Schleifen

Mechanisches Schleifen

Mechanisches Schleifen - Dieses Verfahren ist die heute gebräuchlichste Ausdünnungstechnik und hat den Vorteil, dass es sehr genau ist und eine hohe Ausdünnungsrate aufweist. Beim mechanischen Schleifen wird eine diamant- und kunstharzgebundene Schleifscheibe verwendet, die auf einer Hochgeschwindigkeitsspindel montiert ist. Das Schleifrezept ist für die Geschwindigkeit der Spindel und die Geschwindigkeit des Materialabtrags verantwortlich.

Zur Vorbereitung auf das mechanische Schleifen wird eine Schicht Schleifband auf die Vorderseite des Wafer geklebt, um ihn vor Beschädigungen während des Ausdünnungsprozesses zu schützen. Der Wafer wird dann auf einen porösen Keramik-Chuck gelegt, der den Wafer mit Hilfe eines Vakuums in Position hält. Die Schleifscheibe und der Chuck drehen sich in entgegengesetzte Richtungen, während deionisiertes Wasser auf den Wafer gesprüht wird, um ihn zu kühlen und die beim Schleifen entstandenen Materialpartikel wegzuspülen. Insgesamt dauert der Prozess zwei Schritte:

  1. Grobschleifen - Dieser Schritt erzeugt den Großteil des Materialabtrags mit Abtragsraten von etwa ~5μm/sec.
  2. Feinschleifen mit einem Sand- & Poligrind-Feinschliff der Körnung 1200 bis 2000. Dies entfernt in der Regel ~30µm oder weniger Material mit ≤1μm/Sek. und sorgt für das endgültige Finish der Wafer.
    • Ein Schleifmittel der Körnung 1200 hinterlässt ein raues Finish mit sichtbaren Schleifspuren, während ein Schleifmittel der Körnung 2000 weniger rau ist, aber dennoch einige Schleifspuren hinterlässt. Poligrind ist ein Polierwerkzeug, das die größte Festigkeit des Wafer gewährleistet und die meisten unterirdischen Schäden entfernt.

Chemisch-mechanische Planarisierung (CMP)

Chemisch-mechanische Planarisierung (CMP) - Dieses Verfahren glättet Wafer und entfernt unregelmäßige Topografien auf der Oberfläche. CMP wird mit einer chemischen Aufschlämmung mit kleinen Schleifpartikeln und einem Polierpad durchgeführt. Dieses Verfahren ermöglicht eine stärkere Planarisierung als das mechanische Schleifen, ist aber tendenziell weniger sauber.

Die chemisch-mechanische Planarisierung erfolgt in drei Schritten:

  1. Befestigen Sie die Wafer auf einer Rückseitenschicht, z.B. einer Wachshalterung, um sie zu fixieren.
  2. Tragen Sie eine chemische Aufschlämmung von oben auf und verteilen Sie sie gleichmäßig mit einem Polierschwamm.
  3. Drehen Sie das Polierpad bei jeder Politur etwa 60-90 Sekunden lang, je nach der gewünschten Endstärke.
    • Die Ausdünnungsrate beim CMP ist langsamer als beim mechanischen Schleifen und beträgt nur wenige Mikrometer pro Sekunde. Das Ergebnis ist eine nahezu perfekte Ebenheit und eine sehr kontrollierte TTV.

Ätzen

Nasses Ätzen

Beim Nassätzen werden flüssige Chemikalien, sogenannte Ätzmittel, verwendet, um Material von einem Wafer zu entfernen. Dies ist nützlich, wenn nur Teile des Wafer ausgedünnt werden müssen. Wenn Sie vor dem Ätzen eine harte Maske auf den Wafer legen, werden nur die Teile des Substrats ausgedünnt, die keine Maske haben. Es gibt zwei Möglichkeiten, das Nassätzen durchzuführen: isotrop (gleichmäßig in alle Richtungen) und anisotrop (gleichmäßig in vertikaler Richtung).

Dieser Prozess läuft in drei Schritten ab:

  1. Flüssige Ätzmittel diffundieren auf die Waferoberfläche. Das flüssige Ätzmittel ändert sich je nach der gewünschten Dicke und ob isotropes oder anisotropes Ätzen erforderlich ist.
    • Beim isotropen Ätzen sind die gebräuchlichsten Ätzmittel eine Kombination aus Flusssäure, Salpetersäure und Essigsäure (HNA); die gebräuchlichsten anisotropen Ätzmittel sind Kaliumhydroxid (KOH), Ethylendiaminpyrokatechol (EDP) und Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH).
  2. Ein dünner Strom von Ätzmitteln sprüht über die Oberfläche eines rotierenden Wafer und das flüssige Ätzmittel reagiert mit dem Substrat, um es zu verdünnen. Die Reaktionsgeschwindigkeit kann sich je nach den verwendeten Ätzmitteln ändern, obwohl die meisten Reaktionen ~10µm/min abtragen.
  3. Chemische Nebenprodukte diffundieren von der Oberfläche des Wafer.

