切割前准备
贴膜:一般会在晶圆背面贴上蓝膜或UV膜。蓝膜成本较低,通常需机械手段结合温度辅助来剥离芯片;UV膜可通过紫外线照射改变粘性,在划片完成后经紫外光照射,粘性降低,便于芯片剥离。
设备调试与参数设定:将贴好膜的晶圆放入划片机,在自动生产前,先手动送进一片晶圆量测切割道宽度、AL pad大小等,并检查确认Die size等,进行“教读”过程,即通过参数设定告诉机器如何切割,模拟切割一次,调好参数后再进行全自动切割。
切割过程工艺
切割方式
全切:最基本的方法,通过切到固定材料(如胶带)来完全切割工件。
半切:切割到工件中间产生切槽,通过连续切槽工艺,可生产梳状和针状点形。
双切:使用双切刀片同时对两条生产线进行全切或半切,双切刀片具有两个主轴,可实现高通量。
阶梯切割:使用具有两个主轴的双切刀片分两个阶段进行全切割和半切割,使用针对切割晶圆表面布线层和剩余硅单晶优化的刀片,实现高质量加工。
斜切:在阶梯切割过程中使用半切边具有V形边缘的刀片将晶圆分两阶段切割,倒角过程在切割过程中进行,可实现高模具强度和高质量加工。
关键控制技术
刀片负载监测:新一代的划切系统能够自动监测施加在刀片上的负载或扭矩,对于每一套工艺参数,都存在一个刀片质量下降和背面碎片出现的极限扭矩值。通过监测切削质量与刀片基板相互作用力的关系,并测量相关变量,及时发现工艺偏差和损伤的形成,进而实时调整工艺参数,使扭矩不超过极限值,同时获得最大的进给速度。
冷却剂流量稳定:以稳定的扭矩运转的划切系统,要求进给率、心轴速度和冷却剂流量保持稳定。冷却剂在刀片上施加的阻力会造成扭力,最新一代的划切系统通过精确控制冷却剂流量,来维持稳定的流速和阻力,进而保持冷却剂扭矩影响的稳定性。
切割后处理
切割完成后,若使用的是UV膜,需进行解UV工序,使膜的粘性降低,以便将芯片从膜上顺利剥离。之后还可能会对切割后的晶圆进行清洗、检测等操作,去除残留的碎屑和冷却液等杂质,检查芯片的切割质量,如是否存在崩边、毛刺、裂纹等缺陷,对不符合质量要求的芯片进行标记或筛选。