Bloggegevens

In de moderne elektronica worden smartphones, tablets en smartwatches steeds dunner en lichter, maar toch steeds krachtiger.Een van de belangrijkste factoren voor dit “kleine maar krachtige” verschijnsel is de waferdunning, een cruciaal proces in de halfgeleiderfabricage dat de dikte van wafers vermindert en tegelijkertijd de prestaties behoudt..

Waarom dunne wafers?

Een wafer is het fundamentele substraat van een halfgeleiderchip, meestal enkele honderden micrometer dik.

1. Het mogelijk maken van ultra-dunne verpakkingsontwerpen
   Met dunnere wafers kunnen chips in compacte, lichte apparaten worden geplaatst, terwijl de mechanische betrouwbaarheid behouden blijft.

2. Het faciliteren van 3D gestapelde IC's
   In 3D-IC-verpakkingen kunnen verdunde wafers verticaal worden gestapeld, waardoor de functionele dichtheid en integratie op beperkte ruimte toeneemt.

3. Verbetering van de thermische prestaties
   Dunnere wafers verminderen warmtegeleidingspaden en verhogen de oppervlakte-volumeverhoudingen, waardoor warmte efficiënt wordt verdreven en lokale oververhitting wordt voorkomen die de prestaties van het apparaat kan verminderen.

Hoe dun kunnen wafers zijn?

De minimale bereikbare dikte is afhankelijk vanmateriële eigenschappenenWafergrootte:

• Grootte is van belang: Grotere wafers zijn mechanisch zwakker en sneller scheuren tijdens het dunner maken.

• Materiële zakenHet gebruik van de methode is in het bijzonder van groot belang voor de verwerking van de materialen die in de verwerking van de materialen worden gebruikt.zoals GaAs, GaN, LN en LT, zijn moeilijker te dunnen en hebben hogere minimumdiktegrens.

Bijvoorbeeld, Disco's TAIKO proces kan dunner een 12-inchsiliconen waferstot ongeveer 50 μm, ongeveer de dikte van een vel papier.

Vier belangrijkste waferverdunnende technieken

Waferverdunning wordt gewoonlijk bereikt door middel van vier methoden, elk met unieke voordelen en beperkingen:

1Mechanische slijpwerkzaamheden

Het materiaal wordt fysiek verwijderd door een snel diamant slijpwiel.

• Voordelen: Snel materiaal verwijderen, geschikt voor het uitdunnen van bulk.

• Beperkingen: kan microkraakjes en spanningen op het oppervlak veroorzaken; naverwerking kan nodig zijn om de oppervlakkigheid te verbeteren.

2Chemisch mechanisch poetsen (CMP)

Combineert chemische verzachting met mechanische slijtage om materiaal te verwijderen en tegelijkertijd een hoge vlakheid van het oppervlak te bereiken.

• Voordelen: Extrem glad, vlak oppervlak; geschikt voor hoge precisie toepassingen.

• Beperkingen: Hoge kosten en complexe procescontrole.

3. natte chemische etsen

Vloeibare chemicaliën oplossen materiaal van het oppervlak van de wafer.

• VoordelenEenvoudige apparatuur, lage kosten, eenvoudige bediening.

• Beperkingen: Slechte gelijkmatigheid van de etsen, moeilijk nauwkeurige controle van de dikte, kan leiden tot ruwe oppervlakken.

4Droog Plasma Etsen

Reactieve soorten uit plasma verwijderen chemisch materiaal van het oppervlak van de wafer.

• Voordelen: Hierdoor kan een precieze, lokale verdunning en een complexe structuur worden vervaardigd.

• Beperkingen: dure apparatuur, complex proces, hogere oppervlakte ruwheid.

Belangrijkste uitdagingen bij het uitdunnen van wafers

Het dunner maken van wafers is niet alleen “het dunner maken van wafers”, het vereist nauwkeurige techniek om gebreken te voorkomen:

1. Eenvormigheid van de dikte
   Consistente waferdikte is van cruciaal belang om uniforme prestaties van het apparaat over de wafer te garanderen.

2. Oppervlakte kwaliteit
   Het dunner maken kan leiden tot micro-scheuren, deeltjes of een overmatige oppervlakte ruwheid, wat invloed heeft op de opbrengst en betrouwbaarheid.

3. Stressbeheersing
   Mechanische en thermische spanningen die tijdens het dunner maken worden ingevoerd, kunnen leiden tot wafervervorming, vervorming of interne defecten.

Conclusies

Waferverdunning is een hoeksteen van moderne halfgeleiderverpakkingen en 3D-IC-technologie.Het beheersen van waferverdunningstechnieken is essentieel voor het bevorderen van hoogwaardige, ultradunne elektronische apparaten.