外环式减薄进给系统研究

通过对减薄设备发展过程的研究,提出了一种由外环式磨削进给方式组成的外环式减薄系统。该系统可实现在减薄过程中对芯片磨削与研磨的最佳组合。     

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。     

大面阵锑化铟探测器芯片背减薄工艺技术开发

为实现大尺寸锑化铟混成芯片的高质量、高成品率背减薄,介绍了一种单点金刚石车削与磨抛相结合的背减薄工艺。该工艺采用单点金刚石车削技术实现锑化铟芯片大量厚度去除,然后通过旋转磨削工艺进一步去除车削损伤,最终实现了1280×1024元(25■m)大尺寸锑化铟混成芯片背减薄(材料表面的半峰宽值约为8.20～11.90 arcsec)。与传统磨削工艺相比,该工艺对尺寸大、面型差的半导体芯片兼容性强,解决了大尺寸芯片在传统磨削工艺中因面型带来的裂片率高、减薄厚度不均匀的问题。     

硅-硅直接键合后硅片的机械减薄过程北大核心

硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进行了考察。本次实验最终获得了几何参数良好、厚度满足要求且均匀的晶片。磨削过程会使弯曲度和翘曲度升高,可以通过化学腐蚀的方法降低弯曲度和翘曲度,化学腐蚀过程虽然使平整度升高,但可以通过机械/化学抛光的方法降低平整度。采用该减薄技术对直接键合硅片进行机械减薄具有可行性。     

晶圆减薄过程TTV调整技术研究

晶圆背面减薄是集成电路后封装关键工艺,通过金刚石磨轮的磨削作用,对芯片背面的基体材料-硅材料去除一定的厚度,从而降低芯片厚度,改善芯片的散热效果,有利于后期的封装工艺。主要介绍了在晶圆减薄过程中的关键指标TTV 的影响因素,通过设备自动控制,进行工艺角度调整,能够减小晶圆TTV 值,从而提高晶圆磨削质量。     

硅片背面减薄技术研究

硅片背面磨削减薄工艺中,机械磨削使硅片背面产生损伤,导致表面粗糙,且发生翘曲变形.分别采用粗磨、精磨、精磨后抛光和精磨后湿法腐蚀等四种不同背面减薄方法对15.24cm(6英寸)硅片进行了背面减薄,采用扫描电子显微镜对减薄后的硅片表面和截面形貌进行了表征,用原子力显微镜测试了硅片表面的粗糙度,用翘曲度测试仪测试了硅片的翘曲度.结果表明,经过粗磨与精磨后的硅片存在机械损伤,表面粗糙且翘曲度大,粗糙度分别为0.15和0.016 μm,翘曲度分别为147和109 μm;经过抛光和湿法腐蚀后的样品无表面损伤,粗糙度均小于0.01 μm,硅片翘曲度低于60 μm.     

晶圆超精密磨削加工表面层损伤的研究

介绍了晶圆减薄机的工艺过程和原理,研究了磨削工艺中砂轮粒度、砂轮进给率、砂轮转速和工作台转速对硅片表面层损伤深度的影响.     

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。     

微扰法测量管道壁减薄的分析及实验研究

将两端短路的金属管道内部视为谐振腔,管道壁减薄导致了腔体体积的变化,据此,可以利用谐振频率的偏移进行管道壁减薄的评价。基于谐振腔微扰理论,构建管道壁减薄的测量系统,采用单个同轴电缆实现管道内部微波的发射与接收,使用TM01 模式电磁波以实现管道壁减薄的检测工作。针对上述过程,建立了检测系统的有限元模型,进行了减薄程度的参数化扫频计算,并搭建了相应的扫频测量系统,扫频获得了不同减薄程度下的谐振频率。对比有限元计算结果和测量数据可知:二者具有较高的吻合程度,且谐振频率的偏移随着管道壁减薄尺寸的增加而增大。因此,谐振腔微扰法可用于管道壁减薄的评估,是在役管道的一种有效无损检测方法。     

《双离子减薄仪在电镜制样中的应用》

在透射电镜显微分析中,制样工作是十分重要的。目前主要有两种制样手段:电化学减薄(又称双喷化学减薄)和离子减薄(又称双离子减薄)。前者速度高,但不易把握减薄的程度,因而样品报废率较高,且只适用于易化学腐蚀的金属类材质。后者,是以离子束流为减薄“工具”,凭借离子的“刻蚀”作用从两侧(或一侧)减薄样品。为了使薄化区更宽阔一些,并且减薄速度可调,没计了样品自转和样品表面可绕支架轴旋转,以改变离子束相对试样表面的入射角等功能。在IE—20型双离子减薄仪上,虽然规定以Ar作为离子源气体,但我们在实际工作中,用空气作源气体亦成功地减薄了各种材质的样品。     

