芯片厚度减薄的方法技术

芯片厚度减薄的方法，涉及微电子芯片生产制造领域，解决现有芯片减薄方法存在碎片率高且不易量产的问题，采用DFG821型号的减薄机对芯片进行减薄，所述减薄机的Z2单元使用2000目磨轮，将芯片减薄至150μm；设定芯片初始厚度为Hμm，第一刀切割后芯片厚度为H-60μm，第二刀切割后芯片厚度为H-90μm，然后对第二刀切割后的芯片进行光磨，获得厚度为150μm的芯片；对减薄的芯片进行粘贴衬片，并将粘贴衬片的芯片进行腐蚀，获得减薄后厚度为60μm至100μm的芯片；本发明专利技术方法同时适用于减薄到任意厚度，最终厚度可通过粘贴衬片方式腐蚀实现。

【技术实现步骤摘要】
芯片厚度减薄的方法
本专利技术涉及微电子芯片生产制造领域，具体涉及一种使用减薄加衬片腐蚀加工超薄芯片的加工方法。
技术介绍
近年来，随着网络技术的发展，要求电子设备及仪器功能多、可靠性高、体积小、便于携带，对器件外形尺寸要求越来越小。器件外形尺寸的微型化要求、封装结构形式的改进、以及为降低热阻，提高芯片的散热能力等诸方面的发展与进步。都相应的要求封装所用的芯片越来越薄，质量越来越高。在许多新兴半导体制造领域内，都需要超薄芯片(芯片厚度小于100um)。在这些领域中，芯片超薄化的发展趋势是很明显的。现有的芯片减薄方法多为机械磨削，即使用减薄机或抛光机进行减薄，减薄厚度受设备制约很大，常规减薄机或磨削机最多将芯片减薄到200um，且存在碎片率高情况，TTV不受控情况，薄片量产加工困难。现有实现超薄芯片有两种方法：一、使用双面膜粘贴衬片方法减薄，还需引入粘片、揭片设备，不仅工艺复杂，同时设备价格需要上千万元；二、使用新型减薄机、或减薄前进行磨边，设备价格都在上千万元；
技术实现思路
本专利技术为解决现有芯片减薄方法存在碎片率高且不易量产的问题，提供一种芯片厚度减薄的方法。芯片厚度减薄的方法，该方法由以下步骤实现：步骤一、采用DFG821型号的减薄机细磨单元对芯片进行减薄，使芯片厚度减薄至150μm；所述的细磨单元的磨轮目数为大于等600目小于等于1000目。设定芯片初始厚度为Hμm，第一刀切割后芯片厚度为H-60μm，第二刀切割后芯片厚度为H-90μm，然后对所述第二刀切割后的芯片进行光磨，获得厚度为150μm的芯片；步骤二、对步骤一中减薄的芯片进行粘贴衬片，并将粘贴衬片的芯片进行腐蚀，获得减薄后厚度为60μm至100μm的芯片；具体过程为：在减薄后的芯片表面粘贴衬片，在所述衬片的背面中心区域蘸水，将衬片与芯片贴合后作为样片，采用背面轨道式腐蚀机对所述样片进行腐蚀，获得减薄后的芯片。本专利技术的有益效果：本专利技术通过粘贴减薄后废弃的芯片作为衬片，利用水的吸附性粘贴在芯片正面膜上，利用背面轨道式腐蚀机(SEZRST101)对芯片进行腐蚀，本专利技术使用DFG821减薄机进行减薄，Z2单元可使用600目及以上任何目数磨轮进行减薄，减薄厚度不碎片即可。不限制减薄机及磨轮目数，从而超越设备瓶颈，降低设备购置花费，同时工艺简单，可达到将芯片超薄化到60μm的目的。在保证减薄后芯片不发生暗纹前提下，此方法同时适用于减薄到任意厚度，最终厚度可通过粘贴衬片方式腐蚀实现。具体实施方式具体实施方式一、采用芯片厚度减薄的方法，该方法由以下步骤实现：一、采用DFG821减薄机对硅片进行减薄，细磨单元(Z2单元)对硅片进行减薄，实现减薄厚度150μm；具体过程为：采用减薄机细磨单元为2000目磨轮对硅片进行磨削，设定硅片初始厚度为Hμm，第一刀切割后的硅片厚度为H-60μm，第二刀切割后的硅片厚度为S-90μm，然后对所述第二刀切割后的芯片进行光磨，获得厚度为150μm的芯片。二、选择厚度为210-300μm的衬片，采用水的吸附性在衬片背面蘸水的方式，将硅片与衬片粘贴在一起进行腐蚀，防止因腐蚀过程SEZRST101设备挡柱因芯片翘曲形变大造成的暗纹。具体过程为：取洁净的无尘布，在表面蘸水，利用水的吸附性，在衬片背面中心区域涂水，将即将要减薄芯片及衬片对齐后粘贴在一起，然后用无尘布按硅片中心区域，使衬片与硅片结合紧密，使用镊子将粘贴后硅片装在在泰伏隆筐内，放在背面轨道式腐蚀机(SEZRST101)上进行腐蚀，具体腐蚀过程为：采用一次腐蚀溶液对样片进行一次腐蚀，设定腐蚀时间为85～90秒，腐蚀转速650～750，间隔2秒后，采用二次腐蚀溶液进行二次腐蚀，设定腐蚀时间20～30秒，腐蚀转速350～450，然后进行冲水，时间为10～20秒，最后吹N2气，时间为5～15秒，取出减薄后的芯片。所述一次腐蚀溶液按照份数比包括：20～30HNO3、15～25H2SO4、10～20HF和10～20H3PO4，所述二次腐蚀溶液按照份数比35～45HNO3、10～20H2SO4、1～7HF和15～25H3PO4。三、揭衬片，利用硅片与衬片间中心区域粘水，边缘有空隙，在真空吸盘上通过刀片分离衬片：具体过程为：腐蚀后将硅片放在真空吸盘上，将刀片深入两片间缝隙间，绕一圈后两片即可分离(因粘片时水在硅片中心区域，两片间边缘存在缝隙。使用镊子夹取硅片即可得到超薄化芯片。本实施方式中所述的芯片厚度均为不含膜的厚度。采用本实施方式所述方法对硅片进行减薄及腐蚀，碎片率影响因素的理论分析：1、减薄后芯片边缘崩边影响：主轴进给切深增大，磨轮齿间有间隙，磨轮齿与硅片边缘冲击增大，会导致芯崩边变严重，需研究磨削深度；tw＝f/nw(进给速度f，硅片转速nw)，即研究进给速度与硅片转速最佳匹配关系；同时磨轮粒度和进给率越大，硅片厚度越小，硅片崩边越严重；需试验验证最佳进给速度。2、腐蚀立柱损伤：SEZ固定芯片含六个柱，立柱在腐蚀过程中会产生磨损消耗，腐蚀过程角度会产生偏转，造成腐蚀后芯片个别区域崩边，通过粘贴衬片方式，即将样片背面中心区域蘸水，利用水的吸附性，在之上粘贴产品片，使芯片厚度提高到450um厚度可避免腐蚀挡柱暗纹影响。针对以上理论分析，实验条件及减薄程序，同时结合前期产品减薄实验，制定本次实验方案：利用2000目磨轮制定减薄工艺，光检下翘曲程度对比，使用2000目减薄到150um。一、减薄实验：从以上实验结果可以看出，使用3号程序减薄，减薄后样片边缘崩边小、翘曲度较小，说明3号减薄程序进刀速度、磨轮Z1/Z2单元磨削量配比最佳，二、腐蚀试验：1、进片：减薄后芯片受机械应力影响较大，腐蚀前应力未释放易造成芯片翘曲变形，SEZ进片机械取片易撞碎芯片变形部分，为将碎片风险降低到最小，进片采用隔齿放片，增大片与片间隙；2、腐蚀过程产品片粘样片方式腐蚀：样片背面通过无尘布蘸水在中心区域，将产品片正面膜对齐放在样片上，用无尘布轻按产品片背面，让其粘贴在样片上，然后进行SEZ腐蚀；3、将样片及产品片合体后的芯片放在真空吸盘上，用刀片沿两片芯片边缘插入，环形旋转，因两片接触边缘未粘水，利用刀片可轻松将两片芯片分离，实现60um芯片减薄、腐蚀。三、实验结果：下面进行减薄，腐蚀；对比片内、片间TTV情况、减薄、腐蚀过程碎片率状况。减薄后数据：腐蚀后数据：数据分析：共减薄15片(含实验方案中其他程序累计)，碎0片。片内TTV<4um，满足片内工艺偏差±4um；结论：本专利技术使用DFG821减薄机Z2单元使用2000目磨轮进行减薄、减薄后粘衬片进行背面腐蚀机，实现了60um厚度产品片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
芯片厚度减薄的方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、采用DFG821型号的减薄机的细磨单元对芯片进行减薄，使芯片厚度减薄至150μm；设定芯片初始厚度为Hμm，第一刀切割后芯片厚度为H‑60μm，第二刀切割后芯片厚度为H‑90μm，然后对所述第二刀切割后的芯片进行光磨，获得厚度为150μm的芯片；步骤二、对步骤一中减薄的芯片进行粘贴衬片，并将粘贴衬片的芯片进行腐蚀，获得减薄后厚度为60μm至100μm的芯片；具体过程为：在减薄后的芯片表面粘贴衬片，在所述衬片的背面中心区域蘸水，将衬片与芯片贴合后作为样片，采用背面轨道式腐蚀机对所述样片进行腐蚀，获得减薄后的芯片。

