Kāpēc nepieciešama retināšana?

Aizmugurējā procesa posmāvafele (silīcija vafelear ķēdēm priekšpusē) pirms turpmākās griešanas kubiņos, metināšanas un iepakošanas aizmugurē ir jāatšķaida, lai samazinātu iepakojuma montāžas augstumu, samazinātu mikroshēmas iepakojuma tilpumu, uzlabotu mikroshēmas termiskās difūzijas efektivitāti, elektrisko veiktspēju, mehāniskās īpašības un samazinātu kubiņos. Aizmugures slīpēšanai ir augstas efektivitātes un zemu izmaksu priekšrocības. Tā ir aizstājusi tradicionālos mitrās kodināšanas un jonu kodināšanas procesus, lai kļūtu par vissvarīgāko muguras retināšanas tehnoloģiju.

Atšķaidītā vafele

Kā tievēties?

Galvenais vafeļu retināšanas process tradicionālajā iepakošanas procesā

Konkrētie soļivafeleatšķaidīšanai ir jāapstrādā apstrādājamā vafele ar retināšanas plēvi un pēc tam ar vakuumu adsorbē retināšanas plēvi un uz tās esošo mikroshēmu porainajā keramikas vafeļu galdā, noregulē darba virsmas iekšējās un ārējās apļveida laivas centra līnijas. kausa formas dimanta slīpripa līdz silīcija vafeles centram, un silīcija plāksne un slīpripas griežas ap savām attiecīgajām asīm, lai veiktu griešanas slīpēšanu. Slīpēšana ietver trīs posmus: rupju slīpēšanu, smalku slīpēšanu un pulēšanu.

Vafeles, kas tiek izvestas no vafeļu rūpnīcas, tiek slīpētas, lai vafeles atšķaidītu līdz iepakojumam nepieciešamajam biezumam. Slīpējot vafeles, priekšpusē (Active Area) ir jāpielīmē lente, lai aizsargātu ķēdes zonu, un vienlaikus jānoslīpē aizmugure. Pēc slīpēšanas noņemiet lenti un izmēra biezumu.
Slīpēšanas procesi, kas ir veiksmīgi izmantoti silīcija vafeļu sagatavošanā, ietver rotācijas galda slīpēšanu,silīcija vafelerotācijas slīpēšana, abpusējā slīpēšana utt. Turpinot uzlabot monokristāla silīcija plātņu virsmas kvalitātes prasības, pastāvīgi tiek piedāvātas jaunas slīpēšanas tehnoloģijas, piemēram, TAIKO slīpēšana, ķīmiskā mehāniskā slīpēšana, pulēšanas slīpēšana un planētu disku slīpēšana.

Rotācijas galda slīpēšana:

Rotācijas galda slīpēšana (rotācijas galda slīpēšana) ir agrīns slīpēšanas process, ko izmanto silīcija vafeļu sagatavošanā un muguras atšķaidīšanā. Tās darbības princips ir parādīts 1. attēlā. Silīcija vafeles ir piestiprinātas pie rotējošā galda piesūcekņiem un sinhroni griežas, virzot rotējošo galdu. Pašas silīcija vafeles negriežas ap savu asi; slīpripa tiek padots aksiāli, vienlaikus griežoties ar lielu ātrumu, un slīpripas diametrs ir lielāks par silīcija vafeles diametru. Ir divu veidu rotējošā galda slīpēšana: sejas slīpēšana un sejas tangenciālā slīpēšana. Slīpējot ar iegremdēšanas virsmu, slīpripas platums ir lielāks par silīcija vafeles diametru, un slīpripas vārpsta nepārtraukti padodas pa aksiālo virzienu, līdz tiek apstrādāts pārpalikums, un pēc tam silīcija plāksne tiek pagriezta zem rotējošā galda piedziņas; sejas tangenciālajā slīpēšanā slīprips padodas pa aksiālo virzienu, un silīcija plāksne tiek nepārtraukti griezta zem rotējošā diska piedziņas, un slīpēšana tiek pabeigta ar padevi abpusēji (reciprocation) vai šļūdes padevi (creepfeed).

