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如何確保晶圓切割機製程的穩定度?

監診實績|如何確保晶圓切割機製程的穩定度?

#半導體領域

#加工製造

#PHM

要得到更高的晶圓良率,除了要掌控周遭環境的可控因素,更必須要讓製程設備都能擁有穩定執行的能力,而晶圓切割機深切影響著晶片的質量,該如何確保切割機製程的穩定度呢?

晶圓切割機

要得到更高的晶圓良率,除了要掌控周遭環境的可控因素,更必須要讓製程設備都能擁有穩定執行的能力,而晶圓切割機深切影響著晶片的質量,該如何確保切割機製程的穩定度呢?

晶圓切割機作動原理
切割機主要部件為:主軸、刀具、及晶圓盤(承片台)等,期作動過程主要是利用不同材質的軟硬刀具,如:金屬、陶瓷、樹脂、電鑄等,並配合高轉速主軸馬達及精密定位系統,使得進行切割工作。

軟刀與硬刀的區別
軟刀依照結合劑的不同分為電鑄結合劑劃刀、樹脂基劃片刀、金屬劃片刀、陶瓷劃片刀等,用刀成本較低,但使用上要求精度。刀片可用三種直徑,外圓磨損後可更換小刀盤繼續使用。在正式切割前需要先修磨以符合鋒利度切割要求。

而硬刀一般均採用電鑄成型,(與鋁合金刀架組成一體的砂輪片)屬於一次性使用,成本較高。

晶圓切割機

解決與監測說明

IMS-DS 晶圓切割機品質管理分析儀
針對切割機主軸的工作轉速、不同刀具等量測,藉由量測結果來確認刀具與主軸間的工作情形,進一步確認設備的健康狀態並在部件發生問題前提早保養維修等。

量測狀況

T 切割機主軸工作轉速量測案例

測量機台:A、B、C軟刀 (雙軸同動)
測量轉速:22000、30000、35000RPM / 22000、30000、33000RPM (軟刀)
機台A量測情形

機台A在不同轉速下的動態訊號比較

機台A在不同轉速下的動態訊號比較

機台A在不同轉速下的動平衡狀態

機台A在不同轉速下的動平衡狀態

機台B量測情形

機台B在不同轉速下的動態訊號比較

機台B在不同轉速下的動態訊號比較

機台B在不同轉速下的動平衡狀態

機台B在不同轉速下的動平衡狀態

機台C量測情形

機台C在不同轉速下的動態訊號比較

機台C在不同轉速下的動態訊號比較

機台C在不同轉速下的動平衡狀態

機台C在不同轉速下的動平衡狀態

E 切割機主軸工作轉速量測案例

測量機台:D、E 硬刀(雙軸同動)
測量轉速:30000、35000、40000RPM(Z) / 30000、35000、40000RPM(硬刀)

機台D量測情形

機台D在不同轉速下的動態訊號比較

機台D在不同轉速下的動態訊號比較

機台D在不同轉速下的動平衡狀態

機台D在不同轉速下的動平衡狀態

E 切割機主軸工作轉速量測案例

機台E在不同轉速下的動態訊號比較

機台E在不同轉速下的動態訊號比較

機台E在不同轉速下的動平衡狀態

機台E在不同轉速下的動平衡狀態

測量結論

正常機械動態與動平衡應高轉速大於低轉速,可能原因:1.刀具共振模態 2.雙軸同動產生低頻振動 不同刀具同工作轉速動態狀況分析比較、主軸品質可確認項目、刀具鎖附結構有無異常、刀具在特定轉速是否產生模組共振、共振轉速區間定義、雙軸同動是否產生低頻共振,動平衡等級:說明生產主軸健康狀態。

利用晶圓切割機品質管理分析儀,能夠快速為 IMS-DS 晶圓切割機台進行各部件巡檢,找出異常機台,維持製程品質與良率。

IMS-DS 晶圓切割機台
IMS-DS 晶圓切割機台
IMS-DS 晶圓切割機台

晶圓切割機台各部件巡檢