【技术特征摘要】
1.芯片厚度减薄的方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、采用DFG821型号的减薄机的细磨单元对芯片进行减薄，使芯片厚度减薄至150μm；设定芯片初始厚度为Hμm，第一刀切割后芯片厚度为H-60μm，第二刀切割后芯片厚度为H-90μm，然后对所述第二刀切割后的芯片进行光磨，获得厚度为150μm的芯片；步骤二、对步骤一中减薄的芯片进行粘贴衬片，并将粘贴衬片的芯片进行腐蚀，获得减薄后厚度为60μm至100μm的芯片；具体过程为：在减薄后的芯片表面粘贴衬片，在所述衬片的背面中心区域蘸水，将衬片与芯片贴合后作为样片，采用背面轨道式腐蚀机对所述样片进行腐蚀，获得减薄后的芯片；在步骤二之后还包括揭衬片的步骤，将腐蚀后的芯片放在真空吸盘上，将刀片插入芯片与衬片间的缝隙，刀片绕样片一圈后芯片与衬片分离，采用镊子夹出减薄后的芯片。2.根据权利要求1所述的芯片厚度减薄的方法，其特征在于，步骤一减薄机细磨单元的磨轮目数为大于等于600目小于等于1000目。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：时新越，李彦庆，叶武阳，张海宇，
申请(专利权)人：吉林华微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22