چرا به نازک شدن نیاز دارید؟

در مرحله فرآیند back-end،ویفر (ویفر سیلیکونیبا مدارهای جلویی) باید قبل از برش، جوشکاری و بسته بندی بعدی، پشت نازک شود تا ارتفاع نصب بسته، کاهش حجم بسته بندی تراشه، بهبود راندمان انتشار حرارتی تراشه، عملکرد الکتریکی، خواص مکانیکی و کاهش مقدار قطعه قطعه کردن سنگ زنی پشت دارای مزایای بهره وری بالا و هزینه کم است. این روش جایگزین فرآیندهای سنتی اچینگ مرطوب و حکاکی یونی شده است تا به مهمترین فناوری نازک شدن پشت تبدیل شود.

ویفر رقیق شده

چگونه لاغر شویم؟

فرآیند اصلی نازک شدن ویفر در فرآیند بسته بندی سنتی

مراحل خاص ازویفرنازک شدن برای چسباندن ویفری که قرار است پردازش شود به لایه نازک کننده چسبانده می شود و سپس از خلاء برای جذب لایه نازک و تراشه روی آن به میز ویفر سرامیکی متخلخل استفاده می شود، خطوط مرکزی قایق دایره ای داخلی و خارجی سطح کار را تنظیم می کند. چرخ سنگ زنی الماس فنجانی به مرکز ویفر سیلیکونی، و ویفر سیلیکونی و چرخ سنگ زنی به دور مربوطه خود می چرخند. محور برای سنگ زنی برش. سنگ زنی شامل سه مرحله است: آسیاب خشن، آسیاب ریز و پرداخت.

ویفری که از کارخانه ویفر خارج می‌شود، برای نازک شدن ویفر به ضخامت مورد نیاز برای بسته‌بندی، پشت آسیاب می‌شود. هنگام آسیاب کردن ویفر، برای محافظت از ناحیه مدار، باید در قسمت جلویی (Active Area) نوار چسب زده شود و در همان زمان قسمت پشتی آن آسیاب شود. پس از آسیاب، نوار را بردارید و ضخامت آن را اندازه بگیرید.
فرآیندهای آسیاب که با موفقیت در تهیه ویفر سیلیکونی اعمال شده اند شامل آسیاب میز چرخشی است.ویفر سیلیکونیسنگ زنی چرخشی، سنگ زنی دو طرفه و غیره. با بهبود بیشتر الزامات کیفیت سطح ویفرهای سیلیکونی تک کریستال، فناوری های جدید آسیاب به طور مداوم پیشنهاد می شوند، مانند سنگ زنی TAIKO، آسیاب مکانیکی شیمیایی، سنگ زنی پرداخت و سنگ زنی سیاره ای.

سنگ زنی میز دوار:

آسیاب روتاری روتاری (روتاری میز آسیاب) یک فرآیند آسیاب اولیه است که در تهیه ویفر سیلیکونی و نازک کردن پشت استفاده می شود. اصل آن در شکل 1 نشان داده شده است. ویفرهای سیلیکونی روی مکنده های میز دوار ثابت شده اند و به طور همزمان توسط میز دوار می چرخند. خود ویفرهای سیلیکونی حول محور خود نمی چرخند. چرخ سنگ زنی در حین چرخش با سرعت بالا به صورت محوری تغذیه می شود و قطر چرخ سنگ زنی بزرگتر از قطر ویفر سیلیکونی است. دو نوع سنگ زنی روی میز چرخشی وجود دارد: آسیاب غوطه ور چهره و سنگ زنی مماس چهره. در سنگ زنی غوطه ور چهره، عرض چرخ سنگ زنی بزرگتر از قطر ویفر سیلیکونی است، و دوک چرخ سنگ زنی به طور مداوم در جهت محوری خود تغذیه می شود تا زمانی که مقدار اضافی پردازش شود، و سپس ویفر سیلیکونی زیر درایو میز دوار می چرخد. در سنگ زنی مماسی صورت، چرخ سنگ زنی در امتداد جهت محوری خود تغذیه می کند و ویفر سیلیکونی به طور مداوم در زیر محرک دیسک چرخان می چرخد و سنگ زنی با تغذیه رفت و برگشتی (مقابله) یا تغذیه خزشی (خزش) تکمیل می شود.

شکل 1، نمودار شماتیک اصل سنگ زنی میز دوار (مماسی صورت).

