Zašto je potrebno stanjivanje?

U fazi pozadinskog procesa,napolitanka (silikonska pločicasa sklopovima na prednjoj strani) potrebno je stanjiti sa stražnje strane prije naknadnog rezanja, zavarivanja i pakiranja kako bi se smanjila visina ugradnje paketa, smanjio volumen paketa čipa, poboljšala učinkovitost toplinske difuzije čipa, električna izvedba, mehanička svojstva i smanjila količina rezanje na kockice. Povratno brušenje ima prednosti visoke učinkovitosti i niske cijene. Zamijenio je tradicionalne postupke mokrog jetkanja i ionskog jetkanja i postao najvažnija tehnologija stanjivanja.

Tanjena oblatna

Kako stanjiti?

Glavni proces stanjivanja vafla u tradicionalnom procesu pakiranja

Specifični koracinapolitankastanjivanje je vezati pločicu koja se obrađuje na stanjivi film, a zatim upotrijebiti vakuum za adsorpciju stanjivog filma i strugotine na njemu na porozni keramički stol pločice, prilagoditi unutarnje i vanjske kružne središnje linije čamca radne površine dijamantni brusni kotač u obliku čaše u središte silicijske pločice, a silicijska pločica i brusni kotač rotiraju oko sebe njihove odgovarajuće osi za urezno brušenje. Brušenje uključuje tri faze: grubo brušenje, fino brušenje i poliranje.

Oblatna koja izlazi iz tvornice napolitanki se ponovno melje kako bi se istanjila na debljinu potrebnu za pakiranje. Prilikom brušenja pločice potrebno je zalijepiti traku na prednju stranu (aktivno područje) kako bi se zaštitilo područje strujnog kruga, a istovremeno se brusi stražnja strana. Nakon brušenja skinite traku i izmjerite debljinu.
Postupci mljevenja koji su uspješno primijenjeni za pripremu silicijskih pločica uključuju mljevenje na rotacijskom stolu,silikonska pločicarotacijsko brušenje, dvostrano brušenje, itd. S daljnjim poboljšanjem zahtjeva za kvalitetom površine monokristalnih silicijskih pločica, stalno se predlažu nove tehnologije brušenja, kao što su TAIKO brušenje, kemijsko mehaničko brušenje, brušenje za poliranje i brušenje planetarnih ploča.

Brušenje na rotacijskom stolu:

Brušenje na rotacijskom stolu (mljevenje na rotacijskom stolu) rani je postupak mljevenja koji se koristi u pripremi silikonskih pločica i stanjivanju. Njegov princip prikazan je na slici 1. Silicijske pločice su pričvršćene na vakuumske čašice rotirajućeg stola i okreću se sinkrono pogonjene rotirajućim stolom. Same silikonske pločice se ne okreću oko svoje osi; brusni kotač se dovodi aksijalno dok se okreće velikom brzinom, a promjer brusnog kotača je veći od promjera silicijske pločice. Postoje dvije vrste brušenja na rotacijskom stolu: čeono brušenje uranjanjem i čeono tangencijalno brušenje. Kod čeonog uranjanja, širina brusnog kotača je veća od promjera silicijske pločice, a vreteno brusnog kotača neprestano se pomiče duž svog aksijalnog smjera dok se višak ne obradi, a zatim se silicijska pločica rotira pod pogonom rotacijskog stola; kod čeonog tangencijalnog brušenja, brusni kotač se pomiče duž svog aksijalnog smjera, a silicijska pločica se kontinuirano okreće pod pogonom rotirajućeg diska, a brušenje se dovršava klipnim dopremanjem (reciprocation) ili puzanjem (creepfeed).

Slika 1, shematski dijagram principa brušenja rotacijskog stola (čeono tangencijalno).

