Varför behöver gallring?

I back-end-processen,rån (kiselwafermed kretsar på framsidan) måste tunnas ut på baksidan före efterföljande tärning, svetsning och förpackning för att minska paketets monteringshöjd, minska spånpaketets volym, förbättra chipets termiska diffusionseffektivitet, elektriska prestanda, mekaniska egenskaper och minska mängden tärning. Bakslipning har fördelarna med hög effektivitet och låg kostnad. Den har ersatt de traditionella våtetsnings- och jonetsningsprocesserna för att bli den viktigaste backgallringstekniken.

Det förtunnade rånet

Hur gallrar man?

Huvudprocess för waferförtunning i traditionell förpackningsprocess

De specifika stegen irånförtunning är att binda wafern som ska bearbetas till gallringsfilmen och sedan använda vakuum för att adsorbera förtunningsfilmen och chipet på den till det porösa keramiska waferbordet, justera de inre och yttre cirkulära båtcentrumlinjerna på arbetsytan på skålformad diamantslipskiva till mitten av kiselskivan, och kiselskivan och slipskivan roterar runt sina respektive axlar för skärande slipning. Slipning omfattar tre steg: grovslipning, finslipning och polering.

Wafern som kommer ut från waferfabriken är bakslipad för att tunna ut wafern till den tjocklek som krävs för förpackning. Vid slipning av wafern måste tejp appliceras på framsidan (Active Area) för att skydda kretsområdet, och baksidan slipas samtidigt. Efter slipning, ta bort tejpen och mät tjockleken.
De malningsprocesser som framgångsrikt har tillämpats på beredning av kiselwafer inkluderar roterande bordsslipning,kiselwaferrotationsslipning, dubbelsidig slipning, etc. Med ytterligare förbättring av ytkvalitetskraven för enkristallkiselskivor, föreslås ständigt nya sliptekniker, såsom TAIKO-slipning, kemisk mekanisk slipning, polerande slipning och planetskivslipning.

Roterande bordsslipning:

Roterande bordsslipning (roterande bordsslipning) är en tidig malningsprocess som används vid beredning av kiselwafer och backgallring. Dess princip visas i figur 1. Kiselskivorna är fixerade på det roterande bordets sugkoppar och roterar synkront drivna av det roterande bordet. Silikonskivorna själva roterar inte runt sin axel; slipskivan matas axiellt medan den roterar med hög hastighet, och slipskivans diameter är större än kiselskivans diameter. Det finns två typer av roterande bordsslipning: planslipning och tangentiell planslipning. Vid planslipning är slipskivans bredd större än kiselskivans diameter, och slipskivans spindel matas kontinuerligt längs sin axiella riktning tills överskottet bearbetas, och sedan roteras kiselskivan under drivningen av det roterande bordet; vid tangentiell ytslipning, matas slipskivan längs sin axiella riktning, och kiselskivan roteras kontinuerligt under drivningen av den roterande skivan, och slipningen fullbordas genom fram- och återgående matning (fram- och återgående) eller krypmatning (krypmatning).

Figur 1, schematiskt diagram av roterande bordsslipningsprincipen (tangentiellt).

Jämfört med slipmetoden har roterande bordsslipning fördelarna med hög avverkningshastighet, små ytskador och enkel automatisering. Emellertid förändras den faktiska slipytan (aktiv slipning) B och inskärningsvinkeln θ (vinkeln mellan slipskivans yttre cirkel och kiselskivans yttre cirkel) i slipprocessen med ändringen av skärpositionen av slipskivan, vilket resulterar i en instabil slipkraft, vilket gör det svårt att erhålla den ideala ytnoggrannheten (högt TTV-värde), och orsakar lätt defekter som kantkollaps och egg kollapsa. Den roterande bordsslipningstekniken används huvudsakligen för bearbetning av enkristallkiselskivor under 200 mm. Ökningen av storleken på enkristallkiselskivor har ställt högre krav på ytnoggrannheten och rörelsenoggrannheten hos utrustningsarbetsbänken, så den roterande bordsslipningen är inte lämplig för slipning av enkristallkiselskivor över 300 mm.
För att förbättra slipeffektiviteten använder kommersiell tangentiell sliputrustning vanligtvis en multislipskivastruktur. Till exempel är en uppsättning grovslipskivor och en uppsättning finslipskivor utrustade på utrustningen, och det roterande bordet roterar en cirkel för att slutföra grovslipningen och finslipningen i sin tur. Denna typ av utrustning inkluderar G-500DS från American GTI Company (Figur 2).

Figur 2, G-500DS roterande bordssliputrustning från GTI Company i USA

Silikonwafer rotationsslipning:

För att möta behoven av förberedelse av kiselskivor av stor storlek och bearbetning av bakgallring, och få ytnoggrannhet med bra TTV-värde. 1988 föreslog den japanska forskaren Matsui en metod för rotationsslipning av kiselskivor (in-feed grinding). Dess princip visas i figur 3. Enkristallkiselskivan och den skålformade diamantslipskivan som är adsorberad på arbetsbänken roterar runt sina respektive axlar, och slipskivan matas kontinuerligt längs den axiella riktningen samtidigt. Bland dem är slipskivans diameter större än diametern på den bearbetade kiselskivan, och dess omkrets passerar genom mitten av kiselskivan. För att minska slipkraften och minska slipvärmen trimmas vakuumsugkoppen vanligtvis till en konvex eller konkav form eller så justeras vinkeln mellan slipskivans spindel och sugkoppens spindelaxel för att säkerställa halvkontaktslipning mellan slipskiva och kiselskivan.

