Zakaj je potrebno redčenje?

V fazi zalednega procesa jeoblat (silikonska rezinaz vezji na sprednji strani) je treba stanjšati na hrbtni strani pred poznejšim rezanjem, varjenjem in pakiranjem, da zmanjšate višino namestitve paketa, zmanjšate prostornino paketa čipa, izboljšate učinkovitost toplotne difuzije čipa, električno zmogljivost, mehanske lastnosti in zmanjšate količino rezanje na kocke. Povratno brušenje ima prednosti visoke učinkovitosti in nizkih stroškov. Nadomestil je tradicionalne postopke mokrega jedkanja in ionskega jedkanja ter postal najpomembnejša tehnologija redčenja hrbta.

Redčen oblat

Kako redčiti?

Glavni postopek redčenja rezin v tradicionalnem procesu pakiranja

Posebni korakioblatredčenje je vezati rezino, ki jo je treba obdelati, na film za redčenje, nato pa z vakuumom adsorbirati film za redčenje in ostružke na njem na porozno keramično mizo za rezine, prilagoditi notranjo in zunanjo središčno črto krožnega čolna delovne površine diamantno brusno kolo v obliki skodelice na sredino silicijeve rezine, silicijeva rezina in brusno kolo pa se vrtita okoli njihovih ustreznih osi za vrezno brušenje. Brušenje vključuje tri stopnje: grobo brušenje, fino brušenje in poliranje.

Oblati, ki prihajajo iz tovarne oblatov, se ponovno zmeljejo, da se oblati stanjšajo do debeline, potrebne za pakiranje. Pri brušenju rezine je treba sprednjo stran (aktivno območje) nalepiti s trakom, da zaščitimo območje vezja, hkrati pa brusimo zadnjo stran. Po brušenju odstranite trak in izmerite debelino.
Postopki mletja, ki so bili uspešno uporabljeni za pripravo silicijevih rezin, vključujejo brušenje na rotacijski mizi,silikonska rezinarotacijsko brušenje, dvostransko brušenje itd. Z nadaljnjim izboljševanjem zahtev glede kakovosti površine enokristalnih silicijevih rezin se nenehno predlagajo nove tehnologije brušenja, kot so TAIKO brušenje, kemično mehansko brušenje, polirno brušenje in planetarno brušenje.

Brušenje z rotacijsko mizo:

Brušenje z rotacijsko mizo (mletje z rotacijsko mizo) je zgodnji postopek brušenja, ki se uporablja pri pripravi silicijevih rezin in redčenju. Njegov princip je prikazan na sliki 1. Silicijeve rezine so pritrjene na priseske vrtljive mize in se vrtijo sinhrono, ki jih poganja vrtljiva miza. Same silicijeve rezine se ne vrtijo okoli svoje osi; brusilno kolo se dovaja aksialno, medtem ko se vrti pri visoki hitrosti, premer brusilnega kolesa pa je večji od premera silicijeve rezine. Obstajata dve vrsti brušenja z rotacijsko mizo: čelno potopno brušenje in čelno tangencialno brušenje. Pri čelnem potopnem brušenju je širina brusa večja od premera silicijeve rezine, vreteno brusa pa se neprekinjeno podaja vzdolž svoje osne smeri, dokler ni obdelan presežek, nato pa se silicijeva rezina vrti pod pogonom rotacijske mize; pri čelnem tangencialnem brušenju se brusno kolo podaja vzdolž svoje aksialne smeri, silicijeva rezina pa se nenehno vrti pod pogonom vrtljivega diska, brušenje pa se zaključi z izmeničnim podajanjem (reciprocation) ali lezečim podajanjem (creepfeed).

Slika 1, shematski diagram principa brušenja z rotacijsko mizo (čelno tangencialno).

