Hvorfor skal der udtyndes?

I back-end processtadietoblat (silicium wafermed kredsløb på forsiden) skal fortyndes på bagsiden før efterfølgende terninger, svejsning og pakning for at reducere pakkens monteringshøjde, reducere spånpakkens volumen, forbedre chippens termiske diffusionseffektivitet, elektriske ydeevne, mekaniske egenskaber og reducere mængden af terninger. Bagslibning har fordelene ved høj effektivitet og lave omkostninger. Den har erstattet de traditionelle våd- og ionætsningsprocesser for at blive den vigtigste rygfortyndingsteknologi.

Den fortyndede oblat

Hvordan udtyndes?

Hovedproces med waferfortynding i traditionel emballageproces

De specifikke trin ioblatudtynding er at binde den wafer, der skal behandles til udtyndingsfilmen, og derefter bruge vakuum til at adsorbere udtyndingsfilmen og chippen på den til det porøse keramiske waferbord, justere de indre og ydre cirkulære bådcenterlinjer på arbejdsfladen på kopformet diamantslibeskive til midten af siliciumwaferen, og siliciumwaferen og slibeskiven roterer omkring deres respektive akser for skærende slibning. Slibning omfatter tre stadier: grovslibning, finslibning og polering.

Waferen, der kommer ud fra waferfabrikken, er bagkværnet for at fortynde waferen til den tykkelse, der kræves til emballering. Når waferen slibes, skal der påføres tape på forsiden (Active Area) for at beskytte kredsløbsområdet, og bagsiden slibes på samme tid. Efter slibning skal du fjerne båndet og måle tykkelsen.
De slibeprocesser, der med succes er blevet anvendt til fremstilling af siliciumwafer, omfatter roterende bordslibning,silicium waferrotationsslibning, dobbeltsidet slibning osv. Med den yderligere forbedring af overfladekvalitetskravene for enkeltkrystal siliciumwafers foreslås konstant nye slibeteknologier, såsom TAIKO-slibning, kemisk mekanisk slibning, poleringsslibning og planetskiveslibning.

Roterende bordslibning:

Roterende bordslibning (roterende bordslibning) er en tidlig slibeproces, der bruges til forberedelse af siliciumwafer og tilbagefortynding. Dens princip er vist i figur 1. Siliciumskiverne er fastgjort på sugekopperne på det roterende bord og roterer synkront drevet af det roterende bord. Siliciumskiverne roterer ikke selv om deres akse; slibeskiven tilføres aksialt, mens den roterer med høj hastighed, og slibeskivens diameter er større end siliciumwaferens diameter. Der er to typer roterende bordslibning: flade dykslibning og flade tangentiel slibning. Ved slibning med flade dyk er slibeskivens bredde større end siliciumwaferens diameter, og slibehjulsspindelen fødes kontinuerligt langs sin aksiale retning, indtil overskuddet er behandlet, og derefter roteres siliciumwaferen under drevet af det roterende bord; i front-tangential slibning, slibeskiven fremføres langs sin aksiale retning, og siliciumwaferen roteres kontinuerligt under drevet af den roterende skive, og slibningen afsluttes med frem- og tilbagegående fremføring (frem- og tilbagegående) eller krybning (krybning).

Figur 1, skematisk diagram af roterende bordslibning (flade tangentiel) princip

Sammenlignet med slibemetoden har roterende bordslibning fordelene ved høj fjernelseshastighed, små overfladeskader og nem automatisering. Imidlertid ændres det faktiske slibeareal (aktiv slibning) B og indskæringsvinklen θ (vinklen mellem slibeskivens ydre cirkel og siliciumwaferens ydre cirkel) i slibningsprocessen med ændringen af skærepositionen af slibeskiven, hvilket resulterer i en ustabil slibekraft, hvilket gør det vanskeligt at opnå den ideelle overfladenøjagtighed (høj TTV-værdi), og forårsager let defekter såsom kantkollaps og kant kollapse. Den roterende bordslibeteknologi bruges hovedsageligt til forarbejdning af enkeltkrystal siliciumwafers under 200 mm. Stigningen i størrelsen af enkeltkrystal siliciumwafers har stillet højere krav til overfladenøjagtigheden og bevægelsesnøjagtigheden af udstyrsarbejdsbordet, så den roterende bordslibning er ikke egnet til slibning af enkeltkrystal siliciumwafers over 300 mm.
For at forbedre slibeeffektiviteten anvender kommercielt tangentielt slibeudstyr normalt en multi-slibeskivestruktur. For eksempel er der udstyret med et sæt ru slibeskiver og et sæt fine slibeskiver på udstyret, og det roterende bord roterer en cirkel for at afslutte grovslibningen og finslibningen på skift. Denne type udstyr inkluderer G-500DS fra American GTI Company (figur 2).

Figur 2, G-500DS roterende bordslibeudstyr fra GTI Company i USA

Silicium wafer rotationsslibning:

For at imødekomme behovene for klargøring af siliciumwafer i stor størrelse og tilbagefortyndingsbehandling og opnå overfladenøjagtighed med god TTV-værdi. I 1988 foreslog den japanske lærde Matsui en metode til rotationsslibning af siliciumwafer (in-feed-slibning). Dens princip er vist i figur 3. Den enkeltkrystal siliciumwafer og den kopformede diamantslibeskive adsorberet på arbejdsbænken roterer omkring deres respektive akser, og slibeskiven føres kontinuerligt langs den aksiale retning på samme tid. Blandt dem er slibeskivens diameter større end diameteren af den forarbejdede siliciumwafer, og dens omkreds passerer gennem midten af siliciumwaferen. For at reducere slibekraften og reducere slibevarmen trimmes vakuumsugekoppen normalt til en konveks eller konkav form, eller vinklen mellem slibeskivens spindel og sugekoppens spindelakse justeres for at sikre semi-kontaktslibning mellem slibeskive og siliciumwaferen.

