De ce este nevoie de subțiere?

În etapa procesului de back-end,napolitana (plachetă de siliciucu circuite în față) trebuie subțiat pe spate înainte de tăierea, sudarea și ambalarea ulterioară pentru a reduce înălțimea de montare a pachetului, a reduce volumul pachetului de cip, a îmbunătăți eficiența difuziei termice a cipului, a performanței electrice, a proprietăților mecanice și a reduce cantitatea de cip. joc cu zaruri. Șlefuirea înapoi are avantajele unei eficiențe ridicate și costuri reduse. A înlocuit procesele tradiționale de gravare umedă și de gravare ionică pentru a deveni cea mai importantă tehnologie de subțiere a spatelui.

Napolitana subţiată

Cum să subțiezi?

Procesul principal de subțiere a napolitanelor în procesul tradițional de ambalare

Etapele specifice alenapolitanasubțierea sunt pentru a lega napolitana care urmează să fie procesată de filmul de subțiere și apoi utilizați vid pentru a adsorbi filmul de subțiere și așchiul de pe acesta de masa de napolitană ceramică poroasă, ajustați liniile centrale circulare interioare și exterioare ale suprafeței de lucru ale barcii. roata de șlefuit diamantată în formă de cupă spre centrul plachetei de siliciu, iar placa de siliciu și discul de șlefuit se rotesc în jurul axelor lor corespunzătoare pt. măcinare prin tăiere. Șlefuirea include trei etape: șlefuire brută, șlefuire fină și lustruire.

Napolitana care iese din fabrica de napolitane este macinata in spate pentru a subtia napolitana la grosimea necesara pentru ambalare. La măcinarea plachetei, bandă trebuie aplicată pe partea din față (zona activă) pentru a proteja zona circuitului, iar partea din spate este șlefuită în același timp. După șlefuire, îndepărtați banda și măsurați grosimea.
Procesele de măcinare care au fost aplicate cu succes la prepararea plachetelor de siliciu includ măcinarea cu masă rotativă,plachetă de siliciuslefuire prin rotație, șlefuire pe două fețe etc. Odată cu îmbunătățirea în continuare a cerințelor de calitate a suprafeței vaferelor de siliciu monocristal, sunt propuse în mod constant noi tehnologii de șlefuire, cum ar fi șlefuirea TAIKO, șlefuirea mecanică chimică, șlefuirea șlefuirii și șlefuirea cu discuri planetare.

Slefuire cu masa rotativa:

Măcinarea cu masă rotativă (măcinarea cu masă rotativă) este un proces timpuriu de măcinare utilizat în prepararea plachetelor de siliciu și subțierea înapoi. Principiul său este prezentat în Figura 1. Plachetele de siliciu sunt fixate pe ventuzele mesei rotative și se rotesc sincron conduse de masa rotativă. Placile de siliciu în sine nu se rotesc în jurul axei lor; roata de șlefuit este alimentată axial în timp ce se rotește cu viteză mare, iar diametrul discului de șlefuit este mai mare decât diametrul plachetei de siliciu. Există două tipuri de șlefuire cu masă rotativă: șlefuirea cu adâncime frontală și șlefuirea tangenţială a feței. În șlefuirea cu adâncime frontală, lățimea discului de șlefuit este mai mare decât diametrul plachetei de siliciu, iar axul roții de șlefuit se alimentează continuu de-a lungul direcției axiale până când excesul este procesat, iar apoi placa de siliciu este rotită sub acționarea mesei rotative; în șlefuirea tangenţială frontală, discul de șlefuit se alimentează de-a lungul direcției sale axiale, iar placheta de siliciu este rotită continuu sub antrenarea discului rotativ, iar șlefuirea este finalizată prin alimentare alternativă (reciprocație) sau alimentare cu fluaj (creepfeed).

Figura 1, schema schematică a principiului de măcinare a mesei rotative (tangențială cu fața).

