Неліктен жұқарту керек?

Back-end процесінің сатысындавафли (кремний пластинасыалдыңғы жағында тізбектері бар) қаптаманы орнату биіктігін азайту, чип орамының көлемін азайту, чиптің термиялық диффузиялық тиімділігін, электрлік өнімділігін, механикалық қасиеттерін жақсарту және микросхемалардың мөлшерін азайту үшін кейінгі текшелерді кесу, дәнекерлеу және орау алдында артқы жағын жұқарту қажет. кесу. Кері тегістеу жоғары тиімділік пен төмен бағаның артықшылықтарына ие. Ол ең маңызды арқаны жұқарту технологиясына айналу үшін дәстүрлі дымқыл оюлау және ионды оюлау процестерін ауыстырды.

Жұқа вафли

Қалай жұқару керек?

Дәстүрлі орау процесінде вафлиді жұқартудың негізгі процесі

нақты қадамдарывафлижіңішкеру - өңделетін пластинаны жұқартатын пленкамен байланыстыру, содан кейін жұқартатын пленканы және ондағы чипті кеуекті керамикалық вафли үстеліне адсорбциялау үшін вакуумды пайдалану, жұмыс бетінің ішкі және сыртқы дөңгелек қайықтың орталық сызықтарын реттеу. шыныаяқ тәрізді алмас тегістеу дөңгелегі кремний пластинаның ортасына дейін, ал кремний пластинасы мен тегістеу дөңгелегі өз осінің айналасында айналады тегістеу үшін. Тегістеу үш кезеңді қамтиды: өрескел тегістеу, ұсақ тегістеу және жылтырату.

Вафли зауытынан шығатын вафлиді қаптамаға қажетті қалыңдыққа дейін жұқарту үшін кері ұнтақталған. Вафлиді ұнтақтау кезінде контур аймағын қорғау үшін алдыңғы жағына таспаны (Белсенді аймақ) жағу керек, ал артқы жағы бір уақытта жерленеді. Тегістеуден кейін таспаны алып тастап, қалыңдығын өлшеңіз.
Кремний пластинасын дайындауға сәтті қолданылған ұнтақтау процестеріне айналмалы үстелді тегістеу,кремний пластинасыайналмалы ұнтақтау, екі жақты ұнтақтау және т.б. Бір кристалды кремний пластинкаларының бетінің сапасына қойылатын талаптарды одан әрі жақсарту арқылы TAIKO ұнтақтау, химиялық механикалық ұнтақтау, жылтырату тегістеу және планетарлық дискілерді тегістеу сияқты ұнтақтаудың жаңа технологиялары үнемі ұсынылады.

Айналмалы үстелді тегістеу:

Айналмалы үстелді тегістеу (айналмалы үстелді ұнтақтау) кремний пластинасын дайындауда және артқы жағын жұқартуда қолданылатын ерте ұнтақтау процесі. Оның принципі 1-суретте көрсетілген. Кремний пластиналары айналмалы үстелдің сорғыштарына бекітілген және айналмалы үстелдің көмегімен синхронды түрде айналады. Кремний пластинкаларының өзі өз осінің айналасында айналмайды; тегістеу дөңгелегі жоғары жылдамдықпен айналу кезінде осьтік беріледі, ал тегістеу шеңберінің диаметрі кремний пластинаның диаметрінен үлкен. Айналмалы үстелді тегістеудің екі түрі бар: бетті тегістеу және тангенциалды тегістеу. Беттік шпангоутпен тегістеу кезінде тегістеу дөңгелегі ені кремний пластинаның диаметрінен үлкен болады, ал тегістеу дөңгелегі шпиндель өзінің осьтік бағыты бойынша артық өңделгенше үздіксіз беріледі, содан кейін кремний пластинасы айналмалы үстелдің жетегінің астында айналады; беттік тангенциалды тегістеуде тегістеу дөңгелегі өзінің осьтік бағыты бойынша беріледі, ал кремний пластинасы айналмалы дискінің жетегінің астында үздіксіз айналады, ал тегістеу поршеньдік беру (реципракция) немесе сусымалы қоректендіру (creepfeed) арқылы аяқталады.

1-сурет, айналмалы үстелді тегістеу принципінің схемалық диаграммасы (беттік тангенциалды).

