Le découpage de plaquettes est une étape critique dans la fabrication de semi-conducteurs, impliquant le processus de coupe d’une plaquette de semi-conducteurs en puces individuelles (matrices) après la fabrication du circuit est terminée. Cette étape suit généralement le traitement et les tests de plaquettes, servant comme une opération clé avant l’emballage du circuit intégré (ci). À mesure que la conception des puces devient de plus en plus complexe et de plus en plus petite en taille, la précision, l’efficacité et l’impact du découpage des plaquettes sur l’intégrité des plaquettes sont devenus des considérations essentielles.

Wafer Dicing Process

1. Préparation de plaquettes

Avant le découpage en dés, la plaquette a subi plusieurs étapes complexes de fabrication, y compris la photolithographie, l’implantation ionique, le dépôt chimique en vapeur (CVD) et la gravure, pour créer les circuits à semi-conducteurs. Ces circuits sont disposés dans une matrice sur la tranche, chaque unité de matrice correspondant à une puce individuelle.

2. Montage de bande

Pour éviter que la plaquette ne soit endommagée pendant la mise en dés, un ruban de protection est généralement appliqué à l’arrière de la plaquette, en l’attachant à un cadre de mise en dés. Ce processus non seulement stabilise la plaquette, mais réduit également la contamination par les débris générés lors de la découpe.

3. Scription:

Avant la coupe proprement dite, des lignes sont tracées sur la surface de la plaquette le long des limites des copeaux, formant une grille. Ces lignes guident le chemin de coupe et assurent une division précise pendant le processus de découpage en dés.

4. Découpage en dés

La plaquette est découpée en dés le long des lignes pré-marquées, généralement en utilisant l’une des méthodes suivantes:

Découpe de lame: implique l’utilisation de lames diamantées rotatives à grande vitesse pour couper la plaquette. Les lames sont extrêmement minces (allant de dizaines à centaines de micromètres) pour minimiser les pertes de matériau. Le découpage en dés sur lame reste la technique la plus courante en raison de sa haute précision et de sa large applicabilité.

Découpage Laser: utilise des faisceaux Laser à haute énergie pour couper la plaquette. En tant que méthode sans contact, elle offre des avantages tels que l’absence de contraintes mécaniques, une grande précision et une vitesse de coupe rapide, particulièrement adaptée aux matériaux fragiles ou aux circuits complexes.

Dés furtifs: une technique laser plus avancée où le laser crée des fissures internes à l’intérieur de la plaquette, laissant la surface intacte. Des contraintes mécaniques sont ensuite appliquées pour séparer la plaquette le long de ces fissures, réduisant ainsi les pertes de matériau et la production de débris.

5. nettoyage

Le processus de coupe en dés produit une quantité importante de débris et de poussière, qui doivent être soigneusement nettoyés pour s’assurer que la surface de chaque copeau est exempte de contamination. Les méthodes de nettoyage par ultrasons ou à haute pression sont généralement utilisées pour éliminer les particules résiduelles.

6. Die séparation

Après le découpage en dés, la plaquette est divisée en copeaux individuels, qui sont séparés par un équipement automatisé et préparés pour l’emballage. Ce procédé nécessite une attention particulière pour éviter des dommages mécaniques aux puces ou à leurs circuits.

Principales Techniques de découpage de Wafer

1. Lame en dés

Le découpage en dés de lame est la méthode de découpage en plaquettes la plus largement utilisée, où les lames diamantées rotatives à grande vitesse coupent le long de lignes prédéfinies. Ses avantages comprennent la maturité, un coût relativement faible et une large applicabilité. Cependant, les contraintes mécaniques pendant le processus peuvent affecter l’intégrité des bords des copeaux, en particulier lors de la coupe de tranches plus épaisses.

2. Découpage Laser

Le découpage Laser utilise un faisceau Laser pour couper la plaquette en chauffant localement le matériau. Cette méthode permet de couper des structures plus fines sur des plaquettes plus petites et est idéale pour les matériaux fragiles ou les applications nécessitant une grande précision. Puisque le découpage laser est une technique sans contact, il évite les contraintes mécaniques, bien que les dommages localisés de la chaleur doivent être gérés pour prévenir les problèmes.

3. Furtif dés

Le dés furtif utilise un laser pour créer des fissures à l’intérieur de la plaquette tout en laissant la surface intacte. Ces fissures sont ensuite utilisées comme points de rupture lors de l’application de contraintes mécaniques. Cette technique évite les dommages de surface, réduit les pertes de matériau et limite la production de débris, ce qui la rend essentielle pour la fabrication de copeaux haut de gamme.

Défis dans le découpage de plaquettes

1. Exigences de haute précision

À mesure que l’intégration des puces augmente, l’espacement entre les puces individuelles sur la plaquette devient plus étroit, souvent seulement des dizaines de micromètres. Cela nécessite une précision de coupe extrêmement élevée pour éviter d’endommager les copeaux ou d’augmenter les pertes de matériau.

2. Contraintes matérielles et dommages

Les contraintes mécaniques ou les effets thermiques pendant le découpage en dés peuvent causer des dommages aux bords des plaquettes ou des défauts dans la structure des copeaux. Ces dommages peuvent avoir une incidence sur les performances et la fiabilité des puces, en particulier dans les applications nécessitant des dispositifs d’alimentation ou des composants microélectroniques.

3. Nettoyage des débris

Le processus de coupe en dés génère une quantité importante de débris qui doivent être efficacement enlevés. Si elles ne sont pas nettoyées correctement, les particules résiduelles peuvent contaminer la surface des copeaux, ce qui entraîne des défauts dans le processus de fabrication. Par conséquent, un nettoyage en profondeur après le dé est crucial.

Exemples d’application de Wafer Dicing

Fabrication de circuits intégrés (ci) : après la fabrication de circuits sur de grandes tranches (par exemple, 12 ou 8 pouces), le découpage par découpage de tranches les sépare en puces individuelles. Ces puces sont ensuite emballées dans des produits courants de circuits intégrés tels que des processeurs et des puces mémoire.

Dispositifs à semi-conducteurs de puissance: les tranches de carbure de silicium (SiC) ou de nitrure de gallium (GaN) sont souvent mises en dés dans des dispositifs d’alimentation individuels utilisés dans les systèmes de conversion d’énergie à haut rendement comme les véhicules électriques et les onduleurs de puissance.

Conclusion Conclusion

Le découpage de plaquettes est une étape critique dans la fabrication de semi-conducteurs, qui divise les plaquettes en puces individuelles destinées à l’emballage. Diverses méthodes de dé, telles que le dé lame, le dé laser et le dé furtif, offrent des solutions sur mesure pour répondre aux différents besoins de conception de puce. À mesure que la taille des copeaux diminue et que les exigences en matière de précision et de fiabilité augmentent, la technologie de dés continuera d’évoluer vers une plus grande précision, une efficacité et une réduction des pertes de matériaux pour relever les défis de l’industrie.

JXTSe distingue dans le découpage de plaquettes avec sa technologie et son équipement de pointe, assurant une coupe précise tout en minimisant le stress et les débris. Cela améliore le rendement et la qualité des copeaux. De plus, JXT propose des solutions personnalisées pour une gamme d’applications, des circuits intégrés standard aux semi-conducteurs de puissance avancés, fournissant un support solide et fiable pour l’industrie mondiale des semi-conducteurs.

Liens de produits connexes

Plaquette en carbure de silicium (SiC Wafer)