硅晶圆复合划片工艺研究

碳化硅晶圆划片技术碳化硅是宽禁带半导体器件制造的核心材料，SiC器件具有高频、大功率、耐高温、耐辐射、抗干扰、体积小、重量轻等诸多优势，是目前硅和砷化镓等半导体材料所无法比拟的，应用前景十分广阔，是核心器件发展需要的关键材料。

1、碳化硅材料特性碳化硅是ⅠⅤ-ⅠⅤ族二元化合物半导体，具有很强的离子共价键，结合能量稳定，具有优越的力学、化学性能。

材料带隙即禁带能量决定了器件很多性能，包括光谱响应、抗辐射、工作温度、击穿电压等，碳化硅禁带宽度大。

如最常用的4H-SiC禁带能量是 3.23eV，因此，具有良好的紫外光谱响应特性，被用于制作紫外光电二极管。

SiC临界击穿电场比常用半导体硅和砷化镓大很多，其制作的器件具有很好的耐高压特性。

另外，击穿电场和热导率决定器件的最大功率传输能力，SiC热导率高达5W/(cm·K)，比许多金属还要高，因此非常适合做高温、大功率器件和电路。

碳化硅热稳定性很好，可以工作在300～600℃。

碳化硅硬度高，耐磨性好，常用来研磨或切割其它材料，这就意味着碳化硅衬底的划切非常棘手。

目前，用于制作电子器件的碳化硅晶圆主要有2种，N型导电晶圆厚度150～350μm，电阻率0.010～0.028Ω·cm2，主要应用于发光二极管、电力电子行业的功率器件。

高纯半绝缘晶圆厚度50～100μm，电阻率1×108Ω·cm2，主要用于微波射频、氮化镓晶体管等领域。

针对半导体行业应用的SiC晶圆划切，研究几种加工方法的特点及应用。

2、碳化硅晶圆划片方法1）砂轮划片砂轮划片机是通过空气静压电主轴驱动刀片高速旋转，实现对材料的强力磨削。

所用的刀片刃口镀有金刚砂颗粒，金刚砂的莫氏硬度为10级，仅仅比硬度9.5级的SiC略高一点，反复地低速磨削不仅费时，而且费力，同时也会造成刀具频繁磨损。

如：100mm（4英寸）SiC晶圆划切每片需要6～8h，且易造成崩边缺陷。

因此，这种传统的低效加工方式已经逐渐被激光划片取代。

晶圆研磨划片流程说明晶圆研磨划片是半导体工业中重要的加工步骤之一，其质量对后续工艺步骤的影响极大。

下面将对同学们晶圆研磨划片的流程进行详细介绍。

一、晶圆研磨模式选择晶圆研磨模式有两种：手动研磨和半自动研磨。

手动研磨适用于小批量加工，而半自动研磨则适用于大批量加工。

根据需要选择不同的研磨模式。

二、晶圆研磨准备工作工人要做好个人防护措施，戴好护目镜、口罩、胶鞋等。

按照工艺流程，选择研磨片、液体研磨剂、研磨机等。

注意研磨片的规格与晶圆相匹配，液体研磨剂的浓度适当，研磨机的转速合适。

三、晶圆研磨划片操作步骤1、研磨前清洗：将晶圆放入清洁盘中，用纯水清洗20~30秒，去除表面的杂质。

2、研磨片涂覆：将液体研磨剂倒入研磨盘中，涂覆研磨片表面，防止晶圆在研磨过程中受到损伤。

3、晶圆放置：将晶圆放到涂有液体研磨剂的研磨片上。

4、研磨：按照研磨机的要求，启动研磨机进行研磨。

研磨的过程中粒度逐渐减小，对晶圆的要求也越来越高。

5、反面研磨：研磨一侧时，需要翻转晶圆进行反面研磨，防止研磨出现不均匀。

6、精磨：对研磨后的晶圆进行精磨，磨削表面，提高表面光洁度。

7、划片：将晶圆用切割机进行切割，得到所需的芯片。

四、晶圆研磨划片质量控制晶圆研磨划片过程中，需要严格控制质量。

研磨后的晶圆表面应该平整光滑，不应有划痕、凹陷和其他缺陷。

芯片的尺寸、设计、位置等参数也需要认真测量和检查。

总之，晶圆研磨划片是制备半导体芯片不可或缺的一步，需要进行科学合理的操作和严格的质量控制。

希望同学们在掌握流程的基础上，不断提高技能水平，为半导体工业的发展做出贡献。

•晶圆划片工艺分析•来源：中国IC技术交易网晶圆划片工艺已经不再只是把一个硅晶圆划片成单独的芯片这样简单的操作。

随着更多的封装工艺在晶圆级完成,并且要进行必要的微型化,针对不同任务的要求,在分割工艺中需要对不同的操作参数进行调整。

例如,分割QFN封装需要具有可以切割柔性和脆性材料组成的复合基板的能力。

MEMS封装则常常具有微小和精细的结构&mdashmdash;梁、桥、铰链、转轴、膜和其他敏感形态&mdashmdash;这些都需要特别的操作技术和注意事项。

在切割硅晶圆厚度低于100?,或者像GaAs这样的脆性材料时,又增添了额外的挑战&mdashmdash;例如碎片、断裂和残渣的产生。

像晶圆划线和切割,这两种将晶圆分割成单独芯片工艺中最常见的技术,通常是分别采用金刚石锯和金刚石划线工具完成的。

2 激光技术的更新使激光划线和激光划片成为一种可行的选择,特别在蓝光LED封装和GaAs基板应用中。

图1.采用标准UV胶带的分割工艺流程图。

无论选择哪种分割工艺,所有的方法都需要首先将晶圆保护起来,之后进行切割,以保证进入芯片粘结工序之前的转运和存储过程芯片的完整性。

其他的可能方法包括基于胶带的系统、基于筛网的系统以及采用其他粘结剂的无胶带系统。

工艺标准的切割工艺中首先是将减薄的晶圆放置好,使其元件面朝下,放在固定于钢圈的释放胶带上。

这样的结构在切割过程中可以保证晶圆,并且将芯片和封装继续保持在对齐的位置,方便向后续工艺的转运。

工艺的局限来自于减薄晶圆的应用,在存储之后很难从胶带上取下晶圆,采用激光的话容易切到胶带,同时在切割过程中冷却水的冲击也会对芯片造成损伤。

基于胶带的分割图2.可处理200或300 mm晶圆的UV固化单元可以放置在桌子上,采用365 nm波长的激光每个小时可以处理50片晶圆。

采用基于胶带的系统时,需要重点考虑置放系统,以及所采用的条带类型是不是适合要切割的材料。

300mm晶圆的复合划片工艺方案简析
孙敏;张玮琪;张崇巍
【期刊名称】《电子工业专用设备》
【年(卷),期】2015(0)7
【摘要】通过对比目前各种主流划片工艺的优缺点,分析了300 mm晶圆的材料结构特性和主要工艺挑战,提出了复合工艺解决方案;并详细分析了主要工艺路线的挑战,通过具体实验的分析,得到了复合工艺解决方案的结果以及新问题和解决思路.【总页数】5页(P6-10)
【作者】孙敏;张玮琪;张崇巍
【作者单位】中国电子科技集团公司第四十五研究所,北京100176;中国电子科技集团公司第四十五研究所,北京100176;甘肃林业职业技术学院,甘肃天水741020【正文语种】中文
【中图分类】TN305.1
【相关文献】
1.晶圆贴膜金刚刀划片工艺 [J], 张虹
2.PLD巨头对于采用 300mm晶圆和新工艺制造FPGA 器件存在分歧 [J],
3.用于InSb探测器芯片的激光划片工艺方案简析 [J], 李家发;曹立雅;张紫辰;侯煜
4.晶圆激光划片技术简析 [J], 高爱梅;张永昌;邓胜强
5.富士通在65nm及90nnl工艺300mm晶圆上应用自主开发的CMP模拟器 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

晶圆激光划片技术简析高爱梅;张永昌;邓胜强【摘要】针对晶圆划片工艺,分析了激光半划、激光全划、激光隐形划切和异形芯片的划切等工艺方法的特点.结合典型试验案例,提供了每种划片方式的适用领域,对晶圆划片具有一定的工艺参考价值.%Aiming at wafer dicing technics, this paper analyzes technics characteristic of laser half-dicing, laser full-dicing and laser stealth dicing. Fall together some typical test cases, provides the appropriate application field of each dicing method. It may be of reference value to wafer dicing.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】5页(P26-30)【关键词】晶圆划片;激光划片;半划;全划【作者】高爱梅;张永昌;邓胜强【作者单位】中国电子科技集团公司第四十五研究所, 北京 100176;中国电子科技集团公司第四十五研究所, 北京 100176;中国电子科技集团公司第四十五研究所, 北京 100176【正文语种】中文【中图分类】TN305.1随着激光器及相关光学元件制造技术的发展，为激光加工设备的开发提供了强大支撑，极大地促进激光微加工应用的广度和深度。

晶圆划片是将制作好图形的晶圆按切割道分割成单一芯片的过程。

随着芯片设计及制造技术的升级，对半导体封装工艺提出新的需求。

如：超薄硅晶圆、低k介质晶圆、含悬梁薄膜结构的微机电系统（MEMS,micro electro mechanical system）器件晶圆、硬脆碳化硅晶圆、软脆碲锌镉晶圆等，使得晶圆划片工艺面临新挑战，需求促进设备加工手段升级。

晶圆划片蓝膜晶圆划片蓝膜是半导体制造过程中的一项关键技术，主要用于保护晶圆表面，防止划痕和污染。

本文将从晶圆划片、蓝膜的定义、制备方法、应用领域等方面进行详细介绍。

一、晶圆划片晶圆划片是指将硅片或其他半导体材料通过机械或化学方法分割成小块的过程。

在半导体制造中，为了提高生产效率和降低成本，通常会将一个大型晶圆上生长的若干个芯片分割成单个芯片。

这些单个芯片可以更方便地进行后续加工和封装。

机械划片是最常见的分割方法，它使用钻头或锯片等工具沿着预定的方向将晶圆分割成小块。

这种方法适用于较厚的硅片，但容易产生微裂纹和边角损伤。

化学划片则采用化学溶解或腐蚀等方法，在特定条件下将硅材料局部溶解或腐蚀掉，从而实现分割。

这种方法适用于薄硅片，可以得到光滑的表面和尺寸精度高的芯片。

二、蓝膜蓝膜是一种透明的保护层，通常由聚酰亚胺等高分子材料制成。

它可以覆盖在晶圆表面，保护芯片免受划痕、污染和氧化等影响。

在半导体制造中，蓝膜通常作为划片前的保护层使用。

制备方法主要包括溶液法、浸涂法和喷涂法。

其中溶液法是最常用的方法，它将聚酰亚胺等高分子材料溶解在有机溶剂中，然后通过旋涂或喷涂等方式将其均匀地覆盖在晶圆表面上。

浸涂法则将晶圆浸泡在预先调制好的聚酰亚胺溶液中，使其均匀地吸附在晶圆表面上。

喷涂法则通过高压气体将聚酰亚胺溶液喷射到晶圆表面上。

三、应用领域晶圆划片蓝膜广泛应用于半导体制造领域。

在晶圆加工前，蓝膜可以保护晶圆表面免受划痕和污染。

在晶圆划片过程中，蓝膜可以减少芯片表面的损伤和氧化，从而提高芯片的质量和可靠性。

此外，在芯片封装过程中，蓝膜还可以起到保护作用，防止芯片表面被机械或化学损伤。

除了半导体制造领域外，晶圆划片蓝膜还广泛应用于生物医学、光学器件等领域。

在生物医学领域，晶圆划片蓝膜可以作为细胞培养基质、微流控芯片等材料的基底。

在光学器件领域，晶圆划片蓝膜可以作为玻璃或其他透明材料的保护层。

总之，晶圆划片和蓝膜是半导体制造过程中不可或缺的关键技术。

硅抛光片研究报告硅抛光片研究报告硅抛光片是一种用于半导体制造的重要材料，其表面质量对芯片性能有着重要影响。

本报告对硅抛光片的制备、表面质量控制和应用进行了研究和总结。

一、硅抛光片制备硅抛光片的制备主要包括硅晶圆切割、平整化和抛光三个步骤。

硅晶圆切割是将硅晶圆切割成所需尺寸的片状材料，平整化是将硅抛光片表面进行平整处理，抛光是将硅抛光片表面进行抛光处理，使其表面光洁度达到要求。

硅抛光片的制备过程中，需要注意以下几点：1. 切割时要控制切割速度和切割深度，避免产生裂纹和划痕。

2. 平整化时要控制平整度和表面粗糙度，避免表面不平整和过度磨损。

3. 抛光时要控制抛光时间和压力，避免表面过度抛光和产生划痕。

二、硅抛光片表面质量控制硅抛光片表面质量对芯片性能有着重要影响，因此需要对其表面质量进行控制。

硅抛光片表面质量的主要指标包括表面光洁度、表面平整度和表面粗糙度。

1. 表面光洁度表面光洁度是指硅抛光片表面的光滑程度，通常用Ra值来表示。

Ra 值越小，表面光洁度越高。

硅抛光片表面光洁度的控制需要通过抛光工艺和抛光液的选择来实现。

2. 表面平整度表面平整度是指硅抛光片表面的平整程度，通常用TTV值来表示。

TTV值越小，表面平整度越高。

硅抛光片表面平整度的控制需要通过平整化工艺和平整化液的选择来实现。

3. 表面粗糙度表面粗糙度是指硅抛光片表面的粗糙程度，通常用Rz值来表示。

Rz 值越小，表面粗糙度越低。

硅抛光片表面粗糙度的控制需要通过抛光工艺和抛光液的选择来实现。

