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晶圆划片工艺常见问题汇总
来源: | 作者:id1506174 | 发布时间: 2023-04-27 | 3564 次浏览 | 分享到:

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;另外,也有一些工艺和测试需要先把纯硅片衬底切割成小方片来使用。


UV膜与蓝膜的区别

圆在划片之前,会在晶圆的背面粘上一层膜,该层膜的作用是将芯片粘在膜上,可以保持晶粒在切割过程中的完整,减少切割过程中所产生的崩碎、位移和掉落等问题。

实际生产中,用于固定wafer和芯片的膜,一般使用UV膜或蓝膜。

UV膜:主要用于晶圆减薄工艺;

蓝膜:主要用于晶圆划片工艺;



图1、UV和蓝膜UV膜和蓝膜的特性

UV膜与蓝膜均具有粘性,粘性程度一般用粘性剥离度来表示,通常使用单位N/20 mm或者N/25 mm,1 N/20 mm的意义是测试条宽度为20mm,用180°的剥离角度从测试板上将其剥离的力是1N。

UV膜是将特殊配方的涂料涂布于PET薄膜基材表面,达到阻隔紫外光以及短波长可见光的效果,图2为通用的UV膜结构图。

一般UV膜有3层构成,其基层材质为聚乙烯氯化物,粘性层在中间,与粘性层相邻的为覆层(release film),部分UV膜型号没有该覆层。



图2、UV膜结构图

UV膜通常叫紫外线照射胶带,价格相对较高,未使用时有效期较短。分为高粘性、中粘性和低粘性三种。

高粘性的UV膜没有经过紫外线照射时粘性在5000mN/20mm ~ 12000mN/20mm,经过紫外线照射后,剥离黏度在1000mN/20mm以下;

低粘性的UV膜没有经过紫外线照射的剥离性黏度在1000mN/20mm左右,经过紫外线照射后,剥离黏度下降到100mN/20mm左右。

低粘性的UV膜经过紫外线照射后,wafer表面不会有残胶现象,晶粒容易取下。

UV膜有适当的扩张性,在减薄划片的过程中,水不会渗入晶粒和胶带之间。

蓝膜通常叫电子级胶带,价格较低,是一种蓝色的粘性度不变的膜,其粘性剥离度一般在100~3000mN/20mm,受温度的影响会产生残胶。相比之下,UV膜较蓝膜更为稳定、残胶更少。

UV膜与蓝膜相比,它的粘性剥离度可变性使得其优越性很大主要作用为:用于wafer减薄过程中对wafer进行固定;wafer划切过程中,用于保护芯片,防止其脱落或崩边;用于wafer的翻转和运输,防止已经划好的芯片发生脱落。

规范化使用UV膜和蓝膜的各个参数,根据芯片所需要的加工工艺,选择合适的UV膜或者蓝膜,即可以节省成本,又可以加进芯片产业化发展。


刀片切割(Blade dicing or blade sawing)

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。




刀片优化(Blade Optimization)


为了接收新的切片挑战,切片系统与刀片之间的协作是必要的。对于高端(high-end)应用特别如此。


刀片在工艺优化中起主要的作用。除了尺寸,三个关键参数决定刀片特性:金刚石(磨料)尺寸、金刚石含量和粘结剂的类型。


结合物是各种金属和/或其中分布有金刚石磨料的基体。其它因素,诸如进给率和心轴速度,也可能影响刀片选择。