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晶圆减薄TTV实时监控
发布时间:2025-07-18 17:22:52      点击次数:477

晶圆减薄一个重要目的就是把晶圆减薄至目标厚度,这一过程中,对厚度均匀性的要求非常高,且伴随着制程能越来越先进,对厚度的要求会越来越高。那么晶圆减薄后,会带来哪些影响呢?晶圆减薄过程中又是如何精准控制晶圆厚度的呢?

300mm晶圆的厚度为775um,200mm晶圆的度为725um,这个厚度在实际封装时显然太厚,但是在前段制程中晶圆要被加工、要在设备内和设备之间传送,又需要750um左右的厚度,以满足机械强度的要求,也满足晶圆的翘曲度的要求,而完成前道工艺进入封装制程时,就要将晶圆减薄到100~200um左右的厚度,也就要用到减薄工艺。





减薄 的主要目的
01

减小体积提升集成度:

在电子设备不断向小型化、轻薄化发展的趋势下,对集成电路芯片的厚度有严格限制。通过减薄晶圆,可以使芯片在封装后达到所需的薄型化要求,从而更好地适应各种紧凑型电子设备的设计需求,例如智能手机、平板电脑等。更薄的芯片可以在同等空间内容纳更多的电子元件,提高设备的集成度和性能。

02

便于封装:

减薄后的晶圆在封装过程中更容易进行引线键合等操作。引线键合是将芯片上的电极与封装引脚连接起来的重要工艺步骤,晶圆减薄后,电极与引脚之间的距离缩短,使得键合线可以更短、更稳定,降低了信号传输的延迟和损耗,提高了芯片的性能和可靠性。

03

提高散热性能,增加热传导效率:

芯片在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,会导致芯片温度升高,影响芯片的性能和可靠性。减薄后的晶圆可以减少热阻,提高热传导效率,使芯片产生的热量能够更快地散发出去。

04

降低成本减少材料消耗

晶圆减薄可以减少芯片制造过程中的材料消耗。晶圆是由硅等半导体材料制成的,价格较高。通过减薄晶圆,可以在相同直径的晶圆上制造更多的芯片,从而降低每个芯片的材料成本。





如何精确控制晶圆厚度?

影响晶圆厚度的因素是多种多样的。首先,在减薄过程中材料的去除速率并非一成不变的,相反它随时随刻都有可能发生非线性变化。其次,减薄压力、转速、温度等研磨参数是相互影响的,任意一个变量,都会导致厚度不均。另外,不同的材料,其硬度和化学活性存在显著差异,研磨后厚度必然会有差异。对于研磨工艺参数本文不做讨论,但是对研磨平整度的监控以及测量提供一些思路供大家学习。





如何在线监控研磨厚度?

在晶圆减薄过程中,目前有多种检测方法,可以实时在线检测,及时判断终点,保证得到所需的晶圆厚度。例如,光学法利用不同膜层反射率的差异,通过光强的变化,及时判断研磨终点。摩擦学法通过监测电机电流的变化,实时反馈抛光进度。电涡流法通过金属层厚度变化引起的磁场阻抗变化进行实时监测。




在半导体生产过程中,研磨与抛光是必不可少的工艺流程,妙光智能提供了研磨及抛光过程中实时监控厚度及TTV测量的方案,对于调节加工工艺,提高减薄与研磨效率,提高产能和产品质量有重要作用。

  1. 研磨在线监控方案

    使用带喷水的双头检测系统,通过检测研磨盘与晶片表面的高度差监控研磨过程。也可利用单探头扫描的方式监控。

    640.jpg

  2. 抛光(CMP)在线监控检测方案

    641.jpg


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