三、硅抛光片应用硅抛光片广泛应用于半导体制造中，主要用于制造芯片、LED、太阳能电池等器件。

硅抛光片的表面质量对器件性能有着重要影响，因此需要对其表面质量进行控制。

1. 制造芯片硅抛光片用于制造芯片时，需要控制其表面光洁度、表面平整度和表面粗糙度，以保证芯片性能的稳定和可靠。

2. 制造LED硅抛光片用于制造LED时，需要控制其表面光洁度和表面平整度，以保证LED的亮度和均匀性。

晶圆研磨划片流程说明晶圆研磨划片是半导体制造过程中的一项关键工艺，主要用于将晶圆切割成各种尺寸的芯片。

本文将详细介绍晶圆研磨划片的流程。

一、晶圆研磨划片前的准备工作在进行晶圆研磨划片之前，首先需要进行一系列的准备工作。

这些工作包括晶圆清洗、对其进行精确定位、确定划片方向和大小等。

晶圆清洗是为了去除表面的杂质和污染物，确保划片过程中的质量。

精确定位是通过光刻技术来实现的，将晶圆上的芯片图案与划片位置进行对应。

确定划片方向和大小是为了满足不同芯片尺寸和应用的需求。

二、晶圆研磨划片的工艺步骤1. 研磨：将晶圆放置在研磨机上，通过旋转研磨盘和磨料的作用，逐渐将晶圆表面的硅材料磨掉。

研磨的目的是将晶圆表面磨平，去除表面的缺陷和杂质，以便进行后续的划片工艺。

2. 清洗：在研磨完成后，需要对晶圆进行清洗，去除研磨过程中产生的碎屑和残留物。

清洗可以采用化学溶液或超声波清洗设备，确保晶圆表面的干净。

3. 划片：划片是将研磨后的晶圆切割成多个芯片的过程。

划片可以采用机械划片或者激光划片。

机械划片是通过划片刀具在晶圆表面进行切割，而激光划片则是利用激光束来切割晶圆。

划片的目的是将晶圆划分为多个独立的芯片，以便后续的封装和测试。

4. 清洗：在划片完成后，需要再次对芯片进行清洗，去除划片过程中产生的碎屑和残留物。

清洗的目的是确保芯片表面的干净，避免对后续工艺和性能的影响。

5. 检查和筛选：划片完成后，需要对芯片进行检查和筛选。

检查的目的是检测芯片表面是否有缺陷和损伤，确保芯片质量符合要求。

筛选是将芯片按照尺寸、电性能等指标进行分类，以便后续的封装和测试。

三、晶圆研磨划片的注意事项1. 控制研磨划片的厚度：研磨划片的厚度是影响芯片性能的重要参数，需要精确控制。

过厚或过薄都会对芯片的性能和可靠性产生负面影响。

2. 确保划片的平整度：划片后的芯片表面应该保持平整，不应有凹凸或起伏。

平整度的要求与芯片尺寸和应用有关，需要根据具体情况进行调整。

晶圆划片工艺简介划片工艺流程晶圆经过前道工序后芯片制备完成，还需要经过切割使晶圆上的芯片分离下来，最后进行封装。

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；刀片切割（Blade dicing or blade sawing）刀片切割（锯切）过程中，保护膜的附着与摘除（图片来自网络）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，以便保证更安全的“切单”。

“背面减薄（Back Grinding）”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（Die Bonding，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）必须均匀，不得超过划片槽的宽度。

很长一段时间，锯切一直是被最广泛使用的传统的切割方法，其最大的优点就是可以在短时间内切割大量的晶圆。

然而，如果切片的进给速度（Feeding Speed）大幅提高，小芯片边缘剥落的可能性就会变大。

因此，应将叶轮的旋转次数控制在每分钟30000次左右。

晶圆划片机晶圆切割时，经常遇到较窄迹道(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、高光学放大和先进对准运算的设备。

当用窄迹道切割晶圆时，应选择尽可能最薄的刀片。

可是，很薄的刀片(20µm)是非常脆弱的，更容易过早破裂和磨损。

结果，其寿命期望和工艺稳定性都比较厚的刀片差。