При производстве полупроводников подготовка пластин определяет не только использование материала, но и общий выход продукции в последующих процессах. По мере увеличения размеров и производительности кремниевых, карбидокремниевых (SiC) и комбинированных полупроводниковых приборов традиционные методы нарезки сталкиваются с ограничениями по потерям пропила, повреждению краев и производительности. Бесконечная алмазная резка проволоки (EDW), в которой используется непрерывная петля из проволоки с алмазным покрытием, становится надежной и эффективной технологией как для нарезки слитков, так и для изменения размеров пластин.
В этой статье рассматриваются технические принципы работы EDW, ее преимущества по сравнению с обычными пилами и роль в повышении эффективности и выхода продукции в производстве полупроводников.
Как работает бесконечная алмазная резка проволоки
В основе EDW лежит непрерывная петля из проволоки с алмазным покрытием, движущаяся с высокой линейной скоростью при контролируемом натяжении. В отличие от возвратно-поступательных проволочных пил или пильных дисков с внутренним диаметром, бесконечная петля обеспечивает Постоянная сила резания и равномерное движениеМинимизация вибраций и тепловых колебаний.
Основные рабочие параметры включают:
- Скорость движения проволоки: Обычно до 60-80 м/с для твердых подложек.
- Натяжение: Контролируется для предотвращения блуждания проволоки и поддержания однородности толщины.
- Размер зерна абразива: Мелкие алмазы минимизируют повреждения подповерхностного слоя; более крупные зерна увеличивают скорость удаления.
- Охлаждающая жидкость и фильтрация: Критически важен для удаления мусора, уменьшения нагрева и предотвращения загрязнения.
Технические преимущества в производстве полупроводников
1. Снижение потерь на прогиб
Обычные ID-пилы или возвратно-поступательные системы дают большую ширину пропила, что приводит к значительным потерям материала. EDW позволяет добиться такой ширины пропила, как 0,35-0,40 ммЭто напрямую увеличивает количество пластин на слиток и снижает стоимость одной пластины.
2. Нижнее подповерхностное повреждение (SSD)
Благодаря непрерывному режущему воздействию, EDW уменьшает зарождение трещин и глубину SSD, что, в свою очередь, снижает бюджет на удаление химико-механической полировки (ХМП). Меньшее время полировки приводит к снижению расхода расходных материалов и повышению производительности.
3. Качество и надежность краев
Края пластин подвержены сколам, трещинам и микротрещинам. Постоянная механическая нагрузка EDW создает более гладкие краяЭто уменьшает разрушение матрицы по краям во время нарезки или упаковки. Это напрямую улучшает Прочность штампа и конечный выход.
4. Совместимость с твердыми и хрупкими материалами
Такие материалы, как SiC, GaN и сапфир представляют собой уникальную проблему из-за твердости и хрупкости. EDW в сочетании с оптимизированными характеристиками охлаждающей жидкости и абразива обеспечивает стабильную производительность нарезки даже на таких сложных субстратах.
Применение в цепочке создания стоимости полупроводников
Нарезка заготовок
EDW используется для нарезки кремния и SiC на пластины с точной толщиной и минимальными потерями материала. Для таких дорогих материалов, как SiC, экономическая выгода от уменьшения пропила особенно велика.
Изменение размеров и кернение пластин
Исследовательским и специализированным заводам часто требуются пластины с измененным размером или керном меньшего диаметра для экспериментальных линий. EDW обеспечивает точное изменение размеров, повторную насечку и соответствие кромкам стандартам SEMI.
Подготовка кромки
EDW может быть интегрирована с снятие фасок и закругление кромок процессов, обеспечивая соответствие пластин спецификациям SEMI M1. Более прочные и чистые кромки снижают дефектность в передовой упаковке и при работе с тонкими пластинами.
Повышение урожайности после обработки
Благодаря снижению твердого диска и повышению прочности кромок EDW снижает количество отказов во время последующих процессов CMP, литографии и нарезки на кубики. Это повышает как производительность линии, так и общую эффективность оборудования (OEE).
Стоимость владения
При оценке новых технологий нарезки фабрики оценивают как капитальные вложения, так и эксплуатационные расходы. EDW предлагает:
- Экономия материалов: Больше пластин на слиток за счет более узкого пропила.
- Эффективность использования расходных материалов: Более длительный срок службы проволоки по сравнению с ножами и сокращение количества расходных материалов для CMP.
- Пропускная способность: Стабильный процесс с уменьшенным количеством переделок и брака.
- Влияние на урожайность: Меньше трещин, более прочные края и низкая дефектность.
Для таких дорогостоящих материалов, как SiC, эти факторы в совокупности дают неоспоримое преимущество по стоимости владения.
Пример из практики: Обработка SiC-пластин
В ходе пилотной оценки EDW была применена к 150-миллиметровым пластинам SiC для изменения размеров и подготовки кромок. Результаты показали:
- 35% уменьшение сколов на кромках по сравнению с механическим отбором керна.
- 10-15% сократить бюджет на удаление CMP.
- 20% увеличение средней прочности штампа.
- Повышение валового сбора 1,5-2% в пилотных партиях.
Эти результаты подчеркивают потенциал EDW для масштабирования от научно-исследовательских лабораторий до массового производства.
Заключение
Резка бесконечной алмазной проволокой - это не просто дополнительное улучшение, это преобразующая технология для производства полупроводниковых пластин. Обеспечивая более тонкие пропилы, уменьшая подповерхностные повреждения и улучшая качество кромок, EDW помогает заводам извлекать больше пользы из каждого слитка, сохраняя при этом последующий выход продукции.
👉 Чтобы узнать больше о том, как Бесконечная алмазная резка проволоки Системы могут улучшить производство полупроводников, свяжитесь с нашей командой для получения подробной технической информации и руководства по применению.
