硅圆片切割应用的目的是将产量和合格率大,同时资产拥有的成本小。可是,挑战是增加的产量经常减少合格率,反之亦然。晶圆基板进给到切割刀片的速度决定产出。随着进给速度增加,切割品质变得更加难以维持在可接受的工艺窗口内。进给速度也影响刀片寿命。
在许多晶圆的切割期间经常遇到的较窄迹道(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、高光学放大和对准运算的设备。当用窄迹道切割晶圆时的一个常见的推荐是,选择尽可能薄的刀片。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。
为了接收今天新的切片挑战,切片系统与刀片之间的协作是必要的。对于(high-end)应用特别如此。刀片在工艺优化中起主要的作用。为了接纳所有来自于迅速的技术发展的新的切片要求,今天可以买到各种各样的刀片。这使得为正确的工艺选择正确的刀片成为一个比以前更加复杂的任务。
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。这些元素的结合效果决定刀片的寿命和切削质量(TSC与BSC)。改变任何一个这些参数都将直接影响刀片特性与性能。为一个给定的切片工艺选择佳的刀片可能要求在刀片寿命与切削质量之间作出平衡。
切片工艺变得越来越且要求高。切割迹道变得越窄,可能充满测试用衰耗器(test pad),并且刀片可能需要切割由不同材料制成的各种涂敷层。在这些条件下达到大的切片工艺合格率和生产率要求认真的刀片选择和的工艺控制能力。
随着信息化时代的到来,我国电子信息、通讯和半导体集成电路等行业迅猛发展,我国已经成为世界二极管晶圆、可控硅晶圆等集成电路各种半导体晶圆制造大国。传统的旋转砂轮式晶圆切割技术在实际生产中受到工艺极限的影响,晶圆加工存在机械应力、崩裂、加工效率低、成品率低的情况,的限制了晶圆制造水平的发展。传统晶圆切割手段已经无法满足晶圆产品率、生产需求。因此,旋转砂轮式切割工艺所伴随的问题是无法通过工艺本身的优化来完全解决的,亟需采取新的加工方式解决晶圆切割划片的瓶颈;现有划片机自动化程度及功能都很难满足电子器件生产的可靠性和技术性能要求。
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