پتلا کرنے کی ضرورت کیوں ہے؟

بیک اینڈ پروسیسنگ مرحلے میں،ویفر (سلکان ویفرسامنے والے سرکٹس کے ساتھ) پیکج کی بڑھتی ہوئی اونچائی کو کم کرنے، چپ پیکیج والیوم کو کم کرنے، چپ کی تھرمل بازی کی کارکردگی، برقی کارکردگی، مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنانے اور اس کی مقدار کو کم کرنے کے لیے بعد میں ڈائسنگ، ویلڈنگ اور پیکیجنگ سے پہلے پشت پر پتلا کرنے کی ضرورت ہے۔ dicing بیک گرائنڈنگ میں اعلی کارکردگی اور کم لاگت کے فوائد ہیں۔ اس نے روایتی گیلی اینچنