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芯片制造工艺中为什么要对晶圆进行Grinding?_晶圆_芯片

神尊大人 2024-11-07 17:50:12 0

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Grinding,中文研磨,常日称之为减薄,便是BG(Backside Grinding)工艺里面的Grinding.

▌为什么须要对晶圆进行减薄(Grinding)?

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1.6寸(直径150mm)的晶圆厚度为625um,8寸(直径200mm)的晶圆厚度为725um,而12寸(直径为300mm)的晶圆厚度达到775um。
其实在晶圆中总厚度90%以上的衬底材料是为了担保晶圆在制造,测试和运送过程中有足够的强度。
2.晶圆减薄工艺的浸染是对已完成功能的Wafer的背面基体材料进行磨削,去掉一定厚度的材料。
有利于后续封装工艺的哀求(芯片的物理强度,散热性和尺寸等哀求)。
3.对付功率芯片来说,晶圆减薄可以为导通电阻供应较大的改进空间。
4.对付存储芯片来说,晶圆减薄可以为前辈封装实现更多的堆叠。

▌减薄(Grinding) 后有什么好处呢?

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(图片来自网络侵删)

1)提高芯片的散热效率,随着芯片内部构造越来越繁芜,集成度越来越高,晶体管数量的越来越多,散热已逐渐成为影响芯片性能和寿命的关键成分。
越薄的芯片越有利于热量从衬底导出。

2)减小芯片的封装体积。
当前芯片等微电子产品逐渐向'轻'-'薄'-短'-'小'的方向发展,厚度减小的话,相应的芯片体积也就小了。

3)减少芯片的内部应力。
芯片厚度越厚,事情过程中由于热量的产生,使得芯片背面产生内应力。
随着芯片的热量升高,基体层之间的热差异性加剧,加大了芯片内应力。
内应力越大,芯片就越随意马虎分裂。

4)提高电气性能。
Wafer厚度越薄背面镀金使地平面越近,器件高频性能越好。

5)提高划片加工成品率。
减薄后的Wafer可以减轻封装划片时的加工量,避免划片中产生的崩边、崩角等毛病,降落芯片破损概率等。

▌减薄(Grinding) Process有哪些?

减薄过程又叫背面研磨法,常用于厚度大于即是50㎛的晶圆,常日可以分为三个步骤:

步骤一:Rough Grinding/粗磨,利用大粒度的金刚砂轮磨料,砂轮每转的进给量大,单个磨粒的切深度大于临界切削深度。
是范例的脆性域磨削。
采取相对较大的进给速率,紧张考虑提高加工效率。
占总磨削量的94%旁边。
这个过程会引起较大的晶格损伤,边缘崩边等征象。

步骤二:Fine Grinding/精磨,利用小粒度的砂轮磨料,砂轮每转的给进量很小,一部分磨粒的切深小于临界切削深度,属于延性域切削。
另一部分的切深大于临界切削深度,属于脆性域切削。
给进速率降落,可以肃清前端粗磨产生的损伤,崩边等征象。
占总磨削量的6%旁边。

步骤三:切割和抛光,类似于CMP(Chemical Mechanical Polishing,化学机器抛光),一样平常会在抛光垫和晶圆之间投入浆料(Slurry)和去离子水(Deionized Water)。
这种抛光事情能减少晶圆和抛光垫之间的摩擦,使表面光亮。
当Wafer较厚时,可以采取超风雅研磨(Super Fine Grinding),晶圆如果要越薄的话,就越须要进行抛光,如下的示意图。

▌减薄(Grinding)紧张有以下用场:

1)晶圆完全性(无破损)。

2)晶圆厚度精度及超薄化能力哀求。

3)晶圆表面TTV值哀求。

4)晶圆表面粗糙度哀求。

5)晶圆表面损伤层厚度(SSD)哀求。

6)晶圆厚度同等性哀求。

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