中测划片工艺培训资料.pptx

第一章第一章 中测基础知识中测基础知识一、什么是中测中测是半导体在后道封装前测试的第一站，在行业内中测有很多个名称，比如针测、晶圆测试、等等。中测的精华在与“测”，中测的目的是将硅片中不良的管芯挑选出来，做好特殊的记号（通常是指向失效管芯表面进行打点），后道封装时将不打点的管芯进行装、封。因此中测的测试准确率直接影响到了最后成品管的质量。二、中测的主要组成部分按照大体可分为以下几个主要区域：测试区：负责我司所有品种的测试与打点。中转库：负责将已测试或打点的芯片分类存放，将有需求的芯片按照工艺要求送后工序进行背面金属化后入成品库。划片区：负责将有客户需求的芯片进行划片（划片详见第三章）。三、中测的主要流程n n1 1、圆片受入、圆片受入2、大片测试3、中测编批流程图4、中测测试流程图5、中测烘片流程图6、圆片打标流程图四、中测间气体及用途主要使用三种气体，分别为A压缩空气：a驱动平面电机型中测设备正常运行。b驱动划片机主轴运转。B真空：使芯片牢固的吸附在测试台面上，固定芯片。C氮气：不活泼性气体，非氧化性气体。存放芯片的场所所用，用于保护芯片不受到杂质和其他气体、水汽的侵蚀，达到保护芯片的质量的目的。五、化学试剂及用途A、打点墨水：芯片打点时所用，打于芯片表面，主要有黑、绿两种颜色。B、酒精：用于清洁测针针尖。也常用于清洁测试时候残留在除芯片、测试台面以外的墨水。C、氢氧化钠：用于1034X型号中测台测针的腐蚀，一般由于工艺、维修人员使用，员工禁止接触。第二章第二章 中测工艺、设备基础知识培训中测工艺、设备基础知识培训第一节第一节中测设备基础知识中测设备基础知识一、设备方面及用途主要设备n n中测台中测台1034X1034Xn n厂家美国厂家美国EGEG公司公司n n动力条件：真空、压动力条件：真空、压缩空气缩空气、110V110V电源。电源。设备电源开关主要设备n n中测台中测台2001X2001Xn n厂家美国厂家美国EGEG公司公司 n n动力条件：真空、压动力条件：真空、压缩空气缩空气、220V220V电源。电源。设备电源开关主要设备n n中测台中测台TZ-610TZ-610n n 厂家北京厂家北京4545所所 n n动力条件：真空、压动力条件：真空、压缩空气缩空气、220V220V电源。电源。设备电源开关主要设备n n中测台中测台TZ-109BTZ-109Bn n厂家北京厂家北京4545所所 n n动力条件：真空、压动力条件：真空、压缩空气缩空气、220V220V电源。电源。设备电源开关主要设备n n中测台中测台PT-301PT-301n n厂家深圳矽电厂家深圳矽电n n动力条件：真空、动力条件：真空、220V220V电源。电源。设备电源开关主要设备n n中测台中测台TZ-603TZ-603n n厂家北京厂家北京4545所所 n n动力条件：真空、动力条件：真空、220V220V电源。电源。设备电源开关辅助设备n n手动测试台手动测试台MPT-561MPT-561n n厂家深圳矽电厂家深圳矽电 n n动力条件：真空、动力条件：真空、220V220V电源。电源。主要设备n nDTS-1000DTS-1000分立器件测分立器件测试系统试系统 n n厂家日本厂家日本n n用于芯片的参数测试，用于芯片的参数测试，如放大、击穿等如放大、击穿等 设备电源辅助开关设备电源主开关辅助设备n nUI9600AUI9600A多功能晶体多功能晶体管筛选仪管筛选仪 n n厂家杭州厂家杭州n n用用于于开开关关时时间间的的测测试试，开开关关时时间间有有：TSTS（存存储储时时间间）、TFTF（下下降降时时间间）、TRTR（上上升升时间）时间）辅助设备n nWL-LDXWL-LDX精密线性直精密线性直流稳压稳流电源流稳压稳流电源 n n用于二极管正向用于二极管正向VFVF测试；测试；辅助设备n nEMS61000-2BEMS61000-2B静电放静电放电发生器电发生器 n n用于二极管静电测试。