U usporedbi s metodom brušenja, brušenje na rotacijskom stolu ima prednosti visoke stope uklanjanja, malog oštećenja površine i jednostavne automatizacije. Međutim, stvarna površina brušenja (aktivno brušenje) B i kut rezanja θ (kut između vanjskog kruga brusne ploče i vanjskog kruga silikonske pločice) u procesu brušenja mijenjaju se s promjenom položaja rezanja. brusne ploče, što rezultira nestabilnom silom brušenja, što otežava postizanje idealne točnosti površine (visoka vrijednost TTV) i lako uzrokuje kvarove kao što su rubni kolaps i rubni kolaps. Tehnologija mljevenja na rotacijskom stolu uglavnom se koristi za obradu monokristalnih silikonskih pločica ispod 200 mm. Povećanje veličine monokristalnih silicijskih pločica iznijelo je veće zahtjeve za točnost površine i točnost gibanja radnog stola opreme, tako da brušenje na rotacijskom stolu nije prikladno za brušenje monokristalnih silicijskih pločica iznad 300 mm.
Kako bi se poboljšala učinkovitost mljevenja, komercijalna oprema za tangencijalno mljevenje obično ima strukturu s više brusnih ploča. Na primjer, set grubih brusnih ploča i set finih brusnih ploča opremljeni su opremom, a rotirajući stol se okreće za jedan krug kako bi se redom dovršilo grubo i fino brušenje. Ova vrsta opreme uključuje G-500DS američke tvrtke GTI (slika 2).

Slika 2, oprema za mljevenje s rotacijskim stolom G-500DS tvrtke GTI iz Sjedinjenih Država

Rotacijsko mljevenje silikonske ploče:

Kako bi se zadovoljile potrebe pripreme silicijskih pločica velikih dimenzija i obrade povratnog stanjivanja, te postigla površinska točnost s dobrom TTV vrijednošću. Godine 1988., japanski učenjak Matsui predložio je metodu mljevenja silikonskih pločica rotacijom (mljevenje u dovodu). Njegovo načelo prikazano je na slici 3. Jednokristalna silikonska pločica i dijamantna brusna ploča u obliku šalice adsorbirana na radnom stolu rotiraju oko svojih osi, a brusna ploča se kontinuirano dovodi duž aksijalnog smjera u isto vrijeme. Među njima je promjer brusne ploče veći od promjera obrađene silicijske pločice, a njegov opseg prolazi kroz središte silicijske pločice. Kako bi se smanjila sila brušenja i smanjila toplina mljevenja, vakuumska usisna čašica obično se obrezuje u konveksan ili konkavan oblik ili se kut između vretena brusnog kotača i osi vretena usisne čašice prilagođava kako bi se osiguralo polukontaktno brušenje između brusna ploča i silikonska pločica.

Slika 3, Shematski dijagram principa rotacijskog mljevenja silikonske pločice

U usporedbi s brušenjem na rotacijskom stolu, rotacijsko mljevenje silikonskih pločica ima sljedeće prednosti: ① Jednokratno mljevenje pojedinačnih pločica može obraditi silicijske pločice velikih dimenzija preko 300 mm; ② Stvarna površina brušenja B i kut rezanja θ su konstantni, a sila brušenja je relativno stabilna; ③ Podešavanjem kuta nagiba između osi brusnog kotača i osi silicijske pločice, oblik površine monokristalne silicijske pločice može se aktivno kontrolirati kako bi se postigla bolja točnost oblika površine. Osim toga, područje mljevenja i kut rezanja θ rotacijskog mljevenja silikonske pločice također imaju prednosti brušenja s velikom marginom, lakog mrežnog otkrivanja i kontrole kvalitete površine, kompaktne strukture opreme, jednostavnog integriranog brušenja s više stanica i visoke učinkovitosti brušenja.
Kako bi se poboljšala učinkovitost proizvodnje i zadovoljile potrebe proizvodnih linija poluvodiča, komercijalna oprema za mljevenje temeljena na principu rotacijskog mljevenja silikonske pločice usvaja strukturu s više vretena s više stanica, koja može dovršiti grubo brušenje i fino brušenje u jednom utovaru i pražnjenju . U kombinaciji s drugim pomoćnim uređajima, može ostvariti potpuno automatsko mljevenje monokristalnih silikonskih pločica "dry-in/dry-out" i "cassette to cassette".

