單晶硅片超精密磨削技術(shù)
(1)TAIKO磨削
高性能電子產(chǎn)品的立體封裝甚至需要厚度小于50弘ITI的超薄的芯片,麗背面減薄后硅片強(qiáng)度降低、容易產(chǎn)生翹曲變形,導(dǎo)致輸送和夾持困難,在劃片時(shí)產(chǎn)生碎裂。針對(duì)上述問題, DiSCo公司提出一種TAIKO磨削方法,其原理與硅片旋轉(zhuǎn)磨削類似,不同之處在于砂輪直徑比硅片半徑稍小,僅磨削單晶硅片內(nèi)部麗保留外圓周約2~3mm寬區(qū)域,如圖1所示。在Disco公司采用DAG810設(shè)備(圖2)應(yīng)用TAIKO磨削技術(shù)磨削的硅片的強(qiáng)度明顯高于傳統(tǒng)磨削加工硅片的強(qiáng)度。
圖1 TAIKO磨削原理示意圖 圖2 TAIKO磨削所用DAG810磨削設(shè)備
TAIKO磨削技術(shù)利用硅片旋轉(zhuǎn)磨削方式通過改變硅片的磨削區(qū)域,在增強(qiáng)超薄硅片強(qiáng)度方面做出了改進(jìn),便于夾持定位以及工序間輸送,降低了晶圓破裂的概率。
(2)化學(xué)機(jī)械磨削
化學(xué)機(jī)械磨削技術(shù)又稱軟磨料砂輪磨削技術(shù),該技術(shù)采用硬度低于硅片或與硅片硬度相當(dāng)、但在一定條件下能和硅片發(fā)生固態(tài)化學(xué)反應(yīng)的軟磨料制作砂輪,通過化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械作用相結(jié)合去除表面材料,實(shí)現(xiàn)硅片低損傷或無損傷磨削加工。該方法可以改善硅片在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)磨削后表面存在放射狀磨痕和中心“微凹”的缺陷,減小殘余應(yīng)力、非晶層等損傷??梢垣@得表面粗糙度Rn一0.54nm、亞表面非晶層深度為16nm的磨削表面。通過和金剛石砂輪超精密磨削以及CMP加工效果的對(duì)比顯示,軟磨料砂輪磨削單晶硅片的表面質(zhì)量遠(yuǎn)高于同粒度金剛石砂輪磨削硅片的表面,基本達(dá)到CMP加工水平,材料去除率高于CMP加工,化學(xué)機(jī)械磨削技術(shù)屬于在磨削單晶硅片工藝上(砂輪的材質(zhì))的改進(jìn),從加工質(zhì)量、加工效率和環(huán)境友好性等方面考慮,該技術(shù)可作為單晶硅片金剛石砂輪磨削的后一道工序,是一種非常有潛力的代替?zhèn)鹘y(tǒng)CMP加工的技術(shù)。
(3)拋光磨削
在硅片制備過程中,采用CMP加工去除磨削后較深的表面損傷層,為縮短CMP加工時(shí)間,同時(shí)減少工序閶的硅片傳輸次數(shù),Disco公司新近提出一種磨拋技術(shù),即在粗磨和精磨工序后,直接采用固結(jié)磨料拋光輪拋光,可以實(shí)現(xiàn)硅片的納米和亞納米級(jí)鏡面加工,該技術(shù)不用拋光液、水和化學(xué)試劑,加工成本低。拋光磨削后表面粗糙度R口達(dá)9nm,抗折強(qiáng)度達(dá)900~1500Pa。所加工的硅片力學(xué)性能可與CMP加工相比。但是,該設(shè)備加工效率低(小于1um/min),只適合磨削損傷較淺的硅片,且加工表面溫度較高。
(4)磨拋一體化
在硅片制備階段,磨削單晶硅片后仍存在較深的表砸損傷層,為縮短后續(xù)CMP加工時(shí)間,同時(shí)減少工序間的硅片傳輸次數(shù),新近提出一種磨拋一體化技術(shù),即在粗磨和精磨完單晶硅片后,直接采用干式拋光輪進(jìn)行拋光。從單晶硅片在粗磨、精磨和拋磨后的損傷層深度對(duì)比可看出,磨拋一體化加工可進(jìn)一步提高單晶硅片表面的加工質(zhì)量。
除以上介紹的新技術(shù)外,還有從其他角度進(jìn)行改進(jìn)的新技術(shù),例如:為了解決在單晶硅片磨削過程中出現(xiàn)的面型“誤差復(fù)印”問題而提出的軟質(zhì)吸盤夾持技術(shù);為監(jiān)測(cè)磨削狀態(tài)、降低磨削大而薄晶圓的碎裂概率而提出的恒力磨削技術(shù)等。南通第二機(jī)床有限公司創(chuàng)立于1965年,是中國平面磨床專業(yè)制造商,為中國最早四大
平面磨床生產(chǎn)基地之一,中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)磨床分會(huì)理事單位,直接參與
磨床技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定與執(zhí)行。嚴(yán)格按照ISO9001:2000體系運(yùn)行,出口產(chǎn)品質(zhì)量許可證編號(hào)XJ2008467。