Sa yugto ng proseso ng back-end, angostiya (ostiya ng silikonna may mga circuit sa harap) ay kailangang manipis sa likod bago ang kasunod na dicing, welding at packaging upang mabawasan ang taas ng mounting ng package, bawasan ang dami ng chip package, pagbutihin ang thermal diffusion efficiency ng chip, electrical performance, mechanical properties at bawasan ang dami ng dicing. Ang paggiling sa likod ay may mga pakinabang ng mataas na kahusayan at mababang gastos. Pinalitan nito ang tradisyonal na wet etching at ion etching na proseso upang maging pinakamahalagang back thinning technology.
Ang manipis na ostiya
Paano pumayat?
Pangunahing proseso ng pagnipis ng wafer sa tradisyonal na proseso ng packaging
Ang mga tiyak na hakbang ngostiyaang paggawa ng malabnaw ay upang i-bonding ang wafer na ipoproseso sa thinning film, at pagkatapos ay gamitin ang vacuum upang i-adsorb ang thinning film at ang chip dito sa porous ceramic wafer table, ayusin ang panloob at panlabas na pabilog na mga linya ng sentro ng bangka ng gumaganang ibabaw ng hugis-cup na brilyante na grinding wheel sa gitna ng silicon wafer, at ang silicon wafer at ang grinding wheel ay umiikot sa kani-kanilang mga axes para sa cutting-in grinding. Kasama sa paggiling ang tatlong yugto: magaspang na paggiling, pinong paggiling at pagpapakintab.
Ang ostiya na lumalabas sa pabrika ng ostiya ay binabalik-giling upang manipis ang ostiya sa kinakailangang kapal para sa packaging. Kapag ginigiling ang wafer, kailangang ilapat ang tape sa harap (Active Area) upang protektahan ang circuit area, at ang likod na bahagi ay dinudurog sa parehong oras. Pagkatapos ng paggiling, alisin ang tape at sukatin ang kapal.
Ang mga proseso ng paggiling na matagumpay na nailapat sa paghahanda ng silicon wafer ay kinabibilangan ng rotary table grinding,ostiya ng silikonrotation grinding, double-sided grinding, atbp. Sa karagdagang pagpapabuti ng mga kinakailangan sa kalidad ng ibabaw ng single crystal silicon wafers, ang mga bagong teknolohiya sa paggiling ay patuloy na iminungkahi, tulad ng TAIKO grinding, chemical mechanical grinding, polishing grinding at planetary disc grinding.
Rotary table grinding:
Ang rotary table grinding (rotary table grinding) ay isang maagang proseso ng paggiling na ginagamit sa paghahanda ng silicon wafer at pagnipis ng likod. Ang prinsipyo nito ay ipinapakita sa Figure 1. Ang mga silicon na wafer ay naayos sa mga suction cup ng umiikot na talahanayan, at paikutin nang sabay-sabay na hinihimok ng umiikot na talahanayan. Ang mga wafer ng silikon mismo ay hindi umiikot sa kanilang axis; ang grinding wheel ay pinapakain ng axially habang umiikot sa mataas na bilis, at ang diameter ng grinding wheel ay mas malaki kaysa sa diameter ng silicon wafer. Mayroong dalawang uri ng rotary table grinding: face plunge grinding at face tangential grinding. Sa face plunge grinding, ang lapad ng grinding wheel ay mas malaki kaysa sa silicon wafer diameter, at ang grinding wheel spindle ay patuloy na nagpapakain sa direksyon ng axial nito hanggang sa maproseso ang labis, at pagkatapos ay ang silicon wafer ay paikutin sa ilalim ng drive ng rotary table; sa face tangential grinding, ang grinding wheel ay nagpapakain sa direksyon ng axial nito, at ang silicon wafer ay patuloy na pinaikot sa ilalim ng drive ng rotating disk, at ang paggiling ay nakumpleto sa pamamagitan ng reciprocating feeding (reciprocation) o creep feeding (creepfeed).
Figure 1, schematic diagram ng rotary table grinding (face tangential) na prinsipyo
Kung ikukumpara sa paraan ng paggiling, ang rotary table grinding ay may mga pakinabang ng mataas na rate ng pag-alis, maliit na pinsala sa ibabaw, at madaling automation. Gayunpaman, ang aktwal na lugar ng paggiling (aktibong paggiling) B at ang cut-in na anggulo θ (ang anggulo sa pagitan ng panlabas na bilog ng grinding wheel at ang panlabas na bilog ng silicon wafer) sa proseso ng paggiling ay nagbabago sa pagbabago ng posisyon ng pagputol ng grinding wheel, na nagreresulta sa isang hindi matatag na puwersa ng paggiling, na nagpapahirap sa pagkuha ng perpektong katumpakan sa ibabaw (mataas na halaga ng TTV), at madaling magdulot ng mga depekto tulad ng pagbagsak ng gilid at pagbagsak ng gilid. Ang rotary table grinding technology ay pangunahing ginagamit para sa pagproseso ng single-crystal silicon wafers sa ibaba 200mm. Ang pagtaas sa laki ng single-crystal silicon wafers ay naglagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa surface accuracy at motion accuracy ng equipment workbench, kaya ang rotary table grinding ay hindi angkop para sa paggiling ng single-crystal silicon wafers na higit sa 300mm.
