteit van de chip tijdens transport en opslag garanderen, maar bieden ook een sterke garantie voor daaropvolgende productie, testen en verpakken.
De verpakking en opslag van de chips na het snijden van de wafels zijn cruciaal. Door de selectie van geschikte verpakkingsmaterialen en strikte controle van de opslagomgeving kan de veiligheid en stabiliteit van de chip tijdens transport en opslag worden gegarandeerd. Tegelijkertijd bieden regelmatige inspectie- en evaluatiewerkzaamheden een sterke garantie voor de kwaliteit en betrouwbaarheid van de chip.
#04 Uitdagingen tijdens het schrijven van wafels
4.1 Microscheuren en schadeproblemen
Tijdens het schrijven van wafers zijn microscheuren en schadeproblemen urgente problemen die moeten worden opgelost bij de productie van halfgeleiders. Snijspanning is de belangrijkste oorzaak van dit fenomeen, dat kleine scheurtjes en schade aan het waferoppervlak veroorzaakt, wat resulteert in hogere productiekosten en een lagere productkwaliteit.
Omdat het een kwetsbaar materiaal is, is de interne structuur van wafers gevoelig voor veranderingen wanneer ze worden blootgesteld aan mechanische, thermische of chemische spanning, wat kan leiden tot microscheurtjes. Hoewel deze scheuren in eerste instantie misschien niet merkbaar zijn, kunnen ze uitzetten en ernstigere schade veroorzaken naarmate het productieproces vordert. Vooral tijdens het daaropvolgende verpakkings- en testproces kunnen deze microscheurtjes, als gevolg van temperatuurveranderingen en verdere mechanische belasting, evolueren naar duidelijke scheuren en zelfs tot chipfalen leiden.
Schade aan het wafeloppervlak kan ook niet worden genegeerd. Deze verwondingen kunnen het gevolg zijn van onjuist gebruik van snijgereedschappen, onjuiste instelling van snijparameters of materiaaldefecten in de wafer zelf. Ongeacht de oorzaak kunnen deze beschadigingen de prestaties en stabiliteit van de chip negatief beïnvloeden. Schade kan bijvoorbeeld een verandering in de waarde van de weerstand of capaciteit in het circuit veroorzaken, waardoor de algehele prestaties worden beïnvloed.
Om deze problemen op te lossen, wordt enerzijds de spanningsontwikkeling tijdens het snijproces verminderd door de snijgereedschappen en -parameters te optimaliseren. Het gebruik van een scherper mes en het aanpassen van de zaagsnelheid en -diepte kunnen bijvoorbeeld de concentratie en overdracht van spanningen tot op zekere hoogte verminderen. Aan de andere kant onderzoeken onderzoekers ook nieuwe snijtechnologieën, zoals lasersnijden en plasmasnijden, om de schade aan de wafer verder te verminderen en tegelijkertijd de snijnauwkeurigheid te garanderen.
Over het algemeen zijn microscheuren en schadeproblemen de belangrijkste uitdagingen die moeten worden opgelost bij de wafersnijtechnologie. Alleen door voortdurend onderzoek en praktijk, gecombineerd met verschillende middelen zoals technologische innovatie en kwaliteitstesten, kunnen de kwaliteit en het concurrentievermogen van halfgeleiderproducten op de markt effectief worden verbeterd.
4.2 Door hitte beïnvloede gebieden en hun impact op de prestaties
Bij thermische snijprocessen zoals lasersnijden en plasmasnijden worden door hoge temperaturen onvermijdelijk door hitte beïnvloede gebieden op het waferoppervlak gegenereerd. De grootte en omvang van dit gebied wordt beïnvloed door een aantal factoren, waaronder de snijsnelheid, het vermogen en de thermische geleidbaarheid van het materiaal. De aanwezigheid van door hitte beïnvloede gebieden heeft een aanzienlijke invloed op de eigenschappen van het wafelmateriaal, en dus op de prestaties van de uiteindelijke chip.
Effecten van door hitte beïnvloede gebieden:
1.Kristalstructuurverandering:Onder invloed van hoge temperaturen kunnen de atomen in het wafelmateriaal zich herschikken, wat resulteert in vervorming van de kristalstructuur. Deze vervorming vermindert de mechanische sterkte en stabiliteit van het materiaal, waardoor het risico groter wordt dat de chip tijdens gebruik bezwijkt.
2.Veranderingen in elektrische prestaties:Onder invloed van hoge temperaturen kunnen de dragerconcentratie en mobiliteit in het halfgeleidermateriaal veranderen, wat de geleidende prestaties en de stroomtransmissie-efficiëntie van de chip beïnvloedt. Deze veranderingen kunnen ervoor zorgen dat de prestaties van de chip afnemen of zelfs niet voldoen aan de ontwerpvereisten.
