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工程片(MPW)切割挑粒的问题

2012-03-15 20:33阅读:
这次拜访了3家测试厂,其中两家与我交流了我们晶圆测试加工的细节问题,其中比较突出的就是切割挑粒的问题。下面总结下为什么他们都觉得我们的晶圆切割挑粒加工起来困难问题。
什么是工程片:
对于测试厂来说,工程片即多项目晶圆MPW(Multi Project Wafer),就是将多个具有相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆片上流片,流片后,每个设计品种可以得到数十片芯片样品。这种做法一般用在新产品的验证、测试上,多种样品集合在一片晶圆上流片,每个项目费用均摊,降低流片费用,大大降低了Design House、大学实验室的研发资金要求。
虽然在晶片制作上节省了很多费用,但却对后续切割挑粒造成了一定的困难。每个样品的die size可能一致,在拼图时就会造成切割道不是一条直线。此时,切割过程就需要用到多张蓝膜,且晶圆要不断改变切割方向,这样就费时和费料了。工程片的挑粒基本会使人工完成,这样效率反而比自动设备快。
我们这次的晶圆:
这次TSCM代工的晶圆对我们来说是第一次量产,但由于新设计了两款产品,又不想另花费去做样品的流片,所以就将5种产品放在一个晶圆上,形成MPW。
切割问题:
由于事先考虑到MPW会对切割造成困扰,所以我们的die都做成同一的size,因此切割道也是同一的,这样切割加工时就不会有问题了。只需选择全切或半切。
由于起初我们定的出货方式为蓝膜和tray盒两种,即一片wafer中,留一种在蓝膜上,其他挑粒出来装盒。若这种方式就必须采用全切,因为使用到蓝膜覆盖就只能用全切的方式,方便后续加工中取片bongding封装。但由于我们是MPW,所以最终放弃了采用两种出货方式,改为全部die挑出装盒。这个原因在下面挑粒问题中会详细说明。
挑粒问题:
针对量产片,挑粒问题很容易解决。主要根据测试厂的生产规划,用人工挑粒或自动挑粒。有时,晶片太小不适宜用自动设备操作。
人工挑粒——作业员在显微镜帮助下,手工用真空吸盘吸取晶片放入指定的tray盒中。
自动挑粒——使用自动挑粒设备,CCD自动识别在晶片上的标识(测试时分bin,在晶片上打上不同颜色的墨点),机械手吸盘吸取晶片放入tray盒。在吸取时,底盘会有顶针顶起晶片,使其与蓝膜分离。
我们晶圆
有5种产品,若采用部分留蓝膜,部分装盒的方式,则需先挑去装盒的晶片,这样蓝膜上就会留下一片片空白的区域。另外,留蓝膜会采用全切方式,同时挑粒时会用顶针顶起晶片,这样就会破坏蓝膜。虽然可以采用分区域切割的方式,先将不同型号的产品切割开来,分别重新贴蓝膜,然后再切割成独立的die,但这种方式要使用很多张蓝膜,费用会很高,且操作麻烦。
最终,我们放弃用蓝膜出货的方式,降低加工费用。
这时,剩下的就是人工工时和人工操作准确度的问题了。我们的晶圆由四十多块光罩区域(reticle)组成,由于部分产品线路图形不同,若以产品型号划分放置区域,在需要成倍的开模费用。所以我们一个reticle中就会有5种产品,仅需一张膜。对于整片wafer来说,5种产品就显得分散分布了。因此,挑粒时就需要作业员仔细挑出片子,防止混料。
测试加工的费用基本是按时间计算的,而片子的价值不高的话,就会对测试加工增加的成本很敏感了。所以MPW的项目很难对芯片生产整个过程降低成本,即使在晶圆制造降低了费用,但在测试加工时费用也会增加。
这就是我现在遇到的问题,必须平衡费用、时间和品质,但可以肯定的是品质始终是第一位的。
这是我进入IC测试这个领域以来第一次独立操作这些事项(4个月大的菜鸟),上述问题的表述或者理解可能存在错误,仅以与测试厂工程技术人员交流的总结和分享。欢迎指正~~

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