در مقایسه با روش سنگ زنی، سنگ زنی روتاری میز دارای مزایای سرعت حذف بالا، آسیب سطح کوچک و اتوماسیون آسان است. با این حال، منطقه آسیاب واقعی (سنگ زنی فعال) B و زاویه برش θ (زاویه بین دایره بیرونی چرخ سنگ زنی و دایره بیرونی ویفر سیلیکونی) در فرآیند آسیاب با تغییر موقعیت برش تغییر می کند. چرخ سنگ زنی که منجر به نیروی سنگ زنی ناپایدار می شود و دستیابی به دقت سطح ایده آل (مقدار TTV بالا) را دشوار می کند و به راحتی باعث ایجاد نقص هایی مانند فروپاشی لبه و لبه می شود. فروپاشی تکنولوژی سنگ زنی میز دوار عمدتاً برای پردازش ویفرهای سیلیکونی تک کریستال زیر 200 میلی متر استفاده می شود. افزایش اندازه ویفرهای سیلیکونی تک کریستال الزامات بیشتری را برای دقت سطح و دقت حرکت میز کار تجهیزات ایجاد کرده است، بنابراین آسیاب میز چرخشی برای آسیاب ویفرهای سیلیکونی تک کریستال بالای 300 میلی متر مناسب نیست.
به منظور بهبود راندمان سنگ زنی، تجهیزات سنگ زنی مماس هواپیمای تجاری معمولاً از ساختار چرخ چند سنگ زنی استفاده می کنند. به عنوان مثال، مجموعه ای از چرخ های سنگ زنی خشن و مجموعه ای از چرخ های سنگ زنی ریز بر روی تجهیزات مجهز شده اند و میز دوار یک دایره می چرخد تا به نوبه خود سنگ زنی خشن و سنگ زنی ریز را تکمیل کند. این نوع تجهیزات شامل G-500DS شرکت آمریکایی GTI می باشد (شکل 2).

شکل 2، تجهیزات سنگ زنی میز دوار G-500DS شرکت GTI در ایالات متحده

آسیاب چرخشی ویفر سیلیکونی:

به منظور پاسخگویی به نیازهای تهیه ویفر سیلیکونی با اندازه بزرگ و پردازش نازک کردن پشت و به دست آوردن دقت سطح با ارزش TTV خوب. در سال 1988، محقق ژاپنی ماتسویی روش آسیاب چرخشی ویفر سیلیکونی (در تغذیه) را پیشنهاد کرد. اصل آن در شکل 3 نشان داده شده است. ویفر سیلیکونی تک کریستال و چرخ سنگ زنی الماس فنجانی که روی میز کار جذب شده اند، حول محورهای مربوطه خود می چرخند و چرخ سنگ زنی به طور پیوسته در جهت محوری در همان زمان تغذیه می شود. در میان آنها قطر چرخ سنگ زنی بزرگتر از قطر ویفر سیلیکونی فرآوری شده است و محیط آن از مرکز ویفر سیلیکونی می گذرد. به منظور کاهش نیروی سنگ زنی و کاهش حرارت سنگ زنی، مکنده خلاء معمولاً به شکل محدب یا مقعر بریده می شود یا زاویه بین دوک چرخ سنگ زنی و محور دوک فنجان مکنده تنظیم می شود تا از آسیاب نیمه تماسی بین دوک اطمینان حاصل شود. چرخ سنگ زنی و ویفر سیلیکونی.

شکل 3، نمودار شماتیک اصل آسیاب چرخشی ویفر سیلیکونی

در مقایسه با آسیاب میز دوار، سنگ زنی چرخشی ویفر سیلیکونی دارای مزایای زیر است: ① آسیاب تک ویفری یکباره می تواند ویفرهای سیلیکونی با اندازه بزرگ بیش از 300 میلی متر را پردازش کند. ② منطقه سنگ زنی واقعی B و زاویه برش θ ثابت هستند و نیروی سنگ زنی نسبتاً پایدار است. ③ با تنظیم زاویه شیب بین محور چرخ سنگ زنی و محور ویفر سیلیکونی، شکل سطح ویفر سیلیکونی تک کریستالی را می توان به طور فعال کنترل کرد تا دقت شکل سطح بهتر به دست آید. علاوه بر این، منطقه سنگ زنی و زاویه برش θ آسیاب چرخشی ویفر سیلیکونی دارای مزایای آسیاب حاشیه بزرگ، تشخیص و کنترل کیفیت آنلاین ضخامت و سطح آسان، ساختار تجهیزات فشرده، آسیاب یکپارچه چند ایستگاهی آسان و راندمان سنگ زنی بالا است.
به منظور بهبود راندمان تولید و رفع نیازهای خطوط تولید نیمه هادی، تجهیزات سنگ زنی تجاری بر اساس اصل سنگ زنی چرخشی ویفر سیلیکونی از ساختار چند ایستگاهی چند اسپیندل استفاده می کنند که می تواند سنگ زنی خشن و سنگ زنی ریز را در یک بارگیری و تخلیه کامل کند. . در ترکیب با سایر امکانات کمکی، می تواند آسیاب تمام اتوماتیک ویفرهای سیلیکونی تک کریستال "خشک کردن/خشک کردن" و "کاست به کاست" را تحقق بخشد.

