Вафля относится к кремниевой пластине, используемой при производстве кремниевых полупроводниковых схем, а ее исходным материалом является кремний. Из-за круглой формы ее часто называют «вафлей».
Пластина — это основа всей полупроводниковой структуры. Хороший или плохой фундамент напрямую определяет устойчивость всего здания, та же самая сложная реализация процесса электронного устройства должна быть построена на основе структуры гладкой пластины.
Производство чипов является одним из текущих национальных ключевых научно-исследовательских проектов. С развитием чипа в направлении прецизионных микро- и высокоинтегрированных разработок плотность интегральных схем продолжает расти, завод по производству полупроводникового оборудования также продолжает сталкиваться с проблемами.
В микронном масштабе традиционные методы обработки обычно становятся трудновыполнимыми. Кремниевые пластины уже хрупкие и хрупкие, а по мере уменьшения толщины пластины становятся еще более хрупкими, и когда алмазный наконечник вступает в контакт с пластинами, очень легко возникают трещины, дефекты и поломки пластин.
Индустрия микросхем характеризуется высокой чистой стоимостью и высокой себестоимостью. Отдельные пластины стоят дорого, а при механическом скрайбировании увеличение количества поломок окажет серьезное влияние на прибыльность, что производителям трудно вынести. Особенно после того, как готовая пластина покрыта тонким слоем металла, металлический мусор будет наматываться на алмазный диск, что серьезно повлияет на режущую способность.
Все факторы, лазер как современный инструмент промышленной поддержки, способ «невидимой резки» реализовать подрывное усовершенствование процесса производства чипов.
Принцип невидимой резки и лазерной гравировки, обычно используемой в стекле и других материалах, очень похож. Посредством оптического контроля основное внимание будет уделено формированию многофотонного поглощения внутри эффекта нелинейного поглощения пластины, в результате чего материал модифицируется с образованием трещин. Этот процесс только в нижней части пластины составляет 1/3-1/4 части, поверхность пластины не затрагивается. Благодаря наличию УФ-пленки, несущей под пластиной, когда внутренний модифицирующий слой полностью сформирован, пластину можно разделить по разрезному шву, растягивая несущий слой или расширяя пленку.
Технология лазерного невидимого скрайбирования изначально использовалась для резки ультратонких полупроводниковых пластин, но она хорошо зарекомендовала себя на кремниевых пластинах различной толщины, а также на специальных пластинах. Данная технология имеет следующие преимущества:
Невидимая лазерная разметка создает небольшой пропил, что позволяет зарезервировать меньшее количество вырезанных каналов в конструкции чипа. Другими словами, одна и та же пластина, использование невидимого лазерного скрайбирования может позволить производить большее количество чипов, меньше отходов, может сыграть роль в экономии ценных полупроводниковых материалов.
Лазерная невидимая разметка осуществляется внутри пластины, без царапин на поверхности, без загрязнения пылью, с минимальными потерями материала и без последующей очистки. Поскольку на поверхности пластины нет остатков кремния, это не повлияет на следующий этап обработки, что особенно подходит для дорогих материалов, чувствительных к загрязнению.
В случае определенной площади чипа возможно использование орто-шестиугольных плотных рядов наименьшей окружности. С помощью лазерного невидимого скрайбирования можно реализовать обработку пластины синтеза сборки чипа неправильной формы, можно обрабатывать шестиугольные, восьмиугольные и другие формы чипа, независимо от того, непрерывный или нет режущий канал, можно добиться максимального использования материалов.
В последние годы, благодаря росту спроса на конечном рынке, мировые поставки пластин по-прежнему находятся в фазе устойчивого роста. По данным EMI, в 2022 году в мировой области поставок полупроводниковых кремниевых пластин выручка будет рекордно высокой, соответственно, достигнет 14,7,13 миллиардов квадратных дюймов, 13,8 миллиардов долларов США. В связи с расширением масштабов рынка в последние годы в Китае уже началась локализация технологий лазерной невидимой резки. В 2020 году Чжэнчжоуская железнодорожная академия и компания Henan General Joint, после года успешной разработки первой в Китае машины для резки полупроводниковых лазерных невидимых пластин, открыли прелюдию к развитию индустрии лазерной резки пластин в Китае.
