Зачем нужно прореживание?

На завершающем этапе процессавафля (кремниевая пластинасо схемами спереди) необходимо утоньшить заднюю часть перед последующей нарезкой кубиками, сваркой и упаковкой, чтобы уменьшить высоту установки корпуса, уменьшить объем корпуса чипа, улучшить эффективность термодиффузии чипа, электрические характеристики, механические свойства и уменьшить количество игра в кости. Обратное шлифование имеет преимущества высокой эффективности и низкой стоимости. Он заменил традиционные процессы мокрого травления и ионного травления и стал наиболее важной технологией обратного утонения.

Утонченная пластина

Как похудеть?

Основной процесс утончения пластин в традиционном процессе упаковки

Конкретные шагивафляУтончение состоит в том, чтобы приклеить обрабатываемую пластину к утоняющей пленке, а затем с помощью вакуума адсорбировать утончающую пленку и чип на ней к пористому керамическому вафельному столу, отрегулировать внутренние и внешние круговые центральные линии лодочки рабочей поверхности чашеобразный алмазный шлифовальный круг к центру кремниевой пластины, а кремниевая пластина и шлифовальный круг вращаются вокруг своих соответствующих осей для врезного шлифования. Шлифование включает в себя три этапа: черновое шлифование, тонкое шлифование и полирование.

Вафля, выходящая из вафельной фабрики, подвергается обратному шлифованию, чтобы утончить пластину до толщины, необходимой для упаковки. При шлифовании пластины необходимо наклеить ленту на переднюю часть (активную область) для защиты области схемы, одновременно заземляя заднюю сторону. После шлифовки снимите ленту и измерьте толщину.
Процессы шлифования, которые успешно применяются для подготовки кремниевых пластин, включают шлифование на вращающемся столе,кремниевая пластинаротационное шлифование, двухстороннее шлифование и т. д. С дальнейшим улучшением требований к качеству поверхности пластин монокристаллического кремния постоянно предлагаются новые технологии шлифования, такие как шлифование TAIKO, химико-механическое шлифование, полирующее шлифование и шлифование планетарным диском.

Круглое шлифование стола:

Шлифование на вращающемся столе (шлифование на вращающемся столе) — это ранний процесс шлифования, используемый при подготовке кремниевых пластин и обратном утончении. Его принцип показан на рисунке 1. Кремниевые пластины закреплены на присосках вращающегося стола и вращаются синхронно с вращающимся столом. Сами кремниевые пластины не вращаются вокруг своей оси; шлифовальный круг подается в осевом направлении при вращении с высокой скоростью, а диаметр шлифовального круга больше диаметра кремниевой пластины. Существует два типа шлифования на роторном столе: торцевое врезное шлифование и торцевое тангенциальное шлифование. При торцевом врезном шлифовании ширина шлифовального круга больше диаметра кремниевой пластины, и шпиндель шлифовального круга непрерывно подает в осевом направлении до тех пор, пока не будет обработан избыток, а затем кремниевая пластина вращается под приводом поворотного стола; при торцовом тангенциальном шлифовании подача шлифовального круга осуществляется в осевом направлении, а кремниевая пластина непрерывно вращается под приводом вращающегося диска, причем шлифование завершается возвратно-поступательной подачей (возвратно-поступательным движением) или ползучей подачей (ползущей подачей).

Рисунок 1. Принципиальная схема принципа шлифования роторным столом (торцевое тангенциальное).

По сравнению с методом шлифования шлифование на вращающемся столе имеет такие преимущества, как высокая скорость съема, небольшое повреждение поверхности и простота автоматизации. Однако фактическая площадь шлифования (активное шлифование) B и угол врезания θ (угол между внешним кругом шлифовального круга и внешним кругом кремниевой пластины) в процессе шлифования изменяются с изменением положения резания. шлифовального круга, что приводит к нестабильной силе шлифования, что затрудняет получение идеальной точности поверхности (высокое значение TTV) и легко вызывает такие дефекты, как разрушение кромок и разрушение кромок. Технология шлифования с роторным столом в основном используется для обработки пластин монокристаллического кремния размером менее 200 мм. Увеличение размера пластин монокристаллического кремния выдвинуло более высокие требования к точности поверхности и точности движения рабочего места оборудования, поэтому шлифование поворотным столом не подходит для шлифования пластин монокристаллического кремния размером более 300 мм.
Для повышения эффективности шлифования в тангенциальном шлифовальном оборудовании коммерческих самолетов обычно применяется конструкция с несколькими шлифовальными кругами. Например, на оборудовании имеется набор черновых шлифовальных кругов и набор тонких шлифовальных кругов, а поворотный стол вращается на один круг, чтобы поочередно выполнить черновое и тонкое шлифование. К такому типу техники относится G-500DS американской компании GTI (рис. 2).

Рисунок 2. Шлифовальное оборудование с вращающимся столом G-500DS компании GTI в США.

Вращательное шлифование кремниевых пластин:

Чтобы удовлетворить потребности в подготовке кремниевых пластин большого размера и обработке обратного утонения, а также получить точность поверхности с хорошим значением TTV. В 1988 году японский ученый Мацуи предложил метод шлифования с вращением кремниевых пластин (измельчение с подачей). Его принцип показан на рисунке 3. Монокристаллическая кремниевая пластина и чашеобразный алмазный шлифовальный круг, адсорбированные на рабочем столе, вращаются вокруг своих соответствующих осей, и в то же время шлифовальный круг непрерывно подается в осевом направлении. Среди них диаметр шлифовального круга больше диаметра обрабатываемой кремниевой пластины, а его окружность проходит через центр кремниевой пластины. Чтобы уменьшить силу шлифования и уменьшить теплоту шлифования, вакуумную присоску обычно обрезают до выпуклой или вогнутой формы или регулируют угол между шпинделем шлифовального круга и осью шпинделя присоски, чтобы обеспечить полуконтактное шлифование между шлифовальный круг и кремниевая пластина.

