Kodėl reikia retinimo?

Užpakalinio proceso etapevaflį (silicio plokštelėsu grandinėmis priekyje) prieš vėlesnį pjaustymą, suvirinimą ir pakavimą užpakalinę dalį reikia praskiesti, kad būtų sumažintas pakuotės montavimo aukštis, sumažėtų lusto pakuotės tūris, pagerintas lusto šiluminės difuzijos efektyvumas, elektrinis našumas, mechaninės savybės ir sumažintas lusto kiekis. pjaustymas kubeliais. Atgalinio šlifavimo pranašumai yra didelis efektyvumas ir maža kaina. Jis pakeitė tradicinius šlapiojo ėsdinimo ir jonų ėsdinimo procesus ir tapo svarbiausia nugaros retinimo technologija.

Praskiestas vaflis

Kaip ploninti?

Pagrindinis vaflių ploninimo procesas tradiciniame pakavimo procese

Konkretūs žingsniaivaflįRetinimas yra apdorojamas plokštelės surišimas su ploninamąja plėvele, o po to vakuumu adsorbuojama plonėjanti plėvelė ir ant jos esantis lustas ant porėtos keraminės plokštelės stalo, sureguliuojamos vidinės ir išorinės apskritos valties centrinės linijos darbiniame paviršiuje. puodelio formos deimantinis šlifavimo diskas iki silicio plokštelės centro, o silicio plokštelė ir šlifavimo diskas sukasi aplink savo atitinkamas ašis, kad būtų galima įpjauti šlifavimą. Šlifavimą sudaro trys etapai: grubus šlifavimas, smulkus šlifavimas ir poliravimas.

Iš vaflių gamyklos išeinantis vaflis yra šlifuojamas atgal, kad plokštelė būtų plonesnė iki pakavimui reikalingo storio. Šlifuojant plokštelę, priekinėje dalyje (Active Area) reikia užklijuoti juostą, kad būtų apsaugota grandinės sritis, o užpakalinė pusė tuo pačiu metu yra šlifuojama. Po šlifavimo nuimkite juostą ir išmatuokite storį.
Šlifavimo procesai, kurie buvo sėkmingai pritaikyti gaminant silicio plokšteles, apima šlifavimą sukamuoju stalu,silicio plokštelėrotacinis šlifavimas, dvipusis šlifavimas ir kt. Toliau tobulinant monokristalinių silicio plokštelių paviršiaus kokybės reikalavimus, nuolat siūlomos naujos šlifavimo technologijos, tokios kaip TAIKO šlifavimas, cheminis mechaninis šlifavimas, poliruojantis šlifavimas ir planetinis šlifavimas.

Rotacinio stalo šlifavimas:

Rotacinio stalo šlifavimas (sukamojo stalo šlifavimas) yra ankstyvas šlifavimo procesas, naudojamas silicio plokštelių ruošimui ir atgaliniam plonėjimui. Jo principas parodytas 1 paveiksle. Silicio plokštelės pritvirtintos prie besisukančio stalo siurbtukų ir sukasi sinchroniškai varomos besisukančio stalo. Pačios silicio plokštelės nesisuka aplink savo ašį; šlifavimo diskas tiekiamas ašine kryptimi, sukantis dideliu greičiu, o šlifavimo disko skersmuo yra didesnis nei silicio plokštelės skersmuo. Yra du rotacinio stalo šlifavimo tipai: įleidžiamasis šlifavimas ir paviršinis tangentinis šlifavimas. Įleidžiant šlifavimo paviršių, šlifavimo disko plotis yra didesnis nei silicio plokštelės skersmuo, o šlifavimo rato velenas nuolat tiekiamas išilgai savo ašinės krypties, kol bus apdorojamas perteklius, o tada silicio plokštelė pasukama po sukamojo stalo pavara; šlifuojant paviršių tangentiniu būdu, šlifavimo diskas tiekia savo ašine kryptimi, o silicio plokštelė nuolat sukasi po besisukančio disko pavara, o šlifavimas užbaigiamas stūmokliu (reciprocation) arba šliaužiančiu padavimu (šliaužimu).

