单面晶圆减薄和处理研究报告

在本文中，我们华林科纳半导体将专注于一种新的化学变薄技术，该技术允许晶圆变薄到50µm或更少，均匀性更好，比传统的变薄成本更低。我们还将讨论处理无任何类型晶圆载体的薄晶圆的方法。

晶片减薄可通过几种方式进行：1）研磨晶片（通常为100至150µm），2）通过化学机械抛光，可使晶片厚度降至50µm或更少，3）通过化学蚀刻，使晶片变薄，消除研磨和抛光留下的地下损伤，4）通过等离子体蚀刻。通常研磨和其他方法的组合是最有效的薄模溶液的途径。

大多数薄晶圆处理是通过将晶圆与临时载体粘合，从而以与传统的较厚晶圆几乎相同的方式处理晶圆。然而，在一些应用中，由于产量、经济、工艺流程或器件性能的原因，最好没有载体来处理晶片。

化学变薄是消除损伤和减轻研磨和抛光留下的应力的必要步骤。化学稀薄也是抛光（磨薄后）作为制造超薄晶圆的替代方法。它的另一个好处是，完全消除了导致其他技术可能留下的导致损伤或表面特征。湿蚀刻涉及液体和固体基底之间的相互作用，它通常是最快、最经济的方法。当衬底两侧可能湿润时，浸泡是蚀刻和变薄是常见选择。如果衬底只能暴露在一侧的蚀刻剂中，那么自旋或喷雾将成为合理的候选者，但每个都有其缺点，如径向和输运引起的不均匀性。根据特定的包装或设备要求，改进的均匀性(就TTV而言)通常是一个重要的考虑因素；传统技术在保持在允许的TTV要求范围内可以去除多少材料方面有明显的限制。

将每个表面元素暴露在相同的化学环境和运输环境中，使该过程本质上是一致的（图1）。固液界面（边界层）不受速度梯度、对流或其他与输运相关的梯度的影响，这些梯度可能会导致其厚度的变化，并导致较大的TTV。

晶片减薄和减压是线性扫描蚀刻技术的原生应用。在包装过程中的任何时刻，几乎任何厚度、结构和尺寸的基板组件都与线性扫描蚀刻过程兼容。现代IC器件基板的最终厚度继续减少，50µm是许多现代器件目前最先进的目标。线性扫描蚀刻系统特别适合于处理和处理非常薄的基材。在线性扫描系统中使用的化学物质不需要表面活性剂，并且在较小的流量下以较小的体积使用，允许更有效的化学使用。化学物质可以用于一个工艺决定的终点，而不考虑表面活性剂的消耗。总之，这些特点是降低化学品使用及其相关的购买和处置成本，以及往往放松环境法规的合规，导致总体生产和所有权成本的降低。

由于所有区域都暴露在相同的化学和运输环境中，衬底的大小和形状在很大程度上是无关的。线性扫描蚀刻系统自然可以容纳奇怪的、非圆形的、厚的基底和大于300mm的结构，以及严重扭曲的晶圆(高达10mm的平面外变形)。

在处理超薄晶圆方面有两个主要的挑战：变形和破损。在没有增加应力的情况下，晶圆的偏转与其半径的平方成正比，与其厚度的第三次幂成反比。图4显示了线独立的超薄晶片后端常见的失真量。在这种情况下，变形约为10mm，再加上在它们上面沉积的额外层所引起的应力。任何能够有效地持有和处理它们的方法都必须考虑到这一点。

Bernoulli和CAT非接触夹块的结合以及线性扫描湿蚀刻是湿处理和处理超薄独立晶圆的优秀组合。使用几乎任何化学物质与任何衬底材料相互作用的能力，使系统能够处理大多数感兴趣的材料，同时保持处理严重扭曲或扭曲的超薄晶片的能力。除了包装应用外，该系统还被用于蚀刻或刻薄的InP、Ge、砷化镓、硅、多晶硅、玻璃和石英等。在尺寸和厚度的大范围内的奇数形状的基材也可以被处理。这些方法提供了一种新的方法，以更精确、更高效的方式湿薄片和处理超薄片和环保晶圆。

　　审核编辑：汤梓红