1. attēls, rotācijas galda slīpēšanas (sejas tangenciālā) principa shematiskā diagramma

Salīdzinot ar slīpēšanas metodi, rotējošā galda slīpēšanai ir augsts noņemšanas ātrums, nelieli virsmas bojājumi un viegla automatizācija. Tomēr faktiskais slīpēšanas laukums (aktīvā slīpēšana) B un iegriešanas leņķis θ (leņķis starp slīpripas ārējo apli un silīcija vafeles ārējo apli) slīpēšanas procesā mainās, mainoties griešanas pozīcijai. no slīpripas, radot nestabilu slīpēšanas spēku, apgrūtinot ideālās virsmas precizitātes iegūšanu (augstu TTV vērtību) un viegli radot tādus defektus kā malu sabrukšana un malu sabrukšana. Rotācijas galda slīpēšanas tehnoloģija galvenokārt tiek izmantota vienkristāla silīcija plātņu apstrādei, kuru izmērs ir mazāks par 200 mm. Viena kristāla silīcija vafeļu izmēra palielināšanās ir izvirzījusi augstākas prasības aprīkojuma darbagalda virsmas precizitātei un kustības precizitātei, tāpēc rotējošā galda slīpēšana nav piemērota vienkristāla silīcija plātņu slīpēšanai, kas pārsniedz 300 mm.
Lai uzlabotu slīpēšanas efektivitāti, komerciālās plaknes tangenciālās slīpēšanas iekārtas parasti izmanto vairāku slīpripu struktūru. Piemēram, uz iekārtas ir aprīkots rupju slīpripu komplekts un smalku slīpripu komplekts, un rotējošais galds griež vienu apli, lai pēc kārtas pabeigtu rupjo slīpēšanu un smalko slīpēšanu. Šāda veida aprīkojums ietver amerikāņu GTI uzņēmuma G-500DS (2. attēls).

2. attēls, GTI Company Amerikas Savienoto Valstu rotācijas galda slīpēšanas iekārta G-500DS

Silīcija vafeļu rotācijas slīpēšana:

Lai apmierinātu liela izmēra silīcija plāksnīšu sagatavošanas un atšķaidīšanas apstrādes vajadzības un iegūtu virsmas precizitāti ar labu TTV vērtību. 1988. gadā japāņu zinātnieks Matsui ierosināja silīcija vafeļu rotācijas slīpēšanas (ievadīšanas padeves) metodi. Tās princips ir parādīts 3. attēlā. Vienkristāla silīcija vafele un kausveida dimanta slīpripa, kas adsorbēta uz darbagalda, griežas ap attiecīgajām asīm, un slīpripa tiek nepārtraukti barota pa aksiālo virzienu vienlaikus. Starp tiem slīpripas diametrs ir lielāks par apstrādātās silīcija vafeles diametru, un tā apkārtmērs iet caur silīcija vafeles centru. Lai samazinātu slīpēšanas spēku un samazinātu slīpēšanas siltumu, vakuuma piesūceknis parasti tiek apgriezts izliektā vai ieliektā formā vai leņķis starp slīpripas vārpstu un piesūcekņa vārpstas asi tiek noregulēts, lai nodrošinātu puskontakta slīpēšanu starp slīpripa un silīcija vafele.

3. attēls, silīcija vafeļu rotācijas slīpēšanas principa shematiskā diagramma

Salīdzinot ar rotējošā galda slīpēšanu, silīcija vafeļu rotējošajai slīpēšanai ir šādas priekšrocības: ① Vienreizēja vienas vafeles slīpēšana var apstrādāt liela izmēra silīcija vafeles, kuru izmērs pārsniedz 300 mm; ② Faktiskais slīpēšanas laukums B un griešanas leņķis θ ir nemainīgs, un slīpēšanas spēks ir relatīvi stabils; ③ Regulējot slīpuma leņķi starp slīpripas asi un silīcija vafeles asi, monokristāla silīcija vafeles virsmas formu var aktīvi kontrolēt, lai iegūtu labāku virsmas formas precizitāti. Turklāt silīcija vafeļu rotācijas slīpēšanas slīpēšanas laukumam un griešanas leņķim θ ir arī lielas malas slīpēšanas priekšrocības, vienkārša biezuma un virsmas kvalitātes noteikšana un kontrole tiešsaistē, kompakta aprīkojuma struktūra, vienkārša vairāku staciju integrēta slīpēšana un augsta slīpēšanas efektivitāte.
Lai uzlabotu ražošanas efektivitāti un apmierinātu pusvadītāju ražošanas līniju vajadzības, komerciālās slīpēšanas iekārtas, kuru pamatā ir silīcija vafeļu rotācijas slīpēšanas princips, izmanto vairāku vārpstu daudzstaciju struktūru, kas var pabeigt rupju slīpēšanu un smalku slīpēšanu vienā iekraušanas un izkraušanas reizē. . Apvienojumā ar citām palīgiekārtām tas var realizēt pilnībā automātisku monokristāla silīcija vafeļu slīpēšanu “iežūšana/izžūšana” un “kasete uz kaseti”.

