Pourquoi faut-il éclaircir ?

Dans la phase du processus back-end, letranche (plaquette de siliciumavec des circuits à l'avant) doit être aminci à l'arrière avant le découpage, le soudage et l'emballage ultérieurs pour réduire la hauteur de montage du boîtier, réduire le volume du boîtier de la puce, améliorer l'efficacité de diffusion thermique, les performances électriques, les propriétés mécaniques de la puce et réduire la quantité de couper en dés. Le rétro-broyage présente les avantages d’un rendement élevé et d’un faible coût. Elle a remplacé les procédés traditionnels de gravure humide et de gravure ionique pour devenir la technologie d'amincissement arrière la plus importante.

La plaquette amincie

Comment maigrir ?

Processus principal d'amincissement des plaquettes dans le processus d'emballage traditionnel

Les étapes spécifiques detrancheL'amincissement consiste à lier la plaquette à traiter au film amincissant, puis à utiliser le vide pour adsorber le film amincissant et la puce dessus sur la table de plaquette en céramique poreuse, à ajuster les lignes centrales circulaires intérieures et extérieures de la surface de travail du une meule diamantée en forme de coupe au centre de la plaquette de silicium, et la plaquette de silicium et la meule tournent autour de leurs axes respectifs pour un meulage par découpe. Le meulage comprend trois étapes : le meulage grossier, le meulage fin et le polissage.

La tranche sortant de l’usine de tranches est rétro-broyée pour l’amincir jusqu’à l’épaisseur requise pour l’emballage. Lors du meulage de la plaquette, du ruban adhésif doit être appliqué sur l'avant (zone active) pour protéger la zone du circuit, et l'arrière est meulé en même temps. Après le meulage, retirez le ruban et mesurez l'épaisseur.
Les processus de meulage qui ont été appliqués avec succès à la préparation des plaquettes de silicium comprennent le meulage sur table rotative,plaquette de siliciummeulage par rotation, meulage double face, etc. Avec l'amélioration continue des exigences de qualité de surface des plaquettes de silicium monocristallin, de nouvelles technologies de meulage sont constamment proposées, telles que le meulage TAIKO, le meulage chimico-mécanique, le meulage par polissage et le meulage par disque planétaire.

Meulage sur table rotative :

Le meulage sur table rotative (meulage sur table rotative) est un des premiers processus de meulage utilisé dans la préparation et l'amincissement des plaquettes de silicium. Son principe est représenté sur la figure 1. Les plaquettes de silicium sont fixées sur les ventouses de la table tournante, et tournent de manière synchrone entraînées par la table tournante. Les plaquettes de silicium elles-mêmes ne tournent pas autour de leur axe ; la meule est alimentée axialement tout en tournant à grande vitesse, et le diamètre de la meule est supérieur au diamètre de la plaquette de silicium. Il existe deux types de rectification à table rotative : la rectification frontale en plongée et la rectification frontale tangentielle. Dans le meulage en plongée frontale, la largeur de la meule est plus grande que le diamètre de la plaquette de silicium, et la broche de la meule avance en continu le long de sa direction axiale jusqu'à ce que l'excédent soit traité, puis la plaquette de silicium tourne sous l'entraînement de la table rotative ; lors du meulage tangentiel frontal, la meule avance dans sa direction axiale, et la plaquette de silicium tourne en continu sous l'entraînement du disque rotatif, et le meulage est complété par une alimentation alternative (réciprocité) ou une alimentation fluage (alimentation lente).

