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金屬玻璃鍍層提升鑽石刀片切削性質之研究

為了解決power cup 2磨耗的問題，作者賴柏彰 這樣論述：

在半導體製造業中鑽石刀片已被廣泛使用於晶圓切割，由於矽晶圓與藍寶石基板屬於脆性材料使得在裸晶(die)或晶片(chip)切割分離時難免會產生脆性崩裂，除了材料脆性本質之外，切割時的鑽石刀片狀況也會影響脆性崩裂的產生，如刀片排削能力與耐磨性質，當其排削能力不佳時會造成切道兩側產生崩裂(chipping)大小尺寸與數量的增加，裸晶或晶片會因此受到破損，故需要預留空間來讓chipping產生，但這也犧牲了生產裸晶的數量，產能亦因此而減少；在刀片與工件互相磨耗下，若沒有適當的耐磨性與排削能力會導致刀片的幾何變形過大，進而造成切削的公差超出預期。本研究利用高功率脈衝磁控濺鍍系統來製備具有金屬玻璃鍍層之

鑽石刀片，藉此提升鍍膜附著能力、耐磨耗與硬度，金屬玻璃鍍膜因非晶結構而具備低摩擦係數、平整表面、高強度與韌性之特質，本研究將鍍覆200nm鋯基、鎢基、鋁基金屬玻璃與純鈦鍍層之鑽石刀片進行矽晶圓、藍寶石基板與有圖形之藍寶石基板切割並與未做處理之刀片做比較，以chipping面積分率、崩裂寬度、切口角度與深度作為評估刀片之切削特性、製程品質穩定度和耐磨程度。在矽晶圓上切削20次的實驗中，相較於未處理之刀片，具鋯基金屬玻璃鍍層之鑽石刀片降低chipping面積分率23%，同時減少在chipping 深度於21μm到超過41μm區間的chipping 數量，切口角度所繪製出的曲線較平穩，由此可知，具鋯

基金屬玻璃鍍層之鑽石刀片有極佳的品質穩定度和耐磨性。然而，鎢基、鋁基金屬玻璃與純鈦鍍層並無明顯提升鑽石刀之切削性。在切削藍寶石基板時，鋯基金屬玻璃鍍層之鑽石刀片也降低chipping面積分率達45%；在Chipping 崩裂深度之總數統計，於大部分chipping 深度的區間中鋯基金屬玻璃鍍層之鑽石刀片取得較低的數值。有圖形的藍寶石基板切削也得到與藍寶石基板相似的好結果。整體而言，鋯基金屬玻璃鍍層之鑽石刀片有極佳的切削特性和製程品質穩定度來自於較佳排削能力(疏水性)、低摩擦係數與耐磨之特性。