晶圓切割/裂片是芯片制造過程中的重要工序,屬于先進(jìn)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(gè)芯片,用于隨后的芯片鍵合。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)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(xì)結(jié)構(gòu)和電路的情況下分離單個(gè)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(gè)過程的效率。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),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(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。晶圓切割后分選設(shè)備中清航科集成方案,效率達(dá)6000片/小時(shí)。南京晶圓切割寬度

高速切割產(chǎn)生的局部高溫易導(dǎo)致材料熱變形。中清航科開發(fā)微通道冷卻刀柄技術(shù),在刀片內(nèi)部嵌入毛細(xì)管網(wǎng),通過相變傳熱將溫度控制在±1℃內(nèi)。該方案解決5G毫米波芯片的熱敏樹脂層脫層問題,切割穩(wěn)定性提升90%。針對(duì)2.5D/3D封裝中的硅中介層(Interposer)切割,中清航科采用階梯式激光能量控制技術(shù)。通過調(diào)節(jié)脈沖頻率(1-200kHz)與焦點(diǎn)深度,實(shí)現(xiàn)TSV(硅通孔)區(qū)域低能量切割與非TSV區(qū)高效切割的協(xié)同,加工效率提升3倍。傳統(tǒng)刀片磨損需停機(jī)檢測(cè)。中清航科在切割頭集成光纖傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀片直徑變化并自動(dòng)補(bǔ)償Z軸高度。結(jié)合大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型,刀片利用率提升40%,每年減少停機(jī)損失超200小時(shí)。嘉興sic晶圓切割廠中清航科定制刀輪應(yīng)對(duì)超薄晶圓切割,碎片率降至0.1%以下。

中清航科飛秒激光雙光子聚合技術(shù):在PDMS基板上直寫三維微流道(最小寬度15μm),切割精度達(dá)±0.25μm,替代傳統(tǒng)光刻工藝,開發(fā)成本降低80%。中清航科推出“切割即服務(wù)”(DaaS):客戶按實(shí)際切割面積付費(fèi)($0.35/英寸),包含設(shè)備/耗材/維護(hù)全包。初始投入降低90%,產(chǎn)能彈性伸縮±50%,適配訂單波動(dòng)。中清航科共聚焦激光測(cè)距系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)切割深度(分辨率0.1μm),閉環(huán)控制切入量。將150μm晶圓切割深度誤差壓縮至±2μm,背面研磨時(shí)間減少40%。
面向磁傳感器制造,中清航科開發(fā)超導(dǎo)磁懸浮切割臺(tái)。晶圓在強(qiáng)磁場(chǎng)(0.5T)下懸浮,消除機(jī)械接觸應(yīng)力,切割后磁疇結(jié)構(gòu)畸變率<0.3%,靈敏度波動(dòng)控制在±0.5%。中清航科電化學(xué)回收裝置從切割廢水中提取金/銅/錫等金屬,純度達(dá)99.95%。單條產(chǎn)線年回收貴金屬價(jià)值超$80萬,回收水符合SEMIF78標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)零廢液排放。針對(duì)HJT電池脆弱電極層,中清航科采用熱激光控制技術(shù)(LCT)。紅外激光精確加熱切割區(qū)至200℃,降低材料脆性,電池效率損失<0.1%,碎片率控制在0.2%以內(nèi)。中清航科切割冷卻系統(tǒng)專利設(shè)計(jì),溫差梯度控制在0.3℃/mm。

中清航科創(chuàng)新性推出“激光預(yù)劃+機(jī)械精切”復(fù)合方案:先以激光在晶圓表面形成引導(dǎo)槽,再用超薄刀片完成切割。此工藝結(jié)合激光精度與刀切效率,解決化合物半導(dǎo)體(如GaAs、SiC)的脆性開裂問題,加工成本較純激光方案降低35%。大尺寸晶圓切割面臨翹曲變形、應(yīng)力集中等痛點(diǎn)。中清航科全自動(dòng)切割機(jī)配備多軸聯(lián)動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng),通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)晶圓形變動(dòng)態(tài)調(diào)整切割參數(shù)。搭配吸附托盤,將12英寸晶圓平整度誤差控制在±2μm內(nèi),支持3DNAND多層堆疊結(jié)構(gòu)加工。晶圓切割培訓(xùn)課程中清航科每月開放,已認(rèn)證工程師超800名。杭州12英寸半導(dǎo)體晶圓切割寬度
中清航科提供切割工藝認(rèn)證服務(wù),助客戶通過車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。南京晶圓切割寬度
為滿足汽車電子追溯要求,中清航科在切割機(jī)集成區(qū)塊鏈模塊。每片晶圓生成單獨(dú)工藝參數(shù)數(shù)字指紋(含切割速度、溫度、振動(dòng)數(shù)據(jù)),直通客戶MES系統(tǒng),實(shí)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(jī)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(fèi)高達(dá)3%晶圓面積。中清航科高精度邊緣定位系統(tǒng)通過AI識(shí)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。南京晶圓切割寬度