晶片减薄技术原理概况

从对晶片减薄的质量要求角度出发,论述了垂直缓进给(Creep-Feed)晶片减薄原理与垂直切深进给(In-Feed)晶片减薄原理。提出原理设计中的原则和相关问题。     

硅片背面减薄技术研究

硅片背面磨削减薄工艺中,机械磨削使硅片背面产生损伤,导致表面粗糙,且发生翘曲变形.分别采用粗磨、精磨、精磨后抛光和精磨后湿法腐蚀等四种不同背面减薄方法对15.24cm(6英寸)硅片进行了背面减薄,采用扫描电子显微镜对减薄后的硅片表面和截面形貌进行了表征,用原子力显微镜测试了硅片表面的粗糙度,用翘曲度测试仪测试了硅片的翘曲度.结果表明,经过粗磨与精磨后的硅片存在机械损伤,表面粗糙且翘曲度大,粗糙度分别为0.15和0.016 μm,翘曲度分别为147和109 μm;经过抛光和湿法腐蚀后的样品无表面损伤,粗糙度均小于0.01 μm,硅片翘曲度低于60 μm.     

碲镉汞焦平面器件背面减薄技术

采用机械抛光和机械化学抛光的方法进行碲镉汞焦平面器件的碲锌镉衬底背面减薄,最后利用专用腐蚀液腐蚀的方法将碲锌镉衬底全部去除,碲镉汞完全露出;器件测试结果表明减薄后的MW1280×1024器件经受高低温循环冲击的可靠性显著提高。     

硅晶片双面超精密化学机械抛光

为提高硅晶片双面超精密抛光的抛光速率，在分析双抛工艺过程基础上，采用自制大粒径二氧化硅胶体磨料配制了SIMIT8030-I型新型纳米抛光液，在双垫双抛机台上进行抛光实验. 抛光液、抛光前后厚度、平坦性能及粗糙度通过SEM、ADE-9520型晶片表面测试仪、AFM进行了表征. 结果表明：与进口抛光液Nalco2350相比，SIMIT8030-I型抛光液不仅提高抛光速率40% (14μm/h vs 10μm/h) ；而且表面平坦性TTV和TIR得到改善；表面粗糙度由0.4728nm降至0.2874nm，即提高抛光速率同时显著改善了抛光表面平坦性和粗糙度.     

硅晶片双面超精密化学机械抛光

为提高硅晶片双面超精密抛光的抛光速率,在分析双抛工艺过程基础上,采用自制大粒径二氧化硅胶体磨料配制了SIMIT8030-Ⅰ型新型纳米抛光液,在双垫双抛机台上进行抛光实验.抛光液、抛光前后厚度、平坦性能及粗糙度通过SEM、ADE-9520型晶片表面测试仪、AFM进行了表征.结果表明:与进口抛光液Nalco2350相比,SIMIT8030-Ⅰ型抛光液不仅提高抛光速率40%(14μm/h vs 10μm/h);而且表面平坦性TTV和TIR得到改善;表面粗糙度由0.4728nm降至0.2874nm,即提高抛光速率同时显著改善了抛光表面平坦性和粗糙度.     

不同抛光方式下InSb晶片表面质量的对比研究

本文分别以加双氧水的化学机械抛光和未加双氧水的纯机械抛光方式对InSb晶片进行表面处理,通过分析氧化膜的生成,以及对InSb晶片的表面划痕、表面粗糙度和表面损伤的表征,开展了两种不同抛光方式下InSb晶片的表面质量对比研究.结果表明,在化学机械抛光过程中,InSb晶片表面有氧化层生成,该氧化层能保护材料表面免受损伤;并...     

