TCASMES XXX-2022 晶圆减薄划片技术规范-编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

《晶圆减薄划片技术规范》是《中国中小企业协会关于《工业互

联网标识解析数据大屏技术要求》等二十项团体标准的立项公告》

（中小企协[2022]34号）中的一个项目，中国中小企业协会于2022

年06月22日下达此任务。本标准由无锡市芯通电子科技有限公司

负责起草，该项目计划于2022年09月完成。

（二）编制背景及目的

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。

高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱

形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，

也就是晶圆。目前大批量生产所用到的主流硅片多为6英寸、8英

寸乃至12英寸。

减薄是通过特定的工艺方法将晶圆由厚变薄的过程；划片是将

已流片的大圆片进行分割分离，将连在一起的芯片分割开来的工

艺。

集成电路制造技术的进步首先来源于市场需求的要求，其次是

竞争的要求。在集成电路制造中，半导体硅材料由于其资源丰富，

制造成本低，工艺性好，是集成电路重要的基体材料。从集成电路

断面结构来看，大部分集成电路是在硅基体材料的浅表面层上制

造。由于制造工艺的要求，对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁

净度以及表面微晶格结构提出很高要求。因此在几百道工艺流程

中，不可采用较薄的晶片，只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中

传递、流片。通常在集成电路封装前，需要对晶片背面多余的基体

材料去除一定的厚度，一般采用研磨方式进行，这一工艺过程称之

为晶片背面减薄工艺。

硅片划片方法主要有金刚石砂轮划片、激光划片。激光划片是

利用高能激光束聚焦产生的高温使照射局部范围内的硅材料瞬间气

化，完成硅片分离，但高温会使切缝周围产生热应力，导致硅片边

缘崩裂，且只适合薄晶圆的划片。超薄金刚石砂轮划片通过采用金

刚石磨轮刀片高速转动来实现切割，由于划切产生的切削力小，且

划切成本低，是目前应用最广泛的划片工艺。

国内外学者对硅片划片技术做了大量的研究。张红春等通过建

立振动量与划切工艺参数之间的回归方程，采用遗传学算法得出对

应小振动量下的最佳工艺参数，并通过试验验证了最佳工艺参数组

合可以有效降低主轴振动量，得到更好的划切效果。李振材等研究

发现采用超声振动辅助划片产生的锯切力比无超声辅助的单晶硅划

片产生的锯切力小，并通过硅片划片试验验证了超声振动降低锯切

力可以抑制硅片的崩边。日本Disco公司针对low-K介质硅晶圆难

以使用普通金刚石刀片进行划切加工的问题，开发一种激光开槽加

工工艺，即先在划切道内2条细槽，再使用刀片在两条细槽之间实

施全划片加工，通过该项工艺能够提高生产效率，减小崩边、分层

等不良因素造成的质量缺陷。复旦大学陆雄等采用先激光开槽后机

械刀片划片工艺划切low-k介质硅晶圆材料，相比于直接刀片划

片，芯片结构完整且无金属层脱落、翻起现象，但工艺过程繁琐，

划片成本高。YuZhang等发现通过提高刀片旋转过程的阻尼比，一

定程度上可降低刀具高速旋转过程中的振动现象，从而提高开槽性

能，减小崩边尺寸，但是没有进行深入研究。

（三）编制过程

1、项目立项阶段

目前，虽然晶圆减薄划片技术广泛运用，但还没有形成统一的

规范性文件，导致市场上经减薄划片工艺加工后的晶圆质量参差不

齐，对集成电路等制造造成一定程度的困难，导致行业内卷。晶圆

减薄划片技术作为半导体技术中不可缺少，甚至越来越重要的工

艺，对其加工技术进行规范是必然的结果。因此，亟需制定《晶圆

减薄划片技术规范》团体标准。

制定《晶圆减薄划片技术规范》团体标准是一项重要举措，规

范圆减薄划片技术，对提高晶圆质量，引领半导体行业发展具有重

要意义。

2、理论研究阶段

标准起草组成立伊始就开始收集整理国内外相关的晶圆减薄划

片技术方法，为标准的起草奠定了基础。

标准起草组进一步研究了晶圆减薄划片技术在实际生产中的应

用情况，明确了标准的框架及要求，为标准的具体起草指明了方

向。

3、标准起草阶段

在理论研究基础上，起草组在标准编制过程中充分借鉴已有的

理论研究和实践成果，基于我们基本国情，结合无锡市芯通电子科

技有限公司的晶圆减薄划片技术，经过数次修订，形成了《晶圆减

薄划片技术规范》标准草案稿。

形成标准草案稿之后，起草组召开了多次专家研讨会，从标准

框架、标准起草等角度广泛征求多方意见，从理论完善和实践应用

方面提升标准的适用性和实用性。经过理论研究和方法验证，起草

组形成了《晶圆减薄划片技术规范》（征求意见稿）。

（四）主要起草单位及起草人所做的工作

1.主要起草单位：无锡市芯通电子科技有限公司等多家单位的

专家成立了规范起草小组，开展标准的编制工作。