用于二极管静电测试。辅助设备n n热板烘箱热板烘箱 n n用于未背金的硅片打用于未背金的硅片打点后的墨水烘干，温点后的墨水烘干，温度控制在度控制在1751017510。设备电源开关辅助设备n n紫外线烘箱紫外线烘箱 n n用于背金的硅片打点用于背金的硅片打点后的墨水烘干，温度后的墨水烘干，温度控制在控制在75157515设备电源开关二、设备点检要点及作用n n中测台点检项目：中测台点检项目：中测台点检项目：中测台点检项目：n n真真空空是是否否正正常常。真真空空打打开开后后用用镊镊子子轻轻推推芯芯片片边边缘缘，不不能能移移动动则则正正常常。真真空空的的作作用用：（1 1）吸吸住住芯芯片片使使其其不不能能移移动动。（2 2）使使芯芯片片与与承承片片台台台台面面接接触触可可靠，保证测试的可靠性靠，保证测试的可靠性n n压压缩缩空空气气是是否否正正常常（除除PT-301PT-301、TZ-603TZ-603）。查查看看压压缩缩空空气气的的表表头头读读数数是是否否在在点点检检表表上上规规定定的的范范围围内内。绿绿色色区区为为正正常常区区，黄黄色色区区为为预预警警区区，红红色色区区为为异异常常区区。压压缩缩空空气气主主要要作作用用：使使平平面面电电机机的的动动子子与与定定子子相相分分离，形成无摩擦运动。离，形成无摩擦运动。中测台点检项目：中测台点检项目：中测台点检项目：中测台点检项目：X,Y移动是否正常。查看移动的距离与设置的芯片尺寸是否相同。Z向抬升是否正常。查看相邻的几个针迹是否稳定。打点位置是否正确。查看设置的延时打点个数与实际的延时个数是否相同。测试仪工位是否对应。查看中测台的工位编号与测试仪的工位编号是否相同。中测台点检项目：中测台点检项目：n n测试数据线是否完测试数据线是否完好。在电脑上打开测好。在电脑上打开测试数据查看窗口，空试数据查看窗口，空测几下，其中第二项测几下，其中第二项参数（参数（CONTCONT）应没）应没有失效并保持相对稳有失效并保持相对稳定定 中测台点检项目：测针是否良好。查看针头是否沾污、开裂、没弯头、弯头粗。探边器是否良好（仅1034X）。探边器内尼龙丝应良好（无毛刺、无沾污），用万用表测量探边器接触电阻，电阻应在1欧姆之内，并保持稳定。正常的针头三、常见设备故障的处理PT-301限位错误：出现限位错误后切换到微动状态，往限位反方向移动，使设备不限位。将功能设置里的“限位开关”功能关闭。移动承片台到中心位置，按“清零”键设置中心零位。将参数设置里的“X左限位”、“X右限位”、“Y上限位”、“Y下限位”参数，分别修改为280、110、280、50左右。将功能设置里的“限位开关”功能打开。了解设备常见故障的处理n n2001X2001X测试数据不足：测试数据不足：n n取走芯片。取走芯片。n n设置片径为设置片径为150150后探后探边。边。(如图）如图）n n移移动动XYXY，将将测测针针与与承片台中心相重合。承片台中心相重合。n n按按2 2键保存测试中心。键保存测试中心。n n退出后，按正常测退出后，按正常测试步骤操作。试步骤操作。第二节第二节 影响中测质量的因素影响中测质量的因素1、温度、湿度：温度233，湿度50%10%。