Upang mapabuti ang kahusayan sa paggiling, ang komersyal na plane tangential grinding equipment ay karaniwang gumagamit ng multi-grinding wheel structure. Halimbawa, ang isang set ng magaspang na paggiling na gulong at isang hanay ng mga fine grinding na gulong ay nilagyan ng kagamitan, at ang rotary table ay umiikot sa isang bilog upang makumpleto ang magaspang na paggiling at pinong paggiling sa turn. Kasama sa ganitong uri ng kagamitan ang G-500DS ng American GTI Company (Figure 2).
Figure 2, G-500DS rotary table grinding equipment ng GTI Company sa United States
Silicon wafer rotation grinding:
Upang matugunan ang mga pangangailangan ng malalaking sukat na paghahanda ng silicon wafer at pagpoproseso ng pagnipis ng likod, at makakuha ng katumpakan ng ibabaw na may magandang halaga ng TTV. Noong 1988, iminungkahi ng iskolar ng Hapon na si Matsui ang isang paraan ng paggiling (in-feedgrinding) ng silicon wafer rotation. Ang prinsipyo nito ay ipinapakita sa Figure 3. Ang nag-iisang kristal na silicon na wafer at hugis-cup na diamond grinding wheel na naka-adsorb sa workbench ay umiikot sa kani-kanilang mga axes, at ang grinding wheel ay patuloy na pinapakain sa direksyon ng axial sa parehong oras. Kabilang sa mga ito, ang diameter ng grinding wheel ay mas malaki kaysa sa diameter ng naprosesong silicon wafer, at ang circumference nito ay dumadaan sa gitna ng silicon wafer. Upang mabawasan ang puwersa ng paggiling at bawasan ang init ng paggiling, ang vacuum suction cup ay karaniwang pinuputol sa isang matambok o malukong hugis o ang anggulo sa pagitan ng grinding wheel spindle at ang suction cup spindle axis ay inaayos upang matiyak ang semi-contact grinding sa pagitan ng nakakagiling na gulong at ang silikon na wafer.
Figure 3, Schematic diagram ng silicon wafer rotary grinding principle
Kung ikukumpara sa rotary table grinding, ang silicon wafer rotary grinding ay may mga sumusunod na pakinabang: ① Single-time single-wafer grinding ay maaaring magproseso ng malalaking sukat na silicon wafer na higit sa 300mm; ② Ang aktwal na lugar ng paggiling B at ang anggulo ng pagputol θ ay pare-pareho, at ang puwersa ng paggiling ay medyo matatag; ③ Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng inclination angle sa pagitan ng grinding wheel axis at ng silicon wafer axis, ang hugis ng ibabaw ng single crystal silicon wafer ay maaaring aktibong kontrolin upang makakuha ng mas mahusay na katumpakan ng hugis sa ibabaw. Bilang karagdagan, ang lugar ng paggiling at anggulo ng pagputol θ ng silicon wafer rotary grinding ay mayroon ding mga bentahe ng malaking margin grinding, madaling online na kapal at kalidad ng pagtuklas at kontrol sa ibabaw, compact na istraktura ng kagamitan, madaling multi-station integrated grinding, at mataas na kahusayan sa paggiling.
Upang mapabuti ang kahusayan sa produksyon at matugunan ang mga pangangailangan ng mga linya ng produksyon ng semiconductor, ang mga komersyal na kagamitan sa paggiling batay sa prinsipyo ng silicon wafer rotary grinding ay gumagamit ng multi-spindle multi-station na istraktura, na maaaring kumpletuhin ang magaspang na paggiling at pinong paggiling sa isang paglo-load at pagbabawas. . Kasama ng iba pang mga pantulong na pasilidad, maaari nitong mapagtanto ang ganap na awtomatikong paggiling ng solong kristal na silicon na wafer na "dry-in/dry-out" at "cassette to cassette".
