晶圆切割（即划片）英文全称为：Wafer Dicing，可简称：WD，它是芯片制造工艺流程中一道不可或缺的工序，在晶圆制造中属于后道工序。晶圆切割就是将做好芯片的整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片（晶粒）。由于切割对象的特性和要求不同，晶圆划片分为：刀片切割，激光切割和等离子切割等。本文就刀片切割工艺流程和主要问题进行研究，供大家参考。
刀片切割，也被称为晶圆划片，是半导体制造领域中的一项关键工艺。它涉及到使用高速旋转的刀片来精确地切割晶圆，从而将单个芯片从晶圆上分离出来。这种切割方法广泛应用于各种规模的芯片生产中，尤其是在厚度超过100um的晶圆上，其效果尤为显著。
在刀片切割过程中，保护晶圆的完整性和安全性至关重要。为了实现这一目标，通常会在晶圆上贴敷胶膜，以防止切割时的外部损伤。这种胶膜在“背面减薄”过程中会贴在晶圆的正面，而在“刀片”切割时，则需贴在晶圆的背面。切割过程中，由于摩擦剧烈，因此需要从多个方向连续喷洒DI水（去离子水）以冷却和润滑刀片。同时，叶轮上附有的金刚石颗粒能够增强切片的效率和质量。在切割时，必须确保切口均匀，且不超过划片槽的宽度，以保证切割的精度和一致性。
尽管刀片切割长期以来一直是最常用的传统切割方法，能够短时间内高效切割大量晶圆，但其也存在一定的局限性。当切片的进给速度过快时，小芯片边缘剥落的风险会增加。因此，在实际操作中，需要合理控制叶轮的旋转次数，以平衡切割效率和边缘剥落的风险。
此外，在晶圆划片过程中，经常面临窄迹道宽度的挑战。这要求设备具备高精度的分度轴、高光学放大能力以及先进的对准运算功能，以确保每一次切割都能精确地落在迹道中心。对于窄迹道切割，应选用尽可能薄的刀片，以提高切割的精度和效率。然而，薄刀片也存在脆弱易损的问题，因此在实际操作中需要特别小心，并注意其寿命和工艺稳定性的管理。
在划片工艺中，碎片问题是一个需要特别关注的事项。它主要分为顶面碎片和背面碎片两种情况。顶面碎片，也被称为TSC，主要发生在晶圆的顶面，当切片接近芯片的有源区域时，它可能成为一个合格率的问题。其影响因素包括刀片磨砂粒度、冷却剂流量以及进给速度。而背面碎片，即BSC，则出现在晶圆的底面。
当大的、不规则的微小裂纹从切割的底面开始扩散并汇合时，就可能引发背面碎片问题。特别是当这些微小裂纹足够长，导致不可接受的大颗粒从切口处脱落时，背面碎片问题就会严重影响产品的合格率。不过，对于尺寸在10µm以下的背面碎片，通常可以忽略不计。当尺寸超过25µm时，则可能被视为潜在的受损。然而，平均大小为50µm的背面碎片，在晶圆厚度允许的情况下，通常是可以接受的。
根据切割对象的材料特性和切割工艺的要求，调整切割速度、切割深度、切割角度等参数，以减少碎片和断裂的产生。 采用高精度切割设备和控制系统，确保切割过程的稳定性和准确性。 通过优化切割工艺和后续处理步骤，如清洗、抛光等，提高切割面的质量和光滑度。
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