温度偏高偏低对HFE有影响。湿度偏高对漏电有影响。因此当工作环境超出要求范围时，应立即停止工作，向有关人员汇报（带班长或工艺人员）。2、工艺卫生本工作室内洁净度为10000级。因此必须保持地面和设备操作台的整洁。尘埃掉在芯片表面，测试参数会造成导电效应导致漏电变大，并伴有微弱的短路现象，从而引起误测。影响成品质量。3、周围环境的光线强光照射造成光电效应对参数有影响，主要为ICEO参数的大量失效，导致芯片成品率的降低。对于有ICEO参数的品种因采用遮光布遮光。4、中测测针的优良性n nVFBEVFBE、VFECVFEC参数的波动参数的波动 n n正常的正常的VFBCVFBC、VFECVFEC参数基参数基本是在本是在1.0V1.0V以下，并且在连以下，并且在连续测试时，所得的数值是稳续测试时，所得的数值是稳定的（允许小数点后第二位定的（允许小数点后第二位的波动）。如果出现波动过的波动）。如果出现波动过大或者大或者VFBCVFBC、VFECVFEC值过大值过大都需要用砂皮纸进行测针的都需要用砂皮纸进行测针的打磨。打磨后无效则需要更打磨。打磨后无效则需要更换测针。换测针。n n同一管芯的击穿（同一管芯的击穿（BVCBOBVCBO、BVCEOBVCEO、BVEBBVEB）漏电）漏电（ICEOICEO、ICERICER、ICBOICBO、IEBIEB）放大（）放大（HFEHFE）。连续测）。连续测试时候波动因很小。（小数试时候波动因很小。（小数点后一位波动）。如果波动点后一位波动）。如果波动过大，打磨测针。严重的更过大，打磨测针。严重的更换。换。针迹的轻重n n针迹的好坏将直接影针迹的好坏将直接影响到测试参数的准确响到测试参数的准确性，针迹过轻，将导性，针迹过轻，将导致测针与芯片表面接致测针与芯片表面接触不良，引起参数失触不良，引起参数失效。针迹过重导致芯效。针迹过重导致芯片表面压区铝层或者片表面压区铝层或者线条受损，严重的将线条受损，严重的将直接导致后工序无法直接导致后工序无法球焊等致命问题发生。球焊等致命问题发生。针迹正常针迹正常 针迹的轻重n n质量异常：质量异常：质量异常：质量异常：针迹拖，针迹拖，针迹拖，针迹拖，长；占铝压点面积大长；占铝压点面积大长；占铝压点面积大长；占铝压点面积大 n n造成结果：球焊不牢，造成结果：球焊不牢，造成结果：球焊不牢，造成结果：球焊不牢，虚焊虚焊虚焊虚焊针迹的轻重n n质量异常：针迹重复，质量异常：针迹重复，质量异常：针迹重复，质量异常：针迹重复，针迹面积大于压点面针迹面积大于压点面针迹面积大于压点面针迹面积大于压点面积的积的积的积的20%20%n n造成结果：球焊不牢造成结果：球焊不牢造成结果：球焊不牢造成结果：球焊不牢针迹的轻重n n 质量异常：针迹偏，质量异常：针迹偏，质量异常：针迹偏，质量异常：针迹偏，针迹重复针迹重复针迹重复针迹重复n n造成结果：造成结果：造成结果：造成结果：B B、E E两两两两极通极通极通极通针迹的轻重n n质量异常：针迹在铝质量异常：针迹在铝质量异常：针迹在铝质量异常：针迹在铝延伸电极颈部延伸电极颈部延伸电极颈部延伸电极颈部n n造成结果：造成结果：造成结果：造成结果：B B、E E两两两两极通极通极通极通 针迹的轻重n n质量异常：质量异常：质量异常：质量异常：沾污，针沾污，针沾污，针沾污，针迹过长迹过长迹过长迹过长n n造成结果：虚焊，脱造成结果：虚焊，脱造成结果：虚焊，脱造成结果：虚焊，脱焊焊焊焊墨点的均匀性 墨墨水水点点不不是是越越大大越越好好，虽虽然然墨墨点点大大便便于于封封装装时时识识别别，但但是是过过大大的的墨墨点点会会造造成成：1 1）沾沾污污其其他他相相邻邻管管芯芯。