O desbaste de bolacha é uma etapa essencial na fabricação de semicondutores, e seu principal objetivo é atender aos requisitos de desempenho de chip, embalagens, dissipação de calor etc.
Índice
Espessura da bolacha de silício
Vantagens após o afinamento da bolacha
Processo de desbaste de wafer
Tecnologia de desbaste de wafer
1. Espessura da bolacha de silício
No processo de front-end da fabricação de semicondutores, a bolacha precisa ter espessura suficiente para atender aos requisitos de resistência mecânica e warpage para que possa ser manuseada e transferida dentro e entre dispositivos.
150mm (6- polegada) wafer
Espessura padrão: cerca de 675 mícrons
Faixa: geralmente entre 650 mícrons e 700 mícrons
200mm (8- polegada) bolacha
Espessura padrão: cerca de 725 mícrons
Faixa: geralmente entre 700 mícrons e 750 mícrons
300mm (12- polegada) wafer
Espessura padrão: cerca de 775 mícrons
Faixa: geralmente entre 750 mícrons e 800 mícrons
2. Vantagens do desbaste de bolas
Na fase de embalagem, para atender aos requisitos do processo de embalagem, a bolacha geralmente precisa ser reduzida para cerca de 100 ~ 200 mícrons. Isso ocorre porque a bolacha fina pode trazer as seguintes vantagens:
Reduza o volume do pacote: as bolachas mais finas ajudam a alcançar a miniaturização da embalagem de chips
Melhorar a eficiência da dissipação de calor: as bolachas finas são mais propícias à extração de calor do substrato
Reduza o estresse interno: o afinamento pode reduzir a tensão interna gerada durante a operação do chip, reduzindo assim o risco de rachadura de chip
Melhorar o desempenho elétrico: as bolachas finas podem tornar o ouro traseiro mais perto do plano de solo, otimizando assim o desempenho de alta frequência
Melhore o rendimento de cubos: as bolachas reduzidas podem reduzir o volume de processamento durante o cubo do pacote e evitar defeitos como colapso da borda e colapso de canto
3. Processo de afinamento de wafer
Para alcançar o afinamento, a moagem mecânica, o polimento mecânico químico (CMP) e outros processos.
O processo específico do processo de desbaste inclui preparação preliminar, operações de desbaste (como moagem áspera, moagem fina, polimento, etc.) e pós-processamento (como remover resíduos, medição de nivelamento, inspeção de qualidade etc.).
Em tecnologias avançadas de embalagens, como embalagens 2.5D e 3D, a espessura necessária do chip pode até ser tão baixa quanto 30 mícrons
4. Tecnologia de desbaste de wafer
1. Método de moagem mecânica
A moagem mecânica é um dos métodos de desbaste de wafer mais usados, que remove o excesso de material na parte traseira da bolacha por atrito físico. Este método é geralmente dividido em dois estágios: moagem áspera e moagem fina:
Rodagem áspera: usando rodas de moagem ligadas a diamantes ou resina para remover uma grande quantidade de material em alta velocidade
Moagem fina: usando abrasivos mais finos e baixas velocidades de moagem para refinar ainda mais a superfície da wafer e reduzir a rugosidade. As vantagens da moagem mecânica são de alta eficiência e velocidade, adequadas para a produção em massa, mas podem introduzir estresse mecânico e danos na superfície.
2. Polimento mecânico químico (CMP)
O CMP combina os efeitos duplos da gravação química e da moagem mecânica. Através do efeito sinérgico da pasta química e da almofada de polimento, ele remove a morfologia irregular na superfície da wafer e alcança a alta planarização. O CMP pode fornecer maior precisão de controle e qualidade da superfície e é adequado para a fabricação de circuitos integrados com requisitos de qualidade extremamente alta.
3. Gravura úmida
A gravura úmida usa produtos químicos líquidos ou gravadores para remover seletivamente camadas de material específicas na bolacha através de reações químicas. É dividido em gravura isotrópica e gravura anisotrópica. As vantagens da gravação úmida são altas recursos de seletividade e controle fino, que podem atingir a precisão do processamento de nano-nano na superfície da wafer.
4. Gravação a seco
A gravura a seco usa feixes de plasma ou íons para remover os materiais e possui as características de alta precisão e alta seletividade. É adequado para o afinamento de bolas que requer alta precisão e estruturas complexas.
5. Desbaste a laser
A tecnologia de afinamento a laser usa a alta densidade de energia do feixe de laser para remover os materiais através da ação térmica ou fotoquímica. Esse método pode atingir o afinamento local e é adequado para o processamento fino de áreas específicas.
