近日業(yè)內(nèi)消息，國(guó)內(nèi)一家半導(dǎo)體公司制造出了第一臺(tái)核心部件 100% 國(guó)產(chǎn)化的高端晶圓激光切割設(shè)備。

晶圓切割就是將硅晶圓切割成單個(gè)芯片的過(guò)程，因?yàn)榫A上刻好的電路非常精密，所以在切割的過(guò)程中需要極高的精度，也就是說(shuō)晶圓切割工藝對(duì)設(shè)備的要求極高。

我們可以簡(jiǎn)單地從芯片制造的過(guò)程來(lái)體會(huì)晶圓切割的在其中的角色。

上游材料廠從最開(kāi)始的晶體硅錠加工到晶圓片，然后通過(guò)拋光等步驟將晶圓廠需要的晶圓材料準(zhǔn)備好。

收到晶圓片后代工廠還需經(jīng)過(guò)濕洗等步驟完成光刻準(zhǔn)備工作，先通過(guò)光刻機(jī)在晶圓上打印特定的電路圖，然后通過(guò)離子注入改變其導(dǎo)電特性，接下來(lái)就是蝕刻電鍍等步驟完成加工，最后將晶圓表面清理干凈并對(duì)其做電氣測(cè)試和性能分類。

上述一切就緒后就到晶圓切割了，分離出單個(gè)芯片，然后就將分離出來(lái)的單個(gè)芯片進(jìn)行封裝。

晶圓切割有機(jī)械鋸切、激光切割、晶圓劃片以及等離子切割等，本次國(guó)內(nèi)的這臺(tái) 100% 核心部件國(guó)產(chǎn)化的晶圓切割設(shè)備就是激光切割。

據(jù)悉，該設(shè)備是由華工科技激光半導(dǎo)體產(chǎn)品黃偉團(tuán)隊(duì)制造出來(lái)的，并在半導(dǎo)體激光設(shè)備領(lǐng)域攻克多項(xiàng)中國(guó)第一。

由于晶圓材料質(zhì)地硬且脆，一個(gè) 12 英寸的晶圓片會(huì)切出來(lái)成千上萬(wàn)顆芯片，晶圓切割和芯片分離無(wú)論采取機(jī)械或激光的方式，都會(huì)因物質(zhì)接觸和高速運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生熱影響和崩邊，從而影響芯片性能。

因此，控制熱影響的擴(kuò)散范圍和崩邊尺寸是晶圓切割設(shè)備要突破的關(guān)鍵性問(wèn)題。

黃偉表示，機(jī)械鋸切的熱影響和崩邊寬度約 20μm，傳統(tǒng)激光切割也在 10μm左右，而且切割線寬的減少會(huì)兼容經(jīng)濟(jì)高效的高集成度晶圓片。

該團(tuán)隊(duì)從去年開(kāi)始就展開(kāi)了微納米級(jí)激光加工的迭代升級(jí)和攻堅(jiān)突破，最忙的階段團(tuán)隊(duì) 20 多人兩班倒、24 小時(shí)不停地輪流做測(cè)試實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)品優(yōu)化。

最后經(jīng)過(guò)一年堅(jiān)持不懈的奮斗，成功實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)，新晶圓切割設(shè)備的熱影響降為 0，崩邊尺寸也降至 5μm 以內(nèi)，切割線寬甚至可以做到 10μm 以內(nèi)。

據(jù)悉，華工科技是脫胎于華中科技大學(xué)校企的上市公司，業(yè)務(wù)涵蓋激光加工技術(shù)為重要支撐的智能制造裝備、信息通信技術(shù)為重要支撐的光聯(lián)接、無(wú)線聯(lián)接，以敏感電子技術(shù)為重要支撐的傳感器等。

該企業(yè)表示正在研發(fā)第三代半導(dǎo)體晶圓激光改質(zhì)切割設(shè)備，計(jì)劃今年 7 月推出新產(chǎn)品，同時(shí)也正在開(kāi)發(fā)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代半導(dǎo)體晶圓激光退火設(shè)備。

“激光技術(shù)的應(yīng)用是沒(méi)有邊界的，有很多未知的領(lǐng)域，需要大膽探索，” 該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人黃偉表示：“發(fā)展無(wú)止境，突破無(wú)止境，我們有信心讓中國(guó)的激光裝備在更多的細(xì)分領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平?！?

注：圖片來(lái)自華工科技