內(nèi)存容量更大、尺寸更小
最近幾年,SD和microSD內(nèi)存卡的容量穩(wěn)步提升,這些卡的物理尺寸和形狀還可以保持不變。而且,每兆字節(jié)(MB)單位成本顯著下降。上述進步的主要原因在于:第一,顯微光刻法的發(fā)展帶來的電路密度提高;第二,使用物理上更薄的晶圓,從而能夠在同樣封裝尺寸中垂直疊放更多晶圓。
現(xiàn)在,內(nèi)存晶圓厚度通常為80微米或更薄,50微米是尖端技術(shù),而20微米晶圓還處于研發(fā)層面。從規(guī)模經(jīng)濟考慮,這些晶圓的直徑能達到300毫米。硅是一種晶體材料,因此一塊300毫米×50微米的晶圓是非常易碎的,機械接觸很容易讓晶圓開裂和破損。而且,后處理費用通常大大高于10萬美元,因此必須在單切工藝中避免破損。
圖 3
傳統(tǒng)上,使用鉆石圓鋸旋轉(zhuǎn)進行的單切將會重復(fù)多次。然而如果晶圓厚度為80微米,圓鋸必須放慢到很不經(jīng)濟的旋轉(zhuǎn)速度,降低切割壓力以避免剝落、開裂和破損(見圖3)。這給激光器創(chuàng)造了巨大的機會。現(xiàn)在許多芯片生產(chǎn)商已經(jīng)轉(zhuǎn)而使用355納米調(diào)Q半導(dǎo)體泵浦固體激光器。與圓鋸類似,激光切割必須采用多程,以最大限度減少需要后處理才能消除的熱損傷。因此,唯一最重要的激光參數(shù)是極高的脈沖重復(fù)頻率。更為特別的是,掃描速度通常為600到750毫米/秒,這樣才能在做5程左右處理時讓總切割速度達到150毫米/秒。這種應(yīng)用還要求非常高的邊緣質(zhì)量,所以要有50%的脈沖波動空間疊加。因此,針對這種薄晶圓應(yīng)用,Coherent公司開發(fā)了一款脈沖重復(fù)頻率極高的激光器(AVIA 355-23-250),脈沖重復(fù)頻率為250千赫,輸出功率大于8瓦,能夠為單程提供充足的切割能量。另外,對于在工藝過程開發(fā)中使用混合皮秒級激光器的興趣與日俱增,原因在于更短的脈沖持續(xù)時間產(chǎn)生的熱影響區(qū)(HAZ)更小,從而能夠避免后處理。
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