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。     

硅片在背面减薄工序中降低破片率的研究

随着半导体工业的发展,对芯片的厚度要求愈来愈薄。在半导体制造中通过对硅片进行背面减薄达到芯片变薄的目的。然而由于硅片的厚度变薄,在后续的制造过程中也增加了硅片破裂的概率。对于已经几乎加工完毕的芯片,破片造成的成本显然是相当高昂的。文章对硅片在背面减薄工序和流通环节中可能产生破片的因素进行了研究探索,通过对设备的部分装置进行改造,改进流通环节中的一些方法,经过总结数据,验证了硅片在背面减薄工序中降低破片率的可行性。     

砂轮粒径对300 mm Si片双面磨削影响的研究

在直径300mmSi片制备过程中,利用双面磨削技术能获得高精度的表面参数,但同时却会在Si片表面留下明显的磨削印痕,这会影响Si片表面平整度.通过选择#2000和#3000砂轮对Si片进行磨削实验,获得两种型号砂轮磨削出Si片的形貌图、磨削印痕和局部平整度,并分别进行了比较.结果表明,选择粒度更细的#3000砂轮能够有效地弱化Si片表面的磨削印痕,同时改善边缘局部平整度差的问题,从而提高Si磨削片表面的局部平整度.     

基于DOE优化光学玻璃晶片边缘磨削工艺

在光电器件的制造过程中,用光学玻璃晶片作为电路制作的基板材料。玻璃晶片通过在大面积的玻璃面板上划圆获得。划圆后会形成非常锐利的边缘,需要将锐利边缘磨削成圆弧形,以减少在后续加工中产生破损、崩边。在光学玻璃晶片的边缘磨削中,合适的玻璃晶片边缘磨削参数对于晶片边缘磨削后的崩边情况、磨削斜面宽度、中心误差等均有很大影响。利用DOE试验方法,光学玻璃晶片边缘磨削过程中有效减小崩边,并给出了影响因素,获得并验证了最优化的磨削工艺参数,减少了晶片磨削后的崩边破损。     

砂轮粒径对磨削后Si片表面形貌的影响

磨削工艺被广泛应用于大直径Si衬底的制备中,而由磨削带来的Si片表面损伤及形貌对后续加工有较大的影响.利用扫描电子显微镜、粗糙度仪、喇曼光谱仪等工具对经过2000#、3000#、8000#砂轮磨削的Si片表面损伤层厚度及表面形貌进行了一系列测试,通过对测试数据的分析,得到了不同粒径磨削砂轮的优缺点,在此基础上提出了将传统单步磨削工艺优化为2000#磨削+8000#磨削的两步加工工艺,该工艺既可以保证较高的Si片表面质量,又具有较高的生产效率.     

硅片超精密磨床的发展现状

硅片超精密磨床是半导体集成电路(IC)制造中的关键装备,主要应用于IC制程中的硅片制备加工和IC后道制程中图形硅片的背面减薄。国外硅片超精密磨床制造技术发展很快,具有高精度化、集成化、自动化等特点。介绍了超精密磨床在大尺寸(≥φ300mm)硅片超精密加工中的应用状况,详细评述了国外先进硅片超精密磨床的特点,并指出了大尺寸硅片超精密加工技术的发展趋势。     

晶片边缘磨削控制方法研究

对半导体工艺中晶片的边缘磨削技术进行了论述,分析了晶片边缘磨削技术的特点,在此基础上,提出了一种高效、可靠的晶片边缘磨削方法.该方法基于单轴电机进给控制,通过控制软件来实现对晶片边缘及定位边的磨削.首先确定晶片定位边位置,然后通过精确控制承片台驱动电机的旋转角度来磨削晶片圆边,对于定位边的磨削,需要精确控制承片台驱动电机的旋转角度和进给电机的进给量,通过两电机联动控制,完成定位边磨削.该方法控制精度高,成功实现了在单轴电机驱动下的晶片圆边及定位边磨削.试验结果证明,该方法可靠、稳定、高效,并降低了设备硬件成本.     

晶片减薄技术原理概况

从对晶片减薄的质量要求角度出发,论述了垂直缓进给(Creep-Feed)晶片减薄原理与垂直切深进给(In-Feed)晶片减薄原理。提出原理设计中的原则和相关问题。     

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。