大尺寸硅片背面磨削技术的应用与发展

集成电路芯片不断向高密度、高性能和轻薄短小方向发展,为满足IC封装要求,图形硅片的背面减薄成为半导体后半制程中的重要工序。随着大直径硅片的应用,硅片的厚度相应增大,而先进的封装技术则要求更薄的芯片,超精密磨削作为硅片背面减薄主要工艺得到广泛应用。本文分析了几种常用的硅片背面减薄技术,论述了的基于自旋转磨削法的硅片背面磨削的加工原理、工艺特点和关键技术,介绍了硅片背面磨削技术面临的挑战和取得的新进展。

单晶硅片超精密磨削技术与设备

结合单晶硅片的发展,回顾了单晶硅片超精密磨削技术与设备的发展历程,对比分析了广泛应用的转台式磨削、硅片旋转磨削和双面磨削等硅片磨削技术的原理及代表性设备的特点,讨论了用于单晶硅片平整化加工和背面减薄加工的低损伤磨削技术的最新进展,并对单晶硅片磨削技术的发展趋势进行了展望。

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。

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。

化学机械磨削(CMG)加工单晶硅片

单晶硅是半导体行业重要的功能材料,加工时首先被切割成晶片,然后通过研磨和抛光获得光滑表面。本文介绍了一种新的化学机械磨削(CMG)工艺,用于硅片的终端加工。CMG是把化学反应和机械磨削融为一体的固结磨料加工工艺,在加工效率、磨粒可控性、废料处理等方面优于化学机械抛光(CMP)。利用CMG加工单晶硅片,能有效减小亚表面损伤和消除残余应力,对碳化硅、氮化硅、蓝宝石等其它功能材料的超精密加工具有一定的借鉴意义。

造孔剂含量对树脂结合剂硅片减薄砂轮磨削性能的影响

为改善硅片背面减薄效果,在树脂结合剂硅片减薄砂轮里添加造孔剂.通过体积密度测试、扫描电镜观察和磨削实验,研究造孔剂含量对树脂结合剂砂轮结构和磨削性能的影响.结果表明:随着造孔剂体积分数增加、投料比降低,砂轮内部孔隙率增大;且磨削实验证明造孔剂可以提高硅片的表面质量.当造孔剂添加体积分数在10%、体积密度投料比控制在75%时,树脂结合剂硅片减薄砂轮在磨削过程中具有较好的综合磨削性能,磨削出来的硅片表面粗糙度R a、R z、R y值波动范围小,与其他条件下的砂轮磨削的硅片相比,表面一致性好.

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。

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%。

磨削工艺对晶片表面粗糙度的影响

磨削工艺直接影响着磨削后晶片的参数,在这些参数中,表面粗糙度是鉴别晶片几何参数好坏的重要指标之一。分析了磨削工艺中砂轮粒度、砂轮进给速度对表面粗糙度的影响。

磨削工艺对晶片TTV的影响

磨削工艺直接影响着磨削后晶片的表面质量参数,在这些参数中,总厚度变化(TTV)是鉴别晶片几何参数好坏的重要指标之一。分析了磨削工艺中承片台转速、主轴进给速度、主轴转速对TTV的影响。