Atmosphärisches nachgeschaltetes Plasma (ADP) Trockenes chemisches Ätzen (DCE)

ADP DCE ist die neueste Technik zur Ausdünnung von Wafern und ein ähnlicher Prozess wie das Nassätzen. Anstelle von Flüssigkeiten werden beim trockenchemischen Ätzen Plasmen oder Ätzgase verwendet, um Material zu entfernen. Bei diesem Verfahren wird eine Mischung aus Argon (Ar) und Tetrafluormethan (CF4) verwendet, um die Substrate auszudünnen. Um den Ausdünnungsprozess durchzuführen, wird entweder ein Teilchenstrahl mit hoher kinetischer Energie auf den ZielWafer geschossen oder Chemikalien reagieren mit der Waferoberfläche, oder eine Kombination aus beidem. Beim Trockenätzen werden ~20µm/Min. abgetragen, und es sind keine mechanische Belastung oder Chemikalien erforderlich, so dass mit dieser Methode sehr dünne Wafer mit hohem Ertrag hergestellt werden können.

Zurück Schleifen

Das Rückseitenschleifen ist ein Prozess, bei dem Silizium von der Rückseite eines Wafer entfernt wird. Wir bieten das Schleifen auf unseren eigenen Substraten oder auf vom Kunden gelieferten Wafern an. Wir bearbeiten nackte und strukturierte Wafer mit hohem Ertrag und bieten das Ausdünnen von Wafern nach Kundenspezifikationen an.

SVM WaferZurück-Schleifmöglichkeiten:

  • Durchmesser: 25mm - 300mm
  • Endgültige Waferdicke für 50μm bis 200μm: ≥ 50μm
  • Endgültige Waferdicke nur für 300mm Wafer: ≥ 80μm
  • Oberfläche der Rückseite: geschliffen, geläppt oder poliert
  • Typischer Ertrage: ≥ 95%

Wafer-Läppen

SVM bietet Läppen für alle Wafer-Durchmesser von 50mm bis 300mm.

SVM bietet Läppdienstleistungen für Wafer an, wenn große Mengen an Material von einem Substrat entfernt werden müssen. Die Entfernung von Silizium in großen Mengen ist häufig ein Erfordernis bei Wafer reclaim und Wafer thinning Projekten sowie bei wichtigen Endanwendungen wie Handys und Modems.

Was ist Wafer-Läppen?

Das Läppen von Wafern ist ein globaler Planarisierungsprozess, der die Ebenheit der Wafer verbessert, indem Oberflächenbeschädigungen entfernt werden, die häufig durch dasRückseitenschleifen entstanden sind. Am häufigsten wird es beiSilizium-Wafern angewandt, obwohl bei bestimmten Anwendungen auch Galliumarsenid- (GaAs) und Indiumphosphid- (InP) Wafer diesem Prozess unterzogen werden müssen. Das Läppen findet zwischen zwei gegenläufigen Gusseisenplatten und entweder einer Schleifschicht oder einer Aufschlämmung statt. Um die Eindringtiefe der Schicht bzw. der Aufschlämmung einzustellen, werden die Wafer entweder schneller gedreht oder stärker belastet, um die Zielspezifikation zu erfüllen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, diesen Prozess durchzuführen: freies und festes Läppen.

Kostenloses Läppen mit Schleifmitteln:

In free abrasive lapping, a slurry removes surface damage. The slurry consists of an abrasive powder floating in lapping oil. The abrasive powder is made with small particles (typically 5-20μm) of silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al2O3) or diamond, depending on the substrate material, diameter, and target thickness. Before depositing, the slurry spins in order to suspend the particles. When the slurry is ready, cast iron plates rotate slowly (< 80rpm) to distribute the film evenly across the wafer surface. After lapping, some wafers go through a second polishing to remove any remaining particles.

Läppen mit festem Schleifmittel:

Das Läppen mit festem Schleifmittel ist das gleiche Verfahren wie das Läppen mit freiem Schleifmittel. Der einzige Unterschied besteht darin, dass ein dünner SiC- oder anderer Schleifschicht die Partikel auf dem Substrat ablagert, anstatt eine Aufschlämmung zu verwenden. Die Schicht besteht aus denselben Partikeln wie beim freien Läppen auf einem dünnen Polyestersubstrat. Die Schicht wirkt wie Schleifpapier zwischen den Gusseisenplatten und dem Substrat, das sich genauso dreht wie beim Läppen mit freiem Schleifmittel. Letztendlich ist das Läppen mit festem Schleifmittel viel dicker als das Läppen mit freiem Schleifmittel, wodurch eine bessere Ebenheit und abgerundete Kanten erzielt werden können.