200mm超薄硅片边缘抛光技术

在大尺寸硅片外延加工过程中,边缘损伤极易导致外延层位错的产生。厚度为450μm的超薄硅片因其机械强度较低,在边缘抛光过程中极易导致碎片产生。为此采用化学机械抛光(CMP)对8英寸(1英寸=2.54 cm)超薄硅片进行边缘抛光,通过优化工艺参数改善硅片边缘粗糙度及过抛量,并讨论了边缘抛光前后硅片倒角角度及边缘残余应力的变化。结果表明边缘抛光工序对硅片边缘去除量较小,且仅对边缘损伤层起到去除作用,因此可以有效降低硅片边缘残余应力,而对倒角角度影响较小,有助于获得边缘质量较好的硅片,为后续外延加工打下良好基础。

基于Python语言的超薄金刚石切割片建模与SiC晶片切割仿真

为改善SiC晶片在切割过程中存在的边缘崩边和亚表面损伤等问题,采用Python语言与Abaqus有限元分析软件相结合的方法建立超薄金刚石切割片切割SiC晶片的模型,研究切割参数对切割过程中的切割力、切割温度、晶片切割边缘形貌、切割边缘损伤宽度以及晶片亚表面损伤深度的影响。结果表明:切割力、切割温度与切割深度正相关,切割边缘损伤程度和亚表面损伤深度存在最优值。在切割深度为6μm时,SiC晶片的切割效果最好,其切割边缘损伤宽度为8μm,损伤面积为4905.56μm^(2),亚表面损伤深度为10.67μm,损伤面积为7022.18μm^(2)。在切割速度为60~121 m/s的高速切割阶段,切割速度对切割力、晶片的温度、晶片切割边缘形貌及亚表面损伤均无显著影响。

3D-TSV封装技术

3D-TSV封装技术是实现多功能、高性能、高可靠且更轻、更薄、更小的系统级封装最有效的技术途径之一。3D-TSV封装关键技术包括:通孔制作、通孔薄膜淀积、磁控溅射、通孔填充、铜化学机械研磨、超薄晶圆减薄、芯片/晶圆叠层键合等。阐述了每种关键技术的工艺原理、技术特点、应用范围及发展前景,关键设备、关键材料以及TSV在三维封装技术中的应用。

超薄化芯片

芯片的超薄化发展,正在逐步整合半导体材料加工设备及其相应工艺。简要概述了芯片超薄化发展之动态,并以超薄芯片的减薄加工为中心,综合研究了影响超薄芯片机械特性、表面质量的主要因素,讨论了超薄晶圆片的最新加工技术。

超薄硅双面抛光片抛光工艺技术

MEMS器件、保护电路、空间太阳电池等的制作需要使用硅双面抛光片,并且要求抛光片的厚度很薄,传统的硅抛光片加工工艺已经不能满足这一要求。介绍了一种用于超薄硅单晶双面抛光片加工的抛光工艺方法。通过对硅片抛光机理[1]、抛光方式、抛光工艺的研究和对抛光工艺试验结果的分析,解决了超薄硅单晶双面抛光片在加工过程中碎片率高、抛光片背面表面质量不易控制的技术难题,研制出了高质量的超薄硅单晶双面抛光片。

碱腐蚀减薄硅片过程中少子寿命性质研究

通过高频光电导法研究了超薄晶硅片少数载流子寿命的变化规律,分析了碱液腐蚀速率、表面缺陷态的变化对少子寿命的影响,得到:在现有的切片工艺条件下,腐蚀10分钟即可将表面损伤层完全去除,使超薄晶片显示出体内和表面寿命共同决定的较大少子寿命值.

