Por que precisa de desbaste?

Na fase de processo de back-end, obolacha (bolacha de silíciocom circuitos na frente) precisa ser afinado na parte traseira antes do subsequente corte em cubos, soldagem e embalagem para reduzir a altura de montagem do pacote, reduzir o volume do pacote de chips, melhorar a eficiência de difusão térmica do chip, desempenho elétrico, propriedades mecânicas e reduzir a quantidade de dados. A retificação traseira tem as vantagens de alta eficiência e baixo custo. Ele substituiu os processos tradicionais de corrosão úmida e corrosão iônica para se tornar a tecnologia de desbaste mais importante.

A bolacha diluída

Como emagrecer?

Processo principal de desbaste de wafer no processo de embalagem tradicional

As etapas específicas debolachaO desbaste consiste em ligar o wafer a ser processado ao filme de desbaste e, em seguida, usar o vácuo para adsorver o filme de desbaste e o chip nele na mesa de wafer de cerâmica porosa, ajustar as linhas centrais circulares internas e externas do barco da superfície de trabalho do rebolo de diamante em forma de copo para o centro da pastilha de silício, e a pastilha de silício e o rebolo giram em torno de seus respectivos eixos para retificação de corte. A retificação inclui três etapas: desbaste, desbaste fino e polimento.

O wafer que sai da fábrica de wafer é retificado para afiná-lo até a espessura necessária para a embalagem. Ao retificar o wafer, a fita precisa ser aplicada na frente (Área Ativa) para proteger a área do circuito, e a parte traseira é retificada ao mesmo tempo. Após o lixamento, retire a fita e meça a espessura.
Os processos de moagem que foram aplicados com sucesso à preparação de pastilhas de silício incluem moagem em mesa rotativa,bolacha de silícioretificação de rotação, retificação dupla-face, etc. Com a melhoria adicional dos requisitos de qualidade de superfície de wafers de silício de cristal único, novas tecnologias de retificação são constantemente propostas, como retificação TAIKO, retificação química mecânica, retificação de polimento e retificação de disco planetário.

Moagem de mesa rotativa:

A moagem de mesa rotativa (moagem de mesa rotativa) é um processo de moagem inicial usado na preparação de pastilhas de silício e no desbaste. Seu princípio é mostrado na Figura 1. As pastilhas de silício são fixadas nas ventosas da mesa rotativa e giram de forma síncrona acionadas pela mesa rotativa. As próprias pastilhas de silício não giram em torno de seu eixo; o rebolo é alimentado axialmente enquanto gira em alta velocidade, e o diâmetro do rebolo é maior que o diâmetro da pastilha de silício. Existem dois tipos de retificação de mesa rotativa: retificação de face por mergulho e retificação de face tangencial. Na retificação por imersão frontal, a largura do rebolo é maior que o diâmetro da pastilha de silício, e o fuso do rebolo alimenta continuamente ao longo de sua direção axial até que o excesso seja processado e, em seguida, a pastilha de silício é girada sob o acionamento da mesa rotativa; na retificação tangencial frontal, o rebolo alimenta ao longo de sua direção axial, e a pastilha de silício é girada continuamente sob o acionamento do disco rotativo, e a retificação é completada por alimentação alternativa (alternativa) ou alimentação lenta (creepfeed).

Figura 1, diagrama esquemático do princípio de retificação de mesa rotativa (face tangencial)

Comparada com o método de retificação, a retificação de mesa rotativa tem as vantagens de alta taxa de remoção, pequenos danos superficiais e fácil automação. No entanto, a área de retificação real (retificação ativa) B e o ângulo de corte θ (o ângulo entre o círculo externo do rebolo e o círculo externo da pastilha de silício) no processo de retificação mudam com a mudança da posição de corte do rebolo, resultando em uma força de retificação instável, dificultando a obtenção da precisão superficial ideal (alto valor TTV) e causando facilmente defeitos como colapso e colapso da borda. A tecnologia de moagem de mesa rotativa é usada principalmente para o processamento de wafers de silício de cristal único abaixo de 200 mm. O aumento no tamanho das pastilhas de silício monocristalino apresentou requisitos mais elevados para a precisão da superfície e do movimento da bancada do equipamento, de modo que a retificação da mesa rotativa não é adequada para a retificação de pastilhas de silício monocristalino acima de 300 mm.
A fim de melhorar a eficiência da retificação, o equipamento comercial de retificação tangencial plana geralmente adota uma estrutura de rebolo múltiplo. Por exemplo, um conjunto de rebolos de desbaste e um conjunto de rebolos de desbaste fino são equipados no equipamento, e a mesa rotativa gira um círculo para completar o desbaste e o desbaste fino por sua vez. Este tipo de equipamento inclui o G-500DS da empresa americana GTI (Figura 2).

Figura 2, equipamento de retificação de mesa rotativa G-500DS da GTI Company nos Estados Unidos

Moagem de rotação de wafer de silício:

A fim de atender às necessidades de preparação de wafer de silício de grande porte e processamento de desbaste, e obter precisão de superfície com bom valor TTV. Em 1988, o estudioso japonês Matsui propôs um método de moagem por rotação de wafer de silício (moagem em alimentação). Seu princípio é mostrado na Figura 3. O wafer de silício de cristal único e o rebolo diamantado em forma de copo adsorvidos na bancada giram em torno de seus respectivos eixos, e o rebolo é alimentado continuamente ao longo da direção axial ao mesmo tempo. Entre eles, o diâmetro do rebolo é maior que o diâmetro da pastilha de silício processada e sua circunferência passa pelo centro da pastilha de silício. A fim de reduzir a força de moagem e reduzir o calor de moagem, a ventosa a vácuo é geralmente aparada em uma forma convexa ou côncava ou o ângulo entre o eixo do rebolo e o eixo do eixo da ventosa é ajustado para garantir a retificação de semi-contato entre o rebolo e a pastilha de silício.