Figur 3, schematiskt diagram av kiselwafer roterande slipningsprincip

Jämfört med roterande bordsslipning har roterande slipning av kiselskivor följande fördelar: ① Engångsslipning av enskiva kan bearbeta stora kiselskivor över 300 mm; ② Det faktiska slipområdet B och skärvinkeln θ är konstanta, och slipkraften är relativt stabil; ③ Genom att justera lutningsvinkeln mellan slipskivans axel och kiselskivans axel, kan ytformen på enkristallkiselskivan aktivt kontrolleras för att erhålla bättre ytformnoggrannhet. Dessutom har slipområdet och skärvinkeln θ för roterande slipning av kiselskivor också fördelarna med stor marginalslipning, enkel online-tjocklek och ytkvalitetsdetektering och kontroll, kompakt utrustningsstruktur, enkel multistationsintegrerad slipning och hög slipeffektivitet.
För att förbättra produktionseffektiviteten och möta behoven hos halvledarproduktionslinjer, antar kommersiell sliputrustning baserad på principen om roterande slipning av kiselskivor en flerspindlig multistationsstruktur, som kan slutföra grovslipning och finslipning i en lastning och lossning . I kombination med andra hjälpmedel kan den realisera helautomatisk slipning av enkristallkiselskivor "torka in/torka ut" och "kassett till kassett".

Dubbelsidig slipning:

När kiselskivans rotationsslipning bearbetar de övre och nedre ytorna på kiselskivan måste arbetsstycket vändas och utföras i steg, vilket begränsar effektiviteten. Samtidigt har kiselskivans roterande slipning ytfelkopiering (kopierat) och slipmärken (slipmärke), och det är omöjligt att effektivt ta bort defekterna som vågighet och avsmalning på ytan av enkristallkiselskivan efter trådskärning (flersåg), som visas i figur 4. För att övervinna ovanstående defekter uppträdde dubbelsidig slipteknik (dubbelsidig slipning) på 1990-talet, och dess princip visas i figur 5. Klämmorna symmetriskt fördelade på båda sidor klämmer fast enkristallkiselskivan i hållarringen och roterar långsamt driven av rullen. Ett par skålformade diamantslipskivor är relativt placerade på båda sidor av enkristallkiselskivan. Drivna av den luftlagrande elektriska spindeln roterar de i motsatta riktningar och matas axiellt för att uppnå dubbelsidig slipning av enkristallkiselskivan. Som framgår av figuren kan dubbelsidig slipning effektivt ta bort vågigheten och avsmalningen på ytan av enkristallkiselskivan efter trådskärning. Enligt arrangemangets riktning för slipskivans axel kan dubbelsidig slipning vara horisontell och vertikal. Bland dem kan horisontell dubbelsidig slipning effektivt minska påverkan av kiselskivans deformation orsakad av kiselskivans dödvikt på slipkvaliteten, och det är lätt att säkerställa att slipprocessen villkorar på båda sidor av enkristallkislet wafer är desamma, och de slipande partiklarna och slipspånen är inte lätta att stanna på ytan av enkristallkiselskivan. Det är en relativt idealisk slipmetod.

Figur 4, "Felkopia" och defekter av slitagemärken vid rotationsslipning av kiselskivor

Figur 5, schematiskt diagram av dubbelsidig slipningsprincip

Tabell 1 visar jämförelsen mellan malning och dubbelsidig slipning av ovanstående tre typer av enkristallkiselskivor. Dubbelsidig slipning används huvudsakligen för bearbetning av kiselwafer under 200 mm och har ett högt waferutbyte. På grund av användningen av fasta slipskivor kan slipning av enkristallkiselskivor få en mycket högre ytkvalitet än vid dubbelsidig slipning. Därför kan både roterande slipning av kiselskivor och dubbelsidig slipning uppfylla bearbetningskvalitetskraven för vanliga 300 mm kiselskivor, och är för närvarande de viktigaste tillplattningsmetoderna. När man väljer en bearbetningsmetod för plattning av kiselskivor är det nödvändigt att heltäckande överväga kraven på diameterstorleken, ytkvaliteten och bearbetningstekniken för polering av kiselskivor för enkristallkiselskivan. Bakåttunningen av skivan kan endast välja en enkelsidig bearbetningsmetod, såsom rotationsslipningsmetoden för kiselskivor.

Förutom att välja slipmetoden vid slipning av kiselskivor, är det också nödvändigt att bestämma valet av rimliga processparametrar såsom positivt tryck, slipskivans kornstorlek, slipskivans bindemedel, slipskivans hastighet, kiselskivans hastighet, slipvätskans viskositet och flödeshastighet, etc., och bestämma en rimlig processväg. Vanligtvis används en segmenterad slipprocess inklusive grovslipning, halvfinishlipning, finslipning, gnistfri slipning och långsam baksida för att erhålla enkristallkiselwafers med hög bearbetningseffektivitet, hög ytplanhet och låg ytskada.