1减薄/抛光(CMP)工艺培训查强200905152工艺目的1工艺原理2减薄原理及设备3研磨、抛光原理及设备4工艺过程检测及常见问题53减薄/抛光(CMP)工艺目的工艺目的:�通过减薄/研磨的方式对晶片衬底进行减薄，改善芯片散热效果。�由于减薄后的衬底背面存在表面损伤层，其残余应力会导致减薄后的外延片弯曲且容易在后续工序中碎裂，从而影响成品率。因此在减薄后应对衬底背面进行抛光。�减薄到一定厚度有利于后期封装工艺。4工艺原理••通过机械加工和化学反应的方法对样品进行一系列通过机械加工和化学反应的方法对样品进行一系列减薄减薄→→研磨研磨→→抛光抛光工艺工艺,,使样品表面到达所需要的厚度使样品表面到达所需要的厚度//平整度平整度//粗糙度粗糙度..•5•Si/GaAs/Sapphire/InP等相关材料•尺寸：1×1cm2－6’’•常规工艺:减薄/抛光到80-100um•粗糙度:5-20nm•平整度:±3um可加工对象:6工艺流程图样品清洗上蜡粘片原始厚度测量二次厚度测量压片融蜡取片抛光研磨减薄样品清洗7测厚仪8加热台9•原理：气动加压•压力:0-0.6MPa•水温:5-40℃•时间:0-1800sec•行程：60mm双头晶片上蜡机10设备简介•制造商:AMTechnologyCo.Ltd•HRG-150半自动晶片减薄机•AL-380F高精度单面研磨机•AP-380F高精度单面抛光机11HRG-150减薄机12HRG-150结构示意图冷却水过滤系统自动修整系统工件盘驱动系统进给系统电源/气源/冷却水离心分离机砂轮驱动系统PLC控制面板13HRG-150减薄机技术指标�1.最大工件尺寸：6”�2.分辨率：0.0001mm�3.精度：±0.002mm�4.重复精度：±0.001mm�5.行程：70mm�6.进给率：0.1um－1000um/sec�7.砂轮转速:0-2400rpm�8.托盘转速:0-410rpm14减薄机砂轮、托盘图示•15减薄机操作控制面板16砂轮减薄示意图17减薄工艺常用参数设置•18AL-380F高精度单面研磨机/抛光机19研磨、抛光机工作部件图示磨料喷头陶瓷环20研磨/抛光设备工艺AL/AP-380F结构示意图冷却水过滤系统磨盘快速修整系统磨盘主轴系统研磨/抛光液供给系统电源/气源工作环驱动系统PLC控制面板21研磨盘、抛光垫•22研磨盘、抛光垫23研磨垫上图形的作用•研磨垫图形大体来说有两种功能:–一是研磨垫之孔隙度可协助研磨液于研磨过程输送到不同区域.–另一种功能是协助将芯片表面之研磨产物移去。研磨垫之机械性质会影响到薄膜表面之平坦度及均匀度，因此控制其结构及机械性质是十分重要的.24MaincomponentAverageparticlesize(nm)50-80PH5.5CMP研磨、抛光液MaincomponentSiO2Averageparticlesize(nm)10-30PH10.525研磨/抛光设备耗材规格型号•26•研磨、抛光软件控制图27工艺检测设备•A:测厚仪B:光学轮廓仪28抛光样品硅片：厚度80±2um粗糙度：4nm蓝宝石片：厚度60±2um粗糙度：5nm29Si抛光后粗糙度30•抛光后6寸硅片31CMP的设备厂家•共有5家公司控制了全球CMP设备市场的80%以上•AppliedMaterials(美国)•Ebara(日本)•IPECPlanar(美国)•SpeedFam(美国)•LOGITECH(英国)•磨料供应商:•Ferro(美国)•Fujimi(日本)32工艺中常见的问题a:上蜡后平整度>±5um;解决措施：调整蜡层厚度及上蜡压力解决措施：调整蜡层厚度及上蜡压力b:减薄后厚度均匀性;解决措施：对砂轮进行修平解决措施：对砂轮进行修平;;校正砂轮环中心固定螺母及球轴承主轴校正砂轮环中心固定螺母及球轴承主轴c:减薄后片子出现裂痕;解决措施：对砂轮进行修锐并检查减薄步进速率解决措施：对砂轮进行修锐并检查减薄步进速率//安全距离设置安全距离设置d:研磨/抛光后厚度均匀性较差;解决措施：用平面度测量规测量盘面解决措施：用平面度测量规测量盘面;;用小块砝码重力修正用小块砝码重力修正e:研磨/抛光后表面有明显细微划痕;解决措施：清洗陶瓷盘解决措施：清洗陶瓷盘//环环;;检查磨料检查磨料//抛光液抛光液33使用注意事项�使用测厚仪放针时，应避免针尖抬起后直接放落，损坏针尖，压损样品�第一次进行上蜡压片前检查上压盘是否处于水平位置�减薄机使用前应检查真空压力值�砂轮环使用一段时间后应及时做修锐工作�在使用研磨机之前应提前半小时磨料配比及搅拌工作�在对小尺寸样品进行研磨、抛光工艺时应贴上陪片进行工艺操作34E－mai...
