“晶圆研磨”又名“晶圆减薄”,主要就是通过背面打磨将晶圆厚度控制在一定范围内。主要目的是为了满足后续封装工艺的要求以及芯片的物理强度、散热性和尺寸要求等条件。 晶圆研磨的两个阶段 第一阶段:粗磨 此阶段使用的金刚石砂轮磨粒较粗,每转进给量大,单颗磨粒的切深大于临界切削深度。是典型的脆性域磨削。 采用相对较大的进给速度,主要为提高加工效率,这个阶段占总减薄量的94%左右。不过在这个过程会引起较大的晶格损伤与边缘崩边。 第二阶段:细磨 此阶段使用的金刚石砂轮磨粒较细,每转进给量小,一部分部分磨粒的切深度小于临界切削深度。属于延性域切削。另一部分的切深大于临界切削深度,属于脆性域磨削。 采用较低的进给速度,主要用于消除前阶段粗磨产生的损伤,崩边等现象,占总磨削量的6%。 晶圆研磨质量要求
晶圆的完整性主要表现在晶圆无破损上 在晶圆研磨过程中,会有许多造成晶圆破碎的因素存在,如何减小破损产生的机率,需要从现象出发去寻找原因。 晶圆破碎的几种形式 1、沿磨痕方向碎裂。 ![]() “磨痕”指的就是晶圆片背面的磨痕。这种类型的破损发生在这个磨痕上。 2、沿晶圆纹路碎裂。 ![]() 裂纹沿晶体方向呈线性发生。少数情况下,断裂不沿晶体取向发生,但这种类型的断裂通常以线性裂纹为特征。 3、不规则破损。 ![]() 指如图所示的与晶体取向和锯痕无关的裂纹,或晶圆片分成几片的情况。 沿磨痕方向碎裂 沿磨痕断裂主要是由于砂轮排屑槽堵塞等磨削缺陷造成的。当砂轮与脱落的磨料颗粒磨削时,会导致晶圆片的高应变而导致断裂。在最近的趋势中,当晶圆片有很厚的氧化膜时,沿磨痕的断裂经常发生。 这可能是由于晶片与z1轴砂轮不匹配(用于粗磨削),即z1轴砂轮磨削能力不足,因此更换磨削能力更强的砂轮是防止破碎更有效的方法之一。 特别是当细光面磨削到200μm或更小的时候,由3或4因素造成的破碎的可能性增加了。 主要因素及对策: 因素1:Z1-轴砂轮磨削能力不足(粗磨削)(在研磨带有厚厚的氧化膜等的晶圆片时) 对策:更换研磨功率更高的砂轮类型(例如,选择更大的粒度,选择研磨功率更高的粘结剂) 因素2:砂轮与轮座之间漏水导致的磨削缺陷。 对策:检查轮座安装表面,如有异物,应排除。 因素3:由于砂轮排屑槽堵塞而导致的磨削缺陷。 (在细磨过程中,未切割的胶带或切割的碎片容易与砂轮接触,从而夹在砂轮的齿间,可能导致排削槽堵塞。) 对策:清除排屑槽内异物或更换砂轮。 因素4:由于在晶片边缘拖动晶片裂纹而造成的磨削缺陷。(在薄面磨削过程中,晶圆边缘容易出现裂纹。在加工过程中,碎裂的碎片可能夹在砂轮和晶圆之间) 对策:调整(减少)轮冷却液的流量。 沿晶体方向碎裂 主要因素及对策: 在沿晶方向发生断裂的情况下,断裂通常不是由砂轮引起的,主要是由于外来物质(通常指磨屑)引起,常见影响因素如及对策下表所示:
不规则碎裂 主要因素及对策
晶圆破碎总解析
|
|