Dvostrano brušenje:

Kada rotacijsko brušenje silicijske pločice obrađuje gornju i donju površinu silicijske pločice, obradak treba okretati i izvoditi u koracima, što ograničava učinkovitost. U isto vrijeme, rotacijsko brušenje silicijske pločice ima površinske pogreške pri kopiranju (kopirano) i tragove brušenja (znak brušenja), a nemoguće je učinkovito ukloniti nedostatke poput valovitosti i suženosti na površini monokristalne silicijske pločice nakon rezanja žice. (višestruka pila), kao što je prikazano na slici 4. Da bi se prevladali gore navedeni nedostaci, tehnologija dvostranog brušenja (doublesidegrinding) pojavio se 1990-ih, a njegov princip prikazan je na slici 5. Stege simetrično raspoređene s obje strane stežu monokristalnu silikonsku pločicu u pričvrsni prsten i polako se okreću vođene valjkom. Par dijamantnih brusnih ploča u obliku šalice relativno je smješten s obje strane monokristalne silicijske pločice. Pokretani električnim vretenom sa zračnim ležajem, okreću se u suprotnim smjerovima i dodaju aksijalno kako bi se postiglo dvostrano brušenje monokristalne silikonske pločice. Kao što se može vidjeti na slici, dvostrano brušenje može učinkovito ukloniti valovitost i suženost na površini monokristalne silikonske pločice nakon rezanja žice. Prema smjeru rasporeda osi brusne ploče, dvostrano brušenje može biti vodoravno i okomito. Među njima, horizontalno dvostrano brušenje može učinkovito smanjiti utjecaj deformacije silicijske pločice uzrokovane vlastitom težinom silicijske pločice na kvalitetu mljevenja, a lako je osigurati da proces brušenja uvjetuje obje strane monokristalnog silicija. pločice su iste, a abrazivne čestice i strugotine nije lako ostati na površini monokristalne silicijske pločice. To je relativno idealna metoda mljevenja.

Slika 4, "Kopija pogreške" i defekti tragova istrošenosti kod rotacijskog brušenja silikonske pločice

Slika 5, shematski dijagram principa dvostranog brušenja

Tablica 1 prikazuje usporedbu između brušenja i dvostranog mljevenja gornje tri vrste pločica monokristalnog silicija. Dvostrano mljevenje se uglavnom koristi za obradu silicijskih pločica ispod 200 mm i ima visoku iskoristivost pločica. Zbog upotrebe fiksnih abrazivnih brusnih ploča, brušenje monokristalnih silicijskih pločica može dobiti mnogo veću kvalitetu površine nego kod dvostranog brušenja. Stoga i rotacijsko mljevenje silicijskih pločica i dvostrano brušenje mogu zadovoljiti zahtjeve kvalitete obrade uobičajenih silicijskih pločica od 300 mm i trenutno su najvažnije metode obrade ravnanja. Prilikom odabira metode obrade pločice od silicijskog pločice, potrebno je sveobuhvatno razmotriti zahtjeve veličine promjera, kvalitete površine i tehnologije obrade pločice za poliranje monokristalne silicijske pločice. Stražnje stanjivanje pločice može odabrati samo jednostranu metodu obrade, kao što je metoda rotacijskog mljevenja silikonske pločice.

Osim odabira metode mljevenja u mljevenju silikonskih pločica, također je potrebno odrediti izbor razumnih parametara procesa kao što su pozitivan tlak, veličina zrna brusne ploče, vezivo brusne ploče, brzina brusne ploče, brzina silicijske pločice, viskoznost tekućine za mljevenje i protok, itd., i odrediti razumnu rutu procesa. Obično se segmentirani proces mljevenja koji uključuje grubo brušenje, poluzavršno brušenje, završno brušenje, brušenje bez iskrenja i sporo podupiranje koristi za dobivanje monokristalnih silicijskih pločica s visokom učinkovitošću obrade, visokom ravnošću površine i malim oštećenjem površine.