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半導(dǎo)體晶圓材質(zhì)在不斷變化，對(duì)晶圓劃片刀的性能也提出了新挑戰(zhàn)。
目前晶圓劃片技術(shù)有兩種：激光劃片和超薄金剛石劃片。
由于激光切割機(jī)的加工生產(chǎn)成本高，現(xiàn)階段晶圓切割較大部分是采用高精度劃片機(jī)，以機(jī)械加工方式為主。
在機(jī)械應(yīng)力的作用下，晶圓切割后容易發(fā)生品質(zhì)異常，品質(zhì)異常常見(jiàn)的有：產(chǎn)品表面、背面Chipping、PAD氧化、分層、缺角等異常。
深圳西斯特在這次的文章中將分享晶圓切割過(guò)程中刀片選型的重要性。
一、晶圓切割常見(jiàn)品質(zhì)缺陷及判定標(biāo)準(zhǔn)
序號(hào) | 不良項(xiàng)目 | 判定標(biāo)準(zhǔn)/使用工具 | 處理對(duì)策 |
1 | FSC Chipping | 顯微鏡下測(cè)量≤10um | 優(yōu)化參數(shù)/更換刀片 |
2 | BSC Chipping | 顯微鏡下測(cè)量≤50um | 優(yōu)化參數(shù)/更換刀片 |
3 | 毛刺 | 不能連接芯片表面PAD | 打墨點(diǎn)/更換刀片 |
4 | 分層 | 保護(hù)線內(nèi)翹起 | 打墨點(diǎn) |
5 | PAD氧化 | PAD發(fā)黃 | 檢查DI水和切割液 |
6 | 破損 | 損傷保護(hù)線 | 打墨點(diǎn) |
7 | 缺角 | 損傷電路 | 打墨點(diǎn)打墨點(diǎn)/更換刀片 |
8 | 刮傷 | 顯微鏡下觀察 | 打墨點(diǎn) |
二、 晶圓切割耗料及主要加工參數(shù)：
1、主要耗料：
劃片刀（Dicing Blade）、承載薄膜(Mounting Tape)、工業(yè)超純水（DI Water）、添加表面活性劑（Diamaflow）、壓縮空氣 (Comressed Air)、氮?dú)猓∟2）。
2、主要參數(shù)：
切割參數(shù)（切割模式、進(jìn)給速度、刀片轉(zhuǎn)速、切割深度、冷卻水流量、）等。
三、 劃片刀選型的要素
金剛石劃片刀選型有五個(gè)主要要素：
1.金剛石磨粒尺寸、
2.金剛石集中度（濃度）、
3.結(jié)合劑特性、
4.刀刃長(zhǎng)度、
5.刀刃厚度。
其中金剛石磨粒在晶圓的切割過(guò)程中起著切削的作用，通常選用SD（人造金剛石）、CBN(立方氮化硼)。切割晶圓常用的金剛石顆粒尺寸從1um到8um之間不等。為達(dá)到更好的切割質(zhì)量，通常選用帶棱角的金剛石顆粒。
四、刀片選型各要素對(duì)品質(zhì)的影響
1、刀刃厚度：根據(jù)晶圓劃片槽的寬度，對(duì)切割刀片的刀刃厚度進(jìn)行選型，選用標(biāo)準(zhǔn)通常為劃片槽寬度的1/2為準(zhǔn)，保證切割刀痕包含崩缺在接受范圍，不得損傷芯片的安全保護(hù)線。
2、刀刃長(zhǎng)度：選定切割刀片的刀刃厚度會(huì)有對(duì)應(yīng)的刀刃長(zhǎng)度，業(yè)界正常范圍（長(zhǎng)=寬*25-30倍）左右。如果刀刃過(guò)長(zhǎng)，切割過(guò)程中刀片高速旋轉(zhuǎn)就容易產(chǎn)生蛇形切割、崩邊等異?，F(xiàn)象。
3、金剛石顆粒尺寸：顆粒尺寸的大小直接影響劃片刀的壽命和切割質(zhì)量，較大的金剛石顆粒度可以在相同的刀具轉(zhuǎn)速下，去除更多的硅材料，因而刀具的壽命可以得到延長(zhǎng)，但同樣會(huì)降低切割質(zhì)量。
4、金剛石集中度（濃度）：顆粒的集中度對(duì)切割質(zhì)量也十分關(guān)鍵。對(duì)于相同的金剛石顆粒大小會(huì)生產(chǎn)出不同集中度的刀片切割效果也會(huì)有很大差異。目前，晶圓劃片刀常見(jiàn)有5種規(guī)格，分別是：（50、70、90、110、130）的集中度。劃片刀每一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期移去的硅材料是相同的，但是，平均到每一個(gè)金剛石顆粒移去的硅材料的量是不同的。根據(jù)實(shí)際測(cè)試得出，高密度的金剛石顆?？梢匝娱L(zhǎng)劃片刀的壽命，同時(shí)也可以減少晶圓背面崩角。而低密度的金剛石顆?？梢詼p少正面崩角。
5、結(jié)合劑特性：結(jié)合劑的作用是將金剛石牢固的黏在一起，不同硬度的結(jié)合劑對(duì)刀片的壽命影響是比較大的。軟性結(jié)合劑能夠加速金剛石顆粒的“自我鋒利”（Self Sharpening），使劃片刀始終保持比較鋒利的狀態(tài)，能減小晶圓的正面崩角、分層及PAD毛刺，缺點(diǎn)是劃片刀壽命的縮短。硬性結(jié)合劑能更好地把持金剛石顆粒，能增加刀片的耐磨性，提高刀片的壽命，缺點(diǎn)是切割產(chǎn)品的品質(zhì)較差。
結(jié)語(yǔ)
深圳西斯特科技有限公司以“讓一切磨削加工變得容易”為主旨。通過(guò)科學(xué)精準(zhǔn)的刀片生產(chǎn)配方、應(yīng)用選型及提供整套磨削系統(tǒng)解決方案，給客戶提供最佳的切割質(zhì)量和最低的生產(chǎn)成本。