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晶圆经过前道工席后芯片制备完成,还需要经过切割使晶圆上的芯片分离下来,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。
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,以便更安全的“切单”。“背面减薄”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,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)均匀,不得超过划片槽的宽度。
很长一段时间,锯切一直是被广泛使用的传统的切割方法,其大的优点就是可以在短时间内切割大量的晶圆。然而,如果切片速度大幅提高,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。
切片工序的关键部分是切割刀片的修整(dressing)。在非监测的切片系统中,修整工序是通过一套反复试验来建立的。在刀片负载受监测的系统中,修整的终点是通过测量的力量数据来发现的,它建立佳的修整程序。这个方法有两个优点:不需要来佳的刀片性能,和没有合格率损失,该损失是由于用部分修整的刀片切片所造成的质量差。
通常来说,对于小芯片减薄划片时使用UV膜,对于大芯片减薄划片时使用蓝膜,因为,UV膜的粘性可以使用紫外线的照射时间和强度来控制,防止芯片在抓取的过程中漏抓或者抓崩。若芯片在减薄划切实之后,直接上倒封装标签生产线,那么好使用UV膜,因为倒封装生产线的芯片一般比较小,而且设备的顶针在蓝膜底部将芯片顶起。如果使用较大粘性剥离度的蓝膜,可能使得顶针在顶起芯片的过程中将芯片顶碎。
在芯片的分割期间,刀片碾碎基础材料(晶圆),同时去掉所产生的碎片。材料的去掉沿着晶方(dice)的有源区域之间的切割线(迹道)发生的。冷却剂(通常是去离子水)指到切割缝内,改善切割品质,和通过帮助去掉碎片而延长刀片寿命。每条迹道(street)的宽度(切口)与刀片的厚度成比例。
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