减薄对后续晶圆划切的影响-电子发烧友网

前言

在半导体制造的前段制程中，晶圆需要具备足够的厚度，以确保其在流片过程中的结构稳定性。尽管芯片功能层的制备仅涉及晶圆表面几微米范围，但完整厚度的晶圆更有利于保障复杂工艺的顺利进行，直至芯片前制程完成后，晶圆才会进入封装环节进行减薄处理。

晶圆为什么要减薄

封装阶段对晶圆进行减薄主要基于多重考量。

从划片工艺角度，较厚晶圆硬度较高，在传统机械切割时易出现划片不均、裂片等问题，显著提升不良率；而减薄后的晶圆硬度降低，能够实现更精准、高效的分离，大幅提升划片质量与效率。

随着电子设备向轻薄化方向发展，封装厚度已成为关键指标，尤其在芯片堆叠技术中，晶圆减薄能够有效降低整体封装厚度，满足可穿戴设备、移动终端等微型电子产品的需求。

同时，晶圆制造过程中背面形成的氧化层会影响芯片键合质量，减薄工艺可有效去除氧化层，为键合提供洁净、平整的表面，确保电气连接的可靠性。

此外，减薄能够缩短芯片工作时的热量传导路径，加速散热，避免因高温导致的性能衰退与寿命缩短，提升芯片长期运行的稳定性。

晶圆减薄前后对比

不同封装对减薄厚度的要求存在差异

引线键合（Wire Bond）封装，典型厚度为100-200微米；

传统封装（如QFP、DIP等）对厚度要求相对宽松，通常将晶圆减薄至约300微米；

BGA封装，减薄范围在100-200微米，这样的厚度可以适应球栅的布局和高度要求，同时也能保证芯片与基板之间的电气连接和机械稳定性；

CSP封装，晶圆减薄厚度一般要求在 50 - 100 微米之间。由于 CSP 封装直接将芯片与基板连接，较薄的晶圆可以减少芯片与基板之间的应力，提高封装的可靠性，同时也有助于降低信号传输延迟，满足小型化和高性能的要求。

先进的叠层封装中，芯片厚度甚至可薄至30微米以下，以满足高密度集成需求。

晶圆减薄工艺

晶圆减薄工艺一般采用机械研磨、化学机械抛光（CMP）等方法。其具体流程涵盖前期准备、减薄操作（例如粗磨、精磨和抛光）以及后期处理（如清理残留物、测量平坦度和质量检测）。

减薄砂轮

在实际晶圆减薄生产中，多采用组合工艺来确保加工精度与效率。例如，若需将硅片从初始厚度减薄至120μm，可先通过高效的粗磨磨削工艺去除大部分材料，将硅片厚度削减至140μm左右。此时，硅片表面因磨削产生损伤层与残余应力，就需要根据后续产品性能要求，选择一种或多种工艺进行精细处理，实现晶圆减薄的高效化与高质量化，并确保后续划切工序的顺利进行。

晶圆减薄与划片工艺的融合

在芯片切割环节，传统流程是先在晶圆背面粘贴蓝膜并固定于钢制框架（即晶圆黏片工艺），随后采用机械切割或激光切割进行分离。

随着工艺创新，“先划片后减薄”（DBG）与“减薄划片”（DBT）技术应运而生。

DBG工艺先在晶圆正面切割出一定深度的切口，再进行背面磨削。