晶圆切割参数对低K介电层可靠性的影响

论文摘要

对于一些在电路结构中采用低介电常数（low-k）薄膜作为介质材料的产品,由于材料其本身的特性,往往在晶圆的切割过程中经常出现崩边崩角爆裂、隐裂、金属层剥离脱落、表面金属层残留以及金属表面碎屑玷污等现象。为克服、解决这一系列问题,在常规的切割工艺基础上,论文研究了多项工艺措施、辅助工具和相关原材料的选配、优化。解决了在生产过程中出现的上述问题,确保了切割工艺的质量,提升了企业的生产效率和经济效益。研究中,我们引入了激光切割技术,在应用常规刀片（机械）切割来分割晶圆上的独立单元器件前,先行采用激光切割技术在晶圆表面划片区域开槽,然后再由刀片切割来完成器件的分离。本文研究了相关工艺条件、环境的改进和优化；晶圆的切割是一项系统工程,为使切割工序达到一定的品质要求,工艺中所使用的一些辅助工具、原材料也必须与之相匹配,工作中我阐述研究了切割刀片、胶带以及可溶性涂抹溶液等工具和原材料对切割品质的影响。完善了对低介电常数产品（low-k产品）切割工艺的改进及优化,对相关参数进行了一定的控制要求并确定了合适的工艺条件和范围,提高了产品最终的可靠稳定性。同时也为其它特殊的控制要求更高（趋向于晶圆厚度更薄、晶圆材料多元化、电路结构更复杂等）的晶圆做相应协调,统一和实现提供了基础和借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 切割的基本要求
• 1.1.1 切割的分类
• 1.1.2 目的与作用
• 1.1.3 基本原理及实现流程
• 1.1.4 基本控制要求
• 1.2 切割中的异常和缺陷
• 1.2.1 缺陷的描述及其相关影响
• 1.2.2 产生缺陷的原因及重要因素
• 第二章 不同材质的芯片对切割的影响
• 2.1 常规材料对切割产生的影响
• 2.1.1 常规材料对切割工艺的要求及其影响
• 2.2 低K介质材料对切割的相关影响
• 2.2.1 低K介质材料的特性及优缺点
• 2.2.2 低K介质材料对切割工艺的影响
• 2.3 实际问题的描述及分析
• 2.3.1 实际产品的结构及特点
• 2.3.2 实际产生的问题概述
• 2.3.3 问题产生的原因及分析（研究方向）
• 第三章 切割的工艺优化与改进
• 3.1 切割工艺的改进
• 3.1.1 切割工艺的调整及改进（激光切割的引入）
• 3.1.2 激光切割参数的控制比较
• 3.1.3 激光切割的实际运用
• 3.1.3.1 激光切割对特殊切割槽产品的改进
• 3.1.3.2 激光切割对厚金属层材料产品的优化
• 3.1.4 激光切割工艺的综合效果
• 3.2 工具的改进协调及刀片切割参数的优化
• 3.2.1 刀片的优化选择与实现
• 3.2.2 切割工艺参数的设置及优化
• 3.2.2.1 切割参数的设定
• 3.2.3 试验比较及分析
• 第四章 原材料的匹配与适应
• 4.1 胶带的选取（胶层性能的控制要求）
• 4.2 溶液的比较选用
• 4.2.1 溶液的条件控制及比较
• 4.3 原材料的运用分析与汇总
• 第五章 综合情况分析、验证与汇总
• 5.1 试验结果验证
• 5.2 良率、可靠性、生产效益等数据观察
• 5.3 汇总及综合分析
• 第六章 总结及可行性改进方案
• 6.1 效果的改善与总结
• 6.2 其它可行性改进方案及展望
• 参考文献
• 致谢