晶圆切割工艺

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晶圆切割,正在被改变
半导体行业观察· 2025-07-13 11:25
SK海力士晶圆切割工艺升级 - 公司计划在HBM4晶圆切割中引入飞秒开槽和全切割工艺,以应对20-30微米超薄晶圆的制造挑战[2] - 现有机械切割(100微米)和隐形切割(50微米)技术已无法满足HBM4和400层以上NAND的薄化需求[2] - 飞秒激光技术可实现1/1000万亿分之一秒的超短脉冲,显著减少切割缺陷并提升精度[3] - 新工艺将同步应用于400层及以上NAND产品,该类产品需将单元区域与外围电路晶圆粘合[3] 薄晶圆技术发展趋势 - 3D-IC和先进封装推动晶圆厚度需求降至50微米以下,HBM模块总厚度已小于单块优质硅晶圆[5] - 薄晶圆在AI应用2.5D/3D封装中起关键作用,扇出型晶圆级封装年增速远超传统集成电路[5] - 硅通孔(TSV)技术成为堆叠器件必备方案,要求减薄工艺精度控制在微米级[5] - 超薄晶圆加工面临微崩裂、开裂等风险,尤其在PECVD等高温工艺中良率威胁显著[6] 晶圆减薄关键技术 - 减薄工艺需平衡研磨/CMP/蚀刻,目标将TTV(总厚度变化)控制在25纳米级别[11][12] - 玻璃载体晶圆CTE接近硅但成本较高,硅载体兼容性更优且TTV控制成本降低50%[9] - 边缘修整技术通过台阶切割防止原子级锋利边缘引发的晶圆贯穿裂纹[7] - 自适应CMP工艺结合多区域膜载体可局部调节压力,温度控制对抛光垫性能至关重要[13] 临时键合与脱键技术 - 紫外/红外激光烧蚀成为主流脱键方法,每小时可处理20-30片晶圆且应力最小[21] - 光子脱键新技术对翘曲容忍度高,成本较激光烧蚀降低且适合20微米以下晶圆[19] - 纳米切割技术采用无机层取代有机粘合剂,可承受900°C高温兼容前端工艺[21] - 优质粘合剂需满足低温键合/高温加工特性,旋涂均匀性直接影响背面研磨效果[10] 行业技术发展动态 - 台积电/美光/三星已率先采用飞秒激光切割技术,SK海力士方案将加速技术普及[3] - 设备商开发选择性等离子蚀刻+CVD钝化组合方案,有效解决边缘空隙导致的良率损失[14] - 载体晶圆回收利用成为趋势,高性能硅载体最高可重复使用10次[22] - 行业聚焦TSV架构优化,11微米直径/110微米深度成为当前主流技术路线[13]