微水导激光划片工艺原理及应用

从应用需求出发,介绍了微水导激光划片工艺的主要原理和特点;对其关键工艺机构中的光学聚焦系统、激光在水柱中的全反射传播、激光系统、压力水腔和喷嘴组成的光液耦合器等原理进行了简单分析和介绍;对微水导激光划片工艺的应用前景进行了总结和展望。

集成电路抛光与减薄装备及耗材的应用和发展

化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)技术和超精密晶圆减薄技术是超大规模集成电路晶圆制造工艺流程中的两大关键技术。本文简述了近年来国内集成电路制造领域中化学机械抛光设备和超精密晶圆减薄设备的相关研究。一方面,从抛光头、抛光垫修整装置、终点检测装置、清洗装置4个CMP设备的核心部件,以及抛光垫和抛光液2个CMP关键耗材出发,总结归纳了国内外化学机械抛光设备的最新研究进展;另一方面,从超精密晶圆减薄技术的原理出发,对超精密晶圆减薄设备在国内的应用现状进行了总结。

创新型超薄IC封装技术

圆片薄型化工艺技术的改进,以及对小型化、便携式产品的强烈的市场需求,共同推动了封装技术的创新。文中主要论述了与超薄型集成电路封装技术相关的薄型硅集成电路应用、超薄型圆片的制造、薄型化切割技术、同平面互连技术、倒装片装配及其可靠性问题。

超薄硅片制备工艺的优化

对超薄硅片制备工艺机理进行了优化研究。利用胶粘键合工艺在基片上固定保护硅片,提高了硅片承受工艺加工的机械性能。再结合化学机械抛光工艺,对比不同粘合剂的制备效果和不同压力制备的超薄硅表面粗糙度的变化,成功制备出厚度10μm左右的超薄硅片。表面形貌表征结果显示,硅片总厚度偏差为约0.5μm,平均粗糙度值为0.5 nm,这表明使用化学机械研磨抛光的工艺方法,优化减薄条件下,可保证硅片表面情况。研究结果将为硅半导体器件的微型化发展和性能提升提供了工艺指导。

大尺寸硅片超薄技术

随着器件小型化技术的发展,硅芯片厚度成为了发展超薄封装的关键问题。为了实现大尺寸硅片减薄到100μm的批量生产,研究了减薄工艺原理和大尺寸(以直径为200 mm为例)Si片超薄工艺的控制点。通过对不同减薄工艺的对比,分析了减薄工艺不同参数对减薄质量的影响,验证了不同砂轮目数、化学腐蚀工艺对硅片减薄质量、碎片率和背面金属质量的影响。根据实验数据给出了提高减薄质量、降低碎片率、提升生产效率的工艺实现方法,实现了大尺寸硅片超薄厚度的批量生产。

基于层叠式夹持超薄蓝宝石晶片双平面加工实验研究

目的针对超薄蓝宝石晶片的双平面加工,研究基盘表面高度差对工件平面度的影响,确定双平面加工超薄蓝宝石晶片的有效性。方法通过多种方式得到具有不同表面高度差(高度差分别为5.3、9.8、19.9、29.7μm)的基盘,利用层叠式夹持方法对超薄蓝宝石晶片进行夹持(厚度0.17mm)并进行双平面加工,获得不同高度差下的工件平面度。分别采用层叠式夹持方法及石蜡粘接的方法对超薄蓝宝石晶片进行双平面加工,通过对比实验验证层叠式夹持方法的有效性。结果在4种不同表面高度差下加工的超薄蓝宝石晶片,其平面度随着高度差的增大而增大,但其增大的趋势远小于基盘平面度变化的趋势。层叠式夹持方式及石蜡粘接方式均可实现超薄蓝宝石的双平面加工,两者相差较小,层叠式夹持方式最终可获得表面粗糙度Ra=1.4 nm、平面度PV=0.968μm的光滑表面。结论基盘表面高度差应不低于超薄蓝宝石晶片的目标平面度,层叠式夹持方式在加工效果上与石蜡粘接方式相当,但单位时间内的加工效率高于石蜡粘接方式,具有较好的工程应用前景。

