Einführung in den Wafer-Rückschleifprozess

Wafer, die die Front-End-Bearbeitung durchlaufen und den Wafer-Test bestanden haben, beginnen mit der Back-End-Bearbeitung mit Back Grinding.Beim Rückseitenschleifen wird die Rückseite des Wafers dünner gemacht. Der Zweck besteht nicht nur darin, die Dicke des Wafers zu verringern, sondern auch darin, die Vorder- und Rückseitenprozesse zu verbinden, um die Probleme zwischen den beiden Prozessen zu lösen.Je dünner der Halbleiterchip ist, desto mehr Chips können gestapelt werden und desto höher ist die Integration.Allerdings ist die Leistung des Produkts umso geringer, je höher die Integration ist.Daher besteht ein Widerspruch zwischen Integration und Verbesserung der Produktleistung.Daher ist die Schleifmethode, die die Waferdicke bestimmt, einer der Schlüssel zur Reduzierung der Kosten von Halbleiterchips und zur Bestimmung der Produktqualität.

1. Der Zweck des Rückschleifens

Bei der Herstellung von Halbleitern aus Wafern verändert sich das Aussehen der Wafer ständig.Beim Wafer-Herstellungsprozess werden zunächst die Kante und die Oberfläche des Wafers poliert, ein Prozess, bei dem normalerweise beide Seiten des Wafers geschliffen werden.Nach Abschluss des Front-End-Prozesses können Sie mit dem Rückseitenschleifprozess beginnen, bei dem nur die Rückseite des Wafers geschliffen wird. Dadurch können chemische Verunreinigungen im Front-End-Prozess entfernt und die Dicke des Chips verringert werden, was sehr gut geeignet ist zur Herstellung dünner Chips, die auf IC-Karten oder Mobilgeräten montiert werden.Darüber hinaus bietet dieser Prozess die Vorteile einer Reduzierung des Widerstands, einer Reduzierung des Stromverbrauchs, einer Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und einer schnellen Wärmeableitung an die Rückseite des Wafers.Da der Wafer jedoch dünn ist, kann er gleichzeitig leicht durch äußere Kräfte zerbrechen oder sich verziehen, was den Verarbeitungsschritt erschwert.

2. Detaillierter Prozess des Rückenschleifens (Rückenschleifens).

Das Rückschleifen kann in die folgenden drei Schritte unterteilt werden: Zuerst wird die schützende Bandlaminatierung auf den Wafer geklebt;Zweitens schleifen Sie die Rückseite des Wafers;Drittens muss der Wafer vor dem Trennen des Chips vom Wafer auf der Wafer-Halterung platziert werden, die das Band schützt.Der Wafer-Patch-Prozess ist die Vorbereitungsstufe für die TrennungChip(Schneiden des Spans) und kann daher auch in den Schneidprozess einbezogen werden.Da die Chips in den letzten Jahren immer dünner wurden, kann sich auch der Prozessablauf ändern und die Prozessschritte verfeinert werden.

3. Bandlaminierungsprozess zum Waferschutz

Der erste Schritt beim Hinterschleifen ist das Beschichten.Hierbei handelt es sich um einen Beschichtungsprozess, bei dem Klebeband auf die Vorderseite des Wafers geklebt wird.Beim Schleifen auf der Rückseite verteilen sich die Siliziumverbindungen und der Wafer kann aufgrund äußerer Kräfte während dieses Vorgangs auch reißen oder sich verziehen. Je größer die Waferfläche, desto anfälliger für dieses Phänomen.Daher wird vor dem Schleifen der Rückseite ein dünner ultravioletter (UV) blauer Film angebracht, um den Wafer zu schützen.

Damit beim Aufbringen der Folie keine Lücken oder Luftblasen zwischen Wafer und Band entstehen, ist es notwendig, die Klebekraft zu erhöhen.Allerdings sollte nach dem Schleifen auf der Rückseite das Band auf dem Wafer mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden, um die Klebekraft zu verringern.Nach dem Abziehen dürfen keine Klebebandreste auf der Waferoberfläche zurückbleiben.Manchmal verwendet der Prozess eine nicht-ultraviolettreduzierende Membranbehandlung mit schwacher Haftung und anfällig für Blasen, obwohl viele Nachteile vorhanden sind, die jedoch kostengünstig sind.Darüber hinaus kommen auch Bump-Folien zum Einsatz, die doppelt so dick sind wie UV-Reduktionsmembranen und voraussichtlich in Zukunft immer häufiger eingesetzt werden.

