wafer saw

Process Technology （Wafer Saw相关）

A.Wafer Dicing (Saw) Process.

1.工程概要.

半导体组装(Assembly)第一道工序，将Wafer Fabrication 工程中所制成出的Wafer

使用Diamond Blade (Wheel) ，并Cutting其后分离为各个Die 的工程.

2. Wafer结构

A. Wafer直径.

-. Wafer由2”,4”,5”,6”等直径，现在逐渐增加其直径，目前流行以8”Wafer为主.

-. Wafer 直径逐渐增加理由为增加Wafer直径时，其Wafer 面积与直径成比例，结果good Die 数量也比例增大而增加.

B. Wafer结构名称.

B. D.I Water 及CO2 Bubbler 原理.

1.概要.

组装IC, LSI, VLSI 等工程中，超纯水(ultra Pure Water) 使用在Wafer Sawing 时所发生的摩擦力的祛除及Cleaning 时的必须品，此时纯水程度(A degree of Purity)尽量接近纯粹的水.

这是另一面祛除不了由于高电阻(17mega-Ohm 左右)而 D.I. Water 喷射孔的high Pressure 和应cleaning的Wafer 之间所发生的叫Crova 的静电.

此静电对chip 内部引起静电损伤及在Bonding Pad 表面由Silicon Dust引起的污染造成Bond Lift 问题等.

并且由流动电位发生而引起Aluminum 膜的部分溶解(电器分解).

根据Customer解决此类问题，超纯水内溶解CO2 (Carbon Dioxide) Gas后适当控制电阻.

特别由Electrostatic Sensitive Device,成品率,品质及信赖度向上而其要求逐渐增加.

2.CO2 Bubbler原理.

CO2 Gas 注入在超纯水(D.I.. Water)时，CO2 被容易溶解，并解离为氢离子和重碳酸离子，其离子作用为控制静电及流动电位的发生.

H2O + CO2 H2CO3

HCO3 H+ + HCO3 -

此时0.1 --- 1.0 mega-Ohm 的Pure Water 电阻防止Static Charge.

注意) 此时在CO2 Gas导入灰尘等不纯物时不可以，并且由CO2 Gas 溶解率太高而CO2注入太多的话，P.H就减少而Aluminum Metal damage 及Wheel 寿命减少.

(如果D.I. Water 电阻为0.1 Mega-ohm/cm 以下时Water 的PH为4.5 ，并其数据

变短Dicing Wheel 寿命，并可能引起VLSI 电路的Corrosion

(腐蚀) 或Erosion (侵蚀).

3.非电阻和CO2 浓度PH 关系.

4. CO2 Bubbler 结构图.

在上室所供给的碳酸GAS 通过膜溶解在下室的超纯水内，但在碳酸GAS 内含有Dust 和很难融化在水中的N ，C 等不纯物，通过上室的右端所排出.

C. Wafer Dicing Technology.

1. 概要.

Wafer Dicing 产业一般使用3种方法， “Scribe and Break ”, “Laser Dicing ” 和 “Diamond Dicing ”等. Diamond Dicing 方法逐渐在生产性，成品率及品质所认证而使用广泛.

出次所使用的 Scribe & Break 方法为在 Die Edge 很难制作成 Square ，并 Die Attach 时，由Crack 或 Handling 发生而 Break 工程增加的低生产性也成为问题.

另一面Laser Dicing 虽然快，但设备采购价及维持费用高贵，并Sawing 时融化的Silicon 的Spatter 问题及由于 Heating 引起的成品率减少缺点，并Breaking 工程增加生产性问题.

现在最普通使用的Diamond Dicing 有 Cleaning Cutting, Straight Street 及根据短工程作业的成品率及生产性增加的优点.

Scribe & Break

Laser Dicing

参考) 硬度比较 (Diamond VS Typical Substrate Material)

2. Saw Blade (Dicing Wheel)

2.1. Blade Drawing & Dimension.

A : Blade Thickness. (管理为MAX 值)

B : Blade Exposure. (管理为MIN 值)

参考) Blade Thickness 减少时， Exposure 值也减少.

D i a m o n S a p p h i r A l u m i n Q u a r t S i l i c o G l a s F e r r i t

2.2 Blade Thickness.

Blade厚度为0.6 mil (+可以加工/- 0.5 mil为止，现在发展到0.5mil Blade.)选择Blade时，允许Saw Street 同时选择有厚度的Blade时最佳.

越薄的Blade (1.0 mil 以下)其寿命越短，并且Blade Exposure 也会缩短.

(0.6 mil Thickness 时，15 mil 左右成Maximum Exposure.)

参考) 最大kerf 幅度= 0.4mil + 4.0x(D.S) + TH

-. DS : Diamond Size

-. TH : Blade Thickness

2.3 Blade Exposure.

-. 定义: Aluminum Wheel Hub 末端到Blade Edge为止的距离.

-. 选择: 选择要Cutting 的深度中再加5 mil 左右长度.

注意) 太多的Blade Exposure 会将Blade变弯，并对Wheel加过度的Stress.

参考) Blade Exposure 与可以Saw的Maximum Wafer Thickness.

-. W.T : Wafer Thickness

-. B.E : Blade Exposure

-. A : Hub Edge开始Wafer Surface为止的距离(通常需要6 mil 左右)

-.B : Blade Exposure 进到Tape 内的深度. (通常1 mil)

Max Wafer Thickness : WT = BE - A – B