在晶圆制造过程中,scribe line(划片线)和saw line(锯片线)是两个非常关键的概念,它们在晶圆的后段工艺中扮演着重要的角色。为了方便理解,我们可以把晶圆比作一块大饼,而每一片芯片就像是从大饼上切下来的薄片,划片线和锯片线则是切割这些薄片的“指引”和“路径”。
1. Scribe Line(划片线)
定义:划片线是晶圆表面上的一系列细长的空白区域,用于将不同的芯片区域分隔开来。它不是芯片的实际电路部分,而是一个物理分割线,在晶圆上起到了划分芯片间隔的作用。
作用和特性:
物理分隔:划片线一般位于不同芯片之间,形成芯片间的间隔带。它像是一个“隔离带”,确保每个芯片可以在后续的切割过程中单独分离,而不互相干扰。
设计位置:划片线通常被设计为一个空白区域,不含电路。它的位置和宽度在晶圆的设计阶段就已经确定,以保证每个芯片在切割时能够精确分离。
便于切割:划片线为后续的切割工艺(如激光切割或锯片切割)提供了一个明确的参考,帮助晶圆在切割过程中保持准确度和一致性。
2. Saw Line(锯片线)
定义:锯片线是指用于通过机械切割将晶圆分割成单独芯片的实际路径。锯片线通常是由精密的锯片设备沿划片线切割出的一条痕迹,实际上是晶圆中将要进行物理分割的区域。
作用和特性:
切割路径:锯片线就是实际进行切割的区域,通常由机械锯片或者激光切割工具来完成。锯片线的宽度通常比划片线要宽,并且这条线并不包含芯片的电路部分,它的作用是提供一个明确的物理切割区域。
切割过程:锯片线所形成的区域将由后续的“锯切”工艺完成,将晶圆切割成一个个单独的芯片(也叫裸片)。这个过程需要非常精密的设备,以保证每个芯片分割出来后,依然保持电路的完整性和功能。
晶圆与芯片间的距离:通过精确控制锯片线的位置,能够确保在切割时,每个芯片之间有适当的间隔,以避免后续芯片的损伤。
3. 划片线与锯片线的关系
功能不同,但密切配合:划片线和锯片线的主要区别在于,划片线是用来为后续切割提供物理空间或参考的设计线,而锯片线是切割芯片的实际物理路径。在生产过程中,划片线通常会引导锯片线的切割路径,使得每个芯片被精准地分割开来。
流程衔接:一般来说,划片线会作为设计参考,指引切割机器沿着合适的位置进行切割。而锯片线则是晶圆制造工艺中最终分割芯片的实际执行路径。
4. 划片线与锯片线的宽度
划片线的宽度:通常非常窄,设计时要保证它不会影响芯片的功能和品质。它只是为了后续切割工艺提供指引,并不涉及芯片的电路部分。
锯片线的宽度:锯片线的宽度相对较宽,通常在几微米到几十微米之间,这取决于所使用的切割技术和设备。宽度越大,切割过程中的误差和损失也越大。
5. 划片线与锯片线的优化
减少损耗:随着晶圆尺寸的不断增大,划片线和锯片线的优化变得尤为重要。如何减少每个芯片边缘的损耗,优化划片线与锯片线的设计,能够直接影响最终芯片的成品率和生产效率。
大直径晶圆的应用:为了减少边缘芯片的浪费,半导体行业逐步推动使用更大直径的晶圆。在更大的晶圆上,划片线和锯片线的设计也会相应调整,以提高芯片利用率。
6. 总结
划片线是晶圆上用于分隔各个芯片的参考区域,它帮助在切割过程中确保芯片之间的间隔,而锯片线则是实际切割路径,决定了芯片的分割和尺寸。两者配合使用,确保晶圆能够高效、精确地分割成单个芯片,同时尽量减少物料浪费和制造误差。
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