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晶圓研磨
“晶圓研磨”又名“晶圓減薄”，主要就是通過背面打磨將晶圓厚度控制在一定范圍內(nèi)。主要目的是為了滿足后續(xù)封裝工藝的要求以及芯片的物理強度、散熱性和尺寸要求等條件。
晶圓研磨的兩個階段
第一階段：粗磨
此階段使用的金剛石砂輪磨粒較粗，每轉(zhuǎn)進給量大，單顆磨粒的切深大于臨界切削深度。是典型的脆性域磨削。
采用相對較大的進給速度，主要為提高加工效率，這個階段占總減薄量的94%左右。不過在這個過程會引起較大的晶格損傷與邊緣崩邊。
第二階段：細磨
此階段使用的金剛石砂輪磨粒較細，每轉(zhuǎn)進給量小，一部分部分磨粒的切深度小于臨界切削深度。屬于延性域切削。另一部分的切深大于臨界切削深度，屬于脆性域磨削。
采用較低的進給速度，主要用于消除前階段粗磨產(chǎn)生的損傷，崩邊等現(xiàn)象，占總磨削量的6%。
晶圓研磨質(zhì)量要求
晶圓厚度一致性要求
晶圓表面損傷層厚度（SSD）要求
晶圓表面粗糙度要求
晶圓表面厚度偏差TTV值要求
晶圓厚度精度及超薄化能力要求
晶圓完整性
晶圓的完整性主要表現(xiàn)在晶圓無破損上
在晶圓研磨過程中，會有許多造成晶圓破碎的因素存在，如何減小破損產(chǎn)生的機率，需要從現(xiàn)象出發(fā)去尋找原因。
晶圓破碎的幾種形式
1、沿磨痕方向碎裂。
“磨痕”指的就是晶圓片背面的磨痕。這種類型的破損發(fā)生在這個磨痕上。
2、沿晶圓紋路碎裂。
裂紋沿晶體方向呈線性發(fā)生。少數(shù)情況下，斷裂不沿晶體取向發(fā)生，但這種類型的斷裂通常以線性裂紋為特征。
3、不規(guī)則破損。
指如圖所示的與晶體取向和鋸痕無關(guān)的裂紋，或晶圓片分成幾片的情況。
沿磨痕方向碎裂
沿磨痕斷裂主要是由于砂輪排屑槽堵塞等磨削缺陷造成的。當砂輪與脫落的磨料顆粒磨削時，會導(dǎo)致晶圓片的高應(yīng)變而導(dǎo)致斷裂。在最近的趨勢中，當晶圓片有很厚的氧化膜時，沿磨痕的斷裂經(jīng)常發(fā)生。
這可能是由于晶片與z1軸砂輪不匹配(用于粗磨削)，即z1軸砂輪磨削能力不足，因此更換磨削能力更強的砂輪是防止破碎更有效的方法之一。
特別是當細光面磨削到200μm或更小的時候，由3或4因素造成的破碎的可能性增加了。
主要因素及對策：
因素1：Z1-軸砂輪磨削能力不足(粗磨削)（在研磨帶有厚厚的氧化膜等的晶圓片時）
對策：更換研磨功率更高的砂輪類型(例如，選擇更大的粒度，選擇研磨功率更高的粘結(jié)劑)
因素2：砂輪與輪座之間漏水導(dǎo)致的磨削缺陷。
對策：檢查輪座安裝表面，如有異物，應(yīng)排除。
因素3：由于砂輪排屑槽堵塞而導(dǎo)致的磨削缺陷。
（在細磨過程中，未切割的膠帶或切割的碎片容易與砂輪接觸，從而夾在砂輪的齒間，可能導(dǎo)致排削槽堵塞。）
對策：清除排屑槽內(nèi)異物或更換砂輪。
因素4：由于在晶片邊緣拖動晶片裂紋而造成的磨削缺陷。（在薄面磨削過程中，晶圓邊緣容易出現(xiàn)裂紋。在加工過程中，碎裂的碎片可能夾在砂輪和晶圓之間）
對策：調(diào)整(減少)輪冷卻液的流量。
沿晶體方向碎裂
主要因素及對策：
在沿晶方向發(fā)生斷裂的情況下，斷裂通常不是由砂輪引起的，主要是由于外來物質(zhì)（通常指磨屑）引起，常見影響因素如及對策下表所示：
序號 | 主要影響因素 | 對策 |
1 | 卡盤工作臺上有異物 | 清洗卡盤上表面 |
2 | 膠膜與硅片之間的異物 | 更換膠膜 |
3 | 轉(zhuǎn)移墊上粘有顆粒和異物 | 清潔轉(zhuǎn)移墊 |
不規(guī)則碎裂
主要因素及對策
序號 | 主要影響因素 | 對策 |
1 | 在晶圓處理過程中與外圍機器部件發(fā)生碰撞 | 檢查情況，調(diào)整周邊各部件的安裝位置。 |
2 | 晶圓強度不足(薄面研磨過程中) | 更換報廢片重復(fù)測試設(shè)備 |
3 | 異物的引入 | 需仔細檢查晶圓(例如，尋找附著在卡盤上的異物) |
晶圓破碎總解析
類型 | 原因 | 對策 |
沿磨痕方向碎裂（鋸狀裂紋） | Z1軸輪研磨能力不足（粗磨）（研磨厚氧化膜的晶圓等 | 具有較高磨削力的磨輪類型（例如，選擇較大的磨粒，選擇具有較高磨力的結(jié)合劑） |
磨輪與磨輪安裝之間漏水造成的磨削缺陷 | 檢查磨輪支座的安裝表面，并消除異物的積聚 | |
在細磨過程中，排屑槽堵塞造成的磨削缺陷 | 清除排屑槽內(nèi)異物或更換砂輪 | |
拖動晶片邊緣裂縫造成的研磨缺陷，在薄光潔度研磨過程中，晶片邊緣容易出現(xiàn)開裂，裂紋碎片會夾在車輪和晶片之間 | 調(diào)整（降低）磨輪冷卻液的流量 | |
沿晶體方向的斷裂 | 卡盤工作臺上存在異物 | 清潔工作盤的表面 |
膠膜與硅片之間的異物 | 膠膜與硅片之間的異物 | |
傳送板上的顆粒和異物 | 清潔傳送板 | |
不規(guī)則的斷裂 | 在晶圓處理過程中與設(shè)備外圍部件碰撞 | 檢查情況，調(diào)整各外圍部件的安裝位置 |
晶片強度不足（薄、精磨時） | 還有一種情況是，由于因素1和2中引入的因素惡化，需要仔細檢查晶片（例如，尋找粘在工作盤表上的異物） |