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DAG
Dice After Grind
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saw dicing / blade dicing
- 便宜好用
- 有與wafer接觸,會導致下列現象
- chipping (切割晶片後的邊角缺陷)
/ residual stress / die crack for thin wafer / blade wearout
- 刀具沿著scribe line切削wafer
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三個重要製成參數
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Spindle Speed
- 10000~40000RPM
- Feed Rate (Cut Rate) 進刀速度,unit=mm/s
越慢切割品質越好,但生產越慢
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Cut Depth
切深
- 通常是
"切穿wafer"+一點點mount tape
- 刀片將會切斷wafer且剪切到部分wafer tape,使Die還可以留在wafer tape上
最低scribe line寬度 80um
- chipping容易發生在wafer的切面的上下端
chipping point容易有應力集中
saw blade 切割wafer跟部分dicing tape
- 一般情況
- 需要 (刀片降溫,及移除切割碎屑)
- 會
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laser dicing using ablation
- 無與wafer接觸,所以沒有blade的四項缺點
- 需要
- 不會
- thin wafer / low-K wafer
- 費用較貴,用在下列特殊情況
- 聚焦wafer表面, wafer = solid
- heating
- melting, wafer = liquid
- evaporating, wafer = vapor
- Laser Grooving + Blade Full Cut
- Laser Full Cut
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DAG 補充
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blade type
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有無輪轂比較
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Hub type
- 降低刀片震動(強化剛性)
- 使用鋁輪轂
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Hubless type
- 降低儲熱能力 / 使blade保持低溫
- serrated blade(鋸齒刀片)
= slotted blade(開槽刀片)
- 因為有slot,所以有較好的散熱表現
- Thickness / Inner Diameter / Outter Diameter
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Hub Spec Information
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grit砂礫
- 定義
- 在blade上的微小粒子,切割材料用
- grit type
- 人工鑽石(synthetic diamond)、
氮化硼(boron nitride)是主要的材料
- grit size
- 2000/3000/3500
20um
- 越細chipping越小,切割速度慢
- grit concentration
- 刀片中的砂礫總量
- High concentration:
硬度高,損耗慢,
銳度低,切割慢,適合軟材料
- Low concentration:
硬度低,損耗快,
切割品質好,切割快,適合硬/脆材料
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bond hardness
- 使砂粒留在刀片中的粘結材料的硬度
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blade exposure
- 從hub算起暴露在外的blade長度
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blade thickness
- 影響kerf width
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bond type
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resin bond
- 樹脂
(resin)
- 快
- 高
- 有所限制
- 佳
- 小
- 快
- low
- 短
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metal bond
- 燒結金屬
(sintered metal)
- 耗損平均,切割品質固定
- 中
- 中
- 長
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electroformed bond
electroplated bond
- 高
- 最薄
- 高
- 差
- 電鍍結合
(electroplated bond)
- 慢
- 耗損慢
- 長時間
- 短
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laser dicing
using ablation
補充
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兩種方法
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Laser Grooving + Blade Full Cut
先雷射後刀切
- 在7nm/5nm等晶片當中,
在不留下力學應力的情形下
移除易脆的Low-K材料
- 易脆的Low-K材料
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Laser Full Cut
- 用雷射切穿wafer
- wafer不應太厚,否則影響生產力
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laser dicing
using ablation
補充
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Laser dicing
遇到的三大難題
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Surface debris
- 融化的表面碎屑被視為汙染,
需要用surface coating來保護,
但會增加成本
- 見右圖
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recast layer
重鑄層
- 雷射冷卻後,
熔化的wafer材料會沉積在scribe line邊緣,
看起來像一個小山丘,稱之為recast layer
- 它使晶片的表面形貌不均勻
(uneven surface morphology),
從而給後續工藝帶來問題
- Nanosecond Laser
有HAZ現象(Micro Cracking...)
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Heat Affected Zone
(HAZ)
- 為了解決HAZ問題,
我們偏向使用更短的脈衝laser解決問題
(ultrashort pulse laser),
但成本更高
- nanosecond=>picosecond=>femto laser
- Picosecond laser
沒有Debris,沒有Recast Layer沒有HAZ現象
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DBG
Dice Before Grind
DBG過程是一種無需dicing就分離die的方法。separation發生在wafer grinding步驟中。
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stealth dicing process
(隱形切割)
- 不用切削液,不會產生碎屑
- 可以切割非長方形晶片
- damage較小
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laser process
- 沿著預期的scribe line
將雷射光束引入wafer中的缺陷區域
形成SD layer (Stealth Dicing layer)
又可稱為modified layer
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separation
- "徑向擴展"下面的wafer tape以引起斷裂。
- 光束聚焦在晶圓的不同深度
- 不用
- 沒有
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Plasma dicing
- 平行切割,可以在同一時間切割所有晶片
- 可以切割非長方形晶片
- 不用
- 沒有
- RF filter / image sensor
- 最低scribe line寬度 = 10um
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scallops (扇貝)
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scallops (扇貝),左邊是wafer
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wafer prepare
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mask coating
- plasma etching
- Sawn Die
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DBG補充
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Plasma dicing補充
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plasma etching
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深反應離子蝕刻
DRIE(deep reactive ion etching)
= Boach Process
- isotropic etching
(Plasma 1:SF6)
- Passivation
(Plasma 2:C4F8)
- Passivation
etching
- isotropic etching
(Plasma 1:SF6)
- ...
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方法比較