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劃片刀(Wafer Saw) 主要由電鑄鎳基結(jié)合劑良好、金剛石/類金剛石等硬質(zhì)顆粒組成。切割時(shí)由主軸帶動(dòng)刀片高速旋轉(zhuǎn)獲得高剛性增強，從而去除材料實(shí)現(xiàn)切割倍增效應。由于刀片具有一定的厚度，要求劃片線寬較大戰略布局。金剛石劃片刀能夠達(dá)到的最小切割線寬為 25~35um重要工具。切割不同材質(zhì)、厚度的晶圓更加堅強，需要更換不同的刀具提供有力支撐。在旋轉(zhuǎn)砂輪式劃片過(guò)程中，需要采用去離子水對(duì)刀片進(jìn)行冷卻配套設備，并帶走切割后產(chǎn)生的硅渣碎屑.今天小編就來(lái)詳細(xì)科普一下半導(dǎo)體集成電路劃片刀知識(shí)發展成就！

1、劃片刀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
劃片刀表面粗粘建議，有凸起的硬質(zhì)顆粒和刀口優勢，如圖 2-15 所示。普通刀具，刀尖表面較為光滑品率，刃部尖銳，刀尖與水平面的夾角 較大;而劃片刀的刀尖表面粗糙對外開放，刃部近似矩形互動式宣講，與水平面的夾角日接近0°，如圖 2-16 所示用的舒心。

2結構、高速轉(zhuǎn)動(dòng)
普通刀具利用鋒銳尖端在物體表面施加集中應(yīng)力,可直接分裂物體進(jìn)行切割。劃片刀與普通刀具不同模式。因?yàn)楸旧斫Y(jié)構(gòu)效果較好、材質(zhì)特性,在靜態(tài)或低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),劃片刀無(wú)法實(shí)現(xiàn)切割,必須高速旋轉(zhuǎn)獲得高剛度,從而以碾碎去除材料的形式實(shí)現(xiàn)切割(見圖2.17)集聚效應。在這種切割方

式下，金剛石刀片以3000~40000r/min的高轉(zhuǎn)速切割晶圓劃片槽廣泛應用。同時(shí)提升，承載著晶圓的丁作臺(tái)以一定的速度沿刀片與晶圓接觸點(diǎn)的切線方向呈直線運(yùn)動(dòng)，切割晶圓產(chǎn)生的硅屑被去離子水沖走情況。

3、刀口
刀口是經(jīng)磨刀后在刃部形成的，由順刀方向硬質(zhì)顆粒及其與結(jié)合劑尾端間的細(xì)微凹槽或空洞組成（見圖2-18）等多個領域，其根據(jù)刀片配方不同而變化互動講。刀口具有排屑和冷卻的作用，刀口的存在使刀片切割能力得以維持哪些領域。

表2-3給出了3種劃片刀刀刃材質(zhì)參數(shù)支撐能力，包括刀刃的磨料粒度號(hào)、濃度和結(jié)合劑強(qiáng)度改進措施。圖2-19給出了基于鎳基結(jié)合劑的金剛石劃片刀刀刃掃描電鏡(SEM)圖範圍。

4、劃片刀切割機(jī)理
圖 2-20 給出了劃片刀切割機(jī)理示意發展的關鍵。

1.撞擊
切割硅等硬脆性材料時(shí)，刀片依靠高速旋轉(zhuǎn)使金剛石等硬質(zhì)顆粒高頻撞擊晶圓，在表面形成微裂紋有所應，壓碎后利用刀口將碎屑帶走體系。

2. 刮除
切割延展性金屬材料時(shí)，刀口持續(xù)刮擦物體表面高產，將表面拉毛，刮除快速融入，并將碎屑排除帶動產業發展。
硬質(zhì)顆粒的撞擊和刀口的刮擦使材料能夠從物體表面剝離，同時(shí)刀口能夠?qū)⑺樾技皶r(shí)排除發揮作用。這兩者協(xié)同作用以保持物體表面材料被持續(xù)剝離，達(dá)到切割的效果。
為了使去除的材料盡可能少十分落實，那么使用的劃片刀越薄越好規模。但是，如果劃片刀太薄作用，在切削過(guò)程中又很容易變形，導(dǎo)致加工質(zhì)量變差甚至損壞工件。一般切割硅晶圓的刀片突出刃長(zhǎng)度與硅晶圓厚度關(guān)系如表2-4所示銘記囑托。

