晶圓在加工過程中,需要對其進行劃片處理,目前現(xiàn)有的晶圓劃片設(shè)備村子按以下不足:1、晶圓初的放置隨意性較大,影響后續(xù)晶圓的對正工作;2、每次只能對晶圓的一個表面進行劃片處理,導(dǎo)致正反面劃片的深度難以控制,增加了后期打磨的工作。
在芯片的分割期間,刀片碾碎基礎(chǔ)材料(晶圓),同時去掉所產(chǎn)生的碎片。材料的去掉沿著晶方(dice)的有源區(qū)域之間的切割線(跡道)發(fā)生的。冷卻劑(通常是去離子水)指到切割縫內(nèi),改善切割品質(zhì),和通過幫助去掉碎片而延長刀片壽命。每條跡道(street)的寬度(切口)與刀片的厚度成比例。
硅圓片切割應(yīng)用的目的是將產(chǎn)量和合格率大,同時資產(chǎn)擁有的成本小。可是,挑戰(zhàn)是增加的產(chǎn)量經(jīng)常減少合格率,反之亦然。晶圓基板進給到切割刀片的速度決定產(chǎn)出。隨著進給速度增加,切割品質(zhì)變得更加難以維持在可接受的工藝窗口內(nèi)。進給速度也影響刀片壽命。
頂面碎片(TSC, top-side chipping),它發(fā)生晶圓的頂面,變成一個合格率問題,當(dāng)切片接近芯片的有源區(qū)域時,主要依靠刀片磨砂粒度、冷卻劑流量和進給速度。背面碎片(BSC, back-side chipping)發(fā)生在晶圓的底面,當(dāng)大的、不規(guī)則微小裂紋從切割的底面擴散開并匯合到一起的時候(圖1b)。當(dāng)這些微小裂紋足夠長而引起不可接受的大顆粒從切口除掉的時候,BSC變成一個合格率問題。
切割參數(shù)對材料清除率有直接關(guān)系,它反過來影響刀片的性能和工藝效率。對于一個工藝為了優(yōu)化刀片,設(shè)計試驗方法(DOE, designed experiment)可減少所需試驗的次數(shù),并提供刀片特性與工藝參數(shù)的結(jié)合效果。另外,設(shè)計試驗方法(DOE)的統(tǒng)計分析使得可以對有用信息的推斷,以建議達(dá)到甚至更高產(chǎn)出和/或更低資產(chǎn)擁有成本的進一步工藝優(yōu)化。
在切片或任何其它磨削過程中,在不超出可接受的切削質(zhì)量參數(shù)時,新一代的切片系統(tǒng)可以自動監(jiān)測施加在刀片上的負(fù)載,或扭矩。對于每一套工藝參數(shù),都有一個切片質(zhì)量下降和BSC出現(xiàn)的極限扭矩值。切削質(zhì)量與刀片基板相互作用力的相互關(guān)系,和其變量的測量使得可以決定工藝偏差和損傷的形成。工藝參數(shù)可以實時調(diào)整,使得不超過扭矩極限和獲得大的進給速度。