在半导体制造流程中,“切割”是最后但至关重要的一步。如何将晶圆完整、精准、快速地分割成独立芯片,直接影响良率、成本乃至环境影响。近年来,一种源自工业制造的技术——水切割,正逐渐进入半导体领域,以其独特的环保与高效优势,受到越来越多关注。
水切割,又称超高压水射流切割(Abrasive Waterjet Cutting),是利用高压水流(可达几千巴)与微细磨料混合形成强大射流,对材料进行精细切割。该技术本身不产生热量、不需化学试剂、也不依赖旋转刀具,因此在环保性方面具有显著优势。
与传统的金刚石锯片切割相比,水切割过程无粉尘污染、无有害气体排放、无高温热影响区,对晶圆结构的热损伤几乎为零,特别适用于热敏性材料如硅、砷化镓、蓝宝石等。更重要的是,它无需使用冷却剂或清洗化学品,显著减少了用水量和废水处理压力。
从效率角度看,现代微型水刀系统已经可以实现亚毫米级精度切割,并支持自动化批量处理,适配多种晶圆尺寸和厚度。虽然在切割速度上略低于激光或隐形切割技术,但其材料适应性强、切割边缘光滑、维护成本低,使其成为某些特殊应用场景中的最佳选择。
当然,水切割也有局限,例如对于超薄晶圆的支撑要求较高,且设备占地和能耗需优化。但随着精密控制系统和节能技术的发展,这些问题正逐步得到解决。
总之,水切割为半导体切割提供了一种兼顾环保、安全与效率的新思路。在绿色制造和多样化材料需求不断增长的今天,它正成为半导体产业不可忽视的新兴力量。