铌酸锂晶片的键合减薄及热释电性能研究

铌酸锂(LN)作为一种热释电材料,可以被用于制作光电探测器敏感单元的敏感层,但通常LN晶片厚度为0.5 mm,远大于光电敏感单元厚度的要求,所以需要用键合减薄及抛光技术对LN晶片进行加工处理。本研究所用键合减薄技术主要包含:RZJ-304光刻胶键合、铣磨、抛光、剥离液剥离和丙酮清洗RZJ-304胶。利用该技术加工得到了面积为10 mm×10 mm,厚度为50μm,表面比较光滑,表面粗糙度为1.63 nm的LN晶片。LN晶片的热释电信号峰峰值在减薄抛光后为176 mV,是未经处理时的4倍,满足了热释电探测器敏感层的要求。     

载荷对SiC晶片抛光质量的影响

首先利用不同粒度的碳化硼研磨液对Si C晶片分别进行粗磨和细磨,然后利用金刚石微粉悬浮抛光液对晶片进行机械抛光,在此基础上进行最终的化学机械抛光。本文重点研究了化学机械抛光时,不同载荷对晶片质量的影响,并利用Taylor Surf CCI2000非接触式粗糙度检测仪来进行表征。实验结果表明:在主盘转速为60rpm,PH为11,抛光时间为120min,温度为20摄氏度的最优实验条件下,加载0.6kg/cm2的压力,初始粗糙度为17nm的晶片其粗糙度可减小至3.8nm;在一定范围内晶面的表面粗糙度随着载荷的增大而减小,材料去除率随着载荷增大而增大,当载荷增大到一定程度时候粗糙度并无明显变化。     

纳米CeO2磨料对硅晶片CMP的效果与机理研究

通过均相沉淀法制备了纳米CeO_2超细粉体,并配制成抛光液对硅片进行化学机械抛光(CMP),研究了纳米CeO_2磨料对硅片的抛光效果,通过建立的接触模型进一步地解释了纳米级磨料的化学机械抛光机理。实验结果分析表明:由于纳米磨料粒径小,切削深度小,材料是以塑性流动的方式去除。使用纳米CeO_2磨料最终在1μm的范围内达到了微观表面粗糙度Ra为0.103 nm的超光滑表面,而且表面的微观起伏更趋向于平缓。     

LiTaO3晶片CMP过程的化学去除机理研究

通过化学腐蚀方法研究了liTaO3(LT)晶片的化学机械抛光的化学腐蚀机理,研究了LiTaO3单晶的化学机械抛光过程腐蚀作用的主要影响因素及其影响规律,获得了LiTaO3晶片CMP过程有效的氧化剂和稳定剂.采用X衍射测量抛光表面的结构变化,分析了晶片表面在不同抛光液条件下发生的变化.研究结果为优化LiTaO3 CMP工艺参数,进一步探讨化学机械抛光机理提供了依据.     

用于SAW器件制造的键合减薄技术

铌酸锂(LiNbO3)作为一种压电材料,常被用于声表面波(SAW)器件的压电层,通常LiNbO3晶片厚度为500 μm,而实际上压电层的有效利用厚度为λ～2λ(λ为声表面波波长).为能实现SAW器件的高度集成化,需用键合减薄及抛光技术对LiNbO3进行加工处理.用粒径(φ)100 nm的SiO2抛光液对减薄后的铌酸锂晶体样品进行化学机械抛光,研究了抛光垫、抛光盘转速、压力及抛光时间对抛光过程的影响.抛光结果表明最佳抛光工艺参数是:采用阻尼布抛光盘,100 nm的SiO2抛光液,转速为120 r/min,压力为3.9N,抛光时间为40 min.经测试样品厚度为80μm,样品的最小粗糙度Ra=0.468 nm,Rq=0.593 nm(Ra为算术平均粗糙度,Rq为均方根粗糙度).     

