GaN材料硬度高且易產(chǎn)生解理裂紋。中清航科創(chuàng)新水導(dǎo)激光切割(WaterJetGuidedLaser),利用高壓水柱約束激光束,冷卻與沖刷同步完成。崩邊尺寸<8μm,熱影響區(qū)只2μm,滿足射頻器件高Q值要求。設(shè)備振動導(dǎo)致切割線寬波動。中清航科應(yīng)用主動磁懸浮阻尼系統(tǒng),通過6軸加速度傳感器實(shí)時生成反向抵消力,將振幅壓制在50nm以內(nèi)。尤其適用于超窄切割道(<20μm)的高精度需求。光學(xué)器件晶圓需避免邊緣微裂紋影響透光率。中清航科紫外皮秒激光系統(tǒng)(波長355nm)配合光束整形模塊,實(shí)現(xiàn)吸收率>90%的冷加工,切割面粗糙度Ra<0.05μm,突破攝像頭模組良率瓶頸。中清航科提供切割工藝認(rèn)證服務(wù),助客戶通過車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)。江蘇sic晶圓切割
面對全球半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)鏈的不確定性,中清航科構(gòu)建了多元化的供應(yīng)鏈體系。與國內(nèi)200余家質(zhì)優(yōu)供應(yīng)商建立長期合作關(guān)系,關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)多源供應(yīng),同時在各地建立備件中心,儲備充足的易損件與中心部件,確保設(shè)備維修與升級時的備件及時供應(yīng),縮短設(shè)備停機(jī)時間。晶圓切割設(shè)備的能耗成本在長期運(yùn)行中占比較大,中清航科通過能效優(yōu)化設(shè)計(jì),使設(shè)備的單位能耗降低至0.5kWh/片(12英寸晶圓),較行業(yè)平均水平降低35%。采用智能休眠技術(shù),設(shè)備閑置時自動進(jìn)入低功耗模式,進(jìn)一步節(jié)約能源消耗,為客戶降低長期運(yùn)營成本。江蘇sic晶圓切割中清航科推出切割廢料回收服務(wù),晶圓利用率提升至99.1%。
高速切割產(chǎn)生的局部高溫易導(dǎo)致材料熱變形。中清航科開發(fā)微通道冷卻刀柄技術(shù),在刀片內(nèi)部嵌入毛細(xì)管網(wǎng),通過相變傳熱將溫度控制在±1℃內(nèi)。該方案解決5G毫米波芯片的熱敏樹脂層脫層問題,切割穩(wěn)定性提升90%。針對2.5D/3D封裝中的硅中介層(Interposer)切割,中清航科采用階梯式激光能量控制技術(shù)。通過調(diào)節(jié)脈沖頻率(1-200kHz)與焦點(diǎn)深度,實(shí)現(xiàn)TSV(硅通孔)區(qū)域低能量切割與非TSV區(qū)高效切割的協(xié)同,加工效率提升3倍。傳統(tǒng)刀片磨損需停機(jī)檢測。中清航科在切割頭集成光纖傳感器,實(shí)時監(jiān)測刀片直徑變化并自動補(bǔ)償Z軸高度。結(jié)合大數(shù)據(jù)預(yù)測模型,刀片利用率提升40%,每年減少停機(jī)損失超200小時。
中清航科注重與科研機(jī)構(gòu)的合作創(chuàng)新,與國內(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”獲得國家發(fā)明專利金獎,推動行業(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,可自動生成切割路徑,同時提供離線編程功能,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。中清航科晶圓切割代工獲ISO 9001認(rèn)證,月產(chǎn)能達(dá)50萬片。
半導(dǎo)體晶圓的制造過程制造過程始于一個大型單晶硅的生產(chǎn)(晶錠),制造方法包括直拉法與區(qū)熔法,這兩種方法都涉及從高純度硅熔池中控制硅晶體的生長。一旦晶錠生產(chǎn)出來,就需要用精密金剛石鋸將其切成薄片狀晶圓。隨后晶圓被拋光以達(dá)到鏡面般的光滑,確保在后續(xù)制造工藝中表面無缺陷。接著,晶圓會經(jīng)歷一系列復(fù)雜的制造步驟,包括光刻、蝕刻和摻雜,這些步驟在晶圓表面上形成晶體管、電阻、電容和互連的復(fù)雜圖案。這些圖案在多個層上形成,每一層在電子器件中都有特定的功能。制造過程完成后,晶圓經(jīng)過晶圓切割分離出單個芯片,芯片會被封裝并測試,集成到電子器件和系統(tǒng)中。晶圓切割MES系統(tǒng)中清航科定制,實(shí)時追蹤每片切割工藝參數(shù)。碳化硅半導(dǎo)體晶圓切割劃片
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)。江蘇sic晶圓切割
隨著Chiplet技術(shù)的興起,晶圓切割需要更高的位置精度以保證后續(xù)的異構(gòu)集成。中清航科開發(fā)的納米級定位切割系統(tǒng),采用氣浮導(dǎo)軌與光柵尺閉環(huán)控制,定位精度達(dá)到±0.1μm,配合雙頻激光干涉儀進(jìn)行實(shí)時校準(zhǔn),確保切割道位置與設(shè)計(jì)圖紙的偏差不超過0.5μm,為Chiplet的高精度互聯(lián)奠定基礎(chǔ)。中清航科深諳半導(dǎo)體設(shè)備的定制化需求,可為客戶提供從工藝驗(yàn)證到設(shè)備交付的全流程服務(wù)。其技術(shù)團(tuán)隊(duì)會深入了解客戶的晶圓規(guī)格、材料特性與產(chǎn)能要求,定制專屬切割方案,如針對特殊異形Die的切割路徑優(yōu)化、大尺寸晶圓的分片切割策略等,已成功為多家頭部半導(dǎo)體企業(yè)完成定制化項(xiàng)目交付。江蘇sic晶圓切割