Cắt plasma là gì?

Cắt plasma là gì?

Cắt miếng wafer là bước cuối cùng trong quy trình sản xuất chất bán dẫn, tách các tấm silicon thành các chip riêng lẻ (còn gọi là khuôn). Các phương pháp truyền thống sử dụng lưỡi kim cương hoặc tia laser để cắt dọc theo các đường cắt giữa các con chip, tách chúng ra khỏi tấm bán dẫn. Cắt plasma sử dụng quy trình khắc khô để khắc vật liệu trên đường cắt thông qua plasma flo để đạt được hiệu quả tách. Với sự tiến bộ của công nghệ bán dẫn, thị trường ngày càng đòi hỏi những con chip nhỏ hơn, mỏng hơn và phức tạp hơn. Cắt plasma đang dần thay thế các giải pháp laser và lưỡi kim cương truyền thống vì nó có thể cải thiện năng suất, năng lực sản xuất và tính linh hoạt trong thiết kế, trở thành lựa chọn hàng đầu của ngành bán dẫn.

Cắt hạt plasma sử dụng phương pháp hóa học để loại bỏ vật liệu trên đường cắt hạt. Không có hư hỏng cơ học, không có ứng suất nhiệt và không có tác động vật lý nên sẽ không gây hư hỏng chip. Do đó, các con chip được tách bằng plasma có khả năng chống gãy cao hơn đáng kể so với những con xúc xắc sử dụng lưỡi kim cương hoặc tia laser. Sự cải thiện về tính toàn vẹn cơ học này đặc biệt có giá trị đối với những con chip chịu áp lực vật lý trong quá trình sử dụng.

Cắt plasma có thể cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất chip và sản lượng chip trên mỗi tấm bán dẫn. Lưỡi cắt kim cương và cắt laser yêu cầu cắt dọc theo từng đường khía, trong khi cắt plasma có thể xử lý đồng thời tất cả các đường khía, điều này giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất chip. Việc cắt hạt plasma không bị giới hạn về mặt vật lý bởi chiều rộng của lưỡi kim cương hoặc kích thước của điểm laze và có thể làm cho các đường cắt nhỏ hơn, cho phép cắt nhiều chip hơn từ một tấm bán dẫn. Phương pháp cắt này giải phóng bố cục tấm bán dẫn khỏi những ràng buộc của đường cắt thẳng, cho phép linh hoạt hơn trong thiết kế hình dạng và kích thước chip. Điều này tận dụng triệt để diện tích tấm bán dẫn, tránh tình trạng diện tích tấm bán dẫn phải hy sinh cho việc cắt hạt cơ học. Điều này làm tăng đáng kể sản lượng chip, đặc biệt đối với các chip cỡ nhỏ.

Cắt nhỏ bằng cơ học hoặc cắt bỏ bằng laser có thể để lại các mảnh vụn và tạp chất dạng hạt trên bề mặt wafer, khó loại bỏ hoàn toàn ngay cả khi vệ sinh cẩn thận. Bản chất hóa học của quá trình cắt plasma xác định rằng nó chỉ tạo ra các sản phẩm phụ dạng khí có thể được loại bỏ bằng bơm chân không, đảm bảo rằng bề mặt wafer vẫn sạch sẽ. Sự phân tách tiếp xúc sạch, phi cơ học này đặc biệt phù hợp với các thiết bị dễ vỡ như MEMS. Không có lực cơ học nào làm rung tấm bán dẫn và làm hỏng các bộ phận cảm biến cũng như không có hạt nào bị kẹt giữa các bộ phận và ảnh hưởng đến chuyển động của chúng.

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng việc cắt plasma cũng đặt ra những thách thức. Quy trình phức tạp của nó đòi hỏi thiết bị có độ chính xác cao và người vận hành có kinh nghiệm để đảm bảo thái hạt lựu chính xác và ổn định. Hơn nữa, nhiệt độ và năng lượng cao của chùm tia plasma đặt ra yêu cầu cao hơn về kiểm soát môi trường và các biện pháp phòng ngừa an toàn, làm tăng độ khó và chi phí ứng dụng.