晶圆经过前道工席后芯片制备完成,还需要经过切割使晶圆上的芯片分离下来,后进行封装。不同厚度晶圆选择的晶圆切割工艺也不同:
厚度100um以上的晶圆一般使用刀片切割;
厚度不到100um的晶圆一般使用激光切割,激光切割可以减少剥落和裂纹的问题,但是在100um以上时,生产效率将大大降低;
厚度不到30um的晶圆则使用等离子切割,等离子切割速度快,不会对晶圆表面造成损伤,从而提高良率,但是其工艺过程更为复杂。
为了保护晶圆在切割过程中免受外部损伤,事先会在晶圆上贴敷胶膜,以便更安全的“切单”。“背面减薄”过程中,胶膜会贴在晶圆的正面。但与此相反,在“刀片”切割中,胶膜要贴在晶圆的背面。而在共晶贴片,把分离的芯片固定在PCB或定架上过程中,贴会背面的这一胶膜会自动脱落。切割时由于摩擦很大,所以要从各个方向连续喷洒DI水(去离子水)。而且,叶轮要附有金刚石颗粒,这样才可以更好地切片。此时,切口(刀片厚度:凹槽的宽度)均匀,不得超过划片槽的宽度。
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,使得不超过招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。
蓝膜由于受其温度影响乃粘性度会发生变化,而且本身粘性度较高,因此,一般较大面积的芯片或者wafer减薄划切后直接进行后封装工艺,而非直接进行倒封装工艺做Inlay时,可以考虑使用蓝膜。
硅圆片切割应用的目的是将产量和合格率大,同时资产拥有的成本小。可是,挑战是增加的产量经常减少合格率,反之亦然。晶圆基板进给到切割刀片的速度决定产出。随着进给速度增加,切割品质变得更加难以维持在可接受的工艺窗口内。进给速度也影响刀片寿命。在许多晶圆的切割期间经常遇到的较窄迹道(street)宽度,要求将每一次切割放在迹道中心几微米范围内的能力。这就要求使用具有高分度轴精度、高光学放大和对准运算的设备。