超精密晶圆减薄砂轮及减薄磨削装备研究进展

周仁宸1,2，王哲1,2，杨远航1,2，吉佛涛1,2，刘坚1,2，李蓉1，尹韶辉1,2 （1.湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心；2.湖南大学无锡半导体先进制造创新中心）

摘要：在芯片制程的后道阶段，通过超精密晶圆减薄工艺可以有效减小芯片封装体积，导通电阻，改善芯片的热扩散效率，提高其电气性能、力学性能。目前的主流工艺通过超细粒度金刚石砂轮和高稳定性超精密减薄设备对晶圆进行减薄，可实现大尺寸晶圆的高精度、高效率、高稳定性无损伤表面加工。重点综述了目前超精密晶圆减薄砂轮的研究进展，在磨料方面综述了机械磨削用硬磨料和化学机械磨削用软磨料的研究现状，包括泡沫化金刚石、金刚石团聚磨料、表面微刃金刚石的制备方法及磨削性能，同时归纳总结了软磨料砂轮的化学机械磨削机理及材料去除模型。在结合剂研究方面，综述了金属、树脂和陶瓷3 种结合剂的优缺点，以及在晶圆减薄砂轮上的应用，重点综述了目前在改善陶瓷结合剂的本征力学强度及与金刚石之间的界面润湿性方面的研究进展。在晶圆减薄超细粒度金刚石砂轮制备方面，由于微纳金刚石的表面能较大，采用传统工艺制备砂轮会导致磨料发生团聚，影响加工质量。在此基础上，总结论述了溶胶-凝胶法、高分子网络凝胶法、电泳沉积法、凝胶注模法、结构化砂轮等新型工艺方法在超细粒度砂轮制备方面的应用研究，同时还综述了目前不同的晶圆减薄工艺及超精密减薄设备的研究进展，并指出未来半导体加工工具及装备的发展方向。

关键词：减薄砂轮；减薄机；表面处理；结合剂；超细粒度金刚石；制备技术