背面减薄加工是晶圆在后道制程阶段必须经历的过程,其目的是为了、减小芯片封装体积、降低封装贴装高度,改善芯片的热扩散效率、机械性能、电气性能,同时减小划片的加工量。传统的湿法刻蚀和离子刻蚀工艺已经被背面磨削加工所取代,因为背面磨削加工具有高效低成本等优点,成为最主要的背面减薄技术。
作为制备半导体芯片的关键工艺步骤,具体而言,晶圆减薄的步骤包括将所要加工的晶圆粘接到减薄膜上,将减薄膜及上面芯片利用真空吸附到多孔陶瓷承片台上,杯形金刚石砂轮工作面的内外圆舟中线调整到硅片的中心位置,硅片和砂轮绕各自的轴线回转,进行切进磨削。
磨削包括粗磨、精磨和抛光三个阶段。在粗磨阶段,主要目的是去除多余的晶圆材料,将表面粗糙度降低到可以接受的水平;在精磨阶段,主要是进一步平滑表面并细化磨痕,同时减小硅片的厚度;在抛光阶段,主要是将表面粗糙度进一步降低,并且保证表面无明显缺陷。这一步骤是整个晶圆减薄过程中的最后且最关键的一步。通过以上步骤,最终目的就是将晶圆厚度减薄到满足芯片制造要求的标准。
硅片制备中已经成功应用的磨削工艺有转台式磨削、硅片旋转磨削和双面磨削等。转台式磨削(rotarytablegrinding)是较早应用于硅片制备和背面减薄的磨削工艺,随着行业发展不断要求,为了满足大尺寸硅片制备和背面减薄加工的需要,获得具有较好TTV值的面型精度。1988年日本学者Matsui提出了硅片旋转磨削(in-feedgrinding)方法。