Рисунок 3. Принципиальная схема принципа ротационного шлифования кремниевых пластин.

По сравнению со шлифованием на вращающемся столе ротационное шлифование кремниевых пластин имеет следующие преимущества: ① Однократное шлифование одной пластины позволяет обрабатывать кремниевые пластины большого размера размером более 300 мм; ② Фактическая площадь шлифования B и угол резания θ постоянны, а сила шлифования относительно стабильна; ③ Регулируя угол наклона между осью шлифовального круга и осью кремниевой пластины, можно активно контролировать форму поверхности пластины монокристаллического кремния для достижения большей точности формы поверхности. Кроме того, площадь шлифования и угол резания θ ротационного шлифования кремниевых пластин также имеют преимущества шлифования с большим запасом, простого онлайн-определения и контроля толщины и качества поверхности, компактной конструкции оборудования, простоты интегрированного шлифования с несколькими станциями и высокой эффективности шлифования.
Чтобы повысить эффективность производства и удовлетворить потребности линий по производству полупроводников, коммерческое шлифовальное оборудование, основанное на принципе ротационного шлифования кремниевых пластин, имеет многошпиндельную многостанционную структуру, которая может выполнять черновое и тонкое шлифование за одну загрузку и разгрузку. . В сочетании с другими вспомогательными установками он может осуществлять полностью автоматическое шлифование пластин монокристаллического кремния по принципу «сушка/сушка» и «кассета на кассету».

Двустороннее шлифование:

Когда ротационное шлифование кремниевой пластины обрабатывает верхнюю и нижнюю поверхности кремниевой пластины, заготовку необходимо переворачивать и выполнять поэтапно, что ограничивает эффективность. В то же время вращательное шлифование кремниевых пластин имеет поверхностные ошибки копирования (копирования) и метки шлифования (шлифовальные метки), и невозможно эффективно удалить такие дефекты, как волнистость и конусность, на поверхности монокристаллической кремниевой пластины после резки проволокой. (многопильное), как показано на рисунке 4. Для преодоления вышеперечисленных недостатков в 1990-е годы появилась технология двухстороннего шлифования (двустороннее шлифование), принцип ее работы показан на рисунке. 5. Зажимы, симметрично расположенные с обеих сторон, зажимают пластину монокристаллического кремния в стопорном кольце и медленно вращаются под действием ролика. Пара чашеобразных алмазных шлифовальных кругов относительно расположена по обеим сторонам пластины монокристаллического кремния. Приводимые в движение электрическим шпинделем с воздушным подшипником, они вращаются в противоположных направлениях и подаются в осевом направлении, обеспечивая двустороннее шлифование пластины монокристаллического кремния. Как видно из рисунка, двухстороннее шлифование позволяет эффективно удалить волнистость и конусность на поверхности пластины монокристаллического кремния после резки проволокой. В зависимости от направления расположения оси шлифовального круга двухстороннее шлифование может быть горизонтальным и вертикальным. Среди них горизонтальное двустороннее шлифование может эффективно уменьшить влияние деформации кремниевой пластины, вызванной собственным весом кремниевой пластины, на качество шлифования, и легко гарантировать, что условия процесса шлифования на обеих сторонах монокристаллического кремния Пластины одинаковы, а абразивные частицы и шлифовальная стружка нелегко остаются на поверхности пластины монокристаллического кремния. Это относительно идеальный метод измельчения.

Рисунок 4. «Ошибка копирования» и дефекты следов износа при вращательном шлифовании кремниевых пластин.

Рисунок 5, принципиальная схема принципа двустороннего шлифования.

В таблице 1 показано сравнение шлифования и двустороннего шлифования трех вышеуказанных типов пластин монокристаллического кремния. Двустороннее шлифование в основном используется для обработки кремниевых пластин диаметром менее 200 мм и обеспечивает высокий выход пластин. За счет использования фиксированных абразивных кругов при шлифовании пластин монокристаллического кремния можно получить значительно более высокое качество поверхности, чем при двустороннем шлифовании. Таким образом, как вращательное шлифование кремниевых пластин, так и двустороннее шлифование могут удовлетворить требования к качеству обработки основных кремниевых пластин диаметром 300 мм и в настоящее время являются наиболее важными методами обработки выравнивания. При выборе метода обработки сплющивания кремниевых пластин необходимо всесторонне учитывать требования к размеру диаметра, качеству поверхности и технологии полировки пластин монокристаллического кремния. При обратном утончении пластины можно выбрать только односторонний метод обработки, такой как метод ротационного шлифования кремниевой пластины.

Помимо выбора метода шлифования при шлифовании кремниевых пластин, также необходимо определить выбор разумных параметров процесса, таких как избыточное давление, размер зерна шлифовального круга, связующее вещество шлифовального круга, скорость шлифовального круга, скорость кремниевой пластины, вязкость шлифовальной жидкости и скорость потока и т. д. и определить разумный маршрут процесса. Обычно для получения пластин монокристаллического кремния с высокой эффективностью обработки, высокой плоскостностью поверхности и низким уровнем повреждения поверхности используется сегментированный процесс шлифования, включающий черновое шлифование, получистовое шлифование, чистовое шлифование, безискровое шлифование и медленную подложку.