Тегістеу әдісімен салыстырғанда, айналмалы үстелді тегістеу жоғары кетіру жылдамдығының, беттің кішігірім зақымдалуының және жеңіл автоматтандырудың артықшылықтарына ие. Дегенмен, ұнтақтау процесіндегі нақты ұнтақтау ауданы (белсенді ұнтақтау) B және кесу бұрышы θ (ұнтақтау шеңберінің сыртқы шеңбері мен кремний пластинаның сыртқы шеңбері арасындағы бұрыш) кесу орнының өзгеруімен өзгереді. тегістеу дөңгелегі, нәтижесінде беттің мінсіз дәлдігін (жоғары TTV мәні) алуды қиындата отырып, тұрақсыз тегістеу күші пайда болады және жиегі сияқты ақауларды оңай тудырады. құлау және жиектердің құлауы. Айналмалы үстелді тегістеу технологиясы негізінен 200 мм-ден төмен бір кристалды кремний пластинкаларын өңдеу үшін қолданылады. Бір кристалды кремний пластинкаларының өлшемдерінің ұлғаюы жабдықтың жұмыс үстелінің бетінің дәлдігі мен қозғалыс дәлдігіне жоғары талаптар қойды, сондықтан айналмалы үстелді тегістеу 300 мм-ден жоғары бір кристалды кремний пластинкаларын ұнтақтау үшін жарамсыз.
Тегістеу тиімділігін арттыру үшін коммерциялық жазықтық тангенциалды тегістеу жабдығы әдетте көп тегістеу доңғалақ құрылымын қабылдайды. Мысалы, дөрекі тегістеу дөңгелектерінің жиынтығы және ұсақ тегістеу дөңгелектерінің жиынтығы жабдықта жабдықталған, ал айналмалы үстел бір шеңберді айналдырып, өрескел тегістеуді және ұсақ тегістеуді кезекпен аяқтайды. Жабдықтың бұл түріне американдық GTI компаниясының G-500DS кіреді (2-сурет).

2-сурет, АҚШ-тағы GTI компаниясының G-500DS айналмалы үстелді тегістеу жабдығы

Кремний пластинасын айналмалы ұнтақтау:

Үлкен өлшемді кремний пластинасын дайындау және жұқартуды өңдеу қажеттіліктерін қанағаттандыру және жақсы TTV мәнімен беттік дәлдік алу үшін. 1988 жылы жапон ғалымы Мацуи кремний пластинасын айналмалы ұнтақтау әдісін ұсынды. Оның принципі 3-суретте көрсетілген. Жұмыс үстелінде адсорбцияланған монокристалды кремний пластинасы мен тостаған тәрізді алмас тегістеу дөңгелегі өз осьтерінің айналасында айналады, ал тегістеу дөңгелегі бір уақытта осьтік бағыт бойынша үздіксіз беріледі. Олардың ішінде тегістеу шеңберінің диаметрі өңделген кремний пластинаның диаметрінен үлкенірек және оның шеңбері кремний пластинаның ортасынан өтеді. Тегістеу күшін азайту және ұнтақтау қызуын азайту үшін вакуумдық сорғыш әдетте дөңес немесе ойыс пішінге келтіріледі немесе тегістеу дөңгелегінің шпиндельі мен сорғыш шыныаяқ шпиндельінің осі арасындағы бұрыш жартылай жанасулы тегістеуді қамтамасыз ету үшін реттеледі. тегістеу дөңгелегі және кремний пластинасы.

3-сурет, кремний пластинаның айналмалы ұнтақтау принципінің схемалық диаграммасы

Айналмалы үстелді тегістеумен салыстырғанда кремний пластинасын айналмалы ұнтақтау келесі артықшылықтарға ие: ① Бір реттік бір реттік тегістеу 300 мм-ден асатын үлкен өлшемді кремний пластинкаларын өңдей алады; ② Нақты тегістеу аймағы B және кесу бұрышы θ тұрақты, ал тегістеу күші салыстырмалы түрде тұрақты; ③ Тегістеу дөңгелегі осі мен кремний пластинасы осі арасындағы көлбеу бұрышты реттеу арқылы бет пішінінің жақсырақ дәлдігін алу үшін бір кристалды кремний пластинаның бет пішінін белсенді түрде басқаруға болады. Сонымен қатар, кремний пластинасының айналмалы ұнтақтауының ұнтақтау алаңы мен кесу бұрышы θ сонымен қатар үлкен жиекті ұнтақтау, оңай онлайн қалыңдығын және бет сапасын анықтау және бақылау, ықшам жабдық құрылымы, жеңіл көп станциялы біріктірілген тегістеу және жоғары ұнтақтау тиімділігінің артықшылықтарына ие.
Өндіріс тиімділігін арттыру және жартылай өткізгіш өндіріс желілерінің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін кремний пластинасының айналмалы ұнтақтау принципіне негізделген коммерциялық тегістеу жабдығы бір тиеу және түсіру кезінде өрескел тегістеу мен ұсақ тегістеуді аяқтай алатын көп шпиндельді көп станциялы құрылымды қабылдайды. . Басқа қосалқы қондырғылармен біріктірілген ол монокристалды кремний пластинкаларын «кептіру/кептіру» және «кассетадан кассетаға» толық автоматты түрде ұнтақтауды жүзеге асыра алады.

