Wafer dùng để chỉ wafer silicon được sử dụng trong sản xuất mạch bán dẫn silicon và vật liệu ban đầu của nó là silicon. Do hình dạng tròn nên nó thường được gọi là "bánh xốp".
Tấm wafer giống như nền tảng của toàn bộ cấu trúc bán dẫn. Nền móng có tốt hay không, trực tiếp quyết định độ ổn định của toàn bộ tòa nhà, cũng như việc thực hiện quy trình thiết bị điện tử phức tạp, phải được xây dựng trên cơ sở cấu trúc của một tấm bán dẫn nhẵn.
Sản xuất chip là một trong những dự án nghiên cứu khoa học trọng điểm quốc gia hiện nay. Với việc chip đi theo hướng phát triển vi mô chính xác và tích hợp cao, mật độ mạch tích hợp tiếp tục tăng, nhà máy sản xuất thiết bị bán dẫn cũng tiếp tục đối mặt với những thách thức.
Ở quy mô micron, các phương pháp xử lý truyền thống nhìn chung trở nên ràng buộc, khó thực hiện. Tấm wafer silicon vốn đã mỏng manh và dễ gãy, khi độ dày mỏng đi, tấm wafer càng trở nên mỏng manh hơn và khi đầu kim cương tiếp xúc với tấm wafer sẽ rất dễ tạo ra các vết nứt, đứt gãy và vỡ tấm wafer.
Ngành công nghiệp chip được đặc trưng bởi giá trị ròng cao và chi phí cao. Các tấm wafer riêng lẻ rất đắt tiền và đối với việc ghi chép cơ học, việc tăng tỷ lệ vỡ sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến lợi nhuận, điều mà các nhà sản xuất khó có thể chịu đựng được. Đặc biệt sau khi tấm wafer thành phẩm được phủ một lớp kim loại mỏng, các mảnh vụn kim loại sẽ quấn quanh lưỡi dao kim cương, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng cắt.
Tất cả các yếu tố, tia laser như một công cụ hỗ trợ công nghiệp hiện đại, đến “cắt vô hình” để hiện thực hóa quá trình nâng cao lật đổ quá trình sản xuất chip.
Nguyên lý cắt vô hình và thường được sử dụng trong khắc laser trên thủy tinh và các vật liệu khác là rất giống nhau. Thông qua điều khiển quang học sẽ tập trung vào việc hình thành sự hấp thụ đa photon trong hiệu ứng hấp thụ phi tuyến của wafer, làm cho vật liệu bị biến đổi hình thành các vết nứt. Quá trình này chỉ diễn ra ở phần dưới của wafer chiếm 1/{2}}/4 phần, không ảnh hưởng đến bề mặt của wafer. Do sự tồn tại của màng UV dưới tấm wafer, khi lớp sửa đổi bên trong được hình thành hoàn chỉnh, tấm wafer có thể được tách ra dọc theo đường cắt bằng cách kéo căng lớp chịu lực hoặc mở rộng màng.
Công nghệ vạch dấu vô hình bằng laser ban đầu được sử dụng để cắt các tấm bán dẫn siêu mỏng, nhưng nó đã hoạt động tốt trên các tấm silicon có độ dày khác nhau cũng như các tấm bán dẫn đặc biệt. Những ưu điểm sau đây tồn tại đối với công nghệ này:
Việc khắc vạch vô hình bằng laser tạo ra một vết cắt nhỏ, cho phép dự trữ ít kênh cắt hơn trong thiết kế chip. Nói cách khác, cùng một tấm wafer, việc sử dụng tia laser vô hình có thể tạo ra số lượng chip lớn hơn, ít chất thải hơn và có thể đóng vai trò tiết kiệm vật liệu bán dẫn có giá trị.
Việc khắc dấu vô hình bằng laser được thực hiện bên trong tấm bán dẫn, không có vết trầy xước trên bề mặt, không gây ô nhiễm bụi, giảm thiểu tổn thất vật liệu và không cần quá trình làm sạch tiếp theo. Vì không có cặn silicon trên bề mặt wafer nên sẽ không ảnh hưởng đến bước xử lý tiếp theo, đặc biệt phù hợp với các vật liệu đắt tiền, vật liệu nhạy cảm với ô nhiễm.
Trong trường hợp có một khu vực chip nhất định, việc sử dụng các hàng dày đặc hình lục giác trực giao có chu vi ngắn nhất. Thông qua việc ghi chép vô hình bằng laser, có thể nhận ra quá trình xử lý wafer tổng hợp lắp ráp chip có hình dạng bất thường, có thể xử lý hình lục giác, hình bát giác và các hình dạng khác của chip, độc lập với kênh cắt liên tục hay không, có thể đạt được để tối đa hóa việc sử dụng vật liệu.
Trong những năm gần đây, nhờ nhu cầu thị trường cuối cùng tăng lên, các lô hàng wafer toàn cầu vẫn đang trong giai đoạn tăng trưởng ổn định. Theo dữ liệu của EMI, vào năm 2022, khu vực vận chuyển wafer silicon bán dẫn toàn cầu có doanh thu cao kỷ lục, lần lượt đạt 14,7,13 tỷ inch vuông, 13,8 tỷ đô la Mỹ. Dựa trên việc mở rộng quy mô thị trường, trong những năm gần đây, quá trình nội địa hóa công nghệ liên quan đến cắt vô hình bằng laser của Trung Quốc đã bắt đầu. Năm 2020, Học viện Đường sắt Zhengzhou và Tổng công ty Hà Nam, sau một năm phát triển thành công máy cắt tấm wafer vô hình bằng laser bán dẫn đầu tiên của Trung Quốc, đã mở ra khúc dạo đầu cho sự phát triển của ngành công nghiệp cắt tấm wafer bằng laser của Trung Quốc.