墨墨水水由由于于其其是是液液体体，具具有有流流动动性性，过过大大的的墨墨点点虽虽在在打打点点时时候候未未有有异异常常，但但短短时时间间后后就就会会扩扩散散到到相相邻邻管管芯芯，造造成成其其他他有有效效芯芯片片的的沾沾污污。2 2）给给磨磨抛抛工工序序带带来来质质量量隐隐患患。墨墨点点过过大大导导致致墨墨点点过过高高，给给磨磨抛抛带带来来碎碎片片、隐隐裂裂、翘曲等质量隐患。翘曲等质量隐患。墨墨点点过过小小或或大大小小不不均均匀匀给给封封装装时时的的识识别别带带来来很很大大困困难难。一一些些灵灵敏敏度度相相对对较较差差的的封封装装设设备备会导致无法识别，误装失效管芯。会导致无法识别，误装失效管芯。墨点的均匀性n n 正正 常常 墨墨 点点墨点的均匀性n n墨点大墨点大 墨点的均匀性n n 墨点小、偏墨点小、偏 墨点的均匀性n n 墨点大小不均墨点大小不均 防止芯片的碎裂 在测试中，我们能接触到的芯片即使是没有减薄过的也只有300-400微米，减薄后的芯片只有100-200微米。因此防止芯片的碎裂也是保证芯片质量的很重要的环节。因此如何才能保证芯片的完整性是我们所必须关注的问题。防止芯片的碎裂n n夹取芯片的姿势夹取芯片的姿势n n在测试过程中，经常在测试过程中，经常会夹片取圆片，那么会夹片取圆片，那么如何是合理的拿取方如何是合理的拿取方式呢？（见图）式呢？（见图）防止芯片的碎裂 正确的上料方式n n 在在日日常常操操作作中中，上上下下料料是是十十分分频频繁繁的的事事，因因此此正正确确的的上上、下下料料姿姿势势也也是是防防止止碎碎片片的的关键。关键。正确的运输方式第三章第三章划片工艺、设备基础知识第一节第一节 划片介绍划片介绍一、划片简介何为划片？在一个晶圆上何为划片？在一个晶圆上,通常有几百个至数十通常有几百个至数十万个芯片连在一起。它们之间留有万个芯片连在一起。它们之间留有30um30um至至70um70um的间的间隙（我公司）隙（我公司）,此间隙被称之为划片街区。将每一个此间隙被称之为划片街区。将每一个具有独立电气性能的芯片分离出来的过程叫做划片具有独立电气性能的芯片分离出来的过程叫做划片或切割。目前或切割。目前,机械式金刚石切割是划片工艺的主流机械式金刚石切割是划片工艺的主流技术。在这种切割方式下技术。在这种切割方式下,在显微镜下用金刚石刀片在显微镜下用金刚石刀片以每分钟以每分钟3 3万转到万转到4 4万转的高转速切割晶圆的街区部万转的高转速切割晶圆的街区部分分,同时同时,承载着晶圆的工作台以一定的速度沿刀片承载着晶圆的工作台以一定的速度沿刀片与晶圆接触点的切线方向呈直线运动与晶圆接触点的切线方向呈直线运动,切割晶圆产生切割晶圆产生的硅屑被去离子水冲走。的硅屑被去离子水冲走。整个这个部分被成为半导整个这个部分被成为半导体划片。体划片。划片设备简介 在我公司划片设备主要有两种型号的设备在我公司划片设备主要有两种型号的设备.A-WD-10AA-WD-10A、A-WD-10BA-WD-10Bn n动力条件：真空、压缩空气动力条件：真空、压缩空气、380V380V电源、电源、纯水、冷却水纯水、冷却水A-WD-10AA-WD-10BA-WD-10B设备电源开关设备电源开关熟练掌握设备点检n n划片机点检项目：划片机点检项目：划片机点检项目：划片机点检项目：n n压缩空气。压缩空气。n n真空。真空。n n主轴冷却水。主轴冷却水。n n刀片冷却水。刀片冷却水。n n刀片切削水。刀片切削水。