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對于藍(lán)寶石基板來說,它在成為一片合格的襯底之前大約經(jīng)歷了從切割、粗磨、精磨、以及拋光幾道工序。以2英寸藍(lán)寶石為例:
1. 切割:切割是從藍(lán)寶石晶棒通過線切割機(jī)切割成厚度在500um左右的。在這項制程中,金剛石線鋸是主要的耗材,目前主要來自日本、韓國與臺灣地區(qū)。
2. 粗拋:切割之后的藍(lán)寶石表面非常粗糙,需要進(jìn)行粗拋以修復(fù)較深的刮傷,改善整體的平坦度。這一步主要采用50~80um的B4C加Coolant進(jìn)行研磨,研磨之后表面粗糙度Ra大約在1um左右。
3. 精拋:接下來是較精細(xì)的加工,因為直接關(guān)系到后成品的良率與品質(zhì)。目前標(biāo)準(zhǔn)化的2英寸藍(lán)寶石基板的厚度為430um,因此精拋的總?cè)コ考s在30um左右??紤]到移除率與后的表面粗糙度Ra,這一步主要以多晶鉆石液配合樹脂錫盤以Lapping的方式進(jìn)行加工。
現(xiàn)況:
為了滿足市場對于更低成本和更高生產(chǎn)力的要求,新一代線鋸必須提升切割速度,使用更長的硅塊從而提高切割荷載。更細(xì)的切割線和更薄的硅片都提升了生產(chǎn)力,同時,***的工藝控制可以管理切割線拉力以此保持切割線的牢固性。
使用不止一組切割切割線是在保持速度的前提下提高機(jī)臺產(chǎn)量的一個創(chuàng)新方法。應(yīng)用材料公司新的MaxEdge系統(tǒng)采用了的兩組***控制的切割組件。
MaxEdge是業(yè)界個專門設(shè)計使用細(xì)切割線的線鋸系統(tǒng),低可達(dá)到80μm。相對于業(yè)界的應(yīng)用材料公司HCTB5線鋸系統(tǒng),這些改進(jìn)減少了硅料損失使產(chǎn)量提高多達(dá)50%。
更高生產(chǎn)力的線鋸系統(tǒng)在同樣的硅片產(chǎn)量下可以減少機(jī)臺數(shù)量。因此,制造商可以大幅降低設(shè)備、操作人員和維護(hù)的成本。
芯片的背部減薄制程
1. Grinding制程:
對外延片以Lapping的方式雖然加工品質(zhì)較好,但是移除率太低,也只能達(dá)到3um/min左右,如果全程使用Lapping的話,加工就需耗時約2h,時間成本過高。目前的解決方式是在Lapping之前加入Grinding的制程,通過鉆石砂輪與減薄機(jī)的配合來達(dá)到快速減薄的目的。
2. Lapping制程
減薄之后再使用6um左右的多晶鉆石液配合樹脂銅盤,既能達(dá)到較高的移除率,又能修復(fù)Grinding制程留下的較深刮傷。一般來說切割過程中發(fā)生裂片都是由于Grinding制程中較深的刮傷沒有去除,回收破碎銀漿,因此此時對鉆石液的要求也比較高。
除了裂片之外,有些芯片廠家為了增加芯片的亮度,在Lapping的制程之后還會在外延片背面鍍銅,此時對Lapping之后的表面提出了更高的要求。雖然有些刮傷不會引起裂片,但是會影響背鍍的效果。此時可以采用3um多晶鉆石液或者更小的細(xì)微性來進(jìn)行Lapping制程,以達(dá)到更好的表面品質(zhì)。