Zašto je potrebno proređivanje?

U fazi back-end procesa,wafer (silikonska pločicasa krugovima na prednjoj strani) treba istanjiti na poleđini prije naknadnog rezanja na kockice, zavarivanja i pakiranja kako bi se smanjila visina ugradnje paketa, smanjio volumen paketa čipova, poboljšala efikasnost toplotne difuzije čipa, električne performanse, mehanička svojstva i smanjila količina dicing. Povratno brušenje ima prednosti visoke efikasnosti i niske cijene. Zamijenio je tradicionalno mokro jetkanje i procese ionskog jetkanja kako bi postao najvažnija tehnologija za stanjivanje leđa.

Stanjena oblanda

Kako prorijediti?

Glavni proces stanjivanja vafla u tradicionalnom procesu pakovanja

Specifični koraciwaferstanjivanje je da se oblatna koja se obrađuje na tanjirni film, a zatim pomoću vakuuma adsorbira film za stanjivanje i čip na njemu na porozni keramički sto vafla, podesi unutarnju i vanjsku kružnu središnju liniju čamca radne površine dijamantski brusni točak u obliku čaše do centra silikonske pločice, a silikonska pločica i brusni točak rotiraju oko svoje odgovarajuće ose za urezivanje brušenja. Brušenje uključuje tri faze: grubo brušenje, fino brušenje i poliranje.

Oblatna koja izlazi iz tvornice vafla se melje kako bi se oblatna istanjila do debljine potrebne za pakovanje. Prilikom mljevenja vafla, traku je potrebno nalijepiti na prednju stranu (aktivno područje) kako bi se zaštitilo područje strujnog kola, a stražnja strana se istovremeno brusi. Nakon brušenja, uklonite traku i izmjerite debljinu.
Procesi mljevenja koji su uspješno primijenjeni na pripremu silikonskih vafla uključuju mljevenje rotirajućim stolom,silikonska pločicarotacijsko brušenje, dvostrano brušenje, itd. Uz daljnje poboljšanje zahtjeva za kvalitetom površine monokristalnih silicijumskih pločica, stalno se predlažu nove tehnologije brušenja, kao što su TAIKO brušenje, hemijsko mehaničko brušenje, brušenje za poliranje i brušenje planetarnih diskova.

Rotacioni sto za mlevenje:

Rotaciono mlevenje (brušenje sa rotacionim stolom) je rani proces mlevenja koji se koristi u pripremi silikonskih vafla i povratnom stanjivanju. Njegov princip je prikazan na slici 1. Silikonske pločice su pričvršćene na usisne čaše rotacionog stola i rotiraju se sinhrono pokretane rotirajućim stolom. Same silikonske pločice ne rotiraju oko svoje ose; brusni točak se pomiče aksijalno dok se okreće velikom brzinom, a prečnik brusne ploče je veći od prečnika silikonske pločice. Postoje dvije vrste brušenja s rotirajućim stolom: čelno uranjanje i čelno tangencijalno brušenje. Kod brušenja sa uranjanjem, širina brusne ploče je veća od prečnika silicijumske pločice, a vreteno brusnog točka se neprekidno pomiče duž svog aksijalnog smera sve dok se višak ne obradi, a zatim se silikonska ploča rotira ispod pogona rotacionog stola; kod čeonog tangencijalnog brušenja, brusni točak se pomiče duž svog aksijalnog smjera, a silikonska pločica se kontinuirano rotira ispod pogona rotirajućeg diska, a mljevenje se završava povratnim uvlačenjem (reciproction) ili puzanjem (creepfeed).

Slika 1, shematski dijagram principa brušenja rotacionog stola (tangencijalno lice).

