超薄/Taiko晶圓
用於3D-IC堆疊、功率器件和先進封裝的超薄矽晶圓（薄至20μm）。Taiko晶圓製程保留未減薄的外環以確保背面加工期間的機械穩定性。提供背面研磨、CMP、應力消除和切割膠帶貼合。
什麼是超薄晶圓薄化？
超薄晶圓薄化是指以機械、化學與電漿方式，將標準厚度的矽晶圓（725–775μm）減薄至最低 20μm 的最終厚度——比人類頭髮還細。此能力是現代半導體封裝技術的基礎，涵蓋 3D-IC 堆疊、矽穿孔（TSV）、背照式影像感測器及高壓功率元件；基板厚度降低可直接轉換為更低的電阻、更佳的散熱與更低的封裝高度。
傳統背面研磨可將晶圓減薄至約 50–100μm，但低於此門檻後晶圓會過於脆弱而難以處理——它會因自身重量而翹曲，並在極輕微的機械擾動下碎裂。Taiko 製程由 DISCO Corporation 首創，透過在晶圓邊緣保留全厚度的支撐環（寬 2–3mm），僅薄化中央元件區域來解決此問題。此環作為結構框架，使晶圓無需載板接合即可承受後續的微影、蝕刻、沉積與 TSV 形成步驟。
在 GINECHIP，我們提供全方位的晶圓薄化服務，涵蓋標準背面研磨（100–200μm）到超薄（20μm）以及 Taiko 製程（薄化區最小 30μm），並支援 200mm 與 300mm 直徑。我們的薄化流程整合粗研磨、細研磨、CMP 或乾式拋光、應力消除與切割膠帶貼合——全數在 Class 1 無塵室條件下進行，每個階段皆有完整計量檢測。
Taiko 晶圓製程
Taiko 製程（因其形狀類似日本太鼓而得名）選擇性地薄化晶圓中央區域，同時在周邊保留全厚度的環。此精巧的解決方案無需臨時載板接合與解接合的成本與複雜度，即可提供機械剛性。
未薄化的外環作為結構框架，可維持晶圓剛性、防止邊緣崩裂，並讓晶圓能由標準晶圓廠自動化設備處理——無需載板。
凹陷的中央區域會接受完整的薄化序列：粗研磨 → 細研磨 → 應力消除 → CMP。TSV、背面金屬與晶粒堆疊即在此處進行。
正面製程在全厚度晶圓上完成後才進行薄化。背面研磨期間會在正面貼上保護膠帶。元件層在整個薄化序列中保持完好。
晶圓薄化製程階段
超薄晶圓生產遵循依序的多階段製程。每個階段對應特定需求：塊材移除、損傷最小化、表面品質、機械完整性與安全處理。跳過或任一階段表現不足，都會損害晶粒強度與良率。
粗研磨
以粗粒度鑽石砂輪（#320–#600）進行高速塊狀矽移除
粗研磨以高進給速率移除大部分矽材料——通常為 600–700μm。粗粒度鑽石砂輪會產生明顯的次表面損傷（微裂紋、差排），延伸至矽內 3–5μm。此損傷層必須在後續步驟中移除，以恢復晶粒強度。
細研磨
細粒度砂輪降低次表面損傷深度（#2000–#8000）
細粒度鑽石砂輪可移除粗研磨留下的嚴重損傷矽層，將次表面損傷深度降低 70–80%。主軸轉速、進給速率與冷卻液流量均受到嚴格控制，以盡量減少新損傷的引入。晶圓在完成此階段後呈霧面，TTV 通常 < 3μm。
CMP / 乾式拋光
化學機械拋光或乾式拋光至鏡面
CMP 可達到最低的表面粗糙度（< 0.5nm RMS），並消除殘留的研磨痕跡。乾式拋光則是無法承受濕式化學品之晶圓（例如已完成之 MEMS 結構）的替代方案。CMP 與乾式拋光的選擇取決於應用——TSV 露頭與背面金屬化偏好 CMP；乾式拋光則適合 MEMS 及部分功率元件。
應力消除
以濕式蝕刻或電漿移除機械損傷的矽層
應力消除是決定晶粒強度最關鍵的單一步驟。即使是細研磨也會留下殘餘損傷層，在切割與封裝期間成為裂紋起始點。受控的等向性蝕刻可完全移除此層，將晶粒斷裂強度從約 400 MPa（研磨態）提升至 > 800 MPa——2 倍的改善，對於可靠的薄晶粒封裝至關重要。
切割膠帶貼合
以 UV 或熱釋放膠帶黏貼，確保切割過程中的安全處理
在薄化與應力消除之後，晶圓背面會貼合切割膠帶並固定於剛性框架。UV 釋放膠帶在 UV 照射後失去黏性（通常為 365nm、200–500 mJ/cm²），使晶粒在單顆化後能乾淨地拾取。熱釋放膠帶則在高溫下解黏（120–180°C）。膠帶選擇取決於晶粒尺寸、下游組裝製程與熱預算。
技術規格
| 參數 | 可用範圍 / 值 |
|---|---|
| Wafer Diameter | 200mm (8″), 300mm (12″) |
| Starting Thickness | 725μm (200mm), 775μm (300mm) — standard prime |
| Minimum Final Thickness | 20μm (conventional backgrind), 30μm (Taiko ring) |
| Taiko Ring Width | 2–3mm from wafer edge, full original thickness retained in ring |
