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蘇州佳德捷減震科技有限公司
集成電路封裝的主要流程里，第一步就是晶圓切割，將前制程加工完成晶圓的一顆顆的晶粒切割分離。首先是將純度達到 99.99%的硅晶柱切割成不同厚度的晶圓，在晶圓上按照刻蝕出一個個電路芯片，整齊劃一地在晶圓上呈現出小方格陣列，每一個小方格代表著一個能實現某種特定功能的電路芯片。漢芯國科今天來介紹一下半導體集成電路封裝流程里的晶圓切割工序：包括相關的準備工作、劃片步驟、晶圓切割和清洗等，希望對您有所幫助!
一、相關準備工作
1.用乙醇和無塵布擦拭膜機，用氮氣槍清洗工作臺和區域。必要時，打開去離子風扇，吹工作區域，消除靜電干擾。檢查待劃片的晶圓，檢查晶圓數量和批次信息，確保晶圓完好無損。
2.晶圓貼藍膜和膜框(見下圖)。
藍膜用于將晶圓背面固定在金屬膜框上，固定晶圓，約束晶粒，使晶圓切割分離成晶粒粒不會散落。晶圓通常根據尺寸來區分，這里的尺寸是指晶圓的直徑，通常是6in、8in、12in。目前使用的高可靠電路，一些穩定的老品種也使用4in 晶圓。藍膜也有不同尺寸的規格。
除了藍膜，漢芯國科也使用UV膜，UV膜的粘性可以使用紫外線的照射時間和強度來控制，防止芯片在抓取的過程中漏抓或者抓崩。如果使用較大粘性剝離度的藍膜，可能使得頂針在頂起芯片的過程中將芯片頂碎。
膜框架又稱晶圓環、膜框架、金屬框架等，由金屬材料制成，具有一定的剛度，不易變形，與膜機一起使用。膜框用于收緊藍膜，固定晶圓，便于后期的晶圓劃片和晶粒分類，避免藍膜褶皺碰撞擠壓造成的損壞。
二、劃片
最早的晶圓切割方法是物理切割，通過橫向、縱向切割運動，將晶圓分成方形芯片晶粒。目前，用金剛石砂輪切片刀(見下圖)晶圓切割方法仍占據主流地位。機械劃片的力直接作用于晶圓表面，會對晶體內部造成應力損傷，容易造成芯片崩邊和晶圓損傷。尤其是對厚度 100um 在下面的晶圓劃片中，很容易導致晶圓破碎。機械切片速唐一般為8~10mm/s，分區速度慢，要求分區槽寬度大于 30um，高可靠電路的劃片槽寬度應更大，甚至達到 50~60um，確保芯片劃片后的完整性和可靠性。
激光切割屬于無接觸式切片，不對晶圓產生機械應力，對晶圓損傷小，可避免芯片破碎、損壞等問題 (見圖 2-7)。由于激光在聚焦上可以達到亞微米數量級的特點，因此對晶圓的微處理更有優勢。同時，激光片的速度可以達到 150mm/s，與機械切片率相比，它可以大大提高，可以勝任薄晶圓的加工任務，也可以用來切割一些形狀復雜的芯片，如六角形。但昂貴的設備成本是制約激光劃片普及的因素之一。
三、晶圓切割
晶圓按芯片大小分成單晶粒，用于隨后的芯片貼裝、引線鍵合等工序。雖然機械分區存在許多可靠性和成本問題，如晶圓機械損壞嚴重、晶圓分區線寬大、分區速度慢、冷卻水切割、刀具更換維護成本高等，但機械切割仍是主要的分區方法。通過調整切片工藝參數，選擇最佳刀具類型，采用多次切片等方法，解決機械切片芯片崩邊、分層、硅渣污染等問題。
四、清洗
主要是清洗分區產生的各種硅屑和粉塵，清洗晶粒，冷卻分區刀。
根據切割材料的質量要求，冷卻介質采用去離子水或自來水等冷卻介質。冷卻流量通常由流量計控制，正常 0.2~4L/mn。流量尺寸應根據刀片和切割材料的類型和厚度進行調整。流量會沖走切割過程中粘附不牢固的芯片。對于特別薄的刀片，大流量有時會影響刀片的剛度：小流量會影響刀片的使用壽命和切割質量。
在半導體制造過程中，受到圓形影響，晶圓邊緣一定區域芯片圖形工藝不完整，大致有三種情況如圖 2-1 所示。考慮邊緣區域圖形不完整，制作掩模版時將其去除，每一個圖形都是工藝、功能完整的晶粒、以便于良率統計、晶粒分揀、盲封。硅晶柱的尺寸越大，能切割出來的晶圓面積就越大，能產出功能完整的有效芯片晶粒數量就越多。所以芯片制造工藝越先進，晶圓尺寸越大，其中的每一只電路芯片的成本越能攤薄，半導體的生產成本就能下降。因此半導體器件的發展方向是單個芯片越來越小，且單個芯片集成的晶體管數量越來越多。
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