5事關全面、刀刃與線寬
劃片線寬指的是使用劃片刀切割晶圓所需破壞的線條寬度尺寸交流等，是劃片工藝的特征尺寸，表征著劃片工藝的技術(shù)水準(zhǔn)發展目標奮鬥。影響線寬的主要因素有以下三個(gè)∶
1）刀片厚度自動化裝置。
2）崩邊尺寸。
3）擴(kuò)展尺寸規劃。
圖2-21給出了劃片刀具與劃片線寬的關(guān)系圖關規定。劃片線寬與主要因素之間的關(guān)系如下：
W=t刀片+2W崩邊+2W擴(kuò)展
式中，W為劃片線寬應用前景；t刀片為刀片尺指導；W崩邊為崩邊尺寸；w擴(kuò)展為毛刺擴(kuò)展區(qū)域尺寸實施體系。

6臺上與臺下、刀片磨損
基于刀片切割運(yùn)動(dòng)形式（高速旋轉(zhuǎn)、水平進(jìn)給）及工作環(huán)境（去離子水及添加劑）技術創新，刀片主要受以下作用影響：
1）機(jī)械應(yīng)力效高性，法向、切向壓力及切屑的摩擦力技術發展。
2）熱應(yīng)力重要的作用，摩擦導(dǎo)致的溫升熱應(yīng)力。
3）化學(xué)腐蝕自動化，切割水酸堿度（pH值）及化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)重要的意義。

在一般情況下刀片連續(xù)切割，主要考慮機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致的磨損規模最大。劃片刀的組成關註度、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)模式和工作環(huán)境重要手段，決定刀片磨損主要為硬質(zhì)顆粒斷裂和結(jié)合劑磨耗兩種模式穩中求進。

1.斷裂
硬質(zhì)顆粒在長(zhǎng)期的撞擊之下，某些顆粒會(huì)破裂而磨損不折不扣，如圖2-22所示再獲。

2. 磨耗
切割時(shí)，硬質(zhì)顆粒外包裹的結(jié)合劑也會(huì)因磨損而越來(lái)越少最深厚的底氣，當(dāng)結(jié)合劑減少到某種程度敢於挑戰，不足以再承受切割物體和切屑的作用力時(shí)，硬質(zhì)顆粒會(huì)自然脫落（見圖2-23）應用擴展，暴露出新的顆粒過程中，形成新的刀口。
可以說(shuō)，刀片在磨損的同時(shí)也是再生的過(guò)程大數據。硬質(zhì)顆粒斷裂可在斷裂面形成一些銳角前景，使刀片能夠繼續(xù)維持在鋒利的狀態(tài)，硬質(zhì)顆粒會(huì)自然脫落，暴露出新的顆粒長效機製，形成新的刀口。在刀片和被切物之間重要部署，通過(guò)參數(shù)維持適當(dāng)?shù)哪p可使刀片保持相對(duì)穩(wěn)定的切屑力領先水平。

研究表明，刀具在劃片過(guò)程中的磨損可以分為兩個(gè)階段責任製。第一個(gè)是過(guò)渡階段效率，切割距離在0~300m，劃片縫寬度雙重提升、刀具磨損率和表面粗糙度迅速增加增強。第二個(gè)是穩(wěn)定階段，切割距離在300~2000m結果，刀具磨損率緩慢增長(zhǎng)戰略布局，劃片縫寬度和表面粗糙度緩慢降低。這是由于規則製定，在過(guò)渡階段講道理，金剛石與刀片粘結(jié)較少的砂粒首先脫落，留下空穴表現明顯更佳，刀具表面粗糙度上升更加廣闊，并導(dǎo)致較大的切屑尺寸。在穩(wěn)定階段技術先進，大多數(shù)砂粒均勻地嵌入結(jié)合劑中示範，因此磨損均勻。因此提高，葉片的粗糙度趨于穩(wěn)定新格局。這兩個(gè)階段的劃片機(jī)制是不同的，在過(guò)渡階段開展攻關合作，金剛石砂粒的沖擊和摩擦力主導(dǎo)切割在穩(wěn)定階段，晶圓靠金剛石摩擦力切割。圖2-24~圖2-26分別給出了劃片縫寬度情況正常、刀具磨損率、刀具表面粗糙度與切割距離的關(guān)系聯動。