Wat is Dicing?

Proces waarbij de wafer in afzonderlijke chips (dies) wordt gesneden. Naast snijden met een draaiend blad bestaat er onder meer stealth dicing, waarbij met een laser een gemodificeerde laag in het inwendige wordt gemaakt.

Japanse benaming: ダイシング

“Dicing” komt voor in 8 oefenvragen uit 4 onderwerpen, bijv. Packaging en montage, LSI-ontwerpflow en EDA, Siliciumwafers.

Vakgebied: Packaging en montage

Blade dicing

De wafer wordt eerst op klevende dicingtape gemonteerd die over een ringframe is gespannen, zodat de dies na het zagen op hun plaats blijven. Een diamantzaagblad van enkele tientallen micrometers dik, dat met hoge snelheid draait, zaagt langs de scribe lines (streets), terwijl water het blad koelt en het zaagsel wegspoelt. De snede verwijdert een kerf van tientallen micrometers breed, dus de streets moeten ruimte bieden voor de kerf plus afbrokkeling aan de randen, en teststructuren (TEG's) die daar zijn geplaatst, worden vernietigd. Bij fragiele stapels low-k-diëlektricum maakt een laser meestal eerst een groef in het oppervlak, zodat het zaagblad ze niet laat afbrokkelen of delamineren.

Stealth dicing

Bij stealth dicing wordt een infraroodlaser, met een golflengte die silicium grotendeels doorlaat, in het inwendige van de wafer gefocust om langs elke street een gemodificeerde laag te maken; door de tape uit te rekken splijt de wafer vervolgens langs die laag. Het oppervlak wordt niet doorgezaagd, dus het proces is droog, levert vrijwel geen debris op en heeft een kerf van bijna nul. Het is geschikt voor MEMS die gevoelig zijn voor verontreiniging en trillingen, dunne wafers en zeer kleine dies, waarbij smallere streets het aantal dies per wafer verhogen. Groeven met laserablatie is iets anders: daarbij wordt oppervlaktemateriaal verwijderd, vooral om de bovenste lagen te openen vóór blade dicing.

Waar dicing in de flow zit

Dicing volgt op de wafertest en back grinding, waarbij de wafer wordt gedund van ongeveer 750 µm tot de doeldikte, tot tientallen micrometers voor gestapeld geheugen. Daarna worden de dies van de tape gepakt voor die bonding, wire bonding of flip-chipmontage, en encapsulatie. Bij dicing before grinding (DBG) worden eerst groeven tot een deel van de diepte gezaagd en scheidt het slijpen de dies, wat breuk van zeer dunne chips vermindert. Bij wafer-level packaging worden herverdelingslagen en soldeerballen gevormd vóór het singuleren. Het in wafers zagen van een ingot is een andere stap, die met een multidraadzaag gebeurt.

Kwaliteitsaandachtspunten

Dicing laat schade achter aan de dieranden: afbrokkeling aan voor- en achterzijde, microscheurtjes en een beschadigde laag in de zijwand. Deze gebreken kunnen groeien bij temperatuurwisselingen of hantering en de sterkte van de die verlagen, dus de zaagkwaliteit wordt geïnspecteerd en bladtype, voedingssnelheid en zaagdiepte worden afgestemd op elke waferstapel. Seal rings rond elke die helpen voorkomen dat scheuren en vocht de actieve schakelingen bereiken. In siliciumfotonica hebben edge couplers na het singuleren een schoon facet nodig, terwijl grating couplers optisch testen op de wafer vóór het dicen mogelijk maken.

Nu oefenen: vragen over Dicing

Welke uitleg over dicing (zagen) is juist?

  1. ADe stap waarin de chip met hars wordt ingekapseld
  2. BDe stap waarin de elektrische eigenschappen van de chip worden getest
  3. CDe stap waarin de wafer in afzonderlijke chips wordt verdeeld
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. De stap waarin de wafer in afzonderlijke chips wordt verdeeld

Dicing is de stap waarin een wafer waarop de schakelingen zijn voltooid met een diamantzaagblad van enkele tientallen µm dik of met een laser wordt doorgesneden en in afzonderlijke chips (dies) wordt verdeeld. De wafer wordt op tape bevestigd, zodat de chips na het zagen niet los raken. Als een brosse Low-k-film aanwezig is, wordt eerst met een laser een groef in het oppervlak aangebracht om afbrokkelen te voorkomen. Inkapseling en elektrische tests zijn andere stappen.

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen blade dicing en stealth dicing?

Blade dicing verwijdert met een draaiend diamantzaagblad en water een kerf van tientallen micrometers breed, terwijl stealth dicing met een infraroodlaser een gemodificeerde laag in de wafer vormt en die splijt door de tape uit te rekken. Stealth dicing is droog, met vrijwel geen kerf of debris.

Gebeurt back grinding voor of na het dicen?

Meestal ervoor: de wafer wordt eerst gedund en daarna gedicet. Bij dicing before grinding (DBG) worden eerst de groeven gezaagd en voltooit het slijpen de scheiding, wat geschikt is voor zeer dunne chips.

Wat is kerf bij het dicen van wafers?

Kerf is de breedte van het materiaal dat door de snede wordt verwijderd. Bij blade dicing is die tientallen micrometers, wat een minimale breedte vastlegt voor de scribe lines tussen de dies.

“Dicing” in de toelichting

Vragen met “Dicing” (8)

  1. Welke uitleg over dicing (zagen) is juist?
  2. Welke apparatuur wordt in het algemeen gebruikt om een siliciumingot in één keer in veel wafers te zagen?
  3. Hoe heet de stap waarin de chip op een bepaalde plaats op het leadframe of substraat wordt vastgekleefd?
  4. Welke dicingmethode met weinig snijverlies richt een laser binnen in de wafer om een gemodificeerde laag te maken en breekt de wafer in chips door de tape uit te rekken?
  5. Welke methode snijdt om zeer dunne chips te maken eerst vanaf het waferoppervlak groeven tot halverwege de diepte en splitst daarna door het slijpen van de achterzijde in chips?
  6. Hoe heet het overdragen van de gegevens voor maskerproductie aan de productiekant na afronding van ontwerp en verificatie?
  7. Welke methode beschrijft eigenschappen waaraan het ontwerp moet voldoen (bijvoorbeeld "als een verzoek komt, binnen 3 cycli antwoorden") en laat die tijdens simulatie of formele verificatie automatisch controleren?
  8. Welke combinatie van grote fabrikanten van halfgeleiderproductieapparatuur is juist?

Halfgeleider-rekentools

Verwante termen

Numerieke apertuur (NA) Ingot Leadframe Die bonding MEMS Tape-out SystemVerilog Fabless Backgrinding BGA

Naar de woordenlijst