8、超薄芯片制造与加工技术解析

超薄芯片制造与加工技术解析

1. 引言

在芯片制造领域，超薄芯片的制造与加工技术正逐渐成为研究热点。本文将详细介绍超薄芯片制造过程中的关键技术，包括Chipfilm™技术的预处理、CMOS电路集成、Pick, Crack&Place™后处理等环节，以及后续的附加加工工艺，如金属垫封装、芯片隔离保护、背面金属化和硅通孔（TSV）技术等。

2. Chipfilm™技术预处理

• 材料选择 ：预处理使用电阻率在10 - 30 Ω - cm范围内的商用p型晶圆衬底。
• 光刻对准标记 ：首先为晶圆添加零级光刻对准标记，这有助于芯片电路在埋入式腔体上的精确定位，确保后续蚀刻沟槽能准确到达埋入式腔体，同时在芯片角落形成可断裂的锚点，为后续的Pick, Crack&Place™后处理模块实现芯片单粒化做准备。
• 阳极蚀刻形成双层多孔硅 ：
  • 为形成埋入式腔体，进行阳极蚀刻步骤，形成双层多孔硅，即1.5 - mm的精细多孔层位于0.3 - mm的粗糙多孔层之上。
  • 良好控制这些层的孔隙率和厚度是在芯片区域内可靠形成连续埋入式腔体的先决条件。
  • 阳极蚀刻过程中，注入的空穴会使硅表面原子的氢 - 硅键极化，氟离子攻击极化的氢键，导致不稳定的SiF₂中间分子形成，最终形成SiF₄或SiO₂，从而去除衬底表面的硅原子。
  • 孔隙密度（即孔隙率）受电流密度、HF浓度和硼浓度影响，通过改变蚀刻电流密度可合成双层多孔结构。