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晶圆切割——崩边原因分析及解决方法
发布时间:2021-07-28 点击数:275

晶圆切割——崩边原因分析解决方法

 

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提高加工质量和加工效率的方法以达到加工成本。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:

刀片安装倾斜; 

刀片未修成真圆; 

金刚石未完全暴露没有产生容削槽。 


解决方法检查刀片安装精度修刀修整刀片同心度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.工件变形

2.进给速度切割深度

3.转速刀片偏摆

解决方法:

1.增加贴膜后烘烤温度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.设备主轴精度和刀片动平衡精度

 

背面崩边

1.背崩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强相关因素

1. 刀片预切割前比预切割后背面崩边尺寸

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主轴转速

2.设定合理的进给速度

3.选择合适的露出量

4.控制冷却水水压