圓晶切割(劃片)的過程中最容易發(fā)生的問題:空切和碎屑
㈠ 空切
空切發(fā)生的原因:
◆ 粘著面不清潔
※解決方法:
一般使用者遇到空切的問題時,通常都只考慮到粘力不足,不??紤]到圓晶片背面與基板貼合面的狀態(tài),清洗貼合面有助于增加膠帶的貼合面,通常使用的清洗方法大致有兩種:
?、?超聲波清洗
?、?電解清洗
◆ 膠帶與被粘著面粘力不足。
※分析:
通常粘力=(膠帶與晶片的接觸面積)×(膠帶對晶圓或基板背面的粘度)
所以當(dāng)晶片越小,或是膠帶粘度低時會產(chǎn)生空切的機(jī)會就越多。
針對空切的解決方法:
?、?選用粘度較大而解卷力又不太高的膠帶。
?、?增加膠帶與晶片背面的接觸面積(貼合之后固化)。
為了增加膠帶與晶圓的接觸面積,可分為預(yù)固化(預(yù)熱)與貼合之后烘烤兩種:
預(yù)固化:在貼合之前利用晶圓夾具臺加溫,達(dá)到膠帶貼合到晶圓時膠帶的膠層稍微軟化,達(dá)到較好的貼合效果。
貼合之后的烘烤:預(yù)固化的效果沒有達(dá)到的需要的粘力,所以用此方法,預(yù)防在劃片過程中發(fā)生空切現(xiàn)象。
晶圓由于在背面研磨后有TTV值的存在,并非百分之百的平面,用烤箱烘烤使膠層軟化,以達(dá)到填充晶圓背面的微小凹面,使膠帶與晶圓背面的接觸面增加,以達(dá)到增加粘力的效果。
當(dāng)膠層溫度由由低到高時,膠層的粘度變小,但膠的流動性變大,使膠層比較容易滲入不平整的晶圓背面,以增加接觸面積,當(dāng)晶圓要切割之前,膠層又回到原來的溫度,因為膠對溫度的變化是一種不可逆的過程。
由于并非長時間烘烤,粘度并不會大幅改變,主要改變粘力的因素在于膠帶與晶圓的接觸面積的增加。
用烘烤的方法增加粘力,基本上有一些限制,當(dāng)膠帶貼合到矽晶圓的背面后以60 ℃熱源烘烤三分鐘其膠帶與晶圓的接觸面積已經(jīng)達(dá)到80%以上,此時若再繼續(xù)烘烤十分鐘最多增加10%,所以我們可以得出結(jié)論,雖然烤的越久,膠帶與晶圓的接觸面積增加越多所以越粘,但后面的烘烤時間也會越?jīng)]效率。
烘烤的目的就是要增加粘性,對解決空切而言當(dāng)然越粘越好,但對于晶片粘合而言, 膠帶越粘,頂針的力量就越大,對晶圓背面留下的傷痕的機(jī)會也越大,所以建議使用晶圓切割膠帶時,如果晶片的尺寸小于2mm×2mm,或是有如上述頂針刮痕的問題,建議使用UV膜膠帶。
㈡ 碎屑
碎屑大約可分為:
(1)上面碎屑(2)背面碎屑(3)邊角碎屑(4)破裂碎屑
發(fā)生碎屑的原因大致可分為三大因素:
▲刀具因素 ▲晶圓材料的因素 ▲膠帶因素
▲ 刀具因素
?、?nbsp;切割速度越快
?、?刀具主軸轉(zhuǎn)速越快
?、?晶片越小
?、?DI 水噴的越少
▲ 晶圓材料的因素
?、?有鈍化的晶圓會比鏡面晶圓較容易發(fā)生碎屑;
?、?較薄的晶圓較容易發(fā)生碎屑;
※這里主要針對膠帶因素來講講:
▲ 膠帶因素
1、碎屑的位置:
一般碎屑發(fā)生時應(yīng)該都會在晶片的同一邊,對晶片而言,第4個切割邊常是最容易發(fā)生碎屑的地方。
主要原因為:
(1)其切割地方的前方已經(jīng)存在切割線。
(2) 對晶片而言,切割邊就是最后一個支撐邊,如果沒有很優(yōu)良的膠帶做為切割平臺, 晶圓很容易發(fā)生碎屑。
2、膠帶的制造誤差
制造誤差越小,膠帶的表面越平整,碎屑的問題就越小。
解決方法:如果使用一般的膠帶,那么建議使用電子級的膠帶。
3、刀具切入膠帶的深度
基本上刀具穿晶圓后,切入膠帶的深度越大,越不容易碎屑,但是也不能切的太深。
※解決方法:
⊙ 使用膠帶厚度較厚,同樣是PVC基材的膠帶。
⊙ 使用相同厚度的膠帶,但其基材必須為不可擴(kuò)展的膠帶。
⊙ 切割平臺
圓晶切割(劃片)時會碎屑的現(xiàn)象,除了以上原因外,最重要的原因在于劃片過程中如何保持晶片不受移動是非常重要的,膠層太軟,容易使晶片在劃片過程中晃動而產(chǎn)生碎屑。
因為膠層緊貼著晶圓,在劃片過程中,膠層的作用就等于的切割平臺。所以提高膠層硬度,使切割平臺夠硬,碎屑問題就會改善。