L'amincissement des plaquettes est une étape clé de la fabrication de semi-conducteurs, et son objectif principal est de répondre aux exigences des performances des puces, de l'emballage, de la dissipation de chaleur, etc.
Table des matières
Épaisseur de la tranche de silicium
Avantages après un amincissement de la plaquette
Processus d'amincissement des plaquettes
Technologie d'amincissement des plaquettes
1. Épaisseur de tranche en silicium
Dans le processus frontal de la fabrication de semi-conducteurs, la plaquette doit avoir une épaisseur suffisante pour répondre aux exigences de la résistance mécanique et du warpage afin qu'il puisse être géré et transféré à l'intérieur et entre les appareils.
150 mm (6- pouce) Couche
Épaisseur standard: environ 675 microns
Plage: généralement entre 650 microns et 700 microns
200 mm (8- pouce) Wafer
Épaisseur standard: environ 725 microns
Plage: généralement entre 700 microns et 750 microns
300 mm (12- pouce) Wafer
Épaisseur standard: environ 775 microns
Plage: généralement entre 750 microns et 800 microns
2. Avantages de l'amincissement des plaquettes
Au stade d'emballage, afin de répondre aux exigences du processus d'emballage, la plaquette doit généralement être éclaircie à environ 100 à 200 microns. En effet, la plaquette éclairée peut apporter les avantages suivants:
Réduire le volume du package: les plaquettes plus minces aident à atteindre la miniaturisation de l'emballage de puces
Améliorer l'efficacité de la dissipation de la chaleur: les plaquettes fines sont plus propices à l'extraction de chaleur du substrat
Réduire le stress interne: L'amincissement peut réduire la contrainte interne générée pendant le fonctionnement de la puce, réduisant ainsi le risque de fissuration de la puce
Améliorer les performances électriques: les plaquettes fines peuvent rapprocher le placage en or arrière du plan de sol, optimisant ainsi les performances à haute fréquence
Améliorer le rendement en dés: les plaquettes éclairantes peuvent réduire le volume de traitement pendant les dédits de package et éviter les défauts tels que l'effondrement du bord et l'effondrement du coin
3. Processus d'amincissement des plaquettes
Afin d'obtenir un amincissement de la plaquette, du broyage mécanique, du polissage mécanique chimique (CMP) et d'autres processus sont généralement utilisés.
Le processus spécifique du processus d'amincissement comprend la préparation préliminaire, les opérations d'amincissement (comme le broyage rugueux, le broyage fin, le polissage, etc.) et le post-traitement (comme l'élimination des résidus, la mesure de la planéité, l'inspection de la qualité, etc.).
Dans les technologies d'emballage avancées telles que l'emballage 2.5D et 3D, l'épaisseur de puce requise peut même être aussi faible que 30 microns
4. Technologie d'amincissement des plaquettes
1. Méthode de broyage mécanique
Le broyage mécanique est l'une des méthodes d'amincissement des plaquettes les plus couramment utilisées, qui élimine l'excès de matériau à l'arrière de la tranche par frottement physique. Cette méthode est généralement divisée en deux étapes: broyage rugueux et broyage fin:
Broyage rugueux: utilisant des roues de meulage en diamant ou en résine pour éliminer une grande quantité de matériau à grande vitesse
Fine broyage: utiliser des abrasifs plus fins et des vitesses de broyage plus faibles pour affiner davantage la surface de la plaquette et réduire la rugosité. Les avantages du broyage mécanique sont une efficacité et une vitesse élevées, qui conviennent à la production de masse, mais peuvent introduire des contraintes mécaniques et des dommages de surface.
2. Polissage mécanique chimique (CMP)
Le CMP combine les deux effets de la gravure chimique et du broyage mécanique. Grâce à l'effet synergique de la suspension chimique et du pavé de polissage, il élimine la morphologie irrégulière sur la surface de la plaquette et atteint une planarisation élevée. Le CMP peut fournir une précision de contrôle et une qualité de surface plus élevés, et convient à la fabrication de circuits intégrés avec des exigences de qualité de surface extrêmement élevées.
3. Gravure humide
La gravure humide utilise des produits chimiques ou des graves liquides pour éliminer sélectivement les couches de matériaux spécifiques sur la tranche par des réactions chimiques. Il est divisé en gravure isotrope et gravure anisotrope. Les avantages de la gravure humide sont des capacités élevées de sélectivité et de contrôle fin, qui peuvent atteindre une précision de traitement des nano-niveaux sur la surface de la plaquette.
4. Gravure à sec
La gravure à sec utilise des faisceaux de plasma ou d'ions pour éliminer les matériaux et a les caractéristiques de haute précision et de sélectivité élevée. Il convient à l'amincissement des plaquettes qui nécessite une haute précision et des structures complexes.
5. Éclairage laser
La technologie d'amincissement laser utilise la densité d'énergie élevée du faisceau laser pour éliminer les matériaux par l'action thermique ou photochimique. Cette méthode peut atteindre un amincissement local et convient au traitement fin de zones spécifiques.