现阶段,硬脆材料切割技术主要有外圆切割、内圆切割和线铭切割。外圆切割组然操作简单,但据片刚性差,切割全过程中锯片易方向跑偏.造成被切割工们的平面度差;而内圆切割只有进行直线切割,没法进行斜面切割。线锯切割技术具备割缝窄、率、切成片、可进行曲线图切别等优点成为口前普遍选用的切割技术。
内圆切割时晶片表层损害层大,给CMP产生挺大黔削抛光工作中;刃口宽。材料损害大。品片出率低;成木高。生产效率低;每一次只有切割一片。当晶圆直径达到300mm时。内圆刀头外径将达到1.18m。内径为410mm。在生产制造、安装与调节上产生许多艰难。故后期主要发展趋势线切别主导的晶圆切割技术。
通常,切割的硅晶圆的质量标准是:如果背面碎片的尺寸在10µm以下,忽略不计。另一方面,当尺寸大于25µm时,可以看作是潜在的受损。可是,50µm的平均大小可以接受,示晶圆的厚度而定。现在可用来控制背面碎片的工具和技术是刀片的优化,接着工艺参数的优化。
除了尺寸,三个关键参数决定刀片特性:金刚石(磨料)尺寸、金刚石含量和粘结剂的类型。结合物是各种金属和/或其中分布有金刚石磨料的基体。这些元素的结合效果决定刀片的寿命和切削质量(TSC与BSC)。改变任何一个这些参数都将直接影响刀片特性与性能。为一个给定的切片工艺选择佳的刀片可能要求在刀片寿命与切削质量之间作出平衡。
在切片或任何其它磨削过程中,在不超出可接受的切削质量参数时,新一代的切片系统可以自动监测施加在刀片上的负载,或扭矩。对于每一套工艺参数,都有一个切片质量下降和BSC出现的极限扭矩值。切削质量与刀片基板相互作用力的相互关系,和其变量的测量使得可以决定工艺偏差和损伤的形成。工艺参数可以实时调整,使得不超过扭矩极限和获得大的进给速度。
切片工序的关键部分是切割刀片的修整(dressing)。在非监测的切片系统中,修整工序是通过一套反复试验来建立的。在刀片负载受监测的系统中,修整的终点是通过测量的力量数据来发现的,它建立佳的修整程序。这个方法有两个优点:不需要来佳的刀片性能,和没有合格率损失,该损失是由于用部分修整的刀片切片所造成的质量差。
以稳定的扭矩运转的系统要求进给率、心轴速度和冷却剂流量的稳定。冷却剂在刀片上施加阻力,它造成扭力。新一代的切片系统通过控制冷却剂流量来保持稳定的流速和阻力,从而保持冷却剂扭矩影响稳定。
当切片机有稳定的冷却剂流量和所有其它参数都受控制时,维持一个稳定的扭矩。如果记录,从稳定扭矩的任何偏离都是由于不受控的因素。这些包括由于喷嘴堵塞的冷却剂流量变化、喷嘴调整的变化、刀片对刀片的变化、刀片情况和操作员错误。
随着信息化时代的到来,我国电子信息、通讯和半导体集成电路等行业迅猛发展,我国已经成为世界二极管晶圆、可控硅晶圆等集成电路各种半导体晶圆制造大国。传统的旋转砂轮式晶圆切割技术在实际生产中受到工艺极限的影响,晶圆加工存在机械应力、崩裂、加工效率低、成品率低的情况,的限制了晶圆制造水平的发展。传统晶圆切割手段已经无法满足晶圆产品率、生产需求。因此,旋转砂轮式切割工艺所伴随的问题是无法通过工艺本身的优化来完全解决的,亟需采取新的加工方式解决晶圆切割划片的瓶颈;现有划片机自动化程度及功能都很难满足电子器件生产的可靠性和技术性能要求。