ウェーハ薄化の 4 つの主な方法を簡単に説明します

ウェーハを薄化するための 4 つの薄化技術は、研削とエッチングの 2 つのグループで構成されます。
(1) 機械研削
(2) 化学的機械的平坦化
(3) ウェットエッチング
(4) プラズマドライケミカルエッチング（ADP DCE）
研削では砥石車と水または化学スラリーを組み合わせてウェーハと反応させて薄化しますが、エッチングでは化学薬品を使用して基板を薄化します。
研削：
◆機械研磨
機械的 (従来型) 研削 - このプロセスは薄化率が高く、非常に一般的な技術です。 スピンコーティング用途で使用されるのと同様の、高速スピンドルに取り付けられたダイヤモンドとレジンで結合された砥石車が使用されます。 研削レシピにより、スピンドルの速度と材料の除去速度が決まります。
機械的研削の準備として、ウェーハは多孔質セラミック チャック上に置かれ、真空によって所定の位置に保持されます。 ウェーハの裏面は砥石車に向かって配置され、研磨ベルトは薄化中のウェーハへの損傷を防ぐためにウェーハの表面に配置されます。 脱イオン水がウェーハにスプレーされると、2 つのギアが逆方向に回転して、砥石車と基板の間に十分な潤滑が確保されます。 これにより、ウェーハが薄くなりすぎないように温度と薄化率も制御されます。
このプロセスは 2 段階のプロセスです。
1. 粗粉砕では、研磨のほとんどが約 5μm/秒の速度で行われます。
2. 1200 ～ 2000 グリットとポリグラインドによる精密研削。 通常、1μm/秒以下の速度で最大 30μm の材料を除去し、ウェハの最終仕上げを行います。
1200- グリットの仕上げは粗く、摩耗痕が目立ちますが、2000- グリットはそれほど粗くはありませんが、多少の摩耗痕が残っています。 Poligrind は、ウェーハ強度を最大限に高め、表面下の損傷をほとんど除去する研磨ツールです。
◆ 化学機械平坦化 (CMP)
化学機械平坦化 (CMP) – このプロセスはウェーハを平坦化し、表面の凹凸を除去します。 CMP は、小さな粒子の研磨用化学スラリーと研磨パッドを使用して実行されます。 機械研削よりも優れた平坦化が可能です。
CMP は 3 つのステップに分かれています。
1. ウェーハをワックスホルダーなどの裏面膜に取り付けて、所定の位置に保持します。
2. 化学スラリーを上から塗布し、研磨パッドで均一に塗り広げます。
3. 最終的な厚さの仕様に応じて、バフごとに約 60-90 秒間研磨パッドを回転させます。
CMP は機械的研削よりも遅い速度で研削し、わずか数ミクロンしか除去しません。 これにより、ほぼ完璧な平坦性と制御可能な TTV が実現します。
エッチング：
◆ウェットエッチング
エッチングでは、液体の化学薬品またはエッチャントを使用してウェーハから材料を除去します。これは、ウェーハの一部のみを薄くする必要がある場合に役立ちます。 エッチングの前にウェハ上にハードマスクを配置することにより、基板のない基板の部分のみが薄くなる。 ウェットエッチングには等方性（全方向均一）と異方性（垂直方向均一）の２つの方法があります。
液体エッチャントは、必要な厚さ、および等方性エッチングが必要か異方性エッチングが必要かによって異なります。 等方性エッチングでは、最も一般的なエッチング液はフッ化水素酸、硝酸、酢酸の組み合わせ (HNA) です。 最も一般的な異方性エッチング剤は、水酸化カリウム (KOH)、エチレンジアミンカテコール (EDP)、および水酸化テトラメチルアンモニウム (TMAH) です。 ほとんどの反応は約 10 μm/min の速度で進行しますが、反応速度は反応に使用されるエッチング液によって異なります。
◆プラズマ（ADP） ドライエッチング（DCE）
ADP DCE は、ウェット エッチングと同様の最新のウェーハ薄化技術です。 ドライケミカルエッチングでは、液体を使用する代わりに、プラズマまたはエッチングガスを使用して材料を除去します。 薄化プロセスを実行するには、高運動粒子のビームをターゲット ウェーハに照射するか、化学薬品をウェーハ表面と反応させるか、またはその両方を組み合わせます。 ドライエッチングの研磨速度は約20μm/minであり、機械的ストレスや薬品を使用しないため、非常に薄いウェーハを高品質に製造することができます。