În comparație cu metoda de șlefuire, măcinarea cu masă rotativă are avantajele unei rate ridicate de îndepărtare, deteriorări mici ale suprafeței și automatizare ușoară. Cu toate acestea, zona de șlefuire reală (șlefuire activă) B și unghiul de tăiere θ (unghiul dintre cercul exterior al roții de șlefuit și cercul exterior al plachetei de siliciu) în procesul de șlefuire se modifică odată cu schimbarea poziției de tăiere a discului de șlefuit, rezultând o forță de șlefuire instabilă, ceea ce face dificilă obținerea preciziei ideale a suprafeței (valoare TTV mare) și provocând cu ușurință defecte precum muchia colaps și colaps marginea. Tehnologia de măcinare cu masă rotativă este utilizată în principal pentru prelucrarea plachetelor de siliciu monocristal sub 200 mm. Creșterea dimensiunii plăcilor de siliciu monocristal a impus cerințe mai mari pentru precizia suprafeței și acuratețea mișcării bancului de lucru al echipamentelor, astfel încât măcinarea cu masă rotativă nu este potrivită pentru măcinarea plachetelor de siliciu monocristal de peste 300 mm.
Pentru a îmbunătăți eficiența șlefuirii, echipamentele de măcinare tangenţială din plan comercial adoptă de obicei o structură de roată de măcinare multiplă. De exemplu, un set de roți de șlefuit brut și un set de roți de șlefuit fin sunt echipate pe echipament, iar masa rotativă se rotește cu un cerc pentru a finaliza șlefuirea brută și măcinarea fină pe rând. Acest tip de echipamente include G-500DS al companiei americane GTI (Figura 2).

Figura 2, echipamentul de măcinat cu masă rotativă G-500DS al companiei GTI din Statele Unite

Măcinarea prin rotație a plachetelor de siliciu:

Pentru a satisface nevoile de pregătire a plachetelor de siliciu de dimensiuni mari și de prelucrare a subțierii din spate și pentru a obține precizia suprafeței cu valoare TTV bună. În 1988, savantul japonez Matsui a propus o metodă de măcinare prin rotație a plachetelor de siliciu (în-feedgrinding). Principiul său este prezentat în Figura 3. Placa de siliciu cu un singur cristal și roata de șlefuit diamantată în formă de cupă adsorbită pe bancul de lucru se rotesc în jurul axelor lor respective, iar discul de șlefuit este alimentat continuu de-a lungul direcției axiale în același timp. Printre acestea, diametrul roții de șlefuit este mai mare decât diametrul plachetei de siliciu prelucrate, iar circumferința acesteia trece prin centrul plăcii de siliciu. Pentru a reduce forța de măcinare și a reduce căldura de măcinare, ventuza cu vid este de obicei tăiată într-o formă convexă sau concavă sau unghiul dintre axul roții de șlefuit și axa axului ventuzei este ajustat pentru a asigura șlefuirea semi-contact între roata de șlefuit și napolitana de siliciu.

Figura 3, Schema schematică a principiului de măcinare rotativă a plachetelor de siliciu

În comparație cu măcinarea cu masă rotativă, măcinarea rotativă a plachetelor de siliciu are următoarele avantaje: ① Măcinarea o singură dată cu o singură napolitană poate procesa napolitane de siliciu de dimensiuni mari de peste 300 mm; ② Zona reală de șlefuire B și unghiul de tăiere θ sunt constante, iar forța de șlefuire este relativ stabilă; ③ Prin ajustarea unghiului de înclinare dintre axa roții de șlefuit și axa plachetei de siliciu, forma suprafeței plachetei de siliciu cu un singur cristal poate fi controlată activ pentru a obține o precizie mai bună a formei suprafeței. În plus, zona de măcinare și unghiul de tăiere θ al șlefuirii rotative a plachetelor de siliciu au, de asemenea, avantajele șlefuirii cu margini mari, detectării și controlului ușoare a grosimii online și a calității suprafeței, structură compactă a echipamentului, șlefuire integrată cu mai multe stații și eficiență ridicată de măcinare.
Pentru a îmbunătăți eficiența producției și a satisface nevoile liniilor de producție a semiconductoarelor, echipamentele comerciale de șlefuire bazate pe principiul măcinarii rotative a plachetelor de siliciu adoptă o structură cu mai multe axuri cu mai multe stații, care poate finaliza măcinarea brută și măcinarea fină într-o singură încărcare și descărcare. . În combinație cu alte facilități auxiliare, poate realiza măcinarea complet automată a plachetelor de siliciu monocristal „uscare/uscare” și „casetă la casetă”.