经工作组的不懈努力，在2022年06月，完成了标准草案的编

写工作。在2022年06月，形成了征求意见稿。

2、广泛收集相关资料。

在广泛调研、查阅和研究国际标准、国家标准、行业标准的基

础之上，形成本标准征求意见稿。本标准的制定引用的标准如下：

GB2894安全标志及其使用导则

GB13495.1消防安全标志第1部分：标志

GB15630消防安全标志设置要求

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准制定原则

标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、规范性”的原则，

注重标准的可操作性，严格按照GB/T1.1最新版本的要求进行编

写。

（二）标准主要技术内容

本标准征求意见稿包括9个部分，主要内容如下：

1、范围

本文件规定了晶圆减薄划片技术规范的基本要求、工艺、质量

要求、维护及安全。

本文件适用于指导晶圆减薄划片，也可供生产企业在晶圆制造

过程中应用减薄、划片技术时参照执行。

2、规范性引用文件

列出了本文件引用的标准文件。

3、术语和定义

给出了减薄、划片的术语定义。

4、基本要求

本章节对晶圆减薄划片的环境条件、人员要求、设备、工具及

物料要求做出规定。

5、工艺

本章节给出了晶圆减薄划片的工艺流程、工艺要求及过程要

求。

6、质量要求

本章节对减薄、划片后晶圆的质量做出规定，并给出了检验方

法。

7、维护及安全

本章节对减薄划片过程中会涉及到的及其、电气、烟尘、气体

等做出规定。

（三）主要试验（或验证）情况分析

无。

（四）标准中涉及专利的情况

无。

（五）预期达到的效益（经济、效益、生态等），对产业发展的作

用的情况

对晶圆减薄划片的技术过程做出规定，规范操作流程，提高晶

圆减薄划片的品质，引领半导体材料行业发展。

（六）在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关

标准，特别是强制性标准的协调性

无。

（七）重大分歧意见的处理经过和依据

无。

（八）标准性质的建议说明

本标准为团体标准，供社会各界自愿使用。

（九）贯彻标准的要求和措施建议

无。

（十）废止现行相关标准的建议

本标准为首次发布。

（十一）其他应予说明的事项

无。

《晶圆减薄划片技术规范》起草组

2022年06月30日

《晶圆减薄划片技术规范》

编制说明

团标制定工作组

二零二二年六月

一、工作简况

（一）任务来源

《晶圆减薄划片技术规范》是《中国中小企业协会关于《工业互

联网标识解析数据大屏技术要求》等二十项团体标准的立项公告》

（中小企协[2022]34号）中的一个项目，中国中小企业协会于2022

年06月22日下达此任务。本标准由无锡市芯通电子科技有限公司

负责起草，该项目计划于2022年09月完成。

（二）编制背景及目的

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。

高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱

形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，

也就是晶圆。目前大批量生产所用到的主流硅片多为6英寸、8英

寸乃至12英寸。

减薄是通过特定的工艺方法将晶圆由厚变薄的过程；划片是将

已流片的大圆片进行分割分离，将连在一起的芯片分割开来的工

艺。

集成电路制造技术的进步首先来源于市场需求的要求，其次是

竞争的要求。在集成电路制造中，半导体硅材料由于其资源丰富，

制造成本低，工艺性好，是集成电路重要的基体材料。从集成电路

断面结构来看，大部分集成电路是在硅基体材料的浅表面层上制

造。由于制造工艺的要求，对晶片的尺寸精度、几何精度、表面洁

净度以及表面微晶格结构提出很高要求。因此在几百道工艺流程

中，不可采用较薄的晶片，只能采用一定厚度的晶片在工艺过程中

传递、流片。通常在集成电路封装前，需要对晶片背面多余的基体

材料去除一定的厚度，一般采用研磨方式进行，这一工艺过程称之

为晶片背面减薄工艺。

硅片划片方法主要有金刚石砂轮划片、激光划片。激光划片是

利用高能激光束聚焦产生的高温使照射局部范围内的硅材料瞬间气

化，完成硅片分离，但高温会使切缝周围产生热应力，导致硅片边

缘崩裂，且只适合薄晶圆的划片。超薄金刚石砂轮划片通过采用金

刚石磨轮刀片高速转动来实现切割，由于划切产生的切削力小，且

划切成本低，是目前应用最广泛的划片工艺。

国内外学者对硅片划片技术做了大量的研究。张红春等通过建

立振动量与划切工艺参数之间的回归方程，采用遗传学算法得出对

应小振动量下的最佳工艺参数，并通过试验验证了最佳工艺参数组

合可以有效降低主轴振动量，得到更好的划切效果。李振材等研究

发现采用超声振动辅助划片产生的锯切力比无超声辅助的单晶硅划

片产生的锯切力小，并通过硅片划片试验验证了超声振动降低锯切

力可以抑制硅片的崩边。日本Disco公司针对low-K介质硅晶圆难

以使用普通金刚石刀片进行划切加