Dalawang panig na paggiling:
Kapag pinoproseso ng silicon wafer rotary grinding ang upper at lower surface ng silicon wafer, ang workpiece ay kailangang i-turn over at isagawa sa mga hakbang, na naglilimita sa kahusayan. Kasabay nito, ang silicon wafer rotary grinding ay may pang-ibabaw na pagkopya ng error (kopya) at mga marka ng paggiling (grindingmark), at imposibleng epektibong alisin ang mga depekto tulad ng waviness at taper sa ibabaw ng single crystal silicon wafer pagkatapos ng wire cutting (multi-saw), tulad ng ipinapakita sa Figure 4. Upang malampasan ang mga depekto sa itaas, ang double-sided grinding technology (doublesidegrinding) ay lumitaw noong 1990s, at ang prinsipyo nito ay ipinapakita sa Figure 5. Ang mga clamp ay simetriko na ipinamahagi sa magkabilang panig na i-clamp ang solong kristal na silikon na wafer sa retaining ring at paikutin nang dahan-dahan na hinihimok ng roller. Ang isang pares ng hugis-cup na brilyante na nakakagiling na gulong ay medyo matatagpuan sa magkabilang panig ng nag-iisang kristal na silicon na wafer. Hinihimok ng air bearing electric spindle, umiikot sila sa magkasalungat na direksyon at nagpapakain ng axially upang makamit ang double-sided grinding ng single crystal silicon wafer. Tulad ng makikita mula sa figure, ang double-sided grinding ay maaaring epektibong alisin ang waviness at taper sa ibabaw ng single crystal silicon wafer pagkatapos ng wire cutting. Ayon sa direksyon ng pag-aayos ng axis ng paggiling ng gulong, ang double-sided na paggiling ay maaaring pahalang at patayo. Kabilang sa mga ito, ang pahalang na double-sided grinding ay maaaring epektibong bawasan ang impluwensya ng silicon wafer deformation na dulot ng patay na bigat ng silicon wafer sa kalidad ng paggiling, at madaling matiyak na ang proseso ng paggiling ay kondisyon sa magkabilang panig ng solong kristal na silikon. Ang wafer ay pareho, at ang mga nakasasakit na particle at grinding chips ay hindi madaling manatili sa ibabaw ng solong kristal na silicon na wafer. Ito ay isang medyo mainam na paraan ng paggiling.
Figure 4, "Error copy" at wear mark defects sa silicon wafer rotation grinding
Figure 5, schematic diagram ng double-sided grinding principle
Ipinapakita sa talahanayan 1 ang paghahambing sa pagitan ng paggiling at paggiling na may dalawang panig ng tatlong uri sa itaas ng mga single crystal na silicon na wafer. Ang double-sided grinding ay pangunahing ginagamit para sa pagpoproseso ng silicon wafer na mas mababa sa 200mm, at may mataas na ani ng wafer. Dahil sa paggamit ng fixed abrasive grinding wheels, ang paggiling ng single-crystal silicon wafers ay maaaring makakuha ng mas mataas na kalidad sa ibabaw kaysa sa double-sided grinding. Samakatuwid, ang parehong silicon wafer rotary grinding at double-sided grinding ay maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa kalidad ng pagpoproseso ng mainstream na 300mm silicon wafers, at sa kasalukuyan ay ang pinakamahalagang pamamaraan ng pagpoproseso ng pagyupi. Kapag pumipili ng paraan ng pagproseso ng silicon wafer flattening, kailangang komprehensibong isaalang-alang ang mga kinakailangan ng laki ng diameter, kalidad ng ibabaw, at teknolohiya ng pagpoproseso ng wafer ng buli ng single-crystal na silicon na wafer. Ang pagnipis ng likod ng wafer ay maaari lamang pumili ng isang single-sided processing method, tulad ng silicon wafer rotary grinding method.
Bilang karagdagan sa pagpili ng paraan ng paggiling sa paggiling ng silicon wafer, kinakailangan ding matukoy ang pagpili ng mga makatwirang parameter ng proseso tulad ng positibong presyon, laki ng butil ng paggiling ng gulong, binder ng gulong ng paggiling, bilis ng paggiling ng gulong, bilis ng silicon wafer, lagkit ng likido sa paggiling at rate ng daloy, atbp., at tukuyin ang isang makatwirang ruta ng proseso. Karaniwan, ang isang naka-segment na proseso ng paggiling kabilang ang magaspang na paggiling, semi-finishing na paggiling, pagtatapos ng paggiling, spark-free na paggiling at mabagal na pag-backing ay ginagamit upang makakuha ng mga solong kristal na silicon na wafer na may mataas na kahusayan sa pagproseso, mataas na flatness sa ibabaw at mababang pinsala sa ibabaw.
Ang bagong teknolohiya sa paggiling ay maaaring sumangguni sa panitikan:
Figure 5, schematic diagram ng TAIKO grinding principle
Figure 6, eskematiko diagram ng planetary disk paggiling prinsipyo
Ultra-thin wafer grinding thinning technology:
Mayroong wafer carrier grinding thinning technology at edge grinding technology (Figure 5).
Oras ng post: Aug-08-2024