Mengapa perlu penjarangan?

Pada tahap proses back-end,kue wafer (wafer silikondengan sirkuit di bagian depan) perlu ditipiskan di bagian belakang sebelum pemotongan berikutnya, pengelasan dan pengemasan untuk mengurangi tinggi pemasangan paket, mengurangi volume paket chip, meningkatkan efisiensi difusi termal chip, kinerja listrik, sifat mekanik dan mengurangi jumlah memotong dadu. Penggilingan kembali memiliki keunggulan efisiensi tinggi dan biaya rendah. Ini telah menggantikan proses etsa basah dan etsa ion tradisional menjadi teknologi penjarangan punggung yang paling penting.

Wafer yang menipis

Bagaimana cara menurunkan berat badan?

Proses utama penipisan wafer dalam proses pengemasan tradisional

Langkah-langkah spesifik darikue waferpenipisan adalah untuk mengikat wafer yang akan diproses ke film penipisan, dan kemudian menggunakan vakum untuk menyerap film penipisan dan chip di atasnya ke meja wafer keramik berpori, sesuaikan garis tengah perahu melingkar bagian dalam dan luar dari permukaan kerja dari roda gerinda berlian berbentuk cangkir ke tengah wafer silikon, dan wafer silikon serta roda gerinda berputar mengelilingi sumbunya masing-masing untuk penggilingan pemotongan. Penggilingan meliputi tiga tahap: penggilingan kasar, penggilingan halus dan pemolesan.

Wafer yang keluar dari pabrik wafer digiling kembali untuk mengencerkan wafer hingga mencapai ketebalan yang diperlukan untuk pengemasan. Saat menggiling wafer, selotip perlu dipasang di bagian depan (Area Aktif) untuk melindungi area sirkuit, dan sisi belakang digiling pada saat yang bersamaan. Setelah digiling, lepaskan selotip dan ukur ketebalannya.
Proses penggilingan yang telah berhasil diterapkan pada pembuatan wafer silikon meliputi penggilingan meja putar,wafer silikonpenggilingan rotasi, penggilingan dua sisi, dll. Dengan peningkatan lebih lanjut dari persyaratan kualitas permukaan wafer silikon kristal tunggal, teknologi penggilingan baru terus diusulkan, seperti penggilingan TAIKO, penggilingan mekanis kimia, penggilingan pemolesan dan penggilingan cakram planet.

Penggilingan meja putar:

Penggilingan meja putar (rotary table grinding) adalah proses penggilingan awal yang digunakan dalam persiapan wafer silikon dan pengenceran kembali. Prinsipnya ditunjukkan pada Gambar 1. Wafer silikon dipasang pada mangkuk penghisap meja putar, dan berputar secara serempak yang digerakkan oleh meja putar. Wafer silikon itu sendiri tidak berputar pada porosnya; roda gerinda diumpankan secara aksial sambil berputar dengan kecepatan tinggi, dan diameter roda gerinda lebih besar dari diameter wafer silikon. Ada dua jenis gerinda meja putar: gerinda muka terjun dan gerinda tangensial muka. Dalam penggilingan muka, lebar roda gerinda lebih besar dari diameter wafer silikon, dan poros roda gerinda diumpankan secara terus menerus sepanjang arah aksialnya hingga kelebihannya diproses, dan kemudian wafer silikon diputar di bawah penggerak meja putar; dalam penggilingan tangensial muka, roda gerinda mengumpan sepanjang arah aksialnya, dan wafer silikon terus diputar di bawah penggerak cakram yang berputar, dan penggilingan diselesaikan dengan pengumpanan bolak-balik (reciprocation) atau pengumpanan mulur (creepfeed).

Gambar 1, diagram skema prinsip penggilingan meja putar (tangensial muka).