Екі жақты тегістеу:

Кремний пластинасының айналмалы ұнтақтауы кремний пластинаның жоғарғы және төменгі беттерін өңдеген кезде дайындаманы төңкеріп, кезең-кезеңімен орындау қажет, бұл тиімділікті шектейді. Сонымен қатар, кремний пластинаның айналмалы ұнтақтауында көшіру (көшірілген) және тегістеу таңбалары (ұнтақтау белгісі) бетіндегі қателік бар және сым кесілгеннен кейін монокристалды кремний пластинаның бетіндегі толқындылық және конустық сияқты ақауларды тиімді жою мүмкін емес. (көп аралау), 4-суретте көрсетілгендей. Жоғарыда көрсетілген ақауларды жою үшін екі жақты тегістеу технологиясы (екі жақты тегістеу) 1990 жылдары пайда болды және оның принципі 5-суретте көрсетілген. Екі жаққа симметриялы түрде бөлінген қапсырмалар монокристалды кремний пластинасын ұстағыш сақинаға қысады және ролик арқылы баяу айналады. Бір кристалды кремний пластинаның екі жағында салыстырмалы түрде шыныаяқ тәрізді алмас тегістеу дөңгелектері орналасқан. Ауа мойынтіректерінің электр шпиндельімен қозғалады, олар қарама-қарсы бағытта айналады және бір кристалды кремний пластинасын екі жақты тегістеуге қол жеткізу үшін осьтік береді. Суреттен көрініп тұрғандай, екі жақты тегістеу сым кескеннен кейін монокристалды кремний пластинкасының бетіндегі толқындылық пен конусты тиімді жоя алады. Тегістеу дөңгелегі осінің орналасу бағытына сәйкес екі жақты тегістеу көлденең және тік болуы мүмкін. Олардың ішінде көлденең екі жақты ұнтақтау кремний пластинаның өлі салмағының ұнтақтау сапасына әсерінен туындаған кремний пластинасы деформациясының әсерін тиімді түрде азайтады және бір кристалды кремнийдің екі жағында тегістеу процесінің жағдайын қамтамасыз ету оңай. вафли бірдей, ал абразивті бөлшектер мен ұнтақтау чиптері бір кристалды кремний пластинаның бетінде қалу оңай емес. Бұл салыстырмалы түрде тамаша ұнтақтау әдісі.

4-сурет, «Қате көшірме» және кремний пластинасының айналмалы ұнтақтауындағы тозу белгісінің ақаулары

5-сурет, екі жақты ұнтақтау принципінің схемалық диаграммасы

1-кестеде жоғарыда аталған монокристалды кремний пластинкаларының үш түрін ұнтақтау мен екі жақты ұнтақтауды салыстыру көрсетілген. Екі жақты ұнтақтау негізінен 200 мм-ден төмен кремний пластинасын өңдеу үшін қолданылады және пластинаның жоғары өнімділігіне ие. Бекітілген абразивті тегістеу дөңгелектерін қолданудың арқасында бір кристалды кремний пластинкаларын тегістеу екі жақты тегістеуге қарағанда әлдеқайда жоғары бет сапасын алуға болады. Сондықтан кремний пластинасын айналмалы ұнтақтау да, екі жақты тегістеу де негізгі 300 мм кремний пластинкаларының өңдеу сапасының талаптарына жауап бере алады және қазіргі уақытта тегістеудің ең маңызды өңдеу әдістері болып табылады. Кремний пластинасын тегістейтін өңдеу әдісін таңдаған кезде бір кристалды кремний пластинаның диаметрінің өлшеміне, бетінің сапасына және жылтыратуға арналған пластинаны өңдеу технологиясына қойылатын талаптарды кешенді түрде ескеру қажет. Вафлиді артқы жұқарту тек бір жақты өңдеу әдісін таңдай алады, мысалы, кремний пластинасын айналмалы ұнтақтау әдісі.

Кремний пластинасын ұнтақтауда ұнтақтау әдісін таңдаумен қатар оң қысым, ұнтақтау дөңгелегі түйірінің өлшемі, ұнтақтау дөңгелегінің байланыстырғышы, тегістеу дөңгелегінің жылдамдығы, кремний пластинасы жылдамдығы, ұнтақтау сұйықтығының тұтқырлығы және ағынның жылдамдығы және т.б. және қолайлы технологиялық жолды анықтаңыз. Әдетте, өңдеу тиімділігі жоғары, бетінің тегістігі жоғары және бетінің төмен зақымдалуы бар монокристалды кремний пластинкаларын алу үшін, әдетте, дөрекі ұнтақтау, жартылай өңдеу тегістеу, әрлеу тегістеу, ұшқынсыз ұнтақтау және баяу тіреуді қамтитын сегменттелген ұнтақтау процесі қолданылады.