晶圆划片工艺

晶圆经过前道工序后芯片制备完成,还需要经过切割使晶圆上的芯片分离下来,最后进行封装。不同厚度晶圆选择的晶圆切割工艺也不同:

厚度100um以上的晶

圆一般

使用刀片切割。

厚度不到100um的晶

圆一般

使用激光切割,激光切割可以减少剥落和裂纹的问题,但是在100um以上时,生产效率将大大降低。

厚度不到30um的晶圆则使用等离子切割,等离子切割速度快,

不会对晶圆

表面造成损伤,从而提高良率,但是其工艺过程更为复杂。

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图1 刀片切割(Blade dicing or blade sawing)

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图2 刀片切割(锯切)过程中,保护膜的附着与摘除

为了保护晶圆在切割过程中免受外部损伤,事先会在晶圆上贴敷胶膜,以便保证更安全的“切单”。“背面减薄(Back Grinding)”过程中,胶膜会贴在晶圆的正面。但与此相反,在“刀片”切割中,胶膜要贴在晶圆的背面。而在共晶贴片(Die Bonding,把分离的芯片固定在PCB或定架上)过程中,贴会背面的这一胶膜会自动脱落。切割时由于摩擦很大,所以要从各个方向连续喷洒DI水(去离子水)。而且,叶轮要附有金刚石颗粒,这样才可以更好地切片。此时,切口(刀片厚度:凹槽的宽度)必须均匀,不得超过划片槽的宽度。

很长一段时间,锯切一直是被最广泛使用的传统的切割方法,其最大的优点就是可以在短时间内切割大量的晶圆。然而,如果切片的进给速度(Feeding Speed)大幅提高,小芯片边缘剥落的可能性就会变大。因此,应将叶轮的旋转次数控制在每分钟30000次左右。


晶圆划片机


晶圆切割时,经常遇到较窄迹道(street)宽度,要求将每一次切割放在迹道中心几微米范围内的能力。这就要求使用具有高分度轴精度、高光学放大和先进对准运算的设备。当用窄迹道切割晶圆时,应选择尽可能最薄的刀片。可是,很薄的刀片(20µm)是非常脆弱的,更容易过早破裂和磨损。结果,其寿命期望和工艺稳定性都比较厚的刀片差。对于50~76µm迹道的刀片推荐厚度应该是20~30µm。

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来源:芯片半导体实验室