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晶圆切割——崩边原因分析及解决方法
晶圆切割主要采用金刚石砂轮刀片即轮毂型硬刀,半导体从业者不断寻求能提高加工质量和加工效率的方法,以达到更低的加工成本。西斯特科技(SST)在半导体切割刀片领域有着深入的研究及技术积累,能够更好地为半导体产业的发展服务,解决加工过程中普遍存在的问题,如晶圆切割过程中的正崩和背崩。本文将分享从切割现场积累的经验供半导体从业者参阅; 一、表面崩边 晶圆表面崩边(正崩)可分为三种类型:初期chipping/重复循环chipping /其他chipping
1、初期chipping 主要指新刀片装机预切割阶段出现的产品表面崩缺,产生原因可能有三个方面: ①刀片安装倾斜; ②刀片未修成真圆; ③金刚石未完全暴露,没有产生容削槽。 解决方法:①检查刀片安装精度;②修刀,修整刀片同心度;③重新进行预切割,充分暴露金刚石。
2、循环chipping 原因: 切割过程中出现重复循环崩边主要原因有三个方面: 1. 刀片表面受到冲击; 2. 刀片表面有大颗粒金刚石突起; 3. 刀片表面有其他外来杂质黏附。
解决方法: 1. 检查刀刃表面是否有产品飞料冲击痕迹; 2. 在显微镜下观察刀刃部分是否存在大颗粒突起; 3. 在高倍显微镜下面观察刀刃表面是否有异物粘黏(如残胶,金属)等;
3、其他chipping 原因: 切割过程中出现异常崩边主要原因有三个方面: 1.工件有移位变形 2.进给速度和切割深度 3.高转速刀片偏摆 解决方法: 1.增加贴膜后烘烤温度和时间以及更换基材材质 2.根据工件材质调整合适的加工参数 3.检测设备主轴精度和刀片动平衡精度
二、背面崩边 1.产生背崩后主要考察方向有三个: 2.切割刀片 3.工件/固定胶膜 4.加工参数
晶圆背崩与刀片5个强相关因素: 1. 刀片预切割前比预切割后背面崩边尺寸大 2. 刀片金刚石颗粒越大背面崩边尺寸越小 3. 刀片磨料集中度越低,背面崩边尺寸越小 4. 刀片结合剂越软,背面崩边尺寸越小 5. 刀刃越薄,背面崩边尺寸越小 解决方法: 1.新刀使用修刀板修刀及执行预切割; 2.选择合适目数的刀片作为切断刀片(建议3000-3500目); 3.选择低集中度刀片作为切断刀片(建议50-70); 4.选择较软结合剂配方作为切断刀片; 5.选择较薄刀片作为切断刀片。
晶圆背崩与固定耗材3大强相关因素: 1. 固定方法(石蜡、胶膜、夹具) 2. 固定力 3. 固定辅材(胶层厚度,基材厚度,基材硬度) 解决方法: 1. 晶圆切割选用粘性强,胶层薄,基材弹性小的蓝膜或UV膜 2. 保持切割盘表面陶瓷气孔无堵塞,真空吸力均匀,工作盘平整
晶圆背崩与加工参数4大强相关因素: 1. 主轴转速,主轴转速过高,每个磨料颗粒所做的工会减少,但刀片的自锐能力被抑制,可能发生钝化。 2. 进给速度,进给速度过高,会增加刀片的负载,工件产生的应力也较大,容易发生背崩。 3. 切割深度,切割过深,刀片负载大,可能存在断刀风险,导致产品背崩。 4. 冷却水,冷却水水压过大,刀片易变形,水压过小冷却效果不好,产品表面易污染。
解决方法: 1.推荐使用22-35k的主轴转速; 2.设定合理的进给速度; 3.选择合适的刀刃露出量; 4.控制冷却水水压。
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