文章來源：老虎說芯

原文作者：老虎說芯

本文主要講述晶圓減薄。

什么事芯片“減薄”

“減薄”，也叫Back Grinding（BG），是將晶圓（Wafer）背面研磨至目標(biāo)厚度的工藝步驟。這個過程通常發(fā)生在芯片完成前端電路制造、被切割前（即晶圓仍然整體時），是連接芯片制造和封裝之間的橋梁。

為什么要減薄？

芯片制造完成后，晶圓厚度一般較大（約700-800微米）。如果不減?。?/p>

在封裝過程中占用體積大，不利于芯片輕薄化、小型化；

封裝完成后不能滿足終端產(chǎn)品對厚度或熱性能的要求；

多芯片疊層封裝（如3D封裝）將變得困難。

所以，減薄的目的就是讓芯片更薄、更適應(yīng)封裝和系統(tǒng)集成的需求。

減薄工藝分為哪幾步？

1.粗磨（Coarse Grind）

目的：快速將晶圓從原始厚度削減到接近目標(biāo)厚度，比如從775μm減到300μm；

特點：采用較粗的研磨輪，去除效率高，但研磨過程中會在晶圓背面形成明顯的應(yīng)力層或損傷層；

潛在風(fēng)險：應(yīng)力積累、硅粉殘留導(dǎo)致后續(xù)破片。

2.細(xì)磨（Fine Grind）

目的：進(jìn)一步減薄至最終目標(biāo)厚度（如100-300μm），同時去除粗磨過程中形成的損傷層（約1~2μm）；

工具：使用粒徑更小、精度更高的研磨輪；

關(guān)鍵點：保證晶圓表面平整性，并盡可能少引入新?lián)p傷。

3.清洗（Cleaning）

必須步驟：在粗磨、細(xì)磨過程中會產(chǎn)生大量硅粉，若不及時清洗，會殘留在晶圓表面或邊緣；

使用材料：高純水（DI水）+表面活性劑，去除殘留物，防止后續(xù)封裝時污染或損壞芯片；

目標(biāo)：確保晶圓潔凈，提高后段良率。

減薄過程中的挑戰(zhàn)和控制重點

晶圓破片風(fēng)險

晶圓越薄，越脆，易碎；

必須控制研磨均勻性、壓力、溫度及設(shè)備平整度，避免在研磨中產(chǎn)生“隱裂”。

翹曲問題（Wafer Warpage）

減薄后，晶圓可能因為應(yīng)力不均而翹曲，影響貼膜、切割和封裝；

工藝需優(yōu)化后段支撐或臨時粘貼材料。

良率控制

研磨造成的微裂紋若未完全去除，芯片在后續(xù)切割或裝配中可能碎裂，影響良率。

減薄后的后續(xù)動作

在減薄完成后：

晶圓通常會被貼膜（Back Grinding Tape）保護；

之后進(jìn)入切割（Dicing）階段，將晶圓分割成一個個單顆芯片；

然后進(jìn)入封裝（如BGA、QFN、WLCSP等）。

舉個例子說明

比如我們做一款手機SoC芯片：

設(shè)計要求厚度控制在0.3mm以內(nèi)；

芯片電路完成后晶圓厚度約為775μm；

通過粗磨減至350μm，再細(xì)磨至280μm；

清洗干凈后進(jìn)入后續(xù)切割和封裝。

總結(jié)

封裝中的“減薄”并非簡單的削薄過程，而是一個涉及機械、材料、熱力學(xué)等多個學(xué)科的復(fù)雜工藝。其成敗直接影響芯片的機械穩(wěn)定性、可靠性與最終產(chǎn)品的尺寸設(shè)計。一個高質(zhì)量的減薄過程是實現(xiàn)高良率、高可靠性的高端芯片封裝的基礎(chǔ)。

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