本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合
晶圆切割也讲究环保。
台积电发布最新ESG电子报，指出通过与环球晶合作，研究无浆料切割技术应用于晶圆切割制程，取代碳化硅（SiC）浆料的使用，今年5月已导入晶圆五厂、晶圆六厂，预计晶圆三厂、晶圆八厂、晶圆十厂完成验证导入后，每年总计可减少SiC浆料用量约6000公斤、减碳294公吨。
台积电长期秉持 “提升社会” 的ESG愿景，鼓励员工通过TSMC ESG AWARD提出链结公司ESG五大方向的好点子，挹注永续动能于日常运营，第三届TSMC ESG AWARD获奖提案 “钻石切割恒久远，绿色制造永流传” 2022年启动，携手供应商在不影响原有制程品质的前提下，成功使用 “无浆料切割技术（Diamond Cutting Wire， DCW” 切割8英寸硅晶圆。
台积电说，传统的晶圆切割制程是将硅晶棒切割成硅晶段后，以铜线搭配碳化硅浆料再切割成硅晶圆，因SiC浆料生产及回收过程较难减少碳足迹，为促进环境永续并深化绿色营运，台积电与供应商合作投入无浆料切割技术应用于晶圆切割制程的研究，利用镶嵌钻石的钢线搭配水进行切割，取代SiC浆料的使用，可大幅降低其生产及回收过程90%以上碳排放。
此外，台积电为使后续生产质量无虞，除确认供应商原物料品质保证证明（CoA）外，也协助其于自家8英寸晶圆厂测试生产，通过验证与反复调整、确保硅晶圆平坦度符合半导体制程要求，兼顾品质及友善环境。
台积电先进分析暨材料中心处长陈明德指出，公司秉持永续发展愿景，携手供应商实现友善环境的硅晶圆制造，共创绿色低碳供应链。
环球晶中德分公司总经理薛银升表示，身为半导体价值链的一环，除致力降低生产过程对环境的影响，开发对环境友善的制程并达到减碳减废效果，更是推动永续发展的重要关键。
台积电为扩大绿色效益，除导入以无浆料切割技术生产的8英寸硅晶圆，也持续与供应商合作评估12英寸硅晶圆切割应用，预计2024年底协助供货商完成12英寸硅晶圆无浆料切割机台安装后进行验证，预计未来全面导入后每年可再减少SiC浆料用量约130公吨、减碳5450公吨.
晶圆切割
晶圆切割是半导体器件制造过程中，将裸晶从半导体成品晶圆上分离出来的过程。晶圆切割涉及划线、断裂、机械锯切或激光切割等等，切割方法通常都自动化以确保精度和准确性。切割后单个硅芯片可以被封装到芯片载体中，用于构建电子设备，例如计算机等。
切割过程中，晶圆通常安装在切割胶带上，切割胶带具有黏性背衬，可将晶圆固定在薄金框架上。根据切割应用的不同，切割胶带具有不同的特性。UV固化胶带用于较小尺寸，非UV切割胶带用于较大芯片尺寸。划片锯可以使用带有钻石颗粒的划片刀片，以30,000 rpm的速度旋转并用去离子水冷却。一旦晶圆被切割，留在切割带上的片就被称为裸晶。每个都将被封装在合适的封装中或作为“裸芯片”直接放置在印刷电路板基板上。被切掉的区域称为模具街道，通常约75 μm宽。一旦晶圆被切割，芯片将留在切割胶带上，直到在电子组装过程中被芯片处理设备（例如芯片键合机或芯片分类机）取出。
标准半导体制造采用“减薄后切割”方法，即先将晶圆减薄，然后再进行切割。晶圆在切割前会被称为背面研磨（back side grinding）的工艺进行研磨。
留在胶带上的芯片尺寸范围可能为一侧35 mm（非常大）至 0.1 mm（非常小）。创建的模具可以是由直线生成的任何形状，通常是矩形或正方形。在某些情况下，它们也可以是其他形状，这取决于所使用的分割方法。全切割激光切割机能够切割和分离各种形状。
切割的材料包括玻璃、氧化铝、硅、砷化镓(GaAs)、蓝宝石上硅(SoS)、陶瓷和精密化合物半导体。
硅晶圆的切割也可以通过基于激光的技术进行，即所谓的隐形切割过程。它是一个两阶段的过程，首先透过沿着预定的切割线扫描光束将缺陷区域引入晶圆中，然后扩展下面的载体膜以引发断裂。
第一步使用波长1064 nm的脉冲Nd:YAG 激光，很好适应硅的电子能隙（1117 nm），因此可通过光学聚焦调整最大吸收。缺陷区域约10 µm宽度透过激光沿着预期的切割通道进行多次扫描刻划，其中光束聚焦在晶圆的不同深度。单一激光脉冲会导致类似于蜡烛火焰形状的缺陷晶体区域。这种形状是由激光光束焦点中照射区域的快速熔化和凝固造成，其中只有一些 立方微米等级的小体积在纳秒内突然升至约1000 K的温度，然后再次降至环境温度。激光的脉冲频率通常约为100 kHz，而芯片以大约 1 m/s的速度移动。缺陷区域约10 µm 宽度最终刻在晶圆上，在机械负载下沿着晶圆发生优先断裂。断裂在第二步骤中进行，并通过径向膨胀芯片所附着的载体膜来进行。解理从底部开始并进展到表面，因此必须在底部引入高畸变密度。
隐形切割工艺的优点是不需要冷却液。干式切割方法不可避免地必须应用于某些微机电系统 的制备，特别是当这些系统用于生物电子时。此外，隐形切割几乎不会产生碎片，并且由于与晶圆锯相比切口损失较小，因此可以改善晶圆表面的利用。在此步骤之后可以进行芯片研磨，以减少芯片厚度。
*声明：本文系原作者创作。文章内容系其个人观点，我方转载仅为分享与讨论，不代表我方赞成或认同，如有异议，请联系后台。