國產(chǎn)劃片機(jī) 2022-04-21
LED顯示屏向miniLED的發(fā)展意味著LED尺寸的減小，LED尺寸的減小使得加工過程中的切割誤差容限越來越低，對細(xì)度的要求越來越高。此外，LED芯片和光珠尺寸的減小意味著相同面積的晶圓或PCB板上切割出的顆粒越多，全自動精密劃片機(jī)生產(chǎn)商漢為助力半導(dǎo)體劃切設(shè)備國產(chǎn)化，因此對切割機(jī)的效率也提出了更高的要求：
第1步是薄膜工藝。
晶圓表面的氧化會形成一層保護(hù)薄膜，它可作為摻雜的阻擋層，這層二氧化硅膜被稱為場氧化層(fieldoxide)。
第2步是圖形化工藝。
通過光刻、刻蝕、去膠工藝，在場氧化層上開凹孔以定義晶體管的源極、柵極和漏極的特定位置。
第3步是薄膜工藝。
接下來，晶圓將經(jīng)過二氧化硅氧化反應(yīng)加工。晶圓暴露的硅表面會生長一層氧化薄膜。它可作為柵極氧化層。
第4步是薄膜工藝。
在這一步晶圓上淀積一層多晶硅作為柵極結(jié)構(gòu)。
第5步是圖形化工藝。
通過光刻工藝，在氧化層/多晶硅層按電路圖形刻蝕兩個開口，它們定義了晶體管的源極和漏極區(qū)域。
第6步是摻雜工藝。
摻雜加工用于在源極和漏極區(qū)域形成N型雜區(qū)。
第7步是薄膜工藝。
在源極和漏極區(qū)域生長一層氧化膜。
第8步是圖形化工藝。
通過光刻、刻蝕和去膠工藝，分別在源極、柵極和漏極區(qū)域刻蝕形成的孔，稱為接觸孔。
第9步是薄膜工藝。
在整個晶圓的表面淀積一層導(dǎo)電金屬，該金屬通常是鋁的合金。
第10步是圖形化工藝。
通過光刻刻蝕和去膠工藝晶圓表面金屬鍍層在芯片和劃片線上的部分按照電路圖形除去。金屬膜剩下的部分將芯片的每個元件按照設(shè)計要求準(zhǔn)確無誤地連接起來。
第11步是熱處理工藝。
緊隨金屬刻蝕加工后晶圓將在氮氣環(huán)境下經(jīng)歷加熱工藝。此步加工的目的是使金屬與源、漏、柵極進(jìn)一步熔合以獲得更好的電性能接觸連接。
第12步是薄膜工藝。
芯片器件上的最后一層是保護(hù)層，通常被稱為防刮層(scratch layer)或鈍化層(passivation layer)。它的用途是使芯片表面的元件在電測、封裝及使用時得到保護(hù)。
第13步是圖形化工藝。
通過光刻刻蝕和去膠工藝，在整個工藝加工序列的最后一步是將位于芯片周邊金屬引線壓點上的鈍化層刻蝕掉，這一步被稱為壓點掩模(pad mask)。
助力半導(dǎo)體劃切設(shè)備國產(chǎn)化的這13個步驟的工藝流程舉例，闡述了4種最基本的工藝方法是如何應(yīng)用到制造一個具體的晶體管結(jié)構(gòu)的。電路所需的其他元件(二極管、電器和電容器)也同時在電路的不同區(qū)域上構(gòu)成。比如，在這個工藝流程下，電阻的圖形和晶體管源/漏極圖形同時被添加在晶圓上。隨后的擴(kuò)散工藝形成源極/柵極和電阻。對于其他形式的晶體管，如雙極型和硅柵MOS晶體管，也同樣是由這4種最基本的工藝方法加工而成的，不同的只是所用材料和工藝流程不同。
集成電路的生產(chǎn)從拋光好的晶圓開始。下圖的截面圖按順序展示了構(gòu)成一個簡單的硅柵MOS晶體管結(jié)構(gòu)所需的基礎(chǔ)工藝。每一步工藝生產(chǎn)的說明如下：傳統(tǒng)的半自動砂輪切割設(shè)備采用手動送料和下料操作。由于人工操作，工件安裝位置不準(zhǔn)確，加工精度低，勞動強(qiáng)度高，自動化程度低，廢品率高，加工效率低。傳統(tǒng)的半自動砂輪切割晶圓的方法已經(jīng)無法滿足晶圓產(chǎn)品高效率、高精度的生產(chǎn)需求。
LED產(chǎn)業(yè)需要全自動、高精度的切割機(jī)來滿足生產(chǎn)需求。在國內(nèi)設(shè)備制造商中，漢為半導(dǎo)體是中國較早從事LED相關(guān)設(shè)備制造的企業(yè)之一，其業(yè)務(wù)涉及顯示屏、背光和照明領(lǐng)域。遼寧沈陽漢為劃片機(jī)事業(yè)部致力于劃片機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，幫助客戶解決精密切割技術(shù)問題。實現(xiàn)這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要求許多工藝。換言之，每一個工藝要求數(shù)個步驟和子步驟。實際上64Gb CMOS 器件的工藝可能需要180個主要步驟52個清洗/剝離步驟以及多達(dá)28 塊掩模版。所有這些主要步驟也是這4種基本工藝之一。
我們說傳統(tǒng)芯片的封裝工藝始于劃片機(jī)對整個晶圓分離成單個芯片的過程，這就對精密劃片機(jī)的設(shè)備提出了更高的要求；劃片機(jī)發(fā)展歷程原來劃片機(jī)經(jīng)歷了這三個階段 精密劃片機(jī)主要用于硅片、陶瓷、玻璃、砷化鎵等材料的加工，也被廣泛應(yīng)用于集成電路 （IC）、半導(dǎo)體等行業(yè)，如果想了解更多關(guān)于劃片機(jī)行業(yè)知識，請關(guān)注漢為官網(wǎng)。