V primerjavi z metodo brušenja ima brušenje z rotacijsko mizo prednosti visoke stopnje odstranjevanja, majhne poškodbe površine in enostavne avtomatizacije. Vendar pa se dejanska površina brušenja (aktivno brušenje) B in vrezni kot θ (kot med zunanjim krogom brusa in zunanjim krogom silicijeve rezine) v procesu brušenja spremenita s spremembo položaja rezanja. brusne plošče, kar ima za posledico nestabilno silo brušenja, kar otežuje doseganje idealne natančnosti površine (visoka vrednost TTV) in lahko povzroči napake kot sta zrušitev robov in zrušitev robov. Tehnologija brušenja z rotacijsko mizo se uporablja predvsem za obdelavo monokristalnih silicijevih rezin pod 200 mm. Povečanje velikosti enokristalnih silicijevih rezin je postavilo višje zahteve za natančnost površine in natančnost gibanja delovne mize opreme, zato brušenje z rotacijsko mizo ni primerno za brušenje monokristalnih silicijevih rezin nad 300 mm.
Da bi izboljšali učinkovitost brušenja, komercialna oprema za tangencialno brušenje navadno sprejme strukturo z več brusi. Na primer, oprema je opremljena z nizom grobih brusov in kompletom finih brusov, rotacijska miza pa se zavrti za en krog, da izmenično dokončata grobo in fino brušenje. Ta vrsta opreme vključuje G-500DS ameriškega podjetja GTI (slika 2).

Slika 2, brusilna oprema z rotacijsko mizo G-500DS družbe GTI v Združenih državah

Rotacijsko brušenje silikonskih rezin:

Za izpolnitev potreb priprave velikih silicijevih rezin in obdelave povratnega redčenja ter pridobitve površinske natančnosti z dobro vrednostjo TTV. Leta 1988 je japonski učenjak Matsui predlagal metodo rotacijskega mletja silicijevih rezin (mletje v dovajanju). Njegov princip je prikazan na sliki 3. Enokristalna silicijeva rezina in diamantno brusno kolo v obliki skodelice, adsorbirano na delovni mizi, se vrtita okoli svojih osi, brusno kolo pa se hkrati neprekinjeno dovaja vzdolž aksialne smeri. Med njimi je premer brusnega kolesa večji od premera obdelane silicijeve rezine, njegov obod pa poteka skozi središče silicijeve rezine. Da bi zmanjšali silo brušenja in zmanjšali toploto pri brušenju, je vakuumski prisesek običajno obrezan v konveksno ali konkavno obliko ali pa se prilagodi kot med vretenom brusilnega kolesa in osjo vretena priseska, da se zagotovi polkontaktno brušenje med brusno kolo in silikonsko rezino.

Slika 3, Shematski diagram principa rotacijskega brušenja silicijeve rezine

V primerjavi z brušenjem z rotacijsko mizo ima rotacijsko brušenje silicijevih rezin naslednje prednosti: ① Enkratno brušenje enojnih rezin lahko obdeluje silicijeve rezine velikih velikosti nad 300 mm; ② Dejansko območje brušenja B in kot rezanja θ sta konstantna, sila brušenja pa je relativno stabilna; ③ S prilagajanjem kota naklona med osjo brusa in osjo silicijeve rezine je mogoče aktivno nadzorovati obliko površine monokristalne silicijeve rezine, da se doseže boljša natančnost oblike površine. Poleg tega imata območje brušenja in rezalni kot θ rotacijskega brušenja silicijeve rezine tudi prednosti brušenja z velikim robom, enostavnega spletnega zaznavanja in nadzora debeline in kakovosti površine, kompaktne strukture opreme, enostavnega integriranega brušenja z več postajami in visoke učinkovitosti brušenja.
Za izboljšanje proizvodne učinkovitosti in izpolnjevanje potreb polprevodniških proizvodnih linij, komercialna brusilna oprema, ki temelji na principu rotacijskega brušenja silicijevih rezin, sprejme strukturo z več vreteni in več postajami, ki lahko dokonča grobo in fino brušenje v enem nalaganju in praznjenju. . V kombinaciji z drugimi pomožnimi napravami lahko izvede popolnoma avtomatsko mletje enokristalnih silicijevih rezin "dry-in/dry-out" in "cassette to cassette".

