國(guó)產(chǎn)劃片機(jī) 2022-10-24
想必了解芯片行業(yè)的小伙伴都清楚，芯片制程工藝由之前的28納米發(fā)展到了14納米，再到現(xiàn)在的5納米，可以說(shuō)芯片是越做越小的，這樣留給晶圓劃片機(jī)的空間越來(lái)越小，既要保證足夠的良品率，又要確保加工效率，國(guó)產(chǎn)化重點(diǎn)關(guān)注晶圓劃片刀！
我們從劃片刀自身的制造來(lái)看，影響刀片性能乃至影響晶圓劃片的幾個(gè)重要要素是：金剛石顆粒大小、顆粒集中度、分離劑強(qiáng)度、刀片厚度、刀片長(zhǎng)度、修刀工藝。
金剛石顆粒大小的影響：主要參與劃切加工的就是金剛石，分離劑主要起粘結(jié)金剛石的作用。不同顆粒大小的金剛石對(duì)劃片質(zhì)量的影響是比擬明顯的。大顆粒金剛石撞擊力比擬大，工件產(chǎn)生的裂紋比擬大；依據(jù)磨劃?rùn)C(jī)理特性，金剛石顆粒尺寸越大，對(duì)晶圓的撞擊力越大，招致正面崩邊尺寸越大。金剛石顆粒尺寸越大，越不容易產(chǎn)生刀片梗塞，就能夠有效降低產(chǎn)品的反面崩邊。小顆粒金剛石撞擊力較小，正面崩邊尺寸會(huì)越小。但是這個(gè)原理只合適300um左右及以上厚度的晶圓，當(dāng)處置200μm以下這種極薄的晶圓時(shí)，大顆粒金剛石產(chǎn)生的撞擊力大，薄晶圓無(wú)法接受大的沖擊力，這時(shí)分就需求選擇顆粒較小的金剛石來(lái)保證良好的劃片質(zhì)量。除了劃片質(zhì)量，金剛石顆粒大小還影響刀片壽命。顆粒越大，刀片壽命越長(zhǎng)；顆粒越小，刀片壽命越短。
顆粒集中度的影響：顆粒集中度對(duì)劃片質(zhì)量也非常關(guān)鍵。關(guān)于相同的金剛石顆粒大小會(huì)消費(fèi)出不同集中度的刀片，劃片效果也會(huì)有很大差別。目前，劃片刀常見(jiàn)有5種規(guī)格，分別是：50、70、90、110、130。依據(jù)實(shí)踐測(cè)試得出，高集中度的金剛石顆粒，劃片阻力小，劃片速度快，效率高，還能夠延長(zhǎng)劃片刀的壽命，減少晶圓正面崩缺。但是高集中度刀片分離劑少，刀片韌性低，正面崩邊大，容易斷刀。而低集中度的金剛石顆粒，負(fù)載小，劃片阻力小，劃片速度慢，效率低，但是能夠減少反面崩缺。
分離劑強(qiáng)度的影響：分離劑的作用是將金剛石結(jié)實(shí)地黏在一同，不同硬度的分離劑對(duì)刀片的壽命影響比擬大。軟性分離劑可以加速金剛石顆粒的“自我尖利”，使劃片刀一直堅(jiān)持比擬尖利的狀態(tài)，能減小晶圓的正面崩缺、分層及毛刺問(wèn)題。硬性分離劑能更好地把持金剛石顆粒，增加刀片的耐磨性，進(jìn)步刀片的壽命。軟性分離劑的缺陷是刀片壽命的縮短，硬性分離劑的缺陷是劃片產(chǎn)品的質(zhì)量較差。
刀片厚度的影響：
1）刀片厚：一是刀片震動(dòng)小、產(chǎn)品質(zhì)量有保證；二是刀片強(qiáng)度強(qiáng)、不易斷刀；三是劃片接觸面積大、阻力大、產(chǎn)生的碎屑多、進(jìn)給速度慢、易污染。
2）刀片?。阂皇莿澠佑|面積小、阻力小、進(jìn)給速度快；二是刀片震動(dòng)小、產(chǎn)品質(zhì)量有保證；三是刀片強(qiáng)度弱、易斷刀。
刀片長(zhǎng)度的影響
1）刀片長(zhǎng)：一是運(yùn)用壽命長(zhǎng)；二是刀片強(qiáng)度弱、進(jìn)給速度慢、易斷刀；三是震動(dòng)大、易發(fā)作偏擺、劃片蛇形。
2）刀片短：一是運(yùn)用壽命短；二是刀片強(qiáng)度強(qiáng)、進(jìn)給速度快、不易斷刀；三是震動(dòng)小、不易發(fā)作偏擺、質(zhì)量好。
修刀環(huán)節(jié)的影響：修刀的目的一是為了使刀刃外表的金剛石暴露，二是修正刀片與輪轂、法蘭的偏心量。當(dāng)新刀裝置在主軸和法蘭上，雖刀片與主軸頂部直接接觸，但兩者間仍然是存在縫隙，這就是刀片的“偏心”。如刀片在“偏心”的狀況下運(yùn)用，那刀片只要一局部刀片工作，負(fù)載過(guò)大，易形成逆刀與過(guò)載呈現(xiàn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。為一個(gè)既定的劃切材料選擇適宜的刀片，請(qǐng)求在刀片壽命與劃片質(zhì)量之間作出均衡。高壽命，質(zhì)量降低；高質(zhì)量，壽命降低。
摩爾定律意味著芯片集成的晶體管數(shù)量每隔24個(gè)月就會(huì)翻一倍，如果芯片的體積不變，內(nèi)部集成的晶體管數(shù)量每隔24個(gè)月要翻一倍，那就相當(dāng)于芯片制造的工藝縮小一倍。這樣來(lái)看，選擇刀片還要了解刀片表面硬度的影響，刀片表面硬度通常叫做基體硬度。基體硬度經(jīng)過(guò)金剛石尺寸、濃度和粘合物硬度來(lái)決議。通常，較細(xì)的磨料尺寸、較高的金剛石濃度和較硬的粘合物將得到相對(duì)增加的基體硬度。除此外，諸如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、膜、冷卻水、劃片方式等都也可能影響刀片選擇。