Maatregelen om door hitte getroffen gebieden te beheersen:
1.Optimaliseer de snijprocesparameters:Door de snijsnelheid te verlagen en het vermogen te verminderen, kan de vorming van door hitte beïnvloede gebieden effectief worden verminderd.
2.Het gebruik van geavanceerde koeltechnologie:koeling met vloeibare stikstof, microfluïdische koeling en andere technologieën kunnen het bereik van door hitte beïnvloede gebieden effectief beperken en de impact op de prestaties van wafermateriaal verminderen.
3.Materiaalkeuze:Onderzoekers onderzoeken nieuwe materialen, zoals koolstofnanobuisjes en grafeen, die uitstekende warmtegeleidingseigenschappen en mechanische sterkte hebben en de prestaties van de chip kunnen verbeteren en tegelijkertijd de door hitte beïnvloede gebieden kunnen verminderen.
Over het algemeen is de door hitte beïnvloede zone een onvermijdelijk probleem bij de thermische snijtechnologie, maar de invloed ervan op de eigenschappen van het wafelmateriaal kan effectief worden gecontroleerd door middel van redelijke procesoptimalisatie en materiaalkeuze. Toekomstig onderzoek zal meer aandacht besteden aan de verfijning en intelligente ontwikkeling van thermische snijtechnologie om efficiënter en nauwkeuriger wafersnijden te bereiken.
4.3 Afwegingen tussen wafelopbrengst en productie-efficiëntie
De wisselwerking tussen wafelopbrengst en productie-efficiëntie is een complex en kritisch probleem bij het snijden en snijden van wafels. Deze twee factoren zijn rechtstreeks van invloed op de economische voordelen van halfgeleiderfabrikanten en houden verband met de ontwikkelingssnelheid en het concurrentievermogen van de gehele halfgeleiderindustrie.
De verbetering van de productie-efficiëntieis een van de doelstellingen die fabrikanten van halfgeleiders nastreven. Naarmate de concurrentie op de markt toeneemt en het vervangingspercentage van halfgeleiderproducten toeneemt, moeten fabrikanten snel en efficiënt een groot aantal chips produceren om aan de marktvraag te voldoen. Het verhogen van de productie-efficiëntie betekent daarom dat de waferverwerking en chipscheiding sneller kunnen worden voltooid, wat de productiecycli verkort, de kosten verlaagt en het marktaandeel vergroot.
Opbrengstuitdagingen:Het nastreven van een hoge productie-efficiëntie heeft echter vaak een negatieve invloed op de wafelopbrengst. Tijdens het snijden van wafels kunnen de nauwkeurigheid van de snijapparatuur, de vaardigheden van de operator, de kwaliteit van de grondstoffen en andere factoren leiden tot wafeldefecten, schade of maatverschillen, waardoor de opbrengst afneemt. Als de opbrengst buitensporig wordt opgeofferd om de productie-efficiëntie te verbeteren, kan dit leiden tot de productie van een groot aantal ongekwalificeerde producten, waardoor een verspilling van hulpbronnen ontstaat en de reputatie en marktpositie van de fabrikant worden geschaad.
Balansstrategie:Het vinden van de beste balans tussen wafelopbrengst en productie-efficiëntie is een probleem geworden dat de wafelsnijtechnologie voortdurend moet verkennen en optimaliseren. Dit vereist dat fabrikanten rekening houden met de marktvraag, productiekosten, productkwaliteit en andere factoren om een redelijke productiestrategie en procesparameters te ontwikkelen. Tegelijkertijd verbetert de introductie van geavanceerde snijapparatuur de vaardigheden van de operator en versterkt de kwaliteitscontrole van grondstoffen om de productie-efficiëntie te garanderen met behoud of verbetering van de opbrengst.
Toekomstige uitdagingen en kansen:Met de ontwikkeling van halfgeleidertechnologie wordt de wafersnijtechnologie ook geconfronteerd met nieuwe uitdagingen en kansen. De voortdurende vermindering van de spaangrootte en de verbetering van de integratie stellen hogere eisen aan de snijnauwkeurigheid en kwaliteit. Tegelijkertijd levert de opkomst van opkomende technologieën nieuwe ideeën op voor de ontwikkeling van wafersnijtechnologie. Daarom moeten fabrikanten nauwlettend letten op de marktdynamiek en technologische ontwikkelingstrends, en productiestrategieën en procesparameters blijven aanpassen en optimaliseren om zich aan te passen aan marktveranderingen en technische vereisten.