U poređenju sa metodom mlevenja, brušenje sa rotacionim stolom ima prednosti velike brzine uklanjanja, malih oštećenja površine i lake automatizacije. Međutim, stvarna površina brušenja (aktivno brušenje) B i ugao rezanja θ (ugao između vanjskog kruga brusne ploče i vanjskog kruga silikonske pločice) u procesu brušenja mijenjaju se s promjenom položaja rezanja. brusnog točka, što rezultira nestabilnom silom brušenja, što otežava postizanje idealne tačnosti površine (visoka TTV vrijednost) i lako uzrokuje defekte kao što su kolaps ivice i ivica. Tehnologija mljevenja s rotirajućim stolom uglavnom se koristi za obradu monokristalnih silikonskih pločica ispod 200 mm. Povećanje veličine monokristalnih silikonskih pločica postavilo je veće zahtjeve za preciznost površine i preciznost kretanja radnog stola opreme, tako da rotacijski stol za mljevenje nije pogodan za mljevenje monokristalnih silikonskih pločica iznad 300 mm.
Kako bi se poboljšala efikasnost brušenja, komercijalna oprema za tangencijalno brušenje obično ima strukturu višestrukog brusnog točka. Na primjer, na opremi su opremljeni set točkova za grubo brušenje i set točkova za fino mlevenje, a rotacioni sto se okreće za jedan krug kako bi dovršio grubo i fino brušenje zauzvrat. Ova vrsta opreme uključuje G-500DS američke kompanije GTI (slika 2).

Slika 2, G-500DS oprema za mlevenje sa rotacionim stolom kompanije GTI u Sjedinjenim Državama

Rotaciono mljevenje silikonskih pločica:

Kako bi se zadovoljile potrebe pripreme silikonskih pločica velikih dimenzija i obrade poleđine stanjivanja, te postigla površinska preciznost s dobrom TTV vrijednošću. Japanski naučnik Matsui je 1988. godine predložio metodu rotacionog mlevenja silicijumske pločice (mljevenje u hranjenju). Njegov princip je prikazan na slici 3. Monokristalna silikonska pločica i dijamantski brusni točak u obliku čaše adsorbirani na radnom stolu rotiraju oko svojih osa, a brusni točak se kontinuirano dovodi u aksijalnom smjeru u isto vrijeme. Među njima, prečnik brusnog kola je veći od prečnika obrađene silikonske pločice, a njen obim prolazi kroz centar silikonske pločice. Kako bi se smanjila sila brušenja i smanjila toplina brušenja, vakuumska usisna čašica se obično podrezuje u konveksan ili konkavni oblik ili se kut između vretena brusnog točka i osi vretena usisne čaše podešava kako bi se osiguralo polukontaktno brušenje između vretena. brusni točak i silikonska pločica.

Slika 3, Šematski dijagram rotacionog principa mljevenja silikonske pločice

U poređenju sa brušenjem sa rotacionim stolom, rotaciono mlevenje silikonskih pločica ima sledeće prednosti: ① Jednokratno mlevenje jedne pločice može da obrađuje silikonske pločice velikih dimenzija preko 300 mm; ② Stvarna površina brušenja B i ugao rezanja θ su konstantni, a sila brušenja je relativno stabilna; ③ Podešavanjem ugla nagiba između ose brusne ploče i ose silikonske pločice, oblik površine monokristalne silikonske pločice može se aktivno kontrolisati kako bi se postigla bolja tačnost oblika površine. Osim toga, površina brušenja i ugao rezanja θ rotacijskog brušenja silikonskih pločica također imaju prednosti brušenja velike margine, jednostavnog online detekcije i kontrole debljine i kvaliteta površine, kompaktne strukture opreme, jednostavnog integriranog brušenja u više stanica i visoke efikasnosti brušenja.
Kako bi se poboljšala efikasnost proizvodnje i zadovoljile potrebe proizvodnih linija poluvodiča, komercijalna oprema za mljevenje zasnovana na principu rotacijskog mljevenja silikonskih pločica usvaja strukturu s više vretena sa više stanica, koja može završiti grubo i fino mljevenje u jednom utovaru i istovaru. . U kombinaciji sa drugim pomoćnim uređajima, može realizovati potpuno automatsko mlevenje monokristalnih silicijumskih pločica "dry-in/dry-out" i "casette to cassette".

