A medida que los dispositivos semiconductores continúan evolucionando hacia obleas más delgadas, estructuras más frágiles y una mayor densidad de integración, las tecnologías convencionales de corte de obleas se ven cada vez más desafiadas.Dispositivos MEMS, chips de memoria, semiconductores de potencia y paquetes ultrafinos exigen una mayor resistencia del chip, una contaminación mínima y una estabilidad de rendimiento superior.

La tecnología Stealth DicingTM introduce un enfoque fundamentalmente diferente para la separación de obleas.Stealth Dicing utiliza un proceso interno de modificación con láser para iniciar una fractura controlada dentro de la obleaLa oblea se separa luego aplicando tensión de tracción externa, eliminando el daño superficial, los escombros y la pérdida de corte.

Este proceso seco y sin contacto proporciona ventajas significativas en rendimiento, resistencia, limpieza y eficiencia de procesamiento.convirtiéndola en una tecnología clave para la fabricación de semiconductores de próxima generación..

1. Limitaciones de los métodos convencionales de corte de obleas

1.1 Corte de cuchillas

El corte de cuchillas utiliza una hoja de diamante giratoria de alta velocidad para cortar físicamente la oblea.

• Las vibraciones mecánicas introducen tensión en el dispositivo

• Se requiere agua de enfriamiento, lo que aumenta el riesgo de contaminación

• La astillación se produce a lo largo de los bordes cortados

• La pérdida de Kerf reduce el área utilizable de la oblea

• Los escombros y las partículas pueden dañar estructuras frágiles

• El rendimiento está limitado por la calidad del borde

• La velocidad de procesamiento está limitada por el desgaste de la hoja

Para los dispositivos MEMS avanzados o las obleas ultra delgadas, estos problemas se vuelven aún más críticos.

1.2 Corte por láser de ablación

El corte por ablación láser enfoca un haz láser en la superficie de la oblea para derretir y evaporar el material, formando ranuras que separan la oblea.

Aunque elimina el contacto mecánico, introduce efectos térmicos:

• Zona afectada por el calor (HAZ) degrada la resistencia del material

• El derretimiento de la superficie puede dañar las capas metálicas

• Las partículas dispersas contaminan los dispositivos

• Pueden requerirse procesos de recubrimiento protector adicionales

• La resistencia de la viruta se reduce debido al estrés térmico

• El rendimiento está limitado por la velocidad de eliminación del material

A medida que las geometrías de los dispositivos se vuelven más delicadas, los métodos de eliminación basados en la superficie presentan riesgos cada vez mayores.

2Principio de la tecnología Stealth DicingTM

El Dicing sigiloso opera con un principio físico completamente diferente:modificación interna en lugar de eliminación de material superficial.

El proceso consta de dos etapas principales:

1. Proceso de irradiación láser (formación de capa SD)

2. Proceso de expansión (separación controlada)

2.1 Proceso de irradiación con láser ¢ Formación de la capa SD

Un haz láser con una longitud de onda capaz de penetrar el material de la oblea se enfoca dentro de la oblea en lugar de en su superficie.

En el punto focal, se crea una capa modificada dentro de la estructura cristalina.Capa de detección furtiva (capa SD).

Características principales:

• No hay ablación superficial

• No hay eliminación de material

• Inicio de las micro-grietas internas

• Propagación controlada de grietas a lo largo de las líneas de corte planificadas

Las grietas se extienden desde la capa SD hacia las superficies superior e inferior.

Para obleas gruesas o dispositivos MEMS, se pueden crear múltiples capas SD a lo largo de la dirección de espesor para garantizar un control completo de la separación.

2.2 Cuatro modos de capa SD

Dependiendo del grosor de la oblea, la estructura del dispositivo y la presencia de película metálica, se utilizan diferentes configuraciones de capa SD:

Al seleccionar y combinar estos modos, se pueden lograr condiciones de procesamiento óptimas para varias estructuras de semiconductores.

2.3 Proceso de expansión Separación inducida por estrés

Después de la formación de la capa SD, la oblea se monta en cinta de expansión.