Kortom, door rekening te houden met de marktvraag, productiekosten en productkwaliteit, en door geavanceerde apparatuur en technologie te introduceren, de vaardigheden van operators te verbeteren en de controle over grondstoffen te versterken, kunnen fabrikanten de beste balans bereiken tussen wafelopbrengst en productie-efficiëntie in het wafelsnijproces. resulterend in een efficiënte en hoogwaardige productie van halfgeleiderproducten.
4.4 Toekomstperspectief
Met de snelle ontwikkeling van wetenschap en technologie gaat de halfgeleidertechnologie met een ongekende snelheid vooruit, en de wafer-snijtechnologie zal als cruciale schakel een nieuw hoofdstuk van de ontwikkeling inluiden. Vooruitkijkend zal de technologie voor het snijden van wafers naar verwachting aanzienlijke verbeteringen opleveren op het gebied van precisie, efficiëntie en kosten, waardoor nieuwe vitaliteit wordt geïnjecteerd in de voortdurende ontwikkeling van de halfgeleiderindustrie.
Verbeter de nauwkeurigheid
In het streven naar hogere precisie zal de wafersnijtechnologie de grenzen van bestaande processen blijven verleggen. Door diepgaande studie van de fysische en chemische mechanismen in het snijproces, evenals nauwkeurige controle van snijparameters, zullen in de toekomst fijnere snijeffecten worden bereikt om te voldoen aan de steeds complexere behoeften op het gebied van circuitontwerp. Daarnaast zal de verkenning van nieuwe materialen en snijmethoden ook de opbrengst en kwaliteit aanzienlijk verbeteren.
Verhoog de efficiëntie
De nieuwe wafersnijapparatuur zal meer aandacht besteden aan intelligent en geautomatiseerd ontwerp. Door de introductie van geavanceerde besturingssystemen en algoritmen kan de apparatuur de snijparameters automatisch aanpassen aan verschillende materiaal- en ontwerpvereisten, wat resulteert in een aanzienlijke toename van de productie-efficiëntie. Tegelijkertijd zullen innovatieve middelen zoals de technologie voor het gelijktijdig snijden van meerdere plakjes en de technologie voor snelle vervanging van messen de sleutel worden tot het verbeteren van de efficiëntie.
Verlaag de kosten
Kostenreductie is een belangrijke richting in de ontwikkeling van wafersnijtechnologie. Met de ontwikkeling van nieuwe materialen en snijmethoden wordt verwacht dat de apparatuurkosten en onderhoudskosten effectief onder controle kunnen worden gehouden. Door het productieproces te optimaliseren en het uitvalpercentage te verminderen, kan bovendien de verspilling in het productieproces verder worden verminderd, waardoor een algehele kostenreductie wordt bereikt.
Slimme productie en internet der dingen
De integratie van intelligente productie en Internet of Things-technologie zal nieuwe veranderingen in de wafersnijtechnologie met zich meebrengen. Door interconnectie en het delen van gegevens tussen apparatuur kan elke stap van het productieproces in realtime worden bewaakt en geoptimaliseerd. Dit verbetert niet alleen de productie-efficiëntie en productkwaliteit, maar zorgt ook voor nauwkeurigere marktvoorspellingen en beslissingsondersteuning voor bedrijven.
In de toekomst zal de wafersnijtechnologie aanzienlijke vooruitgang boeken op meerdere aspecten, zoals nauwkeurigheid, efficiëntie en kosten. Deze vooruitgang zal de voortdurende ontwikkeling van de halfgeleiderindustrie bevorderen en meer wetenschappelijke en technologische innovatie en gemak voor de menselijke samenleving brengen.
Referentie:
ZMKJ beschikt over geavanceerde productieapparatuur en een technisch team, dat SiC-wafels, saffierwafels, SOI-wafels, siliciumsubstraten en andere specificaties, diktes en vormen kan aanpassen aan de specifieke eisen van de klant.
Verenkeling, het moment waarop een wafel wordt gescheiden in meerdere halfgeleiderchips - SK hynix Newsroom
Detecteren van chipfouten bij het snijden van wafels | SOLOMON 3D (solomon-3d.com)
Panasonic en Tokyo Seimitsu beginnen met het aannemen van bestellingen voor hun gezamenlijk ontwikkelde laserpatroonmachine voor plasmasnijden｜NIEUWS | ACCRETECH-TOKYO SEIMITSU
Plasmasnijproces | Anderen | Oplossingen | DISCO-bedrijf
In blokjes snijden met laser (Laser Dicing) | DISCO-technologie vooruitstrevend (discousa.com)
Basisprocessen met behulp van snijzagen | Mesblokjes | Oplossingen | DISCO-bedrijf