1 pav., sukamojo stalo šlifavimo (veido tangentinio) principo schema

Palyginti su šlifavimo metodu, rotacinio stalo šlifavimo privalumai yra didelis pašalinimo greitis, nedideli paviršiaus pažeidimai ir lengvas automatizavimas. Tačiau tikrasis šlifavimo plotas (aktyvus šlifavimas) B ir įpjovimo kampas θ (kampas tarp išorinio šlifavimo rato apskritimo ir išorinio silicio plokštelės apskritimo) šlifavimo procese keičiasi keičiantis pjovimo padėčiai. šlifavimo diskas, dėl kurio šlifavimo jėga yra nestabili, todėl sunku pasiekti idealų paviršiaus tikslumą (didelę TTV vertę) ir lengvai sukelia defektus, pvz., briaunos įgriuvimą ir briauną. Sukamojo stalo šlifavimo technologija daugiausia naudojama vieno kristalo silicio plokštelėms, kurių storis mažesnis nei 200 mm, apdoroti. Padidėjus vienkristalinių silicio plokštelių dydžiui, keliami aukštesni reikalavimai įrangos darbo stalo paviršiaus tikslumui ir judėjimo tikslumui, todėl rotacinio stalo šlifavimas netinka vieno kristalo silicio plokštelėms, viršijančioms 300 mm, šlifuoti.
Siekiant pagerinti šlifavimo efektyvumą, komercinė plokštumos tangentinio šlifavimo įranga paprastai naudoja kelių šlifavimo ratų struktūrą. Pavyzdžiui, įrenginyje yra grubaus šlifavimo diskų rinkinys ir smulkių šlifavimo diskų rinkinys, o sukamasis stalas sukasi vieną ratą, kad paeiliui būtų užbaigtas grubus šlifavimas ir smulkus šlifavimas. Šio tipo įranga apima Amerikos GTI kompanijos G-500DS (2 pav.).

2 pav., GTI Company Jungtinėse Amerikos Valstijose G-500DS rotacinio stalo šlifavimo įranga

Silicio plokštelės sukimosi šlifavimas:

Siekiant patenkinti didelio dydžio silicio plokštelių paruošimo ir atgalinio ploninimo apdorojimo poreikius ir gauti paviršiaus tikslumą su gera TTV verte. 1988 m. japonų mokslininkas Matsui pasiūlė silicio plokštelės sukimosi šlifavimo (į maitinimo) metodą. Jo principas parodytas 3 paveiksle. Vienakristalinė silicio plokštelė ir puodelio formos deimantinis šlifavimo diskas, adsorbuotas ant darbastalio, sukasi aplink savo atitinkamas ašis, o šlifavimo diskas tuo pačiu metu nuolat tiekiamas ašies kryptimi. Tarp jų šlifavimo disko skersmuo yra didesnis nei apdorotos silicio plokštelės skersmuo, o jo perimetras eina per silicio plokštelės centrą. Siekiant sumažinti šlifavimo jėgą ir šlifavimo šilumą, vakuuminis siurbtukas paprastai apkarpomas į išgaubtą arba įgaubtą formą arba reguliuojamas kampas tarp šlifavimo rato veleno ir siurbimo taurės veleno ašies, kad būtų užtikrintas pusiau kontaktinis šlifavimas tarp šlifavimo diskas ir silicio plokštelė.

3 pav. Silicio plokštelės rotacinio šlifavimo principo schema

Palyginti su sukamojo stalo šlifavimu, silicio plokštelių rotacinis šlifavimas turi šiuos privalumus: ① Vienkartinis vienos plokštelės šlifavimas gali apdoroti didelio dydžio silicio plokšteles, kurių skersmuo didesnis nei 300 mm; ② Tikrasis šlifavimo plotas B ir pjovimo kampas θ yra pastovūs, o šlifavimo jėga yra gana stabili; ③ Reguliuojant polinkio kampą tarp šlifavimo rato ašies ir silicio plokštelės ašies, galima aktyviai valdyti vieno kristalo silicio plokštelės paviršiaus formą, kad būtų galima gauti geresnį paviršiaus formos tikslumą. Be to, silicio plokštelių rotacinio šlifavimo šlifavimo plotas ir pjovimo kampas θ taip pat turi didelio šlifavimo, lengvo internetinio storio ir paviršiaus kokybės aptikimo ir valdymo, kompaktiškos įrangos struktūros, lengvo kelių stočių integruoto šlifavimo ir didelio šlifavimo efektyvumo pranašumus.
Siekiant pagerinti gamybos efektyvumą ir patenkinti puslaidininkių gamybos linijų poreikius, komercinė šlifavimo įranga, pagrįsta silicio plokštelių rotacinio šlifavimo principu, naudoja kelių velenų kelių stočių struktūrą, kuri gali užbaigti grubų šlifavimą ir smulkų šlifavimą vienu pakrovimu ir iškrovimu. . Kartu su kitais pagalbiniais įrenginiais jis gali visiškai automatizuoti monokristalinių silicio plokštelių šlifavimą „išdžiūvus / išdžiūvus“ ir „kasetė į kasetę“.

