研磨

機械研磨

機械研磨 - このプロセスは、現在最も一般的に使用されている薄化技術であり、その精度と高い薄化率で有利です。機械研磨では、高速スピンドルに取り付けられたダイヤモンドと樹脂を結合させた砥石を使用します。砥石のレシピは、スピンドルの速度と材料の除去率を決定します。

機械研磨の準備として、ウェーハのデバイス（前面）側に研磨テープを貼り、薄片化プロセス中の損傷からウェーハを保護します。その後、ウェーハは、真空を利用してウェーハを固定する多孔質セラミックチャックの上に置かれます。砥石とチャックは逆方向に回転し、脱イオン水がウェーハに噴射され、冷却と砥石研磨中に発生した材料粒子の洗い流しが行われます。工程は全部で2段階：

  1. 粗研磨 - このステップでは、約～5μm/秒の除去率で、材料除去の大部分を行います。
  2. 1,200～2,000グリットのサンド＆ポリグラインドによる微粉砕。通常、1μm/秒以下の速度で30μm以下の材料を除去し、ウェハーの最終仕上げを行います。
    • 1200番のサンドペーパーは粗い仕上げで、目に見える研磨痕が残ります。一方、2000番のサンドペーパーはそれほど粗くはありませんが、それでも研磨痕は多少残ります。ポリグラインドは、ウェーハ強度が最も高く、ほとんどのサブサーフェスダメージを除去する研磨ツールです。

化学的機械平坦化（CMP）

化学的機械的平坦化（CMP） - ウェーハを平坦化し、表面の不規則なトポグラフィーを除去するプロセス。CMPは、小粒子の研磨剤入り化学スラリーと研磨パッドを使用して行われます。このプロセスでは、機械研磨よりも平坦化が進みますが、クリーン度は低くなる傾向があります。

化学的機械的平坦化は3つのステップで行われます：

  1. ウェハーを固定するために、ワックスマウントのような裏面フィルムにウェハーをマウントします。
  2. 化学スラリーを上から塗布し、研磨パッドで均一に分散させます。
  3. 最終的な厚みの仕様にもよりますが、1回の研磨につき約60～90秒間研磨パッドを回転させます。
    • CMPの薄化速度は機械研磨よりも遅く、1秒あたり数ミクロンしか除去しません。これにより、ほぼ完璧な平坦度と非常に制御されたTTVが得られます。

エッチング

ウェット・エッチング

ウェットエッチングは、ウェハーから材料を除去するために、液体の化学薬品（エッチャント）を使用します。これは、ウェハーの一部だけを薄くする必要がある場合に便利です。エッチングの前にウェハ上にハードマスクを置くことで、ハードマスクのない基板部分のみに薄膜化が生じます。ウェットエッチングには、等方性（全方向に均一）と異方性（垂直方向に均一）の2つの方法があります。

このプロセスは3つのステップで行われます：

  1. 液体エッチャントはウェーハ表面に拡散します。液体エッチャントは、所望の厚さ、等方性エッチングが必要か異方性エッチングが必要かに応じて変化します。
    • 等方性エッチングでは、最も一般的なエッチャントはフッ化水素酸、硝酸、酢酸（HNA）の組み合わせであり、最も一般的な異方性エッチャントは水酸化カリウム（KOH）、エチレンジアミンピロカテコール（EDP）、水酸化テトラメチルアンモニウム（TMAH）です。
  2. 回転するウェーハの表面にエッチング剤の細い流れがスプレーされ、液体エッチング剤が基板と反応して薄くなります。反応速度は、反応に使用されるエッチング剤によって変化するが、ほとんどの反応では～10µm/分が除去されます。
  3. 化学副生成物がウェーハ表面から拡散します。

大気圧ダウンストリームプラズマ（ADP） ドライケミカルエッチング（DCE）

ADP DCE は最新のウェーハ薄化技術であり、ウェットエッチングと同様のプロセスです。液体を使用する代わりに、ドライケミカルエッチングはプラズマまたはエッチャントガスを使用して材料を除去する。このプロセスでは、アルゴン（Ar）とテトラフルオロメタン(CF4）の混合ガスを使用して基板を薄化する。薄膜化プロセスを実行するには、高運動エネルギー粒子ビームをターゲット・ウェーハに照射するか、化学物質をウェーハ表面と反応させるか、またはその両方を組み合わせます。ドライエッチングは～20µm/分で除去でき、機械的ストレスも化学薬品も必要ないため、この方法は非常に薄いウェハーを高い歩留まりで製造することができます。

バックグラインディング

バックグラインドとは、ウェーハ裏面のシリコンを除去する工程です。当社では、自社基板またはお客様からご提供いただいたウェーハのグラインディングを行います。ベアウェーハやデバイスパターンウェーハを高い歩留まりで加工し、お客様の仕様に合わせたウェーハの薄片化を提供します。

SVMウェーハバックグラインディング機能：

  • 直径：25mm～300mm
  • 50μm～200μmの最終ウェーハ厚さ：≥ 50μm
  • 300mmウェーハのみの最終ウェーハ厚さ：≧80μm
  • 裏面仕上げ：研磨、ラッピング、ポリッシュ
  • 標準的な収率：≥ 95

ウェハ ラッピング

SVM は、ウェーハ径 50mm から 300mm までの全てのウェーハ径のラッピングを提供しています。

SVM は、基板から大量の材料を除去する必要がある場合に、ウェーハラッピングサービスを提供します。バルクシリコンの除去は、携帯電話やモデムのような主要な最終用途だけでなく、 ウェハ再生 や ウェハ薄化 プロジェクトでもしばしば必要とされます。

ウェーハラッピングとは何ですか？

ウェーハラッピングは、ウェーハの平坦度を向上させるグローバルな平坦化プロセスであり、多くの場合、 の裏面研磨による表面ダメージを除去する。 シリコンウェーハで最も一般的ですが、アプリケーションによってはガリウムヒ素（GaAs）やリン化インジウム（InP）ウェーハでもこの工程が必要になります。ラッピングは、対向して回転する2枚の鋳鉄プレートと研磨フィルムまたはスラリーの間で行われます。フィルムやスラリーの浸透を調整するために、ウェーハは目標仕様に合うように速く回転するか、より重い負荷がかかります。

この工程には、自由研磨と固定研磨の2つの方法がある。

フリー研磨ラッピング：

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.

固定砥粒ラッピング：

固定砥粒ラッピングは、自由砥粒ラッピングと同じプロセスです。唯一の違いは、スラリーを使用する代わりに、薄いSiCまたは他の研磨フィルムが基板上に粒子を堆積させることである。フィルムは、薄いポリエステル基材上の遊離砥粒ラッピングと同じ粒子で構成されている。フィルムは鋳鉄板と基板の間でサンドペーパーのように作用し、自由砥粒ラッピングと同じように回転する。最終的に、固定砥粒ラッピングは自由砥粒ラッピングよりもはるかに厚く、優れた平坦度品質と丸みを帯びたエッジを生み出すことができる。