CMOS 傳感器的封裝-前道封裝工藝
晶圓進(jìn)料檢驗:使用高倍顯微鏡以抽樣的方式抽檢晶圓香[看晶圓表面缺陷。
真空貼膜機:將裝有產(chǎn)品的晶舟盒放進(jìn)貼片機,貼膜機自動(dòng)取晶圓在晶圓正面貼上膠膜以保護產(chǎn)品在研磨時(shí)不被劃傷。
晶圓研磨:將裝有已貼膜好的晶圓放進(jìn)研磨機,它將自動(dòng)取片放入加片臺(Chucktable),然后進(jìn)行粗模和精磨,已達到研磨厚_度和表面粗糙度的要求。
撕片:將研磨好的產(chǎn)品放進(jìn)撕片機中,撕片機將自動(dòng)取片,并利用較粘的膠膜將晶圓正面的藍膠撕起。
晶圓貼膜:將晶圓/鐵環(huán)/膠膜帶同時(shí)放在友碩ELT 真空貼膜機上.利用機器滾輪使晶圓正貼于藍膜上:司時(shí)藍讀也固定在鐵環(huán)上。機器自動(dòng)選取晶圓并自動(dòng)送入晶舟盒內(Cassatte)
晶圓切割:將芯片送入晶圓切割機中切割成芯片單元,這個(gè)操作必須預先設定位置坐標,切害時(shí)寸以DI水沖洗殘屑,這個(gè)切割工序主要的目的是將晶圓上一顆顆的芯片die切割分離。
切割后目檢:使用高倍顯微鏡100%的檢驗切割完成的芯片是否有缺陷,碎裂或硅粉殘屑等。
貼膜
貼膜工藝主要由兩個(gè)系統來(lái)完成,即貼膜臺系統和貼膜棒系統。貼膜原理:1)硅片及框架通過(guò)真空吸附在貼膜臺上。2)白藍膜由張力控制繞在膜棒上,膜棒隨著(zhù)電機帶動(dòng)旋轉,3)貼膜過(guò)程中,貼膜臺配有溫度控制系統,溫度控制在70°C左右,便于膜張貼,貼膜機構移動(dòng),使藍膜張貼在硅片上,完成貼膜。
這種貼膜帶按照使用的類(lèi)型不同可分為白膠(White tape)和藍膠(Blue tape)兩種,其區別是白色貼膜帶是屬于可UV型,即當貼膜受到UV光照射后其粘性會(huì )消失,藍色貼膜帶則為一般的貼膜。
研磨原理
晶圓研磨的目的是對晶圓進(jìn)行減薄,通過(guò)友碩ELT晶圓平坦化設備特定的工藝方法將晶圓由厚變薄的過(guò)程。
從工作原理看,化學(xué)機械拋光時(shí),旋轉的工件以一定的壓力壓在隨工作臺一起旋轉的拋光墊上,由磨粒和化學(xué)氧化劑等配成的拋光液在晶片與拋光墊之間流動(dòng),在工件表面產(chǎn)生化學(xué)反應,生成易于去除的氧化表面;再通過(guò)機械作用將氧化表面去除;最后,去除的產(chǎn)物被流動(dòng)的拋光液帶走,露出新表面,若干次循環(huán)去除后最終達到全局平坦化。
國外硅片超精密磨床制造起步較早,發(fā)展迅速,技術(shù)先進(jìn)。其中美國,德國,日本等發(fā)達國家生產(chǎn)的超精密磨床技術(shù)成熟,代表著(zhù)減薄機較高水平。國外知名公司的減薄機主要參數見(jiàn)表1.
撕片(De-taping)
顧名思義,撕片是將研磨完成的芯片取下。由于一般研磨是研磨芯片的背面,所以貼片時(shí)必須是將芯片正面貼在貼膜帶上,故完成研磨工序后,撕芯片時(shí)必須小心不可污損,破壞或刮傷晶圓表面。
晶圓劃片(Wafer saw)
劃片工藝是封裝工藝中的第一步,它是通過(guò)告訴旋轉的劃片刀沿著(zhù)晶圓上劃片槽切割晶圓,將晶圓上每個(gè)芯片分隔開(kāi)。在一個(gè)晶圓上,通常有幾百個(gè)至數千個(gè)芯片連在一起。它們之間留有80um至150um的間隙,此間隙被稱(chēng)之為劃片道(Saw Street)。將每一個(gè)具有獨立電氣性能的芯片分離出來(lái)的過(guò)程叫做劃片或切割(DicingSaw)。目前,機械式金剛石切割是劃片工藝的主流技術(shù)。在這種切割方式下,金剛石刀片(Diamond Blade)以每分鐘3萬(wàn)轉到4萬(wàn)轉的高轉速切割晶圓的街區部分,同時(shí),承載著(zhù)晶圓的工作臺以一定的速度沿刀片與晶圓接觸點(diǎn)的切線(xiàn)方向呈直線(xiàn)運動(dòng),切割晶圓產(chǎn)生的硅屑被去離子水(DI water)沖走。依能夠切割晶圓的尺寸 ,目前半導體界主流的劃片機分8英寸和12英寸劃片機兩種。
因為硅材料的脆性,機械切割方式會(huì )對晶圓的正面和背面產(chǎn)生機械應力,結果在芯片的邊緣產(chǎn)生正面崩角(FSC-Front SideChipping)及背面崩角(BSC Back Side Chipping)。正面崩角和背面崩角會(huì )降低芯片的機械強度,初始的芯片邊緣裂隙在后續的封裝工藝中或在產(chǎn)品的使用中會(huì )進(jìn)一步擴散。從而可能引起芯片斷裂,導致電性失效。另外,如果崩角進(jìn)入用于保護芯片內部電路方式劃片損傷的密封環(huán)(Seal Ring)內部時(shí),芯片的電氣性能和可靠性都會(huì )受到影響。
晶圓在封裝測試過(guò)程中不可避免的會(huì )出現氣泡,這就需要友碩ELT真空除泡機來(lái)去除氣泡,減少殘次率和報廢率。