Dvostransko brušenje:

Ko rotacijsko brušenje silicijeve rezine obdeluje zgornjo in spodnjo površino silicijeve rezine, je treba obdelovanec obrniti in izvajati v korakih, kar omejuje učinkovitost. Hkrati ima rotacijsko brušenje silicijeve rezine površinske napake pri kopiranju (kopirano) in sledi brušenja (znak brušenja), zato je nemogoče učinkovito odstraniti napake, kot sta valovitost in zoženost na površini enokristalne silicijeve rezine po rezanju žice. (multi-saw), kot je prikazano na sliki 4. Za premagovanje zgornjih napak je tehnologija dvostranskega brušenja (doublesidegrinding) se je pojavil v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, njegov princip pa je prikazan na sliki 5. Objemke, ki so simetrično razporejene na obeh straneh, vpnejo enokristalno silicijevo rezino v zadrževalni obroč in se počasi vrtijo, ki jih poganja valj. Par diamantnih brusov v obliki skodelice je relativno nameščen na obeh straneh monokristalne silicijeve rezine. Poganja jih električno vreteno z zračnim ležajem, vrtijo se v nasprotnih smereh in se podajajo aksialno, da dosežejo dvostransko brušenje enokristalne silicijeve rezine. Kot je razvidno iz slike, lahko dvostransko brušenje učinkovito odstrani valovitost in zožitev na površini monokristalne silicijeve rezine po rezanju žice. Glede na smer razporeditve osi brusa je dvostransko brušenje vodoravno in navpično. Med njimi lahko horizontalno dvostransko brušenje učinkovito zmanjša vpliv deformacije silicijeve rezine, ki jo povzroča lastna teža silicijeve rezine na kakovost mletja, in enostavno je zagotoviti, da postopek brušenja na obeh straneh monokristalnega silicija rezine so enake, abrazivni delci in brusilni ostružki pa se ne morejo enostavno zadržati na površini enokristalne silicijeve rezine. Je razmeroma idealna metoda mletja.

Slika 4, "Kopija napake" in napake zaradi obrabe pri rotacijskem brušenju silicijeve rezine

Slika 5, shematski diagram principa dvostranskega brušenja

Tabela 1 prikazuje primerjavo med mletjem in dvostranskim mletjem zgornjih treh vrst enokristalnih silicijevih rezin. Dvostransko brušenje se uporablja predvsem za obdelavo silicijevih rezin pod 200 mm in ima visok izkoristek rezin. Zaradi uporabe fiksnih abrazivnih brusov lahko z brušenjem enokristalnih silicijevih rezin dosežemo veliko višjo kakovost površine kot z dvostranskim brušenjem. Zato lahko tako rotacijsko brušenje silicijevih rezin kot dvostransko brušenje izpolnjujeta zahteve glede kakovosti obdelave običajnih 300 mm silicijevih rezin in sta trenutno najpomembnejši metodi obdelave sploščenja. Pri izbiri metode obdelave silicijeve rezine je treba celovito upoštevati zahteve glede velikosti premera, kakovosti površine in tehnologije obdelave rezin za poliranje enokristalne silicijeve rezine. Zadnje tanjšanje rezine lahko izbere samo enostransko metodo obdelave, kot je metoda rotacijskega brušenja silicijeve rezine.

Poleg izbire metode mletja pri brušenju silicijevih rezin je treba določiti tudi izbiro razumnih procesnih parametrov, kot so nadtlak, velikost zrna brusa, vezivo brusa, hitrost brusa, hitrost silicija, viskoznost tekočine za mletje in hitrost pretoka itd. in določi razumno pot postopka. Običajno se segmentirani postopek brušenja, vključno z grobim brušenjem, polkončnim brušenjem, končnim brušenjem, brušenjem brez iskrenja in počasnim podpiranjem, uporablja za pridobitev enokristalnih silicijevih rezin z visoko učinkovitostjo obdelave, visoko ravnostjo površine in majhnimi površinskimi poškodbami.