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，半導體從業者不斷尋求能提高加工質量和加工效率的方法，以達到更低的加工成本。西斯特科技（SST）在半導體切割刀片領域有著深入的研究及技術積累，能夠更好地為半導體產業的發展服務，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場積累的經驗供半導體從業者參閱；

一、表面崩邊

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

1、初期chipping

主要指新刀片裝機預切割階段出現的產品表面崩缺，產生原因可能有三個方面：

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重新進行預切割，充分暴露金剛石。

2、循環chipping

原因：

切割過程中出現重復循環崩邊主要原因有三個方面：

1. 刀片表面受到沖擊；

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黏附。

解決方法：

1. 檢查刀刃表面是否有產品飛料沖擊痕跡；

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：

切割過程中出現異常崩邊主要原因有三個方面：

1.工件有移位變形

2.進給速度和切割深度

3.高轉速刀片偏擺

解決方法：

1.增加貼膜后烘烤溫度和時間以及更換基材材質

2.根據工件材質調整合適的加工參數

3.檢測設備主軸精度和刀片動平衡精度

二、背面崩邊

1．產生背崩后主要考察方向有三個：

2．切割刀片

3．工件/固定膠膜

4．加工參數

晶圓背崩與刀片5個強相關因素：

1. 刀片預切割前比預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行預切割； 

2.選擇合適目數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大強相關因素：

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，膠層薄，基材彈性小的藍膜或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4大強相關因素：

1. 主軸轉速，主軸轉速過高，每個磨料顆粒所做的工會減少，但刀片的自銳能力被抑制，可能發生鈍化。

2. 進給速度，進給速度過高，會增加刀片的負載，工件產生的應力也較大，容易發生背崩。

3. 切割深度，切割過深，刀片負載大，可能存在斷刀風險，導致產品背崩。

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，產品表面易污染。

解決方法:

1.推薦使用22-35k的主軸轉速；

2.設定合理的進給速度；

3.選擇合適的刀刃露出量；

4.控制冷卻水水壓。