Figure 1, diagramme schématique du principe de meulage sur table rotative (face tangentielle)

Par rapport à la méthode de meulage, le meulage sur table rotative présente les avantages d'un taux d'enlèvement élevé, de faibles dommages de surface et d'une automatisation facile. Cependant, la zone de meulage réelle (meulage actif) B et l'angle de coupe θ (l'angle entre le cercle extérieur de la meule et le cercle extérieur de la plaquette de silicium) dans le processus de meulage changent avec le changement de la position de coupe. de la meule, ce qui entraîne une force de meulage instable, rendant difficile l'obtention de la précision de surface idéale (valeur TTV élevée) et provoquant facilement des défauts tels que l'effondrement des bords et l'effondrement des bords. La technologie de meulage à table rotative est principalement utilisée pour le traitement de tranches de silicium monocristallin de moins de 200 mm. L'augmentation de la taille des plaquettes de silicium monocristallin a mis en avant des exigences plus élevées en matière de précision de surface et de précision de mouvement de l'établi de l'équipement, de sorte que le meulage sur table rotative n'est pas adapté au meulage de plaquettes de silicium monocristallin de plus de 300 mm.
Afin d'améliorer l'efficacité du meulage, les équipements de meulage tangentiel plan commerciaux adoptent généralement une structure à meules multiples. Par exemple, un ensemble de meules grossières et un ensemble de meules fines sont équipés sur l'équipement, et la table rotative tourne sur un cercle pour terminer tour à tour le meulage grossier et le meulage fin. Ce type d'équipement comprend le G-500DS de la société américaine GTI (Figure 2).

Figure 2, équipement de meulage à table rotative G-500DS de la société GTI aux États-Unis

Meulage par rotation des plaquettes de silicium :

Afin de répondre aux besoins de préparation de plaquettes de silicium de grande taille et de traitement d'amincissement arrière, et d'obtenir une précision de surface avec une bonne valeur TTV. En 1988, le chercheur japonais Matsui a proposé une méthode de broyage par rotation des plaquettes de silicium (in-feedgrinding). Son principe est illustré à la figure 3. La plaquette de silicium monocristallin et la meule diamantée en forme de coupe adsorbées sur l'établi tournent autour de leurs axes respectifs, et la meule est alimentée en continu dans la direction axiale en même temps. Parmi eux, le diamètre de la meule est plus grand que le diamètre de la plaquette de silicium traitée et sa circonférence passe par le centre de la plaquette de silicium. Afin de réduire la force de meulage et la chaleur de meulage, la ventouse à vide est généralement découpée dans une forme convexe ou concave ou l'angle entre la broche de la meule et l'axe de la broche de la ventouse est ajusté pour assurer un meulage semi-contact entre le meule et la plaquette de silicium.

Figure 3, diagramme schématique du principe de broyage rotatif d'une plaquette de silicium

Par rapport au meulage sur table rotative, le meulage rotatif de tranches de silicium présente les avantages suivants : ① Le meulage unique d'une tranche unique peut traiter des tranches de silicium de grande taille de plus de 300 mm ; ② La zone de meulage réelle B et l'angle de coupe θ sont constants et la force de meulage est relativement stable ; ③ En ajustant l'angle d'inclinaison entre l'axe de la meule et l'axe de la plaquette de silicium, la forme de la surface de la plaquette de silicium monocristallin peut être activement contrôlée pour obtenir une meilleure précision de forme de surface. De plus, la zone de meulage et l'angle de coupe θ du meulage rotatif des plaquettes de silicium présentent également les avantages d'un meulage à grande marge, d'une détection et d'un contrôle faciles de l'épaisseur et de la qualité de surface en ligne, d'une structure d'équipement compacte, d'un meulage intégré multi-stations facile et d'une efficacité de meulage élevée.
Afin d'améliorer l'efficacité de la production et de répondre aux besoins des lignes de production de semi-conducteurs, l'équipement de meulage commercial basé sur le principe du meulage rotatif des plaquettes de silicium adopte une structure multibroches multi-stations, qui peut effectuer un meulage grossier et un meulage fin en un seul chargement et déchargement. . Combiné avec d'autres installations auxiliaires, il peut réaliser le broyage entièrement automatique de tranches de silicium monocristallin « séchage/séchage » et « cassette à cassette ».

