SDBG(Stealth Dicing Before Grinding)減薄加工前的隐形切割,在研磨之前運用多光子吸收的光學損傷現象實現切割,将激光聚光于工件内部,在工件内部形成改質層,通過擴展膠膜等方法将工件分割成芯片的切割方法,主要應用于晶圓厚度較薄的産品。
隐形切割原理圖1
隐形切割原理圖2
光學損傷(改質層):激光聚焦在材料内部時,材料分子對光子能量吸收後使材料結構發生變化,材料由結構緊密的整體改變為結合松散、易于分斷的整體。
SDBG不僅能解決減薄太薄時wafer的翹曲,切割道太窄問題,也能避免wafer太薄而造成的正崩背崩問題,并可制作出側面無加工痕的高強度的薄型芯片。SDBG工藝是在隐形切割後進行背面研磨的技術,可實現薄型芯片的切割道狹窄化以及抗折強度的提升。經由與分離擴片機(DDS2300)的組合運用,可将薄型芯片積層時作為接合材料所使用的DAF(Die Attach Film)高品質分割。SDBG主要的核心技術就是隐形切割(DISCO DFL7361)和擴片(DISCO DDS2300)。
一般從隐形切割到晶圓減薄的工藝流程如下(隐形切割-->貼膜-->研磨):
隐形切割至晶圓減薄工藝流程圖
貼膜是将裝有晶圓的晶舟盒放進貼膜機,貼膜機自動取晶圓在晶圓正面貼上膠膜以保護晶圓在研磨過程中不被劃傷。
研磨是将裝有已貼好正面膜的晶圓的晶舟盒放進減薄機,減薄機手臂将自動抓取晶圓放置在工作台, 然後進行粗磨和精磨,以達到工藝所要求的研磨厚度和表面粗糙度。
研磨過程可分為三個階段:
第一粗磨階段:使用的磨輪金剛石顆粒度大,磨輪每轉的進給量大,采用相對較大的進給速度,主要考慮提高加工效率。這個階段占減薄總量的96%左右。這個過程會引起較大的晶格損傷,邊緣崩邊。
第二精磨階段:使用的磨輪金剛石顆粒度很小,磨輪每轉的進給量小,進給速度降低,可以消除前端粗磨産生的損傷、崩邊等現象,占總削磨量的4%左右。
第三抛光階段:最後數微米采用精磨抛光,以此減小晶圓背面粗糙度,降低芯片破損概率等。
研磨示意圖
對比傳統的切割工藝,隐形切割的主要優劣勢如下:
Item |
Blade saw |
Laser grooving on top side |
SDBG |
Wafer clean |
Yes |
Yes |
No |
Chipping |
Yes |
Yes |
No |
Heat affected |
Yes |
Yes |
No |
UPH |
Low |
Middle |
High |
Cost |
Low |
Middle |
High |
Yield |
Low |
Middle |
High |