Figur 3, skematisk diagram af silicium wafer roterende slibning princip

Sammenlignet med roterende bordslibning har rotationsslibning af siliciumwafer følgende fordele: ① Single-wafer-slibning kan behandle store siliciumwafers over 300 mm; ② Det faktiske slibeområde B og skærevinklen θ er konstante, og slibekraften er relativt stabil; ③ Ved at justere hældningsvinklen mellem slibeskiveaksen og siliciumwaferaksen kan overfladeformen af enkeltkrystalsiliciumwaferen aktivt kontrolleres for at opnå bedre overfladeformsnøjagtighed. Derudover har slibeområdet og skærevinklen θ for rotationsslibning af siliciumwafer også fordelene ved slibning med stor margin, nem online tykkelse og overfladekvalitetsdetektion og kontrol, kompakt udstyrsstruktur, nem multistation integreret slibning og høj slibeeffektivitet.
For at forbedre produktionseffektiviteten og imødekomme behovene for halvlederproduktionslinjer, vedtager kommercielt slibeudstyr baseret på princippet om rotationsslibning af siliciumwafer en multi-spind multistationsstruktur, som kan fuldføre grov slibning og finslibning i én lastning og losning . Kombineret med andre hjælpefaciliteter kan den realisere den fuldautomatiske slibning af enkeltkrystal siliciumwafers "tørre-ind/tørre-ud" og "kassette til kassette".

Dobbeltsidet slibning:

Når siliciumwaferens roterende slibning behandler de øvre og nedre overflader af siliciumwaferen, skal emnet vendes og udføres i trin, hvilket begrænser effektiviteten. Samtidig har siliciumwaferens rotationsslibning overfladefejlkopiering (kopieret) og slibemærker (slibemærke), og det er umuligt effektivt at fjerne defekterne såsom bølgethed og tilspidsning på overfladen af enkeltkrystal siliciumwaferen efter trådskæring (multi-sav), som vist i figur 4. For at overvinde ovenstående defekter dukkede dobbeltsidet slibeteknologi (dobbeltsideslibning) op i 1990'erne, og dets princip er vist i figur 5. Klemmerne symmetrisk fordelt på begge sider klemmer enkeltkrystalsiliciumwaferen i holderingen og roterer langsomt drevet af rullen. Et par kopformede diamantslibeskiver er relativt placeret på begge sider af enkeltkrystal siliciumwaferen. Drevet af den luftbærende elektriske spindel roterer de i modsatte retninger og fødes aksialt for at opnå dobbeltsidet slibning af enkeltkrystal siliciumwaferen. Som det kan ses af figuren, kan dobbeltsidet slibning effektivt fjerne bølgerne og tilspidsningen på overfladen af enkeltkrystal siliciumwaferen efter trådskæring. I henhold til arrangementsretningen for slibeskivens akse kan dobbeltsidet slibning være vandret og lodret. Blandt dem kan vandret dobbeltsidet slibning effektivt reducere indflydelsen af siliciumwafer deformation forårsaget af siliciumwaferens egenvægt på slibekvaliteten, og det er let at sikre, at slibningsprocessen forholder sig på begge sider af enkeltkrystalsiliciumet wafer er de samme, og de slibende partikler og slibespåner er ikke nemme at forblive på overfladen af enkeltkrystal siliciumwaferen. Det er en forholdsvis ideel slibemetode.

Figur 4, "Fejlkopi" og slidmærkedefekter i siliciumwaferrotationsslibning

Figur 5, skematisk diagram af dobbeltsidet slibeprincip

Tabel 1 viser sammenligningen mellem slibning og dobbeltsidet slibning af de ovennævnte tre typer enkeltkrystal siliciumwafers. Dobbeltsidet slibning bruges hovedsageligt til siliciumwaferbehandling under 200 mm og har et højt waferudbytte. På grund af brugen af faste slibeskiver kan slibning af enkeltkrystal siliciumskiver opnå en meget højere overfladekvalitet end dobbeltsidet slibning. Derfor kan både rotationsslibning af siliciumwafer og dobbeltsidet slibning opfylde forarbejdningskvalitetskravene for almindelige 300 mm siliciumwafers og er i øjeblikket de vigtigste udfladebehandlingsmetoder. Når du vælger en siliciumwafer-affladebehandlingsmetode, er det nødvendigt grundigt at overveje kravene til diameterstørrelsen, overfladekvaliteten og poleringswaferbehandlingsteknologien for enkeltkrystal siliciumwaferen. Bagudtyndingen af waferen kan kun vælge en enkeltsidet forarbejdningsmetode, såsom siliciumwafer roterende slibemetode.

Ud over at vælge slibemetoden i siliciumwaferslibning er det også nødvendigt at bestemme valget af rimelige procesparametre såsom positivt tryk, slibeskivekornstørrelse, slibeskivebindemiddel, slibeskivehastighed, siliciumwaferhastighed, slibevæskeviskositet og flowhastighed osv., og bestemme en rimelig procesrute. Normalt bruges en segmenteret slibeproces, herunder grovslibning, semi-finishing slibning, efterbehandling slibning, gnistfri slibning og langsom bagside til at opnå enkeltkrystal silicium wafers med høj forarbejdningseffektivitet, høj overfladeplanhed og lav overfladebeskadigelse.