晶圓切割——崩邊原因分析及解決方法

晶圓切割主要采用金剛石砂輪刀片即輪轂型硬刀，半導(dǎo)體從業(yè)者不斷尋求能提高加工質(zhì)量和加工效率的方法，以達(dá)到更低的加工成本。西斯特科技（SST）在半導(dǎo)體切割刀片領(lǐng)域有著深入的研究及技術(shù)積累，能夠更好地為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展服務(wù)，解決加工過程中普遍存在的問題，如晶圓切割過程中的正崩和背崩。本文將分享從切割現(xiàn)場(chǎng)積累的經(jīng)驗(yàn)供半導(dǎo)體從業(yè)者參閱；

一、表面崩邊

晶圓表面崩邊（正崩）可分為三種類型：初期chipping/重復(fù)循環(huán)chipping /其他chipping

1、初期chipping

主要指新刀片裝機(jī)預(yù)切割階段出現(xiàn)的產(chǎn)品表面崩缺，產(chǎn)生原因可能有三個(gè)方面：

①刀片安裝傾斜； 

②刀片未修成真圓； 

③金剛石未完全暴露，沒有產(chǎn)生容削槽。 

解決方法：①檢查刀片安裝精度；②修刀，修整刀片同心度；③重新進(jìn)行預(yù)切割，充分暴露金剛石。

2、循環(huán)chipping

原因：

切割過程中出現(xiàn)重復(fù)循環(huán)崩邊主要原因有三個(gè)方面：

1. 刀片表面受到?jīng)_擊；

2. 刀片表面有大顆粒金剛石突起；

3. 刀片表面有其他外來雜質(zhì)黏附。

解決方法：

1. 檢查刀刃表面是否有產(chǎn)品飛料沖擊痕跡；

2. 在顯微鏡下觀察刀刃部分是否存在大顆粒突起；

3. 在高倍顯微鏡下面觀察刀刃表面是否有異物粘黏（如殘膠，金屬）等；

3、其他chipping

原因：

切割過程中出現(xiàn)異常崩邊主要原因有三個(gè)方面：

1.工件有移位變形

2.進(jìn)給速度和切割深度

3.高轉(zhuǎn)速刀片偏擺

解決方法：

1.增加貼膜后烘烤溫度和時(shí)間以及更換基材材質(zhì)

2.根據(jù)工件材質(zhì)調(diào)整合適的加工參數(shù)

3.檢測(cè)設(shè)備主軸精度和刀片動(dòng)平衡精度

二、背面崩邊

1．產(chǎn)生背崩后主要考察方向有三個(gè)：

2．切割刀片

3．工件/固定膠膜

4．加工參數(shù)

晶圓背崩與刀片5個(gè)強(qiáng)相關(guān)因素：

1. 刀片預(yù)切割前比預(yù)切割后背面崩邊尺寸大

2. 刀片金剛石顆粒越大背面崩邊尺寸越小

3. 刀片磨料集中度越低，背面崩邊尺寸越小

4. 刀片結(jié)合劑越軟，背面崩邊尺寸越小

5. 刀刃越薄，背面崩邊尺寸越小

解決方法: 

1.新刀使用修刀板修刀及執(zhí)行預(yù)切割； 

2.選擇合適目數(shù)的刀片作為切斷刀片（建議3000-3500目）；

3.選擇低集中度刀片作為切斷刀片（建議50-70）； 

4.選擇較軟結(jié)合劑配方作為切斷刀片； 

5.選擇較薄刀片作為切斷刀片。

晶圓背崩與固定耗材3大強(qiáng)相關(guān)因素：

1. 固定方法（石蠟、膠膜、夾具）  

2. 固定力  

3. 固定輔材（膠層厚度，基材厚度，基材硬度）

解決方法:

1. 晶圓切割選用粘性強(qiáng)，膠層薄，基材彈性小的藍(lán)膜或UV膜  

2. 保持切割盤表面陶瓷氣孔無堵塞，真空吸力均勻，工作盤平整

晶圓背崩與加工參數(shù)4大強(qiáng)相關(guān)因素：

1. 主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速過高，每個(gè)磨料顆粒所做的工會(huì)減少，但刀片的自銳能力被抑制，可能發(fā)生鈍化。

2. 進(jìn)給速度，進(jìn)給速度過高，會(huì)增加刀片的負(fù)載，工件產(chǎn)生的應(yīng)力也較大，容易發(fā)生背崩。

3. 切割深度，切割過深，刀片負(fù)載大，可能存在斷刀風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品背崩。

4. 冷卻水，冷卻水水壓過大，刀片易變形，水壓過小冷卻效果不好，產(chǎn)品表面易污染。

解決方法:

1.推薦使用22-35k的主軸轉(zhuǎn)速；

2.設(shè)定合理的進(jìn)給速度；

3.選擇合適的刀刃露出量；

4.控制冷卻水水壓。