半导体集成电路晶圆切割工序：划片、晶圆切割等

大海的鱼

　　一、PCB变压器相关准备工作
　　1.用乙醇和无尘布擦拭膜机，用氮气枪清洗工作台和区域。必要时，打开去离子风扇，吹工作区域，消除静电干扰。检查待划片的晶圆)，检查晶圆数量和批次信息，确保晶圆完好无损。
　　2.晶圆贴蓝膜和膜框(见下图)。
　　蓝膜用于将晶圆背面固定在金属膜框上，固定晶圆，约束晶粒，使晶圆切割分离成晶粒粒不会散落。晶圆通常根据尺寸来区分，这里的尺寸是指晶圆的直径，通常是6in、8in、12in。目前使用的高可靠电路，一些稳定的老品种也使用4in 晶圆。蓝膜也有不同尺寸的规格。
　　膜框架又称晶圆环、膜框架、金属框架等，由金属材料制成，具有一定的刚度，不易变形，与膜机一起使用。膜框用于收紧蓝膜，固定晶圆，便于后期的晶圆划片和晶粒分类，避免蓝膜褶皱碰撞挤压造成的损坏。
　　二、划片
　　黄金铝壳电阻最早的晶圆切割方法是物理切割，通过横向、纵向切割运动，将晶圆分成方形芯片晶粒。目前，用金刚石砂轮切片刀(见下图)晶圆切割方法仍占据主流地位。机械划片的力直接作用于晶圆表面，会对晶体内部造成应力损伤，容易造成芯片崩边和晶圆损伤。尤其是对厚度 100um 在下面的晶圆划片中，很容易导致晶圆破碎。机械切片速唐一般为8——10mm/s，分区速度慢，要求分区槽宽度大于 30um，高可靠电路的划片槽宽度应更大，甚至达到 50——60um，确保芯片划片后的完整性和可靠性。
　　u型接线端子激光切割属于无接触式切片，不对晶圆产生机械应力，对晶圆损伤小，可避免芯片破碎、损坏等问题 (见图 2-7)。由于激光在聚焦上可以达到亚微米数量级的特点，因此对晶圆的微处理更有优势。同时，激光片的速度可以达到 150mm/s，与机械切片率相比，它可以大大提高，可以胜任薄晶圆的加工任务，也可以用来切割一些形状复杂的芯片，如六角形。但昂贵的设备成本是制约激光划片普及的因素之一。
　　三、晶圆切割
　　晶圆按芯片大小分成单晶粒，用于随后的芯片贴装、引线键合等工序。虽然机械分区存在许多可靠性和成本问题，如晶圆机械损坏严重、晶圆分区线宽大、分区速度慢、冷却水切割、刀具更换维护成本高等，但机械切割仍是主要的分区方法。通过调整切片工艺参数，选择最佳刀具类型，采用多次切片等方法，解决机械切片芯片崩边、分层、硅渣污染等问题。
　　四、清洗
　　主要是清洗分区产生的各种硅屑和粉尘，清洗晶粒，冷却分区刀。
　　根据切割材料的质量要求，冷却介质采用去离子水或自来水等冷却介质。冷却流量通常由流量计控制，正常 0.2——4L/mn。流量尺寸应根据刀片和切割材料的类型和厚度进行调整。流量会冲走切割过程中粘附不牢固的芯片。对于特别薄的刀片，大流量有时会影响刀片的刚度：小流量会影响刀片的使用寿命和切割质量。
　　在半导体制造过程中，受到圆形影响，晶圆边缘一定区域芯片图形工艺不完整，大致有三种情况如图 2-1 所示。考虑边缘区域图形不完整，制作掩模版时将其去除，每一个图形都是工艺、功能完整的晶粒、以便于良率统计、晶粒分拣、盲封。硅晶柱的尺寸越大，能切割出来的晶圆面积就越大，能产出功能完整的有效芯片晶粒数量就越多。所以芯片制造工艺越先进，晶圆尺寸越大，其中的每一只电路芯片的成本越能摊薄，半导体的生产成本就能下降。因此半导体器件的发展方向是单个芯片越来越小，且单个芯片集成的晶体管数量越来越多。