关于半导体
首页 >> 关于半导体 >> 半导体知识专题(8):晶圆的研磨

半导体知识专题

2023.01.11
半导体知识专题(8):晶圆的研磨

上一期我们为大家详细介绍了晶圆(片)的倒角。将晶圆边缘的尖角或有棱角的部分变成匀称的平面或圆角便是倒角啦!倒角可以防止晶圆边缘碎裂,防止热应力的集中,增加外延层和光刻胶层在晶圆边缘的平坦度。

倒角完成之后,就可以正式地在晶圆表面上进行加工啦!

那么,这一期我们就接着为大家介绍下一步工序,晶圆的研磨!


什么是晶圆的研磨?

晶圆在多线切割和倒角加工后,需要对表面进行研磨,这样可以降低晶片的厚度,提高硅片表面的平行度,亦能消除线切割工序导致的表面损伤。

研磨时,晶圆固定在如下图所示的上、下研磨盘(Lapping Plate)之间的行星载盘(Lapping Carrier)上,上下研磨盘相对方向旋转的时候,就能起到对硅片两面同时研磨的效果。在研磨过程中,研磨机器会不断添加研磨液(Lapping Slurry)。

图片

晶圆为什么需要研磨?

说到研磨,大家可能立刻会有一个朦胧的印象,打磨东西,把物体越磨越小越磨越薄。没错,在晶圆这里也是这样的一个概念.

图片

所以为什么要把晶圆往薄了去磨呢?首先当然是最表面的目的,减少晶圆的厚度。

然后就是另一个目的,改善多线切割时的线切痕。无论是由砂浆线还是由金刚线切割,晶圆表面一定都会留有一定程度的线切痕,当然了,这些线切痕正常都是微米级的,所以肉眼一般是比较难捕捉到的。这些线切痕的存在,会加剧晶圆表面的应力损伤,在后续的工艺中容易引发碎片等问题。

第三个目的是使晶圆表面获得较好的平坦度和TTV,TTV指的是晶圆整体的厚度偏差。一般来说,晶圆的TTV越低代表越表面的平坦度越好,越利于后续的工艺加工。

上文说到,研磨时机器会不断注入研磨液,这些研磨液也是很有讲究的。研磨时对研磨液的要求是:对晶圆的磨削性能好;磨料颗粒大小均匀;磨料具有符合加工材料工艺要求的硬度和强度。目前可以用于硅片研磨的磨料材料主要有Al2O3、SiC、ZrO2、SiO2、B4C等高硬度材料,其中以Al2O3和SiC应用最为普遍。磨料的粒径应该尽可能地均匀,对最大粒径应有明确的规定,如果在磨料中的混入了不均匀的大颗粒物质,可能会使硅片表面产生严重的划伤。实际应用的研磨液是用粉末状磨料与矿物油配制而成的悬浮液,在使用前研磨液应进行充分的搅拌。


晶圆研磨的市场情况

晶圆的研磨是半导体(芯片)前道工艺里面非常关键的部分,因此市场的需求量是极为庞大的。其中,日本产的设备在全球范围内享有很高的市占率。比如日本著名的顶尖研磨设备厂商冈本工作机械制作所(横滨),JTEKT集团(大阪),日本ENGIS(横滨)等都在研磨设备领域处于领先地位,也是中国各大半导体企业比较青睐的高端品牌,它们也是日中半导体协会主要的会员。

图片

图片
图片




〒 542-0081   大阪府大阪市中央区南船场2-5-12  301     TEL:06-6262-1118   FAX:06-6262-6669   EMAIL:info@jcsemi.org

Copyright © 2016 JCSA, All rights Reserved.