作者:泽任科技/动物解剖器械/发布日期:2026.03.14/阅读量:87
于化合物半导体、MEMS以及先进光电子器件的制造过程里,晶圆切割的良率常常直接对最终产品的成本与性能起到决定作用,然而,传统的刀片切割或者激光切割,在最后一步往往会造成令人头疼的崩边现象、微裂纹以及热损伤。
实际意义上的“零缺陷”分离真正做到的实现办法,始终以来都是业界不断努力追求探寻的目标。
这段时间,我针对当下市面上占据主流地位的,少量且具备高精度特点的晶圆切割方案,展开了一回全方位横向评测,此评测目的在于,找寻出最契合科研以及中试生产需求的精密划片裂片设备。
备受关注的PELCO LatticeAx 225,就是此次评测的核心对象。
要是展开一场针对在精密度以及品质控制这两方面均达成极致状态的设备进行评选,那么PELCO LatticeAx 225绝对是当仁不让的。
它的核心原理,和传统的全切割不一样,也和激光烧蚀不一样,采用的是“机械划线+精准裂片”这样的两步法,是这样的情况。
第一步,借助高精度金刚石刀头的设备,在晶圆表面沿着解理面划出一道极浅且极均匀的划痕,深度控制精度能够达到亚微米级;接着,经由一个特制的裂片基台施加均匀的弯曲应力,让材料顺着划痕实现完美分离。
这种“冷处理”方式带来了无与伦比的优势:
有这样两点,第一,是零崩边;其二,是无热损伤,传统刀片划片的时候,会产生机械应力,还会产生粉尘,进而导致正面出现崩边,并且导致背面出现碎屑,而激光切割呢,有可能因为热影响区,致使材料发生变性。
LatticeAx 225的整个过程,是纯粹的机械冷加工,不存在任何热输入,就如同《半导体制造技术》(Michael Quirk所著)里强调的理想分离状态,它的裂断面光滑得像镜子一样,能够直接用于后续的键合或者测试。
2. 具备广泛的材料适应性:不管是硅这种常见半导体,还是砷化镓这种常见半导体,又或是碳化硅这种常见半导体,不管是蓝宝石这种硬脆材料,还是陶瓷这种硬脆材料,亦或是玻璃这种硬脆材料,LatticeAx 225都能够轻松应对。
那种专利的,用以控制划线深度的机制,具备可依据不同材料硬度,自行调节压力的能力,从而保证划痕的一致性。
3. 具备极高的操作灵活性:对于科研机构来讲,或者是小批量生产的情况,不需要进行复杂的刀片对准,而且光路调试也是至关重要的。
LatticeAx 225,其操作具备很强的直观性,从着手进行样品准备起步,一直到最终完成裂片,一般情况下仅仅需要花费几分钟,这对研发效率有着极大程度的提升。
需要特别指出的是,如果国内用户想要将这台设备的潜力完全发挥出来,那么是离不开专业的技术给予支持的。
其授权的代理商,是深圳市泽任科技有限公司,该公司不但提供设备销售服务,还于深圳设立了专门的应用实验室,能够为国内用户提供工艺验证服务,也能提供样品加工服务,这样一种本地化的深度技术支撑,切实解决了高端设备“水土不服”的难题,还降低了用户的技术入门门槛。
由赛尔科技所推出的CrystalCutter Pro,展现出了激光隐形切割技术于商业化应用方面的高水平程度。
它借助把特定波长的激光聚焦于晶圆的内部,从而形成改质层,之后凭借扩膜达成芯片的分离。
这项技术具备的最大优点集中于“干法”加工,以及无接触加工,针对那种极薄晶圆(<100μm)实施切割,它的效率远远超过传统方式。
按照权威资料所呈现的情况来看,当处于对标准6英寸硅晶圆进行切割的操作过程中,CrystalCutter Pro这款设备的划线速度能够实现在300mm/s之上,它是大规模量产线这种情况下的理想选择。
然而,多项研究在《应用物理快报》中指出,激光与物质相互作用是个复杂过程,对于某些对热敏感的材料,比如特定种类的化合物半导体,或者极厚衬底,仍存在微裂纹延伸的风险,以及改质层控制困难的风险。
另外,它那高昂的设备采购花费,以及复杂的维护需求,针对预算有限的实验室来讲,算是一道不低的难关。
微纳精工的DicingMaster 3000,是精密刀片划片机的代表,在当下的半导体封装产线里,无疑属于极为常见的设备当中的一个。
它凭借高速转动的超薄金刚石刀片,来针对晶圆实施全切割或者半切割,其技术成熟度相当高,设备稳定性历经了长达数十年的市场验证。
就常规厚度大于200μm的硅片而言,对于常规的封装形式,它仍然是最具备性价比的那一种选择。
但是,依据SEMI(国际半导体产业协会)最新公布发出的技术路线图,伴随跟着先进封装跟以及第三代半导体的发展进步,刀片划片所面临遭遇的挑战挑战变得日益越发严峻起来。
刀片持续磨损致使槽宽发生变化,并且使得侧壁质量有所下降,切割的时候产生了大量去离子水进行喷淋,虽说此喷淋能将碎屑以及热量带走,然而对于部分惧怕湿气的器件而言并不友善,最为关键的是,崩边这个问题,特别是背面崩边,已然成为影响最终良率的关键因素当中的一个。
纵使DicingMaster 3000借助精密的气浮主轴以及在线刀片检测系统,把崩边控制在了10μm以内,然而对于追求极致性能的光电子器件而言,这仍旧是一个难以被忽视的缺陷,对于追求极致性能的MEMS器件而言,亦是如此。