磨削

机械研磨

机械研磨 - 这种工艺是目前使用的最传统的减薄技术，具有精度高、减薄率高等优点。机械研磨使用安装在高速主轴上的金刚石和树脂结合剂砂轮。磨削配方决定了主轴的速度和材料去除率。

为做好机械研磨的准备工作，在晶圆的器件（正面）上贴上一层研磨胶带，以保护晶圆在减薄过程中不受损害。然后将晶圆放在多孔陶瓷卡盘上，利用真空将晶圆固定到位。砂轮和卡盘以相反的方向旋转，去离子水喷洒在晶圆上，以冷却和冲洗研磨过程中产生的材料颗粒。整个过程需要两个步骤：

  1. 粗磨 - 这一步骤可去除大部分材料，去除率约为 ~5μm/秒。
  2. 使用 1200 至 2000 粗细度的砂和抛光剂进行精细研磨。这通常以 ≤1μm/sec 的速度去除 ~30μm或更少的材料，并对晶圆进行最终抛光。
    • 1200 粗细度的砂会留下粗糙的表面和明显的研磨痕迹，而 2000 粗细度的砂则不那么粗糙，但仍会留下一些明显的研磨痕迹。Poligrind 是一种抛光工具，能提供最大的晶圆强度，并能去除大部分表面下的损伤。

化学机械平坦化 (CMP)

化学机械平坦化 (CMP) - 该工艺可使晶片平坦，并去除表面上不规则的形貌。CMP 使用小颗粒研磨化学浆料和抛光垫进行。与机械研磨相比，该工艺的平面化程度更高，但清洁度往往较低。

化学机械平面化分为三个步骤：

  1. 将晶圆安装到背面的薄膜上，如蜡贴片，以便将其固定到位。
  2. 从上方涂抹化学浆料，并用抛光垫均匀涂抹。
  3. 根据最终的厚度规格，每次抛光时将抛光垫旋转约 60-90 秒。
    • CMP 的减薄速度比机械研磨慢，每秒只能去除几μm。这样就能获得近乎完美的平整度和非常可控的 TTV。

蚀刻

湿法蚀刻

湿法蚀刻使用液体化学物质或蚀刻剂来去除晶圆上的材料。这在只有部分晶圆需要减薄的情况下是有用的。通过在蚀刻前在晶圆上放置硬掩模，薄化只会发生在没有硬掩模的基板部分。湿法蚀刻有两种方法：各向同性（在所有方向上均匀）和各向异性（在垂直方向上一致）。

这一过程分为三个步骤：

  1. 液体蚀刻剂扩散到晶片表面。液态蚀刻剂的变化取决于所需的厚度以及需要各向同性还是各向异性蚀刻。
    • 在各向同性蚀刻中，最常见的蚀刻剂是氢氟酸、硝酸和醋酸（HNA）的组合；最常见的各向异性蚀刻剂是氢氧化钾（KOH）、焦儿茶酚乙二胺（EDP）和四甲基氢氧化铵（TMAH）。
  2. 蚀刻剂的细流喷过旋转晶圆的表面，液态蚀刻剂与基底发生反应，使基底变薄。反应速度会因反应中使用的蚀刻剂而改变，但大多数反应的蚀刻速度约为10µm/min。
  3. 化学副产品从晶圆表面扩散。

大气下游等离子体 (ADP) 干化学蚀刻 (DCE)

ADP DCE 是最新的晶圆减薄技术，与湿法蚀刻工艺类似。干化学蚀刻不使用液体，而是使用等离子体或蚀刻气体来去除材料。该工艺使用氩气（Ar）和四氟甲烷 （CF4）的混合物来减薄基底。要进行减薄处理，要么向目标晶片发射高动能粒子束，要么让化学物质与晶片表面发生反应，要么两者相结合。干法蚀刻的去除率为 ~20µm/min，而且无需机械应力或化学品，因此这种方法能够生产出非常薄的晶圆，而且产量很高。

背面打磨

背面研磨是一种从晶圆背面去除硅的工艺。我们在自己的基底上或客户提供的晶圆上进行研磨。我们加工的裸晶圆和器件图案晶圆产量高，并可根据客户的规格要求进行晶圆减薄。

SVM 晶圆背面磨削能力：

  • 直径：25mm – 300mm
  • 50μm 至 200μm 的最终晶圆厚度： ≥ 50μm
  • 仅用于300mm晶圆的最终晶圆厚度： ≥ 80μm
  • 背面处理：磨削、研磨或抛光
  • 典型产量：≥ 95

晶圆研磨

SVM 可为 50mm-300mm 的所有晶圆直径提供研磨服务。

当需要从基底上去除大量材料时，SVM 可提供晶圆研磨服务。在wafer reclaim和wafer thinning项目中，以及在手机和调制解调器等主要终端用途中，通常需要去除大量硅。

什么是晶圆研磨？

晶圆研磨是一种全平面化工艺，通过去除通常由背面研磨造成的表面损伤来提高晶圆平面度。这种工艺在硅晶圆上最为常见，但某些应用也要求砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）晶片采用这种工艺。研磨在两个反向旋转的铸铁板和研磨薄膜或研磨浆之间进行。为了调整研磨膜/研磨液的穿透力，晶圆要么旋转得更快，要么承受更重的负荷，以达到目标规格。

该工艺有两种方法：自由研磨和固定研磨。

自由研磨

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.

固定研磨

固定研磨与自由研磨工艺相同。唯一不同的是，在基体上沉积的是一层薄薄的碳化硅或其他磨料薄膜，而不是使用浆料。薄膜由与自由研磨相同的颗粒组成，基底为薄聚酯。薄膜就像铸铁板和基底之间的砂纸，其旋转方式与自由研磨一样。最终，固定磨料研磨要比自由磨料研磨厚得多，可以产生出色的平面度和圆角。