湿法刻蚀应对圆片减薄后翘曲问题的探讨

随着微电子产业的发展,圆片直径越来越大、厚度越来越薄。一些本来不被关注的问题逐渐凸现出来。当150mm、200mm甚至300mm的圆片被减薄到200μm或者200μm以下时,圆片本身的刚性将慢慢变得不足以使其保持原来平整的状态。文章从圆片减薄后产生翘曲的直观表象入手,分析了产生翘曲问题的根本原因,采用湿法刻蚀的方式去除了圆片因减薄形成的背面损伤层,改善了圆片减薄后的翘曲问题。     

薄片划片微损伤与芯片断裂强度探讨

超薄圆片的减薄、划片技术是集成电路封装小型化的关键基础工艺技术,随着减薄后化学机械抛光（CMP）、旋转腐蚀、干法刻蚀或干法抛光等释放应力技术被广泛采用,减薄造成的圆片背面损伤几乎为零,所以划片造成的微损伤对芯片断裂强度的影响变得越来越突出。本文分析了影响芯片断裂强度的主要原因,对薄片划片微损伤的来源、危害及解决方法进行了探讨。同时,着重介绍了一种新的激光划片方式,即喷水波导激光（LMJ）划片法。     

圆片背面超薄研磨技术研究

一、前言随着集成电路向VISI和ULSI方向发展，集成电路圆片不断增大，芯片面积也向着更大的趋势发展。鉴于IC电路性能是在“前工序”所决定，因此常被人们所注目。但是，随着器件性能的提高，IC电路功能复杂化，高集成度化，对可靠性要求愈来愈高。从而“后工序”——组装才开始为人们所重视，而在组装工序中，图片背面减薄对提高IC尤其是功率集成电路的可靠性降低热阻，提高成品率等又起着至关重要的作用。因此我们开展了圆片背面超薄研磨技术研究。二、圆片背面研磨的功能1）可去掉圆片背面的氧化物，保证芯片焊接时具有良好的粘接…     

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.     

InP晶圆背面减薄工艺中翘曲度的控制与矫正

背面减薄是制备InP基光电子芯片的一道重要工艺。晶圆被减薄后失去结构支撑,会因应力作用产生剧烈形变,翘曲度大幅提高。严重的翘曲会使芯片可靠性降低甚至失效,应对晶圆的翘曲度进行控制和矫正。文章从“损伤层-翘曲度”理论出发,实验研究了晶圆厚度、粘片方式、研磨压力、磨盘转速、磨料粒径对翘曲度的影响。根据试验结果优化工艺参量,优化后晶圆的翘曲度降低了约20%;再通过湿法腐蚀去除损伤层,矫正已产生的翘曲,使晶圆的翘曲度降低约90%。优化减薄工艺降低损伤应力与湿法腐蚀去除损伤层分别是控制和矫正晶圆翘曲度的适用方法,可使翘曲度下降至之前的10%以内。     

发展中的安盛封装技术

无锡华润安盛科技有限公司(简称安盛科技),是香港上市公司华润励致旗下华润微电子下属的集成电路封装测试公司,从上世纪八十年代起主要为国内外半导体芯片设计、制造供应商提供IC封装测试和超薄圆片减薄划片等代工服务,至今已有20多年的封装测试历史.     

制作圆片级封装凸焊点的垂直喷镀机研制

介绍了为满足微电子新颖封装——圆片级封装(WLP)在硅圆片上制作凸焊点的需要,根据有限元分析模拟优化,设计研制了FEP-1垂直喷镀机。该机可用于φ100-φ150mm(φ4-φ6英寸)圆片上电镀Au、PbSn、In等凸焊点。在150mm液晶显示驱动电路硅圆片上,用该电镀机电镀制作出了合格的高度为17μm、间距为20μm的金凸点。     

适用200mm圆片、0.5μm线宽的半导体设备

本文论述了开发200mm圆片、0.5μm线宽半导体设备的必要性,并介绍4种适用200mm圆片、0.5μm线宽的半导体设备。     

FOW在叠层CSP封装中的应用

随着电子封装微型化、多功能化的发展,三维封装已成为封装技术的主要发展方向,叠层CSP封装具有封装密度高、互连性能好等特性,是实现三维封装的重要技术。针对超薄芯片传统叠层CSP封装过程中容易产生圆片翘曲、金线键合过程中容易出现0BOP不良、以及线孤（wireloop）的CPK值达不到工艺要求等问题,文中简要介绍了芯片减薄方法对圆片翘曲的影响,利用有限元（FEA）的方法进行芯片减薄后对悬空功能芯片金线键合（Wirebond）的影响进行分析,Filmon Wire（FOW）的贴片（DieAttach）方法在解决悬空功能芯片金线键合中的应用,以及FOW贴片方式对叠层CSP封装流程的简化。采用FOW贴片技术可以达到30％的成本节约,具有很好的经济效益。     

超薄圆片划片工艺探讨

集成电路小型化正在推动圆片向更薄的方向发展,超薄圆片的划片技术作为集成电路封装小型化的关键基础工艺技术,显得越来越重要,它直接影响产品质量和寿命。本文从超薄片划片时常见的崩裂问题出发,分析了崩裂原因,简单介绍了目前超薄圆片切割普遍采用的STEP切割工艺。另外,针对崩裂原因,还从组成划片刀的3个要素入手分析了减少崩裂的选刀方法。     

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。     

Si片磨削中砂轮粒径对Si片损伤层的影响

在直径300 mm Si片制备中,利用双面磨削技术能为后续加工提供高精度的表面,但Si片损伤层厚度较大.通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Si片表面及截面进行观察,得到了经不同粒径的砂轮磨削后的Si片的表面及截面形貌、Si片的表面及亚表面损伤层的厚度并进行了分析比较.结果表明,用粒度更小的3000#砂轮磨削,能够有效地降低Si片表面及亚表面损伤层的厚度,为优化300 mm单晶Si片双面磨削工艺、提高Si片表面磨削质量提供了清晰、量化的实验理论依据.     

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.     

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.     

300 mm硅片表面延性磨削机理研究

根据脆性材料实现延性磨削时存在临界深度的理论,通过设定磨削参数,使之满足硅片的延性磨削条件.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对磨削硅片表面和截面进行分析研究.研究结果表明:硅片表面形成规律的磨削印痕,且磨削印痕微弱,在硅片表面留下的磨削沟槽保留延性磨削特征,硅片表面无微细裂纹和因脆性崩裂产生的凹坑;硅片截面明显地分为非晶层、次表面损伤层、单晶硅层,非晶层厚度约为50～100 nm,表面微细裂纹完全消失,次表面损伤层厚度约为50～150 nm,次表面损伤层存在微细裂纹.     

超薄Ge单晶抛光片机械强度控制技术

Ge单晶衬底上制成的化合物太阳能电池,被越来越广泛地应用于空间太阳能领域,超薄Ge抛光的机械强度也越来越受到人们的关注.介绍了一种测试超薄Ge单晶抛光片机械强度的方法.研究了加工工艺对超薄Ge单晶抛光片机械强度的影响,同时指出在太阳电池用超薄Ge单晶抛光片的加工过程中,切割、研磨、磨削、化学腐蚀、抛光等工序对超薄Ge单晶抛光片的机械强度均有着不同程度的影响.研究表明,通过调整磨削砂轮砂粒粒径、化学腐蚀去除厚度和抛光速率等工艺参数,能够有效控制超薄Ge单晶抛光片的机械强度.