Meulage double face :

Lorsque le meulage rotatif d'une plaquette de silicium traite les surfaces supérieure et inférieure de la plaquette de silicium, la pièce doit être retournée et réalisée par étapes, ce qui limite l'efficacité. Dans le même temps, le meulage rotatif de la plaquette de silicium présente des erreurs de copie (copiées) et des marques de meulage (grindingmark) en surface, et il est impossible d'éliminer efficacement les défauts tels que l'ondulation et la conicité sur la surface de la plaquette de silicium monocristallin après la coupe du fil. (multi-scie), comme le montre la figure 4. Pour pallier les défauts ci-dessus, la technologie de meulage double face (doublesidegrinding) est apparue dans les années 1990, et son principe est montré sur la figure 5. Les pinces réparties symétriquement sur les deux côtés serrent la plaquette de silicium monocristallin dans la bague de retenue et tournent lentement, entraînés par le rouleau. Une paire de meules diamantées en forme de coupe est située relativement des deux côtés de la plaquette de silicium monocristallin. Entraînés par la broche électrique sur roulement à air, ils tournent dans des directions opposées et s'alimentent axialement pour obtenir un meulage double face de la plaquette de silicium monocristallin. Comme le montre la figure, le meulage double face peut éliminer efficacement l'ondulation et la conicité de la surface de la plaquette de silicium monocristallin après la coupe du fil. Selon le sens de disposition de l'axe de la meule, le meulage double face peut être horizontal et vertical. Parmi eux, le meulage horizontal double face peut réduire efficacement l'influence de la déformation de la plaquette de silicium causée par le poids mort de la plaquette de silicium sur la qualité du meulage, et il est facile de garantir que les conditions du processus de meulage des deux côtés du silicium monocristallin La plaquette est la même, et les particules abrasives et les copeaux de broyage ne restent pas facilement à la surface de la plaquette de silicium monocristallin. C'est une méthode de broyage relativement idéale.

Figure 4, « Erreur de copie » et défauts de marques d'usure lors du meulage par rotation d'une plaquette de silicium

Figure 5, diagramme schématique du principe de meulage double face

Le tableau 1 montre la comparaison entre le meulage et le meulage double face des trois types ci-dessus de tranches de silicium monocristallin. Le meulage double face est principalement utilisé pour le traitement des tranches de silicium de moins de 200 mm et a un rendement de tranche élevé. Grâce à l'utilisation de meules abrasives fixes, le meulage de plaquettes de silicium monocristallin peut obtenir une qualité de surface bien supérieure à celle du meulage double face. Par conséquent, le meulage rotatif des plaquettes de silicium et le meulage double face peuvent répondre aux exigences de qualité de traitement des plaquettes de silicium traditionnelles de 300 mm et constituent actuellement les méthodes de traitement d'aplatissement les plus importantes. Lors de la sélection d'une méthode de traitement d'aplatissement d'une plaquette de silicium, il est nécessaire de prendre en compte de manière exhaustive les exigences en matière de taille de diamètre, de qualité de surface et de technologie de traitement de la plaquette de polissage de la plaquette de silicium monocristallin. L'amincissement arrière de la plaquette ne peut sélectionner qu'une méthode de traitement sur un seul côté, telle que la méthode de meulage rotatif de la plaquette de silicium.

En plus de sélectionner la méthode de meulage lors du meulage de plaquettes de silicium, il est également nécessaire de déterminer la sélection de paramètres de processus raisonnables tels que la pression positive, la taille des grains de la meule, le liant de la meule, la vitesse de la meule, la vitesse de la plaquette de silicium, la viscosité du fluide de meulage et débit, etc., et déterminer un itinéraire de processus raisonnable. Habituellement, un processus de meulage segmenté comprenant un meulage grossier, un meulage de semi-finition, un meulage de finition, un meulage sans étincelles et un support lent est utilisé pour obtenir des tranches de silicium monocristallin avec une efficacité de traitement élevée, une planéité de surface élevée et de faibles dommages de surface.