新一代晶圆划片技术

随着半导体及电子业技术的发展和消费市场无止境的需求,传统的划片(Dicing)技术,在许多方面已经无法满足业者的需求,代之而起的是激光划片(Laser Dicing)技术。而激光固然有某些优势,却亦有其缺陷。无论如何,激光引领划片的潮流,来势汹汹,难以抵檔。

超薄晶圆减薄工艺研究

主要研究了超薄晶圆减薄工艺和设备。从设备结构、晶圆传输、晶圆加工工艺、晶圆测量等方面,介绍了先进封装用减薄机如何解决超薄晶圆易碎问题,以及设备的国内外现状。

TAIKO晶圆激光切环研究

随着科技的进步,近年来对超薄晶圆的需求日益增长,迪思科科技有限公司开发出一种新型的晶圆背面研磨技术——-TAIKO工艺。这项技术在对晶圆进行研磨时,仍保留晶片外围约3mm左右的边缘部分,只对圆内进行研磨薄型化,从而减少晶圆的翘曲,大大降低对了对后工序机台的传送要求及破片风险,满足了厚度小于100um的超薄晶加工需求。但是,这项技术同时也引入了新的问题需要处理。边缘3mm左右圆环的存在,使得常规的电性测量机台无法直接测量以及常规的切割机无测切割晶粒。本文讨论一种使用激光切割晶圆边缘圆环的方式,设计特殊的切割盘,便于分离切割下来的TAIKO晶圆边缘圆环,同时,采用正面不贴蓝膜的方式,节省工序,方便后面的继续加工。

功率场效应晶体管晶圆超薄磨片工艺开发

晶圆超薄磨片工艺是为减小功率开关管导通电阻,工艺中存在超薄晶圆磨片后转运过程中破片及超薄晶圆背面蒸镀金属等问题。现有的晶圆磨片的一般厚度为200μm,超薄磨片的目标是100μm。本研究采用同一批次晶圆,分批,2片超薄研磨,其他采用正常工艺减薄,封装测试条件相同。对比封装测试完毕的器件的导通电阻,超薄研磨器件的导通电阻减小约10%。

抛光参数对超薄晶圆表面抛光效果影响的研究

介绍了抛光工艺及其在硅材料中的应用,重点分析了直径300 mm、厚度50μm±2.5μm的晶圆在抛光加工过程中抛光液的浓度、抛光压力和抛光垫等因素对晶圆表面粗糙度及表面平整性的影响,通过试验确定了超薄晶圆在抛光过程中合适的工艺参数。

基于层叠式夹持的夹具失效形式分析

目的为了解决超薄蓝宝石晶片的双平面加工问题,确定层叠式夹具基盘及限位片的材料,并对限位片的失效形式进行分析。方法通过分析层叠式夹具中工件在双平面加工中的受力状态及传统双平面加工工件受力状态,确定限位片的受力状态。测量蓝宝石与基盘间的摩擦力对基盘材料进行选择,通过受力分析结合摩擦因数计算限位片的剪切强度,对限位片的材料进行初步选择。在平面抛光机上进行加压试验,对限位片的失效形式进行分析。结果层叠式夹具在双平面加工中受到工件施加的力小于传统双平面加工行星轮受到的力。在3种基盘材料中,不锈钢材料与蓝宝石晶片间的摩擦力较大,铸铁次之,铝合金最小。液滴在2个表面间形成的液膜对不锈钢和铸铁的摩擦因数有一定的增益效果。基盘选择不锈钢材料,限位片选择玻璃纤维板材料的情况下,限位片所承受的加工压力随着夹持厚度的增加而呈现非线性增加。限位片的主要失效形式表现为限位区域被蓝宝石晶片的边缘切割,受基盘及蓝宝石平面度的影响。结论层叠式夹具对材料强度的要求更低,更加适用于超薄平面零件的双平面加工。限位片失效受基盘高度差的影响,为保证限位片的夹持效果,应尽量降低基盘表面的高度差。