La tensión de tracción aplicada hace que las grietas internas se extiendan naturalmente a las superficies de la oblea, separando las virutas individuales.

La separación se produce a través de la propagación controlada de grietas en lugar de la eliminación de material.

Esto ofrece varios beneficios:

• No hay impacto mecánico en los dispositivos

• No hay tensión térmica

• No hay astillas.

• No hay generación de residuos

• No hay pérdida de corte

3. Ventajas técnicas del dicing sigilosoTM

El corte furtivo resuelve fundamentalmente los problemas asociados con el corte con cuchilla y ablación.

3.1 Proceso completamente seco

A diferencia del corte de cuchillas, no se requiere agua de refrigeración.

• Contaminación del agua

• Re-deposición de partículas

• Procesos de secado

• Etapas de limpieza secundaria

El proceso es limpio y respetuoso con el medio ambiente.

3.2 No hay pérdida de cerradura

El corte tradicional elimina el material para crear una calle de diques, lo que reduce el área utilizable de la oblea.

Stealth Dicing forma un plano de fractura interna sin eliminar el material, lo que significa:

• Utilización máxima de las obleas

• Número de fichas más alto por oblea

• Mejora de la eficiencia de los costes

3.3 No hay astillas ni HAZ

Debido a que no hay molienda o fusión de la superficie:

• No hay astillamiento de los bordes

• Zona no afectada por el calor

• No hay degradación de la resistencia

• Resistencia a la flexión superior

Esto es particularmente importante para las obleas ultrafinas de menos de 50 μm.

3.4 Rendimiento de las fichas más alto

Al eliminar los desechos, el estrés y los daños térmicos:

• Mejora la fiabilidad del dispositivo

• Aumento del rendimiento

• Las estructuras frágiles de la membrana MEMS permanecen intactas

• El metal y las películas protectoras no se ven afectados.

3.5 Mejora del rendimiento

Los sistemas ópticos avanzados como el ajustador de haz láser (LBA) mejoran la forma y el rendimiento del haz.

Además, SDBG (Stealth Dicing Before Grinding) permite procesar dispositivos ultrafinos mediante la formación de la capa SD antes del adelgazamiento.

Estos avances mejoran significativamente la productividad para la fabricación de grandes volúmenes.

4Comparación de las tecnologías de dicing

5Aplicaciones

El dicing furtivo se utiliza ampliamente en:

• Sensores MEMS con estructuras de membrana frágiles

• Dispositivos de memoria NAND y DRAM

• Dispositivos de semiconductores de potencia

• Dispositivos lógicos CMOS

• Dispositivos ópticos

• Oferta con película metálica o protectora

• Envases ultrafinos (< 50 μm)

La tecnología es especialmente ventajosa para dispositivos de alto valor y estructuralmente sensibles.

6Tendencias de la industria y perspectivas de futuro

A medida que la fabricación de semiconductores avanza hacia:

• Embalaje avanzado

• Arquitecturas Chiplet

• Integración de alta densidad

• De las partidas de los tipos utilizados en la fabricación de los productos de la partida 85

• Materiales de banda ancha (SiC, GaN)

La separación de obleas sin daños se vuelve cada vez más crítica.

El dicing sigiloso está posicionado como una tecnología clave en el procesamiento de semiconductores de próxima generación.

Su naturaleza de proceso seco también apoya iniciativas de fabricación ambientalmente responsables al reducir el uso de agua y la generación de residuos.

Conclusión

Stealth Dicing TM representa un cambio de paradigma en la tecnología de separación de obleas.

Al reemplazar el corte mecánico y la ablación de la superficie con la modificación interna con láser y la fractura controlada por estrés, elimina las astillas, los escombros, el daño térmico y la pérdida de corte.

El resultado es:

• Una mayor resistencia de la viruta

• Mejor rendimiento

• Procesamiento más limpio

• Mejor idoneidad para dispositivos ultrafinos y frágiles

• Mejora de la eficiencia de la fabricación

Para los fabricantes de semiconductores que buscan una mayor fiabilidad, un mejor rendimiento y una mayor eficiencia de costos, Stealth Dicing proporciona una solución poderosa y preparada para el futuro.