臺灣博碩士論文加值系統

科技發展日新月異，隨著晶圓製程的進步，各晶圓製造大廠所用的晶圓製造製程與材料特性，各世代皆有相異之處。這些特性會間接影響IC封裝前段之晶圓加工良率，使得新世代的晶圓，不適合原來的封裝製程。必須依照晶圓的特性去做的調整，降低製程中的不良因子，才得以製程最佳化。而本論文係以記憶體封裝前段之晶圓切割製程，以降低該製程之異常的角度出發，透過變更不同切割製程水溫度之不良數據統計及分析，比對各類異常之原因，進而找出最適合的切割製程用水溫度，針對晶圓割異常加以改善，達到提升晶圓切割直通良率。
本論文內容參考相關之文獻以及晶圓的材料特性，利用製程失效模式及影響分析(PFMEA)，配合晶圓切割製程的作業原則，有效降低晶圓切割中產生的異常，並可作為未來新型晶圓切割的設定參考準則之一。透過切割異常數據之統計分析，再加上透過各種變因實驗設計與比較數據之方法，使我們能找到最適合的製程條件，來提高的晶圓切割製程良率，亦同時增進晶圓封裝的品質穩定性。

The development of science and technology is changed with each passing day. With the advancement of wafer processing, the wafer manufacturing process and material characteristics utilized by various wafer manufacturing companies vary from generation to generation. These characteristics will indirectly affect the wafer processing yield in the front stage of IC packaging. The yield makes the new generation of wafers unsuitable for the original packaging process. It is necessary to adjust according to the characteristics of the wafer to reduce the bad factors in the process, so that the process can be optimized. In this thesis, the wafer dicing process in the front section of the memory package is applied to reduce the abnormality of the process. We change the statistics and analysis of the bad data of different dicing process water temperatures. The causes of various abnormalities are compared to find out the most suitable dicing process water temperature. The wafer dicing abnormal can be attained to improve the wafer dicing first pass yield.
The content of this thesis refers to the related literature and the material properties of the wafer using the process failure mode and impact analysis (PFMEA) to match the operating principle of the wafer dicing process. It is effectively to reduce the anomalies generated in wafer dicing and can be created as one of the reference guidelines for round dicing new reference in the future. The statistical analysis of dicing abnormal data is combined with the method of designing and comparing data through various variable causes. We can find the most suitable process conditions to improve the wafer dicing process first pass yield and enhance the wafer package quality stability at the same time.

目錄
中文摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII
名詞縮寫表 VIII
第一章 前言 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 2
1.3章節說明 3
1.4 研究方塊圖 4
第二章 相關研究探討 5
2.1晶圓切割流程介紹 5
2.2 晶圓切割機與被加工物介紹 7
2.2.1 晶圓切割機介紹 7
2.2.2 晶圓切割刀片介紹 8
2.2.3水冷卻機介紹 10
2.2.4 T牌 15 nm晶圓介紹 11
2.3 晶圓切割程序與步驟說明 12
2.3.1切割前準備及水冷卻機溫度設定 13
2.3.2 全自動作業之切割前自我檢查 14
2.3.3 全自動作業之晶圓切割 15
2.3.4 全自動作業之晶圓清洗與乾燥 16
2.3.5 外觀檢查 17
2.3.6 紀錄與分析 17
2.4 矽晶圓材質與結構特性 18
2.5 影響切割品質關鍵條件 21
第三章 晶粒崩裂異常之肇因分析 23
3.1研究架構 23
3.2研究步驟 24
3.2.1 晶粒崩裂之原因探討 24
3.2.2 T牌 15nm晶圓之材料特性說明 24
3.2.3水冷卻機之最佳溫度設定邏輯說明 27
3.3實驗設計 28
3.3.1實驗數據統計說明 30
3.3.2實驗數據分析說明 31
第四章 驗證結果與分析 32
4.1實驗數據統計資料 32
4.2驗證結果 39
第五章 結論與未來展望 40
5.1結論 40
5.2未來展望 40
參考文獻 41
論文發表 42
自傳 43

 
圖目錄
圖1.1 研究方塊圖 4
圖2.1 晶圓研磨切割流程 5
圖2.2 已上鐵框晶圓 6
圖2.3 全自動晶圓切割機[1] 7
圖2.4 切割刀片[1] 8
圖2.5 鑽石切割刀電子顯微鏡下形貌[3] 9
圖2.6 水冷卻機外觀示意圖[4] 10
圖2.7 配管系統示意圖[4] 10
圖2.8 T牌 15 nm NAND Wafer[5] 11
圖2.9 矽晶體結構圖[6] 18
圖2.10 矽晶圓常見米勒指標[7] 18
圖2.11 常用矽晶圓之型態[8] 19
圖 2.12 切割品質不好的晶粒 22
圖 2.13 切割品質良好的晶粒 22
圖3.1 研究架構圖 23
圖3.2 T牌 15nm製程晶圓 切割崩裂導致晶粒損壞 25
圖3.3 一般材質晶圓崩裂狀況 25
圖3.4 實驗設計分組示意圖 29
圖4.1 晶粒崩裂異常發生比例比較圖(by Wafer pcs) 32
圖4.2 晶粒崩裂異常發生比率比較圖(by Die Qty) 33
圖4.3 不同的機台 各光罩晶粒崩裂異常比例圖 35
圖4.4 各光罩晶粒崩裂異常比例圖 36
圖4.5 不同機台 各厚度與晶粒崩列異常比例 38
表目錄
表3.1 實驗條件設定說明表 28
表3.2 實驗數據統計表範例 30
表4.1 不同溫度下各機台的實驗數據統計表 32
表4.2 ppm轉Cpk製程能力比較表 33
表4.3 各種類光罩與晶粒崩裂異常比例統計表 34
表4.4 各厚度與晶粒崩裂異常比例統計表 36

參考文獻
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