晶圓切割是半導(dǎo)體封裝的中心環(huán)節(jié),傳統(tǒng)刀片切割通過金剛石砂輪實(shí)現(xiàn)材料分離。中清航科研發(fā)的超薄刀片(厚度15-20μm)結(jié)合主動(dòng)冷卻系統(tǒng),將切割道寬度壓縮至30μm以內(nèi),崩邊控制在5μm以下。我們的高剛性主軸技術(shù)可適配8/12英寸晶圓,切割速度提升40%,為L(zhǎng)ED、MEMS器件提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。針對(duì)超薄晶圓(<50μm)易碎裂難題,中清航科激光隱形切割系統(tǒng)采用紅外脈沖激光在晶圓內(nèi)部形成改性層,通過擴(kuò)張膜實(shí)現(xiàn)無應(yīng)力分離。該技術(shù)消除機(jī)械切割導(dǎo)致的微裂紋,良率提升至99.3%,尤其適用于存儲(chǔ)芯片、CIS等器件,助力客戶降低材料損耗成本。8小時(shí)連續(xù)切割驗(yàn)證:中清航科設(shè)備溫度波動(dòng)≤±0.5℃。湖州碳化硅線晶圓切割廠
在碳化硅晶圓切割領(lǐng)域,由于材料硬度高達(dá)莫氏 9 級(jí),傳統(tǒng)切割方式面臨效率低下的問題。中清航科創(chuàng)新采用超高壓水射流與激光復(fù)合切割技術(shù),利用水射流的冷卻作用抑制激光切割產(chǎn)生的熱影響區(qū),同時(shí)借助激光的預(yù)熱作用降低材料強(qiáng)度,使碳化硅晶圓的切割效率提升 3 倍,熱影響區(qū)控制在 10μm 以內(nèi)。晶圓切割設(shè)備的可靠性是大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障。中清航科對(duì)中心部件進(jìn)行嚴(yán)格的可靠性測(cè)試,其中激光振蕩器經(jīng)過 10 萬小時(shí)連續(xù)運(yùn)行驗(yàn)證,機(jī)械導(dǎo)軌的壽命測(cè)試達(dá)到 200 萬次往復(fù)運(yùn)動(dòng)無故障。設(shè)備平均無故障時(shí)間(MTBF)突破 1000 小時(shí),遠(yuǎn)超行業(yè) 800 小時(shí)的平均水平,為客戶提供穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)保障。湖州芯片晶圓切割刀片中清航科切割工藝白皮書下載量超10萬次,成行業(yè)參考標(biāo)準(zhǔn)。
在晶圓切割的質(zhì)量檢測(cè)方面,中清航科引入了三維形貌檢測(cè)技術(shù)。通過高分辨率 confocal 顯微鏡對(duì)切割面進(jìn)行三維掃描,生成精確的表面粗糙度與輪廓數(shù)據(jù),粗糙度測(cè)量精度可達(dá) 0.1nm,為工藝優(yōu)化提供量化依據(jù)。該檢測(cè)結(jié)果可直接與客戶的質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫流轉(zhuǎn)。針對(duì)晶圓切割過程中的熱變形問題,中清航科開發(fā)了恒溫控制切割艙。通過高精度溫度傳感器與 PID 溫控系統(tǒng),將切割艙內(nèi)的溫度波動(dòng)控制在 ±0.1℃以內(nèi),同時(shí)采用熱誤差補(bǔ)償算法,實(shí)時(shí)修正溫度變化引起的機(jī)械變形,確保在不同環(huán)境溫度下的切割精度穩(wěn)定一致。
磷化銦(InP)光子晶圓易產(chǎn)生邊緣散射損耗。中清航科采用等離子體刻蝕輔助裂片技術(shù),切割面垂直度達(dá)89.5°±0.2°,側(cè)壁粗糙度Ra<20nm,插入損耗降低至0.15dB/cm。中清航科SkyEye系統(tǒng)通過5G實(shí)時(shí)回傳設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)(振動(dòng)/電流/溫度),AI引擎15分鐘內(nèi)定位故障根因。遠(yuǎn)程AR指導(dǎo)維修,MTTR(平均修復(fù)時(shí)間)縮短至45分鐘,服務(wù)覆蓋全球36國(guó)?;谖^(qū)X射線衍射技術(shù),中清航科繪制切割道殘余應(yīng)力三維分布圖(分辨率10μm),提供量化改進(jìn)方案??蛻粜酒瑹嵫h(huán)壽命提升至5000次(+300%),滿足車規(guī)級(jí)AEC-Q104認(rèn)證。中清航科晶圓切割機(jī)支持物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維,故障響應(yīng)速度提升60%。
晶圓切割的工藝參數(shù)設(shè)置需要豐富的經(jīng)驗(yàn)積累,中清航科開發(fā)的智能工藝推薦系統(tǒng),基于千萬級(jí)切割數(shù)據(jù)訓(xùn)練而成。只需輸入晶圓材料、厚度、切割道寬等基本參數(shù),系統(tǒng)就能自動(dòng)生成比較好的切割方案,包括激光功率、切割速度、聚焦位置等關(guān)鍵參數(shù),新手操作人員也能快速達(dá)到工程師的工藝水平,大幅降低技術(shù)門檻。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)設(shè)備的占地面積有著嚴(yán)格要求,中清航科采用緊湊型設(shè)計(jì)理念,將晶圓切割設(shè)備的占地面積控制在 2 平方米以內(nèi),較傳統(tǒng)設(shè)備減少 40%。在有限空間內(nèi),通過巧妙的結(jié)構(gòu)布局實(shí)現(xiàn)全部功能集成,同時(shí)預(yù)留擴(kuò)展接口,方便后續(xù)根據(jù)產(chǎn)能需求增加模塊,滿足不同規(guī)模生產(chǎn)車間的布局需求。中清航科切割耗材全球供應(yīng)鏈,保障客戶生產(chǎn)連續(xù)性。浙江12英寸半導(dǎo)體晶圓切割代工廠
中清航科定制刀輪應(yīng)對(duì)超薄晶圓切割,碎片率降至0.1%以下。湖州碳化硅線晶圓切割廠
中清航科注重與科研機(jī)構(gòu)的合作創(chuàng)新,與國(guó)內(nèi)多所高校共建半導(dǎo)體切割技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。圍繞晶圓切割的前沿技術(shù)開展研究,如原子層切割、超高頻激光切割等,已申請(qǐng)發(fā)明專利 50 余項(xiàng),其中 “一種基于飛秒激光的晶圓超精細(xì)切割方法” 獲得國(guó)家發(fā)明專利金獎(jiǎng),推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。晶圓切割設(shè)備的軟件系統(tǒng)是其智能化的中心,中清航科自主開發(fā)了切割控制軟件,具備友好的人機(jī)交互界面與強(qiáng)大的功能。支持多種格式的晶圓版圖文件導(dǎo)入,可自動(dòng)生成切割路徑,同時(shí)提供離線編程功能,可在不影響設(shè)備運(yùn)行的情況下完成新程序的編制與模擬,提高設(shè)備利用率。湖州碳化硅線晶圓切割廠