n n排风。排风。n n(10A(10A与与10B10B有有相相同同点点检检项项目目真真空空,但标准不同但标准不同)各个设备表的名称以及单位n nA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10A压缩空气表，压缩空气表，压缩空气表，压缩空气表，读数为读数为读数为读数为MpaMpaMpaMpa，表位于，表位于，表位于，表位于设备左侧下方设备左侧下方设备左侧下方设备左侧下方 各个设备表的名称以及单位n nA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10A真空表，读真空表，读真空表，读真空表，读数为数为数为数为-Mpa-Mpa-Mpa-Mpa，表位于设，表位于设，表位于设，表位于设备正前方左侧备正前方左侧备正前方左侧备正前方左侧 各个设备表的名称以及单位n nA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10A主轴冷却水主轴冷却水主轴冷却水主轴冷却水压力表，读数为压力表，读数为压力表，读数为压力表，读数为L/MINL/MINL/MINL/MIN，表位于设备，表位于设备，表位于设备，表位于设备内左侧内左侧内左侧内左侧 各个设备表的名称以及单位n nA-WD-10BA-WD-10BA-WD-10BA-WD-10B压缩空气表，压缩空气表，压缩空气表，压缩空气表，读数为读数为读数为读数为MpaMpaMpaMpa，表位于，表位于，表位于，表位于设备正前方设备正前方设备正前方设备正前方 各个设备表的名称以及单位n nA-WD-10BA-WD-10BA-WD-10BA-WD-10B真空表，读真空表，读真空表，读真空表，读数为数为数为数为KpaKpaKpaKpa，表位于设，表位于设，表位于设，表位于设备正前压缩空气表下备正前压缩空气表下备正前压缩空气表下备正前压缩空气表下方方方方 各个设备表的名称以及单位n nA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10AA-WD-10A、A-WD-10BA-WD-10BA-WD-10BA-WD-10B切割水水压表，读数切割水水压表，读数切割水水压表，读数切割水水压表，读数为为为为L/MINL/MINL/MINL/MIN 各个设备表的名称以及单位n nA-WD-10BA-WD-10B主轴冷却水主轴冷却水压力显示处，单位压力显示处，单位L/MINL/MIN 第二节第二节划片基础工艺知识划片基础工艺知识设备压缩空气起的作用使主轴悬浮。主轴采用气悬浮原理，在压缩空气的作用下使主轴悬浮在空中产生真空。划片设备采用压缩空气转换为真空，供设备吸附蓝膜所用。吹掉工作台面或工件上的水。以压缩空气作成的气枪。目前我公司常用刀片的型号以及各自适应划片的品种1 1）127F-SE-K44-27HCBB127F-SE-K44-27HCBB，适应目前常见的品种。适应目前常见的品种。2)127F-SE-K44-27HCAA,2)127F-SE-K44-27HCAA,，适合特殊品种，如，适合特殊品种，如，100100微米厚度的芯片，以及划片槽小于微米厚度的芯片，以及划片槽小于3030微米的微米的芯片。芯片。CAACAA与与CBBCBB同属于日本同属于日本DISCODISCO公司的主流产品。公司的主流产品。两款刀片最主要的区别在于刀片的刀刃厚度，以两款刀片最主要的区别在于刀片的刀刃厚度，以及金刚石颗粒、黏合剂的黏合度不同。