首頁 1.5 mil 晶圓薄化新挑戰 如何在 Taiko BGBM 製程提升晶片強度?

1.5 mil 晶圓薄化新挑戰 如何在 Taiko BGBM 製程提升晶片強度?

首頁 1.5 mil 晶圓薄化新挑戰 如何在 Taiko BGBM 製程提升晶片強度?

1.5 mil 晶圓薄化新挑戰 如何在 Taiko BGBM 製程提升晶片強度?

by edmund

發佈日期:2020/12/15晶圓薄化
發佈單位:iST宜特

功率半導體的輕薄短小,是現今熱門議題與未來趨勢.
但隨著晶片薄化後,接踵而來的風險是什麼 ?
要如何有效地來抑制並降低製程上的風險呢 ?

Wafer Ultra Thinning

功率半導體進行「薄化」,一直都是改善製程,使得功率元件實現「低功耗、低導通阻抗」最直接有效的方式。晶圓薄化除了有效減少後續封裝材料體積外,還可因降低RDS(on)(導通阻抗)進而減少熱能累積效應,以增加晶片的使用壽命。

但如何在薄化製程中降低晶圓厚度,又同時兼顧晶圓強度,避免破片率居高不下之風險,則是各家晶圓後段製程廠所鑽研的技術重點。

晶圓薄化

為解決此風險,iST宜特目前已完成2mil(50um)、1.5mil(38um),甚至到0.4mil(10um)薄化技術開發,特別是0.4mil的薄如蟬翼的矽晶片(參見圖一),在背面白光光源照射下,晶片表面有如嬰兒肌膚般地透出紅光。

晶圓薄化

圖一:2mil、1.5 mil、0.4mil晶圓薄化,透過掃描式電子顯微鏡 (SEM)情形

本期iST宜特小學堂,也將與您一同分享晶圓薄化(降低晶圓厚度)後,如何提昇晶圓強度。

  • 一、從晶片研磨探討

    一片8吋晶圓裸片原始厚度為28.5 mil(725 um),在經過薄化後,可將厚度降低至2mil (50um)、1.5mil (38um)、甚至0.4mil(10um)。

    不過薄化難免會產生損傷,藉由穿透式電子顯微鏡 (TEM)分析晶片表面損傷程度可發現,隨著研磨量增加,表面損傷層(Damage layer)深度隨之增加(圖二),進而造成機械應力累積,使得晶片強度降低,因此造成後續封裝測試製程的難度。

    iST宜特可藉由特殊的優化製程來改善此一現象以提高生產良率(圖二)。

    晶圓薄化
    晶圓薄化

    圖二:使用控片測得2mil、1.5 mil、1.5 mil最佳化條件後的損壞層厚度及TEM分析

  • 二、從晶圓蝕刻來探討Die Strength的提昇

    晶圓蝕刻過程可增加晶圓的強度。透過蝕刻製程優化可降低應力累積,藉以提昇晶圓強度。(圖三)

    晶圓薄化

    圖三: 透過蝕刻製程優化降低應力累積以提昇晶圓強度(Normalized)。

    iST宜特借助專業之晶片強度測試(Die Strength test),藉由蝕刻製程來調整至最佳化,將實際晶圓強度強化,以符合客戶之規格需求(如圖四)所示。

    晶圓薄化
    晶圓薄化

    圖四:最佳化蝕刻條件以達到高強度和低應力的晶圓,使之後的製程步驟風險降低(Normalized)。

以上與您分享宜特的相關技術,若您有相關需求,iST宜特可以配合您進行後續的工程開發,為您提供Power MOSFET/IGBT等元件的薄化強度改善,歡迎洽+886-3-579-9909分機5802謝先生(Felipe) │ web_sp@istgroup.com

您可能有興趣的相關文章