背照式CCD图像传感器减薄技术研究

提出了一种研磨减薄和化学腐蚀结合的方法,减薄CCD衬底。研磨减薄采用三氧化二铝的颗粒,减薄硅片至100 μm,化学腐蚀采用HF酸、硝酸、冰乙酸组成的混合溶液。实验表明,HF酸、硝酸、冰乙酸比例为2:1:11时,混合溶液对衬底与外延层的腐蚀速率比达到89:1。使用本技术减薄1 024×512可见光CCD,实现了背照式成像。     

ULSI关键工艺技术——纳米级化学机械抛光

IC器件尺寸的纳米化,要求高的光刻曝光分辨率,在采用短波长和大数值孔径曝光系统提高分辨率的同时导致了焦深变浅,进而对晶片表面的平坦化要求越来越高。在比较了IC工艺中的四种平坦化技术基础上,重点综述了唯一可以实现全局平坦化的化学机械抛光(CMP)方法的发展、应用及展望。     

应用于LOCOS隔离工艺的平坦化技术研究

介绍了LOCOS隔离技术的原理,研究了应用于LOCOS工艺的反刻平坦化技术,通过调整刻蚀中反应气体流量等工艺参数,在CHF3流量50 mL/min、O2流量2 mL/min条件下,获得了较好的平坦化表面。研究了应用于LOCOS工艺的CMP平坦化技术,通过调整CMP压力、转速、流量等工艺参数,控制了抛光速率和精度,提高平坦化的均匀性,在工艺条件为压力1psi(1 psi=6.89×103 Pa),转速25 r/min,流量120 mL/min时,获得了良好的平坦化形貌。通过实验对比发现,CMP平坦化效果优于反刻平坦化,适合于实际生产应用。     

300mm硅片化学机械抛光技术分析

化学机械抛光是单晶硅衬底和集成电路制造中的关键技术之一,然而,传统的化学机械抛光技术还存在一定的缺点或局限性,为了得到更好的硅片平整度和表面洁净度,在300mm硅片的生产中采用了双面化学机械抛光技术.对双面化学机械抛光的优点以及系统变量对抛光速度和抛光质量的影响进行了详细地分析.     

基于距离场细化的骨架提取算法

骨架保存了要处理对象的拓扑信息,是图像分析的重要研究内容之一.传统的骨架细化算法不能保证结果的准确性,而距离场的方法无法保证结果的连续性.为此提出一种快速有效的骨架提取算法,将经典的距离变换法和细化方法结合,克服二者之间存在的缺陷,实现算法的互补.经过大量实验验证,此方法能够得到连续、准确的骨架,可以很好地满足实际应用的需求.     

300mm硅片CMP设备装载技术研究

定位装载机构是硅片化学机械抛光（CMP）设备的一个重要组成部分。本文通过对目前CMP设备中硅片定位装载机构的介绍、分析与比较,介绍了一种新型定位装载机构的功能、结构原理及控制原理,并最终通过在工艺试验中的实际应用确定了该机构已基本达到设计要求。     

用Prewitt算子细化边缘

传统的边缘检测算予一般都只能得到比较宽的边缘,这为以后的图像处理带来了一定的困难。本文通过对图像边缘特征的分析,提出了一种新的边缘细化方法——Prewitt算子细化边缘。实验表明,这种方法能在保持原有信息的前提下,给出令人满意的细化结果。     

镁合金抛光机理与CMP工艺研究

将化学机械抛光(CMP)技术引入到镁合金片(MB2)的抛光中,打破过去镁合金以单一化学或机械加工为主的加工手段,用自制的抛光液对镁合金片进行抛光实验。结果发现,抛光液中加入双氧水易产生胶体,不利于抛光的进行,因此提出无氧化剂SiO2碱性抛光。同时分析了镁合金的抛光机理,抛光中压力、转速和抛光液流量参数对抛光过程的影响,利用Olympus显微镜对抛光前后镁合金表面进行观察,通过合理控制工艺参数,能够得到较佳的镁合金抛光表面,远优于单一的机械加工,为镁合金抛光工艺和进一步研究抛光液的配比奠定了基础。