Dibandingkan dengan metode penggilingan, penggilingan meja putar memiliki keunggulan tingkat penghilangan yang tinggi, kerusakan permukaan yang kecil, dan otomatisasi yang mudah. Namun luas penggilingan sebenarnya (penggerindaan aktif) B dan sudut potong θ (sudut antara lingkaran luar roda gerinda dan lingkaran luar wafer silikon) pada proses penggilingan berubah seiring dengan perubahan posisi pemotongan. pada roda gerinda sehingga mengakibatkan gaya gerinda yang tidak stabil sehingga sulit memperoleh ketelitian permukaan yang ideal (nilai TTV tinggi), serta mudah menimbulkan cacat seperti keruntuhan tepi dan keruntuhan tepi. Teknologi penggilingan meja putar terutama digunakan untuk pemrosesan wafer silikon kristal tunggal di bawah 200mm. Peningkatan ukuran wafer silikon kristal tunggal telah mengajukan persyaratan yang lebih tinggi untuk keakuratan permukaan dan keakuratan gerakan meja kerja peralatan, sehingga penggilingan meja putar tidak cocok untuk penggilingan wafer silikon kristal tunggal di atas 300mm.
Untuk meningkatkan efisiensi penggilingan, peralatan penggilingan tangensial bidang komersial biasanya mengadopsi struktur roda gerinda multi. Misalnya, satu set roda gerinda kasar dan satu set roda gerinda halus dilengkapi pada peralatan, dan meja putar memutar satu lingkaran untuk menyelesaikan penggilingan kasar dan penggilingan halus secara bergantian. Jenis peralatan ini termasuk G-500DS dari American GTI Company (Gambar 2).

Gambar 2, peralatan gerinda meja putar G-500DS dari Perusahaan GTI di Amerika Serikat

Penggilingan rotasi wafer silikon:

Guna memenuhi kebutuhan preparasi wafer silikon ukuran besar dan pengolahan back thinning, serta memperoleh akurasi permukaan dengan nilai TTV yang baik. Pada tahun 1988, sarjana Jepang Matsui mengusulkan metode penggilingan rotasi wafer silikon (penggilingan dalam pakan). Prinsipnya ditunjukkan pada Gambar 3. Wafer silikon kristal tunggal dan roda gerinda berlian berbentuk cangkir yang teradsorpsi di meja kerja berputar mengelilingi sumbunya masing-masing, dan roda gerinda secara terus menerus diumpankan sepanjang arah aksial pada saat yang bersamaan. Diantaranya, diameter roda gerinda lebih besar dari diameter wafer silikon yang diproses, dan kelilingnya melewati bagian tengah wafer silikon. Untuk mengurangi gaya penggilingan dan mengurangi panas penggilingan, cangkir pengisap vakum biasanya dipangkas menjadi bentuk cembung atau cekung atau sudut antara poros roda gerinda dan sumbu poros cangkir hisap disesuaikan untuk memastikan penggilingan semi-kontak di antara keduanya. roda gerinda dan wafer silikon.

Gambar 3, Diagram skema prinsip penggilingan putar wafer silikon

Dibandingkan dengan penggilingan meja putar, penggilingan putar wafer silikon memiliki keunggulan sebagai berikut: ① Penggilingan wafer tunggal satu kali dapat memproses wafer silikon berukuran besar lebih dari 300mm; ② Area penggilingan sebenarnya B dan sudut pemotongan θ adalah konstan, dan gaya penggilingan relatif stabil; ③ Dengan mengatur sudut kemiringan antara sumbu roda gerinda dan sumbu wafer silikon, bentuk permukaan wafer silikon kristal tunggal dapat dikontrol secara aktif untuk mendapatkan akurasi bentuk permukaan yang lebih baik. Selain itu, area penggilingan dan sudut pemotongan θ dari penggilingan putar wafer silikon juga memiliki keunggulan penggilingan margin besar, deteksi dan kontrol ketebalan online dan kualitas permukaan yang mudah, struktur peralatan yang kompak, penggilingan terintegrasi multi-stasiun yang mudah, dan efisiensi penggilingan yang tinggi.
Untuk meningkatkan efisiensi produksi dan memenuhi kebutuhan jalur produksi semikonduktor, peralatan penggilingan komersial berdasarkan prinsip penggilingan putar wafer silikon mengadopsi struktur multi-spindel multi-stasiun, yang dapat menyelesaikan penggilingan kasar dan penggilingan halus dalam satu bongkar muat . Dikombinasikan dengan fasilitas tambahan lainnya, pabrik ini dapat mewujudkan penggilingan otomatis wafer silikon kristal tunggal "dry-in/dry-out" dan "cassette to cassette".

