在晶圓制造過程中,scribe line(劃片線)和saw line(鋸片線)是兩個非常關(guān)鍵的概念,它們在晶圓的后段工藝中扮演著重要的角色。為了方便理解,我們可以把晶圓比作一塊大餅,而每一片芯片就像是從大餅上切下來的薄片,劃片線和鋸片線則是切割這些薄片的“指引”和“路徑”。
1. Scribe Line(劃片線)
定義:劃片線是晶圓表面上的一系列細長的空白區(qū)域,用于將不同的芯片區(qū)域分隔開來。它不是芯片的實際電路部分,而是一個物理分割線,在晶圓上起到了劃分芯片間隔的作用。
作用和特性:
物理分隔:劃片線一般位于不同芯片之間,形成芯片間的間隔帶。它像是一個“隔離帶”,確保每個芯片可以在后續(xù)的切割過程中單獨分離,而不互相干擾。
設(shè)計位置:劃片線通常被設(shè)計為一個空白區(qū)域,不含電路。它的位置和寬度在晶圓的設(shè)計階段就已經(jīng)確定,以保證每個芯片在切割時能夠精確分離。
便于切割:劃片線為后續(xù)的切割工藝(如激光切割或鋸片切割)提供了一個明確的參考,幫助晶圓在切割過程中保持準確度和一致性。
2. Saw Line(鋸片線)
定義:鋸片線是指用于通過機械切割將晶圓分割成單獨芯片的實際路徑。鋸片線通常是由精密的鋸片設(shè)備沿劃片線切割出的一條痕跡,實際上是晶圓中將要進行物理分割的區(qū)域。
作用和特性:
切割路徑:鋸片線就是實際進行切割的區(qū)域,通常由機械鋸片或者激光切割工具來完成。鋸片線的寬度通常比劃片線要寬,并且這條線并不包含芯片的電路部分,它的作用是提供一個明確的物理切割區(qū)域。
切割過程:鋸片線所形成的區(qū)域?qū)⒂珊罄m(xù)的“鋸切”工藝完成,將晶圓切割成一個個單獨的芯片(也叫裸片)。這個過程需要非常精密的設(shè)備,以保證每個芯片分割出來后,依然保持電路的完整性和功能。
晶圓與芯片間的距離:通過精確控制鋸片線的位置,能夠確保在切割時,每個芯片之間有適當(dāng)?shù)拈g隔,以避免后續(xù)芯片的損傷。
3. 劃片線與鋸片線的關(guān)系
功能不同,但密切配合:劃片線和鋸片線的主要區(qū)別在于,劃片線是用來為后續(xù)切割提供物理空間或參考的設(shè)計線,而鋸片線是切割芯片的實際物理路徑。在生產(chǎn)過程中,劃片線通常會引導(dǎo)鋸片線的切割路徑,使得每個芯片被精準地分割開來。
流程銜接:一般來說,劃片線會作為設(shè)計參考,指引切割機器沿著合適的位置進行切割。而鋸片線則是晶圓制造工藝中最終分割芯片的實際執(zhí)行路徑。
4. 劃片線與鋸片線的寬度
劃片線的寬度:通常非常窄,設(shè)計時要保證它不會影響芯片的功能和品質(zhì)。它只是為了后續(xù)切割工藝提供指引,并不涉及芯片的電路部分。
鋸片線的寬度:鋸片線的寬度相對較寬,通常在幾微米到幾十微米之間,這取決于所使用的切割技術(shù)和設(shè)備。寬度越大,切割過程中的誤差和損失也越大。
5. 劃片線與鋸片線的優(yōu)化
減少損耗:隨著晶圓尺寸的不斷增大,劃片線和鋸片線的優(yōu)化變得尤為重要。如何減少每個芯片邊緣的損耗,優(yōu)化劃片線與鋸片線的設(shè)計,能夠直接影響最終芯片的成品率和生產(chǎn)效率。
大直徑晶圓的應(yīng)用:為了減少邊緣芯片的浪費,半導(dǎo)體行業(yè)逐步推動使用更大直徑的晶圓。在更大的晶圓上,劃片線和鋸片線的設(shè)計也會相應(yīng)調(diào)整,以提高芯片利用率。
6. 總結(jié)
劃片線是晶圓上用于分隔各個芯片的參考區(qū)域,它幫助在切割過程中確保芯片之間的間隔,而鋸片線則是實際切割路徑,決定了芯片的分割和尺寸。兩者配合使用,確保晶圓能夠高效、精確地分割成單個芯片,同時盡量減少物料浪費和制造誤差。
歡迎加入讀者交流群,備注姓名+公司+崗位。