Slefuire pe două fețe:

Atunci când măcinarea rotativă a plachetei de siliciu procesează suprafețele superioare și inferioare ale plachetei de siliciu, piesa de prelucrat trebuie răsturnată și efectuată în etape, ceea ce limitează eficiența. În același timp, șlefuirea rotativă a plachetei de siliciu are semne de copiere a erorilor de suprafață (copiată) și semne de șlefuire (marca de șlefuire) și este imposibil să eliminați eficient defectele, cum ar fi ondularea și conicitatea de pe suprafața plachetei de siliciu monocristal după tăierea firului. (multi-ferăstrău), așa cum se arată în Figura 4. Pentru a depăși defectele de mai sus, a apărut tehnologia de șlefuire pe două fețe (dublesidegrinding) în 1990, iar principiul său este prezentat în Figura 5. Clemele distribuite simetric pe ambele părți prind placă de siliciu monocristal în inelul de reținere și se rotesc încet conduse de rolă. O pereche de roți de șlefuit diamantate în formă de cupă sunt situate relativ pe ambele părți ale plachetei de siliciu monocristal. Acționate de axul electric cu rulment de aer, ele se rotesc în direcții opuse și se alimentează axial pentru a obține măcinarea pe două fețe a plachetei de siliciu monocristal. După cum se poate observa din figură, șlefuirea pe două fețe poate elimina în mod eficient ondularea și conicitatea de pe suprafața plachetei de siliciu cu un singur cristal după tăierea firului. În funcție de direcția de aranjare a axei roții de șlefuit, șlefuirea pe două fețe poate fi orizontală și verticală. Printre acestea, măcinarea orizontală pe două fețe poate reduce în mod eficient influența deformării plachetei de siliciu cauzată de greutatea moartă a plachetei de siliciu asupra calității măcinarii și este ușor să vă asigurați că procesul de măcinare condițiile pe ambele părți ale siliciului monocristal. napolitanele sunt aceleași, iar particulele abrazive și așchiile de măcinare nu sunt ușor să rămână pe suprafața plachetei de siliciu cu un singur cristal. Este o metodă de măcinare relativ ideală.

Figura 4, „Eroare de copiere” și defecte ale semnelor de uzură în șlefuirea prin rotație a plachetelor de siliciu

Figura 5, diagramă schematică a principiului de măcinare pe două fețe

Tabelul 1 arată comparația dintre măcinarea și măcinarea pe două fețe a celor trei tipuri de mai sus de plachete de siliciu monocristal. Măcinarea pe două fețe este utilizată în principal pentru prelucrarea plachetelor de siliciu sub 200 mm și are un randament ridicat al plachetelor. Datorită utilizării discurilor abrazive fixe, șlefuirea plachetelor de siliciu monocristal poate obține o calitate a suprafeței mult mai mare decât cea a șlefuirii pe două fețe. Prin urmare, atât măcinarea rotativă a plachetelor de siliciu, cât și măcinarea pe două fețe pot îndeplini cerințele de calitate a prelucrării ale plăcilor de siliciu de 300 mm și sunt în prezent cele mai importante metode de procesare de aplatizare. Atunci când selectați o metodă de procesare a plăcilor de aplatizare a plachetelor de siliciu, este necesar să luați în considerare în mod cuprinzător cerințele privind dimensiunea diametrului, calitatea suprafeței și tehnologia de prelucrare a plachetelor de lustruire a plachetei de siliciu cu un singur cristal. Subțierea din spate a plachetei poate selecta doar o metodă de prelucrare pe o singură față, cum ar fi metoda de măcinare rotativă a plachetei de siliciu.

În plus față de selectarea metodei de măcinare în măcinarea plachetelor de siliciu, este, de asemenea, necesar să se determine selecția parametrilor rezonabili ai procesului, cum ar fi presiunea pozitivă, dimensiunea granulelor discului de șlefuit, liantul discului de șlefuit, viteza roții de șlefuit, viteza plăcii de siliciu, vâscozitatea fluidului de măcinare și debitul etc. și să determine o rută rezonabilă a procesului. De obicei, un proces de măcinare segmentată care include șlefuire brută, șlefuire de semifinisare, șlefuire de finisare, șlefuire fără scântei și suport lent este utilizat pentru a obține plachete de siliciu monocristal cu eficiență ridicată de prelucrare, planeitate mare a suprafeței și deteriorare redusă a suprafeței.