在我們的社群有問到“減薄工藝與CMP”方面的問題。表面去看,CMP也有減薄的作用,但其實不太一樣,另外還有一個磨削研磨的工藝,可能也會有所誤解。下面我們放在一起來聊一聊。
為了更直觀的展現這幾個工藝的不同,我們先(xian)看(kan)看(kan)它們在制造流(liu)(liu)程中的位置(zhi),畫(hua)了一個包含部分流(liu)(liu)程的示意圖,如下。
圖(tu)中(zhong)的(de)黃色(se)底是磨(mo)削(xue)(xue)/研磨(mo)工藝(yi),綠色(se)背景的(de)是CMP平坦化工藝(yi),紅色(se)底的(de)是減(jian)(jian)薄工藝(yi)。可以(yi)看(kan)出,在流程順序上(shang),它(ta)們幾個是有差異的(de),先有磨(mo)削(xue)(xue)/研磨(mo)再是CMP(重復(fu)多(duo)次),最后才是減(jian)(jian)薄。
其中CMP平坦化工藝可以先看看我前面寫的文章:為什么需要CMP工藝?,平坦化CMP用的次數比較多,在離子注入后的硅片表面,每一層金屬化、以及對頂層金屬進行拋光等地方都需要。
而磨削(xue)研磨,主要目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)減少(shao)硅片的(de)(de)(de)厚(hou)度。這里要注意削(xue)和研磨其實也(ye)是(shi)(shi)兩個概念,通常是(shi)(shi)按照從粗糙到(dao)(dao)精(jing)細的(de)(de)(de)順序(xu)進行的(de)(de)(de),即(ji)先(xian)進行磨削(xue),然后(hou)進行研磨。磨削(xue)是(shi)(shi)為(wei)了(le)達到(dao)(dao)所需的(de)(de)(de)尺寸或形(xing)狀(zhuang),研磨是(shi)(shi)為(wei)了(le)去除磨削(xue)過程中留下(xia)的(de)(de)(de)劃(hua)痕和表(biao)面缺(que)陷,就這么簡單。
另外特別(bie)再(zai)說一下:磨削是磨的晶圓背(bei)面,研磨則(ze)是對整(zheng)個晶圓拋(pao)光,大部分是對晶圓正面進(jin)行拋(pao)光,多是物理方法。
CMP在這里我(wo)們還(huan)是再提一句,CMP平坦(tan)化(hua)是在每次金屬層沉積和蝕(shi)刻之后(hou)進(jin)(jin)行,使用化(hua)學腐蝕(shi)和機械研磨(mo)。在晶圓(yuan)制造過程中,CMP可能(neng)需要多次進(jin)(jin)行,主要集中在晶圓(yuan)正面。
最(zui)后來說(shuo)減薄工藝,顧(gu)名(ming)思義(yi),它的(de)目(mu)的(de)也很(hen)簡單,就是希望(wang)減少(shao)晶(jing)圓的(de)整體厚度,從而提(ti)高(gao)集成(cheng)(cheng)度、減少(shao)熱阻、適應封裝(zhuang)要求(qiu)等。這個操作流(liu)程是在晶(jing)圓正面所有制造步驟(zou)完成(cheng)(cheng)后,對整個晶(jing)圓進行(xing)的(de)一次性操作,但(dan)這個操作是在晶(jing)圓切割成(cheng)(cheng)單個芯片之(zhi)前。
因此,可以看出減薄工藝與CMP工藝是不同的,與上面的研磨也不太一樣,更有點像是磨削。通常我們是用含有金剛石磨粒的砂輪以一定的(de)速度來磨削,如下面的(de)圖:
再(zai)畫(hua)一個砂輪減薄的(de)示意圖,我畫(hua)的(de)圖可(ke)能不太好(hao)看哈。
最后提一個小問題,減薄是針對晶圓的哪一面進行操作的:背面還是正面?歡迎留言!