| TTV After Thinning | < 2μm (within thinned area), < 3μm overall (conventional) |
| Surface Roughness After CMP | < 0.5nm RMS (AFM, 1×1μm scan) — mirror finish |
| Sub-Surface Damage (SSD) | < 1μm after stress relief; < 0.2μm after CMP finish |
| Die Strength (3-Point Bend) | > 800 MPa (stress-relieved); > 400 MPa (rough grind only) |
| Dicing Tape Type | UV-release (PO, PET base), thermal-release, non-UV (standard) |
| Backside Metal | Ti/Ni/Ag, Ti/Ni/Au, AuSn solder — sputtered or evaporated, on request |
| Wafer Type | Standard, HR-Si, SOI device layer thinning, SiGe, GaAs-on-Si |
應用與市場區隔
3D-IC & Advanced Packaging
Ultra-thin wafers (30–100μm) enable through-silicon via (TSV) formation, die stacking with microbumps, and chip-on-wafer hybrid bonding for HBM memory and chiplet architectures. Taiko ring provides mechanical integrity during TSV processing.
Power Devices (IGBT/MOSFET)
Thinned IGBTs and power MOSFETs (60–120μm) reduce on-state resistance (Ron) and improve thermal impedance to the heatsink. Backside grinding enables field-stop and punch-through vertical device structures.
Back-Side Illuminated (BSI) Sensors
CMOS image sensors requiring back-side illumination must be thinned to 5–20μm so that photons reach the photodiode from the back surface. Taiko wafer processing is the industry-standard approach for BSI CIS production.
Stacked Memory (HBM / NAND)
High-bandwidth memory and 3D NAND flash stacks use ultra-thin die (30–50μm) to maximize the number of die per package within a fixed z-height. Thinning uniformity is critical for consistent bond-line thickness.
Discrete & RF Power
RF LDMOS, GaN-on-Si HEMT, and discrete power diodes on thinned substrates (50–100μm) improve thermal dissipation and reduce source inductance for better RF gain and efficiency.
Flexible & Medical Electronics
Silicon thinned below 30μm becomes mechanically flexible. Used in implantable medical sensors, neural probes, and conformable electronics where substrate compliance is required.
計量與品質保證
薄晶圓計量極具挑戰，因為標準的接觸式與電容式測厚儀可能使低於 100μm 的晶圓破裂。我們的協定結合非接觸式光學技術與破壞性樣品測試，提供完整的品質全貌。