Penggilingan dua sisi:

Ketika penggilingan putar wafer silikon memproses permukaan atas dan bawah wafer silikon, benda kerja perlu dibalik dan dilakukan secara bertahap, yang membatasi efisiensi. Pada saat yang sama, penggilingan putar wafer silikon memiliki kesalahan permukaan penyalinan (disalin) dan tanda penggilingan (grindingmark), dan tidak mungkin untuk secara efektif menghilangkan cacat seperti bergelombang dan lancip pada permukaan wafer silikon kristal tunggal setelah pemotongan kawat. (multi-saw), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Untuk mengatasi cacat di atas, teknologi penggilingan dua sisi (doublesidegrinding) muncul pada tahun 1990-an, dan prinsipnya ditunjukkan pada Gambar 5. Penjepit terdistribusi secara simetris di kedua sisi, jepit wafer silikon kristal tunggal di cincin penahan dan putar perlahan didorong oleh roller. Sepasang roda gerinda berlian berbentuk cangkir relatif terletak di kedua sisi wafer silikon kristal tunggal. Didorong oleh spindel listrik bantalan udara, mereka berputar ke arah yang berlawanan dan mengumpan secara aksial untuk mencapai penggilingan dua sisi wafer silikon kristal tunggal. Seperti dapat dilihat dari gambar, penggilingan dua sisi dapat secara efektif menghilangkan kerutan dan lancip pada permukaan wafer silikon kristal tunggal setelah pemotongan kawat. Menurut arah susunan sumbu roda gerinda, gerinda dua sisi dapat bersifat horizontal dan vertikal. Diantaranya, penggilingan dua sisi horizontal dapat secara efektif mengurangi pengaruh deformasi wafer silikon yang disebabkan oleh bobot mati wafer silikon pada kualitas penggilingan, dan mudah untuk memastikan bahwa kondisi proses penggilingan di kedua sisi silikon kristal tunggal wafernya sama, dan partikel abrasif serta serpihan gerinda tidak mudah menempel di permukaan wafer silikon kristal tunggal. Ini adalah metode penggilingan yang relatif ideal.

Gambar 4, "Kesalahan penyalinan" dan cacat tanda keausan pada penggilingan rotasi wafer silikon

Gambar 5, diagram skema prinsip penggilingan dua sisi

Tabel 1 menunjukkan perbandingan antara penggilingan dan penggilingan dua sisi dari ketiga jenis wafer silikon kristal tunggal di atas. Penggilingan dua sisi terutama digunakan untuk pemrosesan wafer silikon di bawah 200mm, dan memiliki hasil wafer yang tinggi. Karena penggunaan roda gerinda abrasif tetap, penggilingan wafer silikon kristal tunggal dapat memperoleh kualitas permukaan yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan penggilingan dua sisi. Oleh karena itu, penggilingan putar wafer silikon dan penggilingan dua sisi dapat memenuhi persyaratan kualitas pemrosesan wafer silikon 300mm arus utama, dan saat ini merupakan metode pemrosesan perataan yang paling penting. Saat memilih metode pemrosesan perataan wafer silikon, perlu mempertimbangkan secara komprehensif persyaratan ukuran diameter, kualitas permukaan, dan teknologi pemrosesan wafer pemolesan wafer silikon kristal tunggal. Penipisan bagian belakang wafer hanya dapat memilih metode pemrosesan satu sisi, seperti metode penggilingan putar wafer silikon.

Selain memilih metode penggilingan dalam penggilingan wafer silikon, perlu juga menentukan pemilihan parameter proses yang masuk akal seperti tekanan positif, ukuran butir roda gerinda, pengikat roda gerinda, kecepatan roda gerinda, kecepatan wafer silikon, viskositas cairan gerinda dan laju aliran, dll., dan menentukan rute proses yang masuk akal. Biasanya, proses penggilingan tersegmentasi termasuk penggilingan kasar, penggilingan semi-finishing, penggilingan akhir, penggilingan bebas percikan, dan backing lambat digunakan untuk mendapatkan wafer silikon kristal tunggal dengan efisiensi pemrosesan yang tinggi, kerataan permukaan yang tinggi, dan kerusakan permukaan yang rendah.