Dvipusis šlifavimas:

Kai silicio plokštelės rotacinis šlifavimas apdoroja viršutinį ir apatinį silicio plokštelės paviršius, ruošinį reikia apversti ir atlikti etapais, o tai riboja efektyvumą. Tuo pačiu metu silicio plokštelės rotacinis šlifavimas turi paviršiaus klaidų kopijavimo (nukopijuoto) ir šlifavimo žymių (šlifavimo žymės), o po vielos pjovimo neįmanoma veiksmingai pašalinti defektų, tokių kaip banguotumas ir nusmailėjimas monokristalinės silicio plokštelės paviršiuje. (daugiapjovė), kaip parodyta 4 paveiksle. Siekiant pašalinti minėtus defektus, pasirodė dvipusio šlifavimo technologija (dvipusis šlifavimas). 1990 m., o jo principas parodytas 5 paveiksle. Abiejose pusėse simetriškai paskirstyti spaustukai prispaudžia monokristalinę silicio plokštelę laikančiame žiede ir lėtai sukasi varoma voleliu. Pora puodelio formos deimantų šlifavimo diskų yra santykinai išdėstyti abiejose monokristalinio silicio plokštelės pusėse. Varomi oro guolių elektrinio veleno, jie sukasi priešingomis kryptimis ir tiekia ašine kryptimi, kad būtų pasiektas dvipusis monokristalinės silicio plokštelės šlifavimas. Kaip matyti iš paveikslo, dvipusis šlifavimas gali veiksmingai pašalinti vienkristalinės silicio plokštelės paviršiaus banguotumą ir smailėjimą po vielos pjovimo. Pagal šlifavimo disko ašies išdėstymo kryptį dvipusis šlifavimas gali būti horizontalus ir vertikalus. Tarp jų, horizontalus dvipusis šlifavimas gali veiksmingai sumažinti silicio plokštelės deformacijos, kurią sukelia silicio plokštelės svoris, įtaką šlifavimo kokybei, be to, lengva užtikrinti, kad šlifavimo procesas vyktų abiejose monokristalinio silicio pusėse. plokštelės yra vienodos, o abrazyvinių dalelių ir šlifavimo drožlių nėra lengva išlikti ant monokristalinio silicio plokštelės paviršiaus. Tai gana idealus šlifavimo būdas.

4 pav. „Klaidos kopija“ ir susidėvėjimo žymių defektai, esant sukimosi silicio plokštelės šlifavimui

5 pav., dvipusio šlifavimo principo schema

1 lentelėje parodytas minėtų trijų tipų monokristalinių silicio plokštelių šlifavimo ir dvipusio šlifavimo palyginimas. Dvipusis šlifavimas daugiausia naudojamas silicio plokštelių apdorojimui, mažesniam nei 200 mm, ir turi didelę plokštelių išeigą. Dėl fiksuotų abrazyvinių šlifavimo diskų naudojimo, šlifuojant vieno kristalo silicio plokšteles galima gauti daug geresnę paviršiaus kokybę nei naudojant dvipusį šlifavimą. Todėl tiek silicio plokštelių rotacinis šlifavimas, tiek dvipusis šlifavimas gali atitikti pagrindinių 300 mm silicio plokštelių apdorojimo kokybės reikalavimus ir šiuo metu yra svarbiausi išlyginimo apdorojimo metodai. Renkantis silicio plokštelių išlyginimo apdorojimo būdą, būtina visapusiškai atsižvelgti į vienkristalinės silicio plokštelės skersmens dydžio, paviršiaus kokybės ir poliravimo plokštelės apdorojimo technologijos reikalavimus. Užpakalinis plokštelės ploninimas gali pasirinkti tik vienpusį apdorojimo metodą, pvz., Silicio plokštelių rotacinio šlifavimo metodą.

Be silicio plokštelių šlifavimo metodo pasirinkimo, taip pat būtina nustatyti pagrįstų proceso parametrų, tokių kaip teigiamas slėgis, šlifavimo disko grūdelių dydis, šlifavimo disko rišiklis, šlifavimo disko greitis, silicio plokštelės greitis, šlifavimo skysčio klampumas ir srauto greitis ir pan., ir nustatyti pagrįstą proceso maršrutą. Paprastai naudojamas segmentuotas šlifavimo procesas, įskaitant grubų šlifavimą, šlifavimą iki galo, baigiamąjį šlifavimą, šlifavimą be kibirkščių ir lėtą pagrindą, kad būtų gautos monokristalinės silicio plokštelės, pasižyminčios dideliu apdorojimo efektyvumu, dideliu paviršiaus lygumu ir mažais paviršiaus pažeidimais.