Dvostrano brušenje:

Kada rotaciono brušenje silicijumske pločice obrađuje gornju i donju površinu silikonske pločice, radni komad treba da se okrene i izvede u koracima, što ograničava efikasnost. Istovremeno, rotaciono brušenje silicijumske pločice ima površinske greške kopiranja (kopiranog) i tragova brušenja (brušenje), te je nemoguće efikasno ukloniti nedostatke kao što su valovitost i konus na površini monokristalne silikonske pločice nakon rezanja žice. (višestruka pila), kao što je prikazano na slici 4. Za prevazilaženje navedenih nedostataka, tehnologija dvostranog brušenja (dvostrano brušenje) pojavio se 1990-ih, a njegov princip je prikazan na slici 5. Stege simetrično raspoređene na obje strane stežu monokristalnu silikonsku pločicu u pričvrsnom prstenu i polako se rotiraju vođene valjkom. Par dijamantskih brusnih točaka u obliku čaše relativno se nalazi na obje strane monokristalne silikonske pločice. Pokreću se električnim vretenom sa zračnim ležajem, rotiraju se u suprotnim smjerovima i pokreću aksijalno kako bi se postiglo dvostrano mljevenje monokristalne silikonske pločice. Kao što se može vidjeti sa slike, dvostrano brušenje može efikasno ukloniti valovitost i konusnost na površini monokristalne silikonske pločice nakon rezanja žice. Prema smjeru rasporeda ose brusne ploče, dvostrano brušenje može biti horizontalno i vertikalno. Među njima, horizontalno dvostrano brušenje može učinkovito smanjiti utjecaj deformacije silikonske pločice uzrokovane mrtvom težinom silikonske pločice na kvalitetu mljevenja, a lako je osigurati da proces mljevenja uvjetuje s obje strane monokristalnog silicija. vafla su iste, a abrazivne čestice i strugotine za mljevenje nije lako ostati na površini monokristalne silikonske pločice. To je relativno idealan način mljevenja.

Slika 4, "Greška kopiranja" i defekti tragova habanja pri rotacijskom mljevenju silikonskih pločica

Slika 5, shematski dijagram dvostranog principa mljevenja

Tabela 1 prikazuje poređenje između mljevenja i dvostranog mljevenja gornja tri tipa monokristalnih silikonskih pločica. Dvostrano mljevenje se uglavnom koristi za obradu silikonskih vafla ispod 200 mm i ima visok prinos vafla. Zbog upotrebe fiksnih abrazivnih brusnih ploča, brušenjem monokristalnih silikonskih pločica može se dobiti mnogo veći kvalitet površine nego kod dvostranog brušenja. Stoga, i silikonsko rotacijsko mljevenje i dvostrano mljevenje mogu zadovoljiti zahtjeve kvaliteta obrade uobičajenih silikonskih pločica od 300 mm i trenutno su najvažnije metode obrade ravnanja. Prilikom odabira metode obrade silicijumske pločice, potrebno je sveobuhvatno razmotriti zahtjeve veličine promjera, kvalitete površine i tehnologije obrade polirne pločice monokristalne silikonske pločice. Pozadinsko stanjivanje vafla može odabrati samo jednostranu metodu obrade, kao što je metoda rotacijskog mljevenja silikonske pločice.

Osim odabira metode mljevenja u mljevenju silicijumskih vafla, potrebno je odrediti i izbor razumnih parametara procesa kao što su pozitivni pritisak, veličina zrna brusnog kola, vezivo brusnog kola, brzina brusnog kola, brzina silicijumske pločice, viskoznost tečnosti za mlevenje i protok, itd., i odrediti razumnu rutu procesa. Obično se segmentirani proces brušenja koji uključuje grubo brušenje, poluzavršno brušenje, završno brušenje, brušenje bez varnica i sporu podlogu koristi za dobijanje monokristalnih silikonskih pločica sa visokom efikasnošću obrade, visokom ravnošću površine i malim oštećenjem površine.