4. Die Waferdicke ist umgekehrt proportional zum Chippaket

Die Waferdicke wird nach dem Rückseitenschleifen im Allgemeinen von 800–700 µm auf 80–70 µm reduziert.Auf ein Zehntel verdünnte Wafer können vier bis sechs Schichten stapeln.Neuerdings können Wafer durch einen Zwei-Schleif-Prozess sogar auf etwa 20 Millimeter gedünnt und dadurch zu 16 bis 32 Schichten gestapelt werden, einer mehrschichtigen Halbleiterstruktur, die als Multi-Chip-Package (MCP) bekannt ist.Dabei darf trotz der Verwendung mehrerer Lagen die Gesamthöhe des fertigen Pakets eine bestimmte Dicke nicht überschreiten, weshalb immer dünnere Schleifscheiben angestrebt werden.Je dünner der Wafer, desto mehr Defekte gibt es und desto schwieriger ist der nächste Prozess.Daher ist fortschrittliche Technologie erforderlich, um dieses Problem zu lösen.

5. Änderung der Rückenschleifmethode

Durch das Schneiden von Wafern so dünn wie möglich, um die Einschränkungen der Verarbeitungstechniken zu überwinden, entwickelt sich die Rückseitenschleiftechnologie ständig weiter.Bei gewöhnlichen Wafern mit einer Dicke von 50 oder mehr umfasst das Rückseitenschleifen drei Schritte: ein Grobschleifen und dann ein Feinschleifen, bei dem der Wafer nach zwei Schleifvorgängen geschnitten und poliert wird.Zu diesem Zeitpunkt werden, ähnlich wie beim chemisch-mechanischen Polieren (CMP), normalerweise Schlamm und entionisiertes Wasser zwischen dem Polierpad und dem Wafer aufgetragen.Durch diese Polierarbeit kann die Reibung zwischen Wafer und Polierpad verringert und die Oberfläche glänzend gemacht werden.Wenn der Wafer dicker ist, kann Superfeinschleifen verwendet werden, aber je dünner der Wafer, desto mehr Polieren ist erforderlich.

Wenn der Wafer dünner wird, ist er beim Schneidvorgang anfällig für äußere Defekte.Wenn die Dicke des Wafers daher 50 µm oder weniger beträgt, kann die Prozesssequenz geändert werden.Zu diesem Zeitpunkt wird das DBG-Verfahren (Dicing Before Grinding) verwendet, das heißt, der Wafer wird vor dem ersten Schleifen in zwei Hälften geschnitten.Der Chip wird in der Reihenfolge Würfeln, Schleifen und Schneiden sicher vom Wafer getrennt.Darüber hinaus gibt es spezielle Schleifverfahren, bei denen eine starke Glasplatte eingesetzt wird, um ein Brechen des Wafers zu verhindern.

Mit dem zunehmenden Integrationsbedarf bei der Miniaturisierung von Elektrogeräten sollte die Rückseitenschleiftechnologie nicht nur ihre Grenzen überwinden, sondern sich auch weiterentwickeln.Gleichzeitig ist es nicht nur notwendig, das Defektproblem des Wafers zu lösen, sondern auch sich auf neue Probleme vorzubereiten, die im zukünftigen Prozess auftreten können.Um diese Probleme zu lösen, kann es notwendig seinschaltenden Prozessablauf oder die Einführung einer chemischen ÄtztechnologieHalbleiterFront-End-Prozess und vollständige Entwicklung neuer Verarbeitungsmethoden.Um die inhärenten Defekte großflächiger Wafer zu beheben, werden verschiedene Schleifmethoden erforscht.Darüber hinaus wird daran geforscht, die beim Schleifen der Wafer entstehende Siliziumschlacke zu recyceln.

Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. Juli 2023