集成电路工艺中减薄与抛光设备的现状及发展

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1、电子工业专用设备趋势与展望EquipmentforElectronicProductsManufacturingEPE集成电路工艺中减薄与抛光设备的现状及发展费玖海，杨师，周志奇(中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京101601)摘要：晶圆加工是单晶硅衬底和集成电路制造中的关键技术之一，为了得到更稳定的硅片，提高其平整度和表面洁净度，国内外技术人员越来越注重减薄与抛光设备的研究与改进。介绍了针对硅片平坦化工艺的减薄设备及现阶段加工过程中防止碎片的技术方法；介绍了化学机械抛光设备的技术发展现状以及针对硅片抛光的后清洗工艺。关键词：集成电路；硅片；减薄；中图分类号：TN305.2文献标识码：A

2、文章编号：1004-4507(2014)02-0006-05TheTrendsandtheStateofGrindingTechnologyandPolishingProductionsinICManufacturingFEIJiuhai，YANGShi，ZHOUZhiqi(The45thResearchInstituteofCETC，Beijing101601，China)Abstract:SiliconsubstrateprocessisoneofcoretechnologyinICfabrication.Forsteadyandbettersurfaceofsiliconwafer，Re

3、searchersarepayingmoreandmoreattentionsonthestructuresofGrindingandPolishing.Thispaperintroducesthetechnologyofsiliconsubstrateactuality.Mainlyaboutthemeasureofdecreasingwaferscrap.Analyzesthetechnologyanddevelopmentofthepolishingandcleaningprocessofsiliconwafer.Keywords:IC；Siliconwafer；Grinding；减薄与

4、抛光技术是晶圆加工过程中必不可技术。随着微电子技术向32nm、22nm及以下少的工序，在集成电路(IC)制造中，已成为与光技术节点方向发展，IC平坦化工艺仍然是集成刻、刻蚀等技术同等重要、且相互依赖的不可缺电路制造中的重要支撑技术。目前，抛光工艺已少的技术。是集成电路进入0.25μm以下节点，成功延伸应用到22nm节点，在IC制造工艺中提高生产效率、降低成本的晶圆全局平坦化关键发挥着重要的作用，已经开始向16nm节点制造收稿日期：2014-01-216（总第228期）Feb．2014电子工业专用设备EPEEquipmentforElectronicProductsManufacturing趋势

5、与展望技术的应用延伸。样片原始厚上蜡二次厚压片清洗度测量粘接片度测量从IC技术应用领域来看，表面抛光已经从最初层间介质（ILD）平坦化应用，发展到目前集成电路制造前段工艺（FEOL）和后段工艺（BEOL）所样片融蜡抛光研磨减薄清洗取片有平坦化工艺应用，如STI、ILD、Tungsten、Cu-wiring及MetalGate等平坦化工艺。另一方面，图2减薄抛光工艺流程图受集成电路制造节点技术不断缩小带来的瓶颈效要减薄到100～200μm，某些特定产业中，甚至要应影响，2006年开始，3D-IC封装技术应运而生且减薄到20μm。在硅片减薄工艺中一般不能将硅快速发展，TSVCMP技术成为一种重要的

6、工艺手片磨削到很薄的尺寸，因为如果将硅片直接磨削段。除此之外，平坦化设备技术的扩展应用领域包到芯片封装所需的厚度，由于机械损伤层的存在，括硅片表面的初始晶圆片平坦化、计算机硬盘、照在运输和后序工艺中碎片率非常高。因此在实际相机镜头、薄膜液晶显示器铟锡导电玻璃(ITO)与应用中，首先通过背面减薄的方法将晶圆磨削到彩色滤光片等的抛光，IC、LED、第三代半导体基接近目标厚度，用磨削的方式去除绝大部分余量，片精密研磨、抛光等，平板显示器玻璃基体材料抛然后利用CMP湿法腐蚀、ADPE和干式抛光中的光以及先进封装背面减薄抛光等（减薄抛光一体一种或两种消除磨削引起的损伤层和残余应力，机），其产品晶圆需求逐

7、年递增（见图1）。得到无损伤的晶圆表面。随着减薄厚度的降低，硅片的强度减弱，破片2.001.80受金融危机影响率上升。目前针对背面磨削+湿式化学腐蚀的背的衰退与复苏1.60面减薄工艺，面临的主要废弃模式为周边的缺口、1.40裂纹、裂片，而这些又与减薄时周边的小缺口相1.20亿美元/1.00关，减薄厚度越低，边缘越尖锐，导致小缺口会增0.80加(见图3)。因此降低小缺口可显著降低废片率。销售额0.6