سنگ زنی دو طرفه:

هنگامی که سنگ زنی چرخشی ویفر سیلیکونی سطوح بالایی و پایینی ویفر سیلیکونی را پردازش می کند، قطعه کار باید برگردانده شود و طی مراحلی انجام شود که کارایی را محدود می کند. در عین حال، سنگ زنی چرخشی ویفر سیلیکونی دارای خطای سطح کپی (کپی) و علائم سنگ زنی (مارک سنگ زنی) است و رفع ایراداتی مانند موج زدگی و مخروطی شدن سطح ویفر سیلیکونی تک کریستال پس از برش سیم غیرممکن است. (چند اره)، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است. برای غلبه بر عیوب فوق، تکنولوژی سنگ زنی دو طرفه (دو طرفه) در دهه 1990 ظاهر شد و اصل آن در شکل 5 نشان داده شده است. گیره هایی که به طور متقارن در هر دو طرف توزیع شده اند، ویفر سیلیکونی تک کریستالی را در حلقه نگهدارنده می بندند و به آرامی توسط غلتک می چرخند. یک جفت چرخ سنگ زنی الماس فنجانی شکل نسبتاً در دو طرف ویفر سیلیکونی تک کریستال قرار دارد. با حرکت دوک الکتریکی یاتاقان هوا، آنها در جهات مخالف می چرخند و به صورت محوری تغذیه می شوند تا ویفر سیلیکونی تک کریستالی به آسیاب دو طرفه دست یابند. همانطور که از شکل مشاهده می شود، آسیاب دو طرفه می تواند به طور موثری موج و مخروط روی سطح ویفر سیلیکونی تک کریستال را پس از برش سیم از بین ببرد. با توجه به جهت آرایش محور چرخ سنگ زنی، سنگ زنی دو طرفه می تواند افقی و عمودی باشد. در میان آنها، سنگ زنی افقی دو طرفه می تواند به طور موثر تأثیر تغییر شکل ویفر سیلیکونی ناشی از وزن مرده ویفر سیلیکونی را بر کیفیت آسیاب کاهش دهد و اطمینان از شرایط فرآیند آسیاب در هر دو طرف سیلیکون تک کریستالی آسان است. ویفر یکسان است و ذرات ساینده و تراشه های آسیاب به راحتی روی سطح ویفر سیلیکونی تک کریستال باقی نمی مانند. این یک روش آسیاب نسبتا ایده آل است.

شکل 4، "کاپی خطا" و عیوب علامت سایش در چرخش ویفر سیلیکونی

شکل 5، نمودار شماتیک اصل سنگ زنی دو طرفه

جدول 1 مقایسه بین آسیاب و آسیاب دو طرفه سه نوع ویفر سیلیکونی تک کریستال فوق را نشان می دهد. سنگ زنی دو طرفه عمدتاً برای پردازش ویفر سیلیکونی زیر 200 میلی متر استفاده می شود و عملکرد ویفر بالایی دارد. به دلیل استفاده از چرخ های سنگ زنی ثابت ساینده، آسیاب ویفرهای سیلیکونی تک کریستال می تواند کیفیت سطحی بسیار بالاتری نسبت به آسیاب دو طرفه داشته باشد. بنابراین، هم آسیاب چرخشی ویفر سیلیکونی و هم آسیاب دو طرفه می‌توانند نیازهای کیفیت پردازش ویفرهای سیلیکونی 300 میلی‌متری را برآورده کنند و در حال حاضر مهمترین روش‌های پردازش صاف کردن هستند. هنگام انتخاب روش پردازش صاف کردن ویفر سیلیکونی، لازم است الزامات اندازه قطر، کیفیت سطح و فناوری پردازش ویفر پولیش ویفر سیلیکونی تک کریستال را به طور جامع در نظر بگیرید. نازک شدن پشت ویفر فقط می تواند یک روش پردازش یک طرفه مانند روش آسیاب چرخشی ویفر سیلیکونی را انتخاب کند.

علاوه بر انتخاب روش آسیاب در آسیاب ویفر سیلیکونی، تعیین انتخاب پارامترهای فرآیند معقول مانند فشار مثبت، اندازه دانه چرخ سنگ زنی، بایندر چرخ آسیاب، سرعت چرخ آسیاب، سرعت ویفر سیلیکونی، ویسکوزیته سیال سنگ زنی و نرخ جریان و غیره و تعیین یک مسیر فرآیند معقول. معمولاً برای به دست آوردن ویفرهای سیلیکونی تک کریستالی با راندمان پردازش بالا، صافی سطح بالا و آسیب سطح کم، از یک فرآیند آسیاب قطعه‌ای شامل آسیاب خشن، آسیاب نیمه تمام، آسیاب نهایی، سنگ‌زنی بدون جرقه و پشت‌بندی آهسته استفاده می‌شود.