半導(dǎo)體制造對潔凈度要求嚴苛,晶圓切割環(huán)節(jié)的微塵污染可能導(dǎo)致芯片失效。中清航科的切割設(shè)備采用全封閉防塵結(jié)構(gòu)與高效 HEPA 過濾系統(tǒng),工作區(qū)域潔凈度達到 Class 1 標準,同時配備激光誘導(dǎo)等離子體除塵裝置,實時清理切割產(chǎn)生的微米級顆粒,使產(chǎn)品不良率降低至 0.1% 以下。在成本控制成為半導(dǎo)體企業(yè)核心競爭力的現(xiàn)在,中清航科通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)切割耗材的大幅節(jié)約。其自主研發(fā)的金剛石切割刀片,使用壽命較行業(yè)平均水平延長 50%,且通過刀片磨損實時監(jiān)測與自動補償技術(shù),減少頻繁更換帶來的停機損失,幫助客戶降低 20% 的耗材成本,在激烈的市場競爭中構(gòu)筑成本優(yōu)勢。晶圓切割培訓(xùn)課程中清航科每月開放,已認證工程師超800名。碳化硅切割加工
中清航科為晶圓切割設(shè)備提供全生命周期的服務(wù)支持,從設(shè)備安裝調(diào)試、操作人員培訓(xùn)、工藝優(yōu)化指導(dǎo)到設(shè)備升級改造,形成完整的服務(wù)鏈條。建立客戶服務(wù)檔案,定期進行設(shè)備巡檢與性能評估,根據(jù)客戶的生產(chǎn)需求變化提供定制化的升級方案,確保設(shè)備始終保持先進的技術(shù)水平。隨著半導(dǎo)體技術(shù)向更多新興領(lǐng)域滲透,晶圓切割的應(yīng)用場景不斷拓展。中清航科積極布局新興市場,開發(fā)適用于可穿戴設(shè)備芯片、柔性電子、生物芯片等領(lǐng)域的切割設(shè)備。例如,針對柔性晶圓的切割,采用低溫冷凍切割技術(shù),解決柔性材料切割時的拉伸變形問題,為新興半導(dǎo)體應(yīng)用提供可靠的制造保障。碳化硅切割加工中清航科切割道檢測儀實時反饋數(shù)據(jù),動態(tài)調(diào)整切割參數(shù)。
為滿足汽車電子追溯要求,中清航科在切割機集成區(qū)塊鏈模塊。每片晶圓生成單獨工藝參數(shù)數(shù)字指紋(含切割速度、溫度、振動數(shù)據(jù)),直通客戶MES系統(tǒng),實現(xiàn)零缺陷溯源。面向下一代功率器件,中清航科開發(fā)等離子體輔助切割(PAC)。利用微波激發(fā)氧等離子體軟化切割區(qū)材料,同步機械分離,切割效率較傳統(tǒng)方案提升5倍,成本降低60%。邊緣失效區(qū)(Edge Exclusion Zone)浪費高達3%晶圓面積。中清航科高精度邊緣定位系統(tǒng)通過AI識別有效電路邊界,定制化切除輪廓,使8英寸晶圓可用面積增加2.1%,年省材料成本數(shù)百萬。
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)與焦點深度,實現(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)刀片磨損需停機檢測。中清航科在切割頭集成光纖傳感器,實時監(jiān)測刀片直徑變化并自動補償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%,每年減少停機損失超200小時。針對碳化硅晶圓,中清航科激光改質(zhì)切割技術(shù)突破硬度限制。
大規(guī)模量產(chǎn)場景中,晶圓切割的穩(wěn)定性與一致性至關(guān)重要。中清航科推出的全自動切割生產(chǎn)線,集成自動上下料、在線檢測與 NG 品分揀功能,單臺設(shè)備每小時可處理 30 片 12 英寸晶圓,且通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)多設(shè)備協(xié)同管控,設(shè)備綜合效率(OEE)提升至 90% 以上,明顯降低人工干預(yù)帶來的質(zhì)量波動。隨著芯片集成度不斷提高,晶圓厚度逐漸向超薄化發(fā)展,目前主流晶圓厚度已降至 50-100μm,切割過程中極易產(chǎn)生變形與破損。中清航科創(chuàng)新采用低溫輔助切割技術(shù),通過局部深冷處理增強晶圓材料剛性,配合特制真空吸附平臺,確保超薄晶圓切割后的翹曲度小于 20μm,為先進封裝工藝提供可靠的晶圓預(yù)處理保障。超窄街切割方案中清航科實現(xiàn)30μm道寬,芯片數(shù)量提升18%。舟山砷化鎵晶圓切割廠
中清航科真空吸附晶圓托盤,解決超薄晶圓切割變形難題。碳化硅切割加工
中清航科注重與科研機構(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)合實驗室。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,其中 “一種基于飛秒激光的晶圓超精細切割方法” 獲得國家發(fā)明專利金獎,推動行業(yè)技術(shù)進步。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,具備友好的人機交互界面與強大的功能。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)備運行的情況下完成新程序的編制與模擬,提高設(shè)備利用率。碳化硅切割加工