半導(dǎo)體晶圓是一種薄而平的半導(dǎo)體材料圓片,組成通常為硅,主要用于制造集成電路(IC)和其他電子器件的基板。晶圓是構(gòu)建單個(gè)電子組件和電路的基礎(chǔ),各種材料和圖案層在晶圓上逐層堆疊形成。由于優(yōu)異的電子特性,硅成為了常用的半導(dǎo)體晶圓材料。根據(jù)摻雜物的添加,硅可以作為良好的絕緣體或?qū)w。此外,硅的儲量也十分豐富,上述這些特性都使其成為半導(dǎo)體行業(yè)的成本效益選擇。其他材料如鍺、氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)和碳化硅(SiC)也具有一定的適用場景,但它們的市場份額遠(yuǎn)小于硅。中清航科切割實(shí)驗(yàn)室開放合作,已助力30家企業(yè)工藝升級。泰州sic晶圓切割寬度

中清航科注重與科研機(jī)構(gòu)的合作創(chuàng)新,與國內(nèi)多所高校共建半導(dǎo)體切割技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)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(xiàng),其中“一種基于飛秒激光的晶圓超精細(xì)切割方法”獲得國家發(fā)明專利金獎,推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)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(jī)交互界面與強(qiáng)大的功能。支持多種格式的晶圓版圖文件導(dǎo)入,可自動生成切割路徑,同時(shí)提供離線編程功能,可在不影響設(shè)備運(yùn)行的情況下完成新程序的編制與模擬,提高設(shè)備利用率。舟山藍(lán)寶石晶圓切割劃片廠中清航科推出切割工藝保險(xiǎn)服務(wù),承保因切割導(dǎo)致的晶圓損失。

隨著Chiplet技術(shù)的興起,晶圓切割需要更高的位置精度以保證后續(xù)的異構(gòu)集成。中清航科開發(fā)的納米級定位切割系統(tǒng),采用氣浮導(dǎo)軌與光柵尺閉環(huán)控制,定位精度達(dá)到±0.1μm,配合雙頻激光干涉儀進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn),確保切割道位置與設(shè)計(jì)圖紙的偏差不超過0.5μm,為Chiplet的高精度互聯(lián)奠定基礎(chǔ)。中清航科深諳半導(dǎo)體設(shè)備的定制化需求,可為客戶提供從工藝驗(yàn)證到設(shè)備交付的全流程服務(wù)。其技術(shù)團(tuán)隊(duì)會深入了解客戶的晶圓規(guī)格、材料特性與產(chǎn)能要求,定制專屬切割方案,如針對特殊異形Die的切割路徑優(yōu)化、大尺寸晶圓的分片切割策略等,已成功為多家頭部半導(dǎo)體企業(yè)完成定制化項(xiàng)目交付。
隨著芯片輕薄化趨勢,中清航科DBG(先切割后研磨)與SDBG(半切割后研磨)設(shè)備采用漸進(jìn)式壓力控制技術(shù),切割階段只切入晶圓1/3厚度,經(jīng)背面研磨后自動分離。該方案將100μm以下晶圓碎片率降至0.01%,已應(yīng)用于5G射頻模塊量產(chǎn)線。冷卻液純度直接影響切割良率。中清航科納米級過濾系統(tǒng)可去除99.99%的0.1μm顆粒,配合自主研發(fā)的抗靜電添加劑,減少硅屑附著造成的短路風(fēng)險(xiǎn)。智能溫控模塊維持液體粘度穩(wěn)定,延長刀片壽命200小時(shí)以上呢。中清航科提供切割工藝認(rèn)證服務(wù),助客戶通過車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)。

為提升芯片產(chǎn)出量,中清航科通過刀片動態(tài)平衡控制+激光輔助定位,將切割道寬度從50μm壓縮至15μm。導(dǎo)槽設(shè)計(jì)減少材料浪費(fèi),使12英寸晶圓有效芯片數(shù)增加18%,明顯降低單顆芯片制造成本。切割產(chǎn)生的亞微米級粉塵是電路短路的元兇。中清航科集成靜電吸附除塵裝置,在切割點(diǎn)10mm范圍內(nèi)形成負(fù)壓場,配合離子風(fēng)刀清理殘留顆粒,潔凈度達(dá)Class1標(biāo)準(zhǔn)(>0.3μm顆粒<1個(gè)/立方英尺)。中清航科設(shè)備內(nèi)置AOI(自動光學(xué)檢測)模塊,采用多光譜成像技術(shù)實(shí)時(shí)識別崩邊、微裂紋等缺陷。AI算法在0.5秒內(nèi)完成芯片級判定,不良品自動標(biāo)記,避免后續(xù)封裝資源浪費(fèi),每年可為客戶節(jié)省品質(zhì)成本超百萬。中清航科切割機(jī)防震平臺隔絕0.1Hz振動,保障切割穩(wěn)定性。湖州碳化硅晶圓切割刀片
復(fù)合材料晶圓切割選中清航科多工藝集成設(shè)備,兼容激光與刀片。泰州sic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。中清航科在切割頭集成光纖傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測刀片直徑變化并自動補(bǔ)償Z軸高度。結(jié)合大數(shù)據(jù)預(yù)測模型,刀片利用率提升40%,每年減少停機(jī)損失超200小時(shí)。泰州sic晶圓切割寬度