
在后道制程阶段,晶圆(正面已布好电路的硅片)在后续划片、压焊和封装之前需要进行背面减薄(backthinning)加工以降低封装贴装高度,减小芯片封装体积,改善芯片的热扩散效率、电气性能、机械性能及减小划片的加工量。特别是先进封装的兴起,从平面 SoC 到 3D-IC的封装都需要超薄晶圆,以提高性能和降低功率,从而减少信号需要传输的距离和驱动信号所需的能量。代表性的减薄应用:就是包含 12 个 DRAM 芯片和基础逻辑芯片的 HBM 模块的总厚度仍小于优质硅晶圆的厚度。硅通孔 (TSV) 的工艺同样需要对晶圆背面进行减薄。从以上应用可以看出,晶圆减薄工艺对封装的背面减薄都变得越来越重要。
针对晶圆背面研磨的具体工艺流程主要包括贴膜、减薄和撕膜三个功能。 晶圆厂生产出的晶圆通常厚度在0.7mm左右,这个厚度对于封装来说太厚,一来会增加衬底的传热距离不利于芯片散热,二来厚度太厚也不利于芯片打线时的线弧控制,容易造成线弧触碰到芯片引起短路,第三就是会影响整个封装体的厚度,有悖于现阶段芯片小型化的发展趋势。因此在传统封装中,通常会将芯片减薄至0.1mm~0.3mm之间。 而减薄工序详细拆解,需要经历以下步骤: 1、晶圆正面贴膜 业内一片未减薄的晶圆其厚度通常在0.7mm左右,而其有效电路部分通常只有正面不到10um的区域,因此减薄对整个电路性能是没有影响的,而正面贴膜的目的,就是为了在减薄的过程中保护正面电路不受损伤。其工作原理较为简单,即将晶圆背面利用真空吸附在设备工作台上,再利用类似于压面机 的原理将减薄膜贴于晶圆正面,最后将多余部分切除即可(如下图)。 2、晶圆背面减薄 其原理类似于用砂轮磨刀,分为粗磨和细磨,粗磨磨轮颗粒度大,可快速将晶圆减薄至目标厚度附近,同时磨轮也越接近晶圆电路有效区,此时,若继续使用粗磨,很可能会导致内部暗裂引起晶圆电路层受损,因此改为细磨进行精加工,既可避免粗加工损坏电路,又可提高晶圆减薄精度。 4、撕正面膜 


此项原理和正面膜类似,区别是背面贴膜时需要增加钢圈,钢圈在划片和上芯的过程中对晶圆起着支撑作用。
将贴好背面划片膜的晶圆固定在工作台,用UV灯照射对减薄膜进行解胶,解胶后将减薄膜撕掉。

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