Divpusējā slīpēšana:

Kad silīcija vafeles rotācijas slīpēšana apstrādā silīcija vafeles augšējo un apakšējo virsmu, sagatave ir jāapgriež un jāveic pakāpeniski, kas ierobežo efektivitāti. Tajā pašā laikā silīcija vafeles rotējošajai slīpēšanai ir virsmas kļūdu kopēšana (kopēta) un slīpēšanas pēdas (slīpēšanas zīme), un pēc stieples griešanas nav iespējams efektīvi novērst tādus defektus kā viļņojums un konuss uz monokristāla silīcija vafeles virsmas. (daudzzāģis), kā parādīts 4. attēlā. Lai pārvarētu iepriekš minētos defektus, tika ieviesta abpusējas slīpēšanas tehnoloģija (divpusējā slīpēšana). 1990. gadi, un tā princips ir parādīts 5. attēlā. Skavas, kas simetriski izvietotas abās pusēs, nostiprina monokristāla silīcija plāksni fiksējošā gredzenā un griežas, lēnām virzot veltni. Pāris krūzes formas dimanta slīpripas ir salīdzinoši izvietotas monokristāla silīcija vafeles abās pusēs. Darbojas ar gaisa gultņu elektrisko vārpstu, tie griežas pretējos virzienos un padodas aksiāli, lai panāktu monokristāla silīcija vafeles divpusēju slīpēšanu. Kā redzams attēlā, abpusēja slīpēšana pēc stieples griešanas var efektīvi noņemt monokristāla silīcija vafeles virsmas viļņojumu un konusu. Atbilstoši slīpripas ass izkārtojuma virzienam abpusēja slīpēšana var būt horizontāla un vertikāla. Starp tiem horizontālā abpusējā slīpēšana var efektīvi samazināt silīcija vafeles deformācijas ietekmi, ko izraisa silīcija vafeles pašsvars, uz slīpēšanas kvalitāti, un ir viegli nodrošināt, ka slīpēšanas process notiek abās monokristāla silīcija pusēs. vafeles ir vienādas, un abrazīvās daļiņas un slīpēšanas skaidas nav viegli noturēties uz monokristāla silīcija vafeles virsmas. Tā ir salīdzinoši ideāla slīpēšanas metode.

4. attēls, "Kļūdas kopija" un nodiluma zīmes defekti silīcija plāksnīšu rotācijas slīpēšanā

5. attēls, divpusējās slīpēšanas principa shematiskā diagramma

1. tabulā parādīts iepriekšminēto trīs viena kristāla silīcija plākšņu veidu slīpēšanas un abpusējas slīpēšanas salīdzinājums. Divpusējā slīpēšana galvenokārt tiek izmantota silīcija vafeļu apstrādei zem 200 mm, un tai ir augsta vafeļu ražība. Pateicoties fiksētu abrazīvu slīpripu izmantošanai, vienkristāla silīcija plātņu slīpēšana var iegūt daudz augstāku virsmas kvalitāti nekā ar abpusēju slīpēšanu. Tāpēc gan silīcija vafeļu rotācijas slīpēšana, gan abpusējā slīpēšana var atbilst galveno 300 mm silīcija plātņu apstrādes kvalitātes prasībām, un pašlaik tās ir vissvarīgākās saplacināšanas apstrādes metodes. Izvēloties silīcija vafeļu saplacināšanas apstrādes metodi, ir vispusīgi jāņem vērā vienkristāla silīcija vafeles diametra izmēra, virsmas kvalitātes un pulēšanas vafeļu apstrādes tehnoloģijas prasības. Vafeļu aizmugures retināšanai var izvēlēties tikai vienpusēju apstrādes metodi, piemēram, silīcija vafeles rotācijas slīpēšanas metodi.

Papildus slīpēšanas metodes izvēlei silīcija vafeļu slīpēšanā ir jānosaka arī saprātīgu procesa parametru izvēle, piemēram, pozitīvais spiediens, slīpripas graudu izmērs, slīpripas saistviela, slīpripas ātrums, silīcija vafeles ātrums, slīpēšanas šķidruma viskozitāte un plūsmas ātrumu utt., un noteikt saprātīgu procesa maršrutu. Lai iegūtu monokristāla silīcija vafeles ar augstu apstrādes efektivitāti, augstu virsmas līdzenumu un zemu virsmas bojājumu, parasti tiek izmantots segmentēts slīpēšanas process, tostarp rupja slīpēšana, pusapdares slīpēšana, apdares slīpēšana, bezdzirksteļošana un lēna pamatne.