Figura 3, Diagrama esquemático do princípio de moagem rotativa de wafer de silício

Em comparação com a retificação de mesa rotativa, a retificação rotativa de wafer de silício tem as seguintes vantagens: ① A retificação de wafer único pode processar wafers de silício de tamanho grande acima de 300 mm; ② A área de retificação real B e o ângulo de corte θ são constantes e a força de retificação é relativamente estável; ③ Ao ajustar o ângulo de inclinação entre o eixo do rebolo e o eixo do wafer de silício, o formato da superfície do wafer de silício de cristal único pode ser controlado ativamente para obter melhor precisão do formato da superfície. Além disso, a área de retificação e o ângulo de corte θ da retificação rotativa de wafer de silício também têm as vantagens de retificação de grande margem, fácil detecção e controle on-line de espessura e qualidade de superfície, estrutura de equipamento compacta, retificação fácil integrada de múltiplas estações e alta eficiência de retificação.
A fim de melhorar a eficiência da produção e atender às necessidades das linhas de produção de semicondutores, o equipamento de retificação comercial baseado no princípio da retificação rotativa de wafer de silício adota uma estrutura de múltiplas estações com vários fusos, que pode concluir retificação áspera e retificação fina em uma carga e descarga . Combinado com outras instalações auxiliares, ele pode realizar a moagem totalmente automática de wafers de silício de cristal único "dry-in/dry-out" e "cassete para cassete".

Moagem frente e verso:

Quando a retificação rotativa do wafer de silício processa as superfícies superior e inferior do wafer de silício, a peça precisa ser virada e executada em etapas, o que limita a eficiência. Ao mesmo tempo, a retificação rotativa do wafer de silício apresenta erros de superfície na cópia (copiada) e marcas de retificação (marca de retificação), e é impossível remover efetivamente os defeitos, como ondulação e conicidade na superfície do wafer de silício de cristal único após o corte do fio (multi-serra), conforme mostrado na Figura 4. Para superar os defeitos acima, a tecnologia de retificação dupla face (retificação dupla face) surgiu na década de 1990, e seu princípio é mostrado na Figura 5. Os grampos Distribuído simetricamente em ambos os lados, prenda o wafer de silício de cristal único no anel de retenção e gire lentamente acionado pelo rolo. Um par de rebolos diamantados em forma de copo está relativamente localizado em ambos os lados da pastilha de silício de cristal único. Acionados pelo fuso elétrico com rolamento pneumático, eles giram em direções opostas e alimentam axialmente para obter retificação dupla-face do wafer de silício de cristal único. Como pode ser visto na figura, a retificação dupla-face pode efetivamente remover a ondulação e a conicidade da superfície do wafer de silício de cristal único após o corte do fio. De acordo com a direção de disposição do eixo do rebolo, a retificação dupla-face pode ser horizontal e vertical. Entre eles, a retificação horizontal de dupla face pode efetivamente reduzir a influência da deformação da pastilha de silício causada pelo peso morto da pastilha de silício na qualidade da retificação, e é fácil garantir que as condições do processo de retificação em ambos os lados do silício de cristal único Os wafers são iguais, e as partículas abrasivas e os chips de moagem não são fáceis de permanecer na superfície do wafer de silício de cristal único. É um método de moagem relativamente ideal.

Figura 4, "Cópia de erro" e defeitos de marcas de desgaste na retificação de rotação de wafer de silício

Figura 5, diagrama esquemático do princípio de retificação dupla face

A Tabela 1 mostra a comparação entre a retificação e a retificação dupla-face dos três tipos acima de wafers de silício de cristal único. A retificação frente e verso é usada principalmente para processamento de wafer de silício abaixo de 200 mm e tem um alto rendimento de wafer. Devido ao uso de rebolos abrasivos fixos, a retificação de pastilhas de silício de cristal único pode obter uma qualidade de superfície muito superior à da retificação bilateral. Portanto, tanto a retificação rotativa de wafer de silício quanto a retificação dupla-face podem atender aos requisitos de qualidade de processamento dos wafers de silício convencionais de 300 mm e são atualmente os métodos de processamento de achatamento mais importantes. Ao selecionar um método de processamento de achatamento de wafer de silício, é necessário considerar de forma abrangente os requisitos de tamanho do diâmetro, qualidade da superfície e tecnologia de processamento de wafer de polimento do wafer de silício de cristal único. O afinamento posterior do wafer só pode selecionar um método de processamento unilateral, como o método de moagem rotativa do wafer de silício.

Além de selecionar o método de moagem na moagem de wafer de silício, também é necessário determinar a seleção de parâmetros de processo razoáveis, como pressão positiva, tamanho de grão do rebolo, aglutinante do rebolo, velocidade do rebolo, velocidade do wafer de silício, viscosidade do fluido de moagem e taxa de fluxo, etc., e determinar uma rota de processo razoável. Normalmente, um processo de retificação segmentado, incluindo retificação grosseira, retificação de semiacabamento, retificação de acabamento, retificação sem faísca e suporte lento, é usado para obter wafers de silício de cristal único com alta eficiência de processamento, alta planicidade superficial e baixo dano superficial.