El adelgazamiento de la oblea es un paso clave en la fabricación de semiconductores, y su objetivo principal es cumplir con los requisitos de rendimiento de chips, empaque, disipación de calor, etc.
Tabla de contenido
Grosor de oblea de silicio
Ventajas después del adelgazamiento de la oblea
Proceso de adelgazamiento de la oblea
Tecnología de adelgazamiento de obleas
1. Espesor de la oblea de silicio
En el proceso front-end de fabricación de semiconductores, la oblea debe tener un grosor suficiente para cumplir con los requisitos de resistencia mecánica y deformación para que pueda manejarse y transferirse dentro y entre dispositivos.
Oblea de 150 mm (6-} pulgada)
Espesor estándar: aproximadamente 675 micras
Rango: generalmente entre 650 micras y 700 micras
Oblea de 200 mm (8- pulgada)
Espesor estándar: aproximadamente 725 micras
Rango: generalmente entre 700 micras y 750 micras
Oblea de 300 mm (12-} pulgada)
Espesor estándar: aproximadamente 775 micras
Rango: generalmente entre 750 micras y 800 micras
2. Ventajas del adelgazamiento de la oblea
En la etapa de empaque, para cumplir con los requisitos del proceso de empaque, la oblea generalmente debe adelgazarse a aproximadamente 100 ~ 200 micras. Esto se debe a que la oblea adelgazada puede traer las siguientes ventajas:
Reducir el volumen del paquete: las obleas más delgadas ayudan a lograr la miniaturización del empaque de chips
Mejorar la eficiencia de la disipación de calor: las obleas delgadas son más propicios para la extracción de calor del sustrato
Reduzca el estrés interno: el adelgazamiento puede reducir el estrés interno generado durante la operación del chip, reduciendo así el riesgo de agrietamiento de la chip
Mejorar el rendimiento eléctrico: las obleas delgadas pueden hacer el revestimiento de oro posterior más cerca del plano de tierra, optimizando así el rendimiento de alta frecuencia
Mejore el rendimiento de los fiscos: las obleas adelgazadas pueden reducir el volumen de procesamiento durante la cubierta del paquete y evitar defectos como el colapso de borde y el colapso de la esquina
3. Proceso de adelgazamiento de la oblea
Para lograr el adelgazamiento de la oblea, la molienda mecánica, el pulido mecánico químico (CMP) y otros procesos generalmente se usan.
El proceso específico del proceso de adelgazamiento incluye preparación preliminar, operaciones de adelgazamiento (como molienda áspera, molienda fina, pulido, etc.) y postprocesamiento (como eliminar residuos, medición de planitud, inspección de calidad, etc.).
En tecnologías de empaque avanzadas como el envasado 2.5D y 3D, el grosor del chip requerido puede ser tan bajo como 30 micras
4. Tecnología de adelgazamiento de la oblea
1. Método de molienda mecánica
La molienda mecánica es uno de los métodos de adelgazamiento de obleas más utilizados, que elimina el exceso de material en la parte posterior de la oblea por fricción física. Este método generalmente se divide en dos etapas: molienda rugosa y molienda fina:
Molilla rugosa: con ruedas de molienda de diamante o resina para eliminar una gran cantidad de material a alta velocidad
Molilla fina: usando abrasivos más finos y velocidades de molienda más bajas para refinar aún más la superficie de la oblea y reducir la rugosidad. Las ventajas de la molienda mecánica son la alta eficiencia y la velocidad, que son adecuadas para la producción en masa, pero pueden introducir el estrés mecánico y el daño de la superficie.
2. PUDIDO MECÁNICO QUÍMICO (CMP)
CMP combina los efectos duales del grabado químico y la molienda mecánica. A través del efecto sinérgico de la lechada química y la almohadilla de pulido, elimina la morfología irregular en la superficie de la oblea y logra una alta planarización. CMP puede proporcionar una mayor precisión de control y calidad de la superficie, y es adecuado para la fabricación de circuitos integrados con requisitos de calidad de superficie extremadamente altos.
3. Grabado húmedo
El grabado húmedo utiliza productos químicos líquidos o grabados para eliminar selectivamente capas de material específicas en la oblea a través de reacciones químicas. Se divide en grabado isotrópico y grabado anisotrópico. Las ventajas del grabado húmedo son la alta selectividad y las capacidades de control fino, que pueden lograr la precisión del procesamiento de nivel nano en la superficie de la oblea.
4. Grabado seco
El grabado seco utiliza haces de plasma o iones para eliminar los materiales, y tiene las características de alta precisión y alta selectividad. Es adecuado para el adelgazamiento de la oblea que requiere una alta precisión y estructuras complejas.
5. Adelgazamiento láser
La tecnología de adelgazamiento láser utiliza la alta densidad de energía del haz láser para eliminar los materiales a través de la acción térmica o fotoquímica. Este método puede lograr el adelgazamiento local y es adecuado para el procesamiento fino de áreas específicas.