及金刚石颗粒、黏合剂的黏合度不同。CAACAA刀刃刀刃宽度为宽度为15-2015-20，CBBCBB则为则为20-2520-25，因此，因此CAACAA比比CBBCBB耐耐磨度要降低很多，但是刀痕较磨度要降低很多，但是刀痕较CBBCBB要细要细5 5微米左右，微米左右，因此适合小、薄芯片的划片。因此适合小、薄芯片的划片。由于划片时候不能在中途观察芯片的背面情况，因此每划片时的自检就显得十分重要，在我公司分就哪几种？各自应该检查些什么1来料检查：主要检验品种，片数是否和随来料检查：主要检验品种，片数是否和随件单上的相同。件单上的相同。2 2中间检查：（中间检查：（1 1）主要是在每个品种或者每）主要是在每个品种或者每小批所划的第一片。主要检查：正面有无脱亚胺，小批所划的第一片。主要检查：正面有无脱亚胺，背面是否脱金属层，刀痕是否异常等。每背面是否脱金属层，刀痕是否异常等。每3 3片检片检查一次。（查一次。（2 2）每片划片结束后必须在灯光下检）每片划片结束后必须在灯光下检查是否有擦伤和背面刀痕是否清晰。查是否有擦伤和背面刀痕是否清晰。3 3划片片后检查：主要是划片后必须每片检划片片后检查：主要是划片后必须每片检查刀痕，正面。查刀痕，正面。设备上料准备划片时会发现时常有真空不稳定的现象，应如何处理下料，在下料，在“FUNCFUNC”功能键中关闭工作台吸附功能。功能键中关闭工作台吸附功能。将切割盘取下吹干。将切割盘取下，平放置与桌将切割盘取下吹干。将切割盘取下，平放置与桌面上，最好在桌面上放置蜡光纸保护切割盘面上，最好在桌面上放置蜡光纸保护切割盘将底盘吹干。将底盘与底座用气枪吹干。将底盘吹干。将底盘与底座用气枪吹干。检查底盘和切割盘是否有磨损（有磨损通知维检查底盘和切割盘是否有磨损（有磨损通知维 修）。修）。装上切割盘，装上切割盘，打开工作台吸附功能。打开工作台吸附功能。重新上料。检查是否真空稳定。重新上料。检查是否真空稳定。划片常见的异常有哪些？遇到后该如何处理？常见的异常有：刀痕毛刺、管芯擦伤、刀痕过宽、蓝膜上刀痕不清晰、背崩等，下面详细介绍以上现象的具体表现以及解决办法。划片常见的异常n n刀痕毛刺刀痕毛刺 n n产生的原因有：产生的原因有：n nA A、水压过高、水压过高n n纯纯水水的的压压力力过过高高，水水流流量量过过大大。压压力力过过大大的的纯纯水水冲冲击击划划片片刀刀刀刀刃刃，使使用用刀刀刃刃在在切切割割过过程程中中产产生生角角方方向向的的抖抖动动。因因此影响了刀痕。此影响了刀痕。n nB B、刀刃的损坏、刀刃的损坏n n刀刀刃刃的的异异常常损损坏坏，包包括括飞飞刀刀、刀刀刃刃开开孔孔等等，造造成成刀刀片片本本身身状状态态发发生生改改变，影响刀痕质量。变，影响刀痕质量。划片常见的异常n n刀痕过粗刀痕过粗 n n产生的原因同毛刺产生的原因同毛刺 划片常见的异常管芯擦伤主要表现为管芯的外围边框上有明显擦痕，产生的原因为刀刃过短，刀背参与了切割，需要立刻更换刀片。划片常见的异常 蓝蓝膜膜上上刀刀痕痕不不清清晰，无刀痕晰，无刀痕n n产产生生的的原原因因是是由由于于没没有有及及时时的的测测试试刀刀高高，刀刀刃刃磨磨损损后后刀刀片片高高度度的的0 0度依旧没有调整。度依旧没有调整。划片常见的异常n n背崩背崩n n产生的原因是由于刀产生的原因是由于刀片型号选择不当，刀片型号选择不当，刀片的黏合剂过硬，或片的黏合剂过硬，或者由于主轴和进刀速者由于主轴和进刀速度不匹配，导致芯片度不匹配，导致芯片应力释放不均匀，管应力释放不均匀，管芯边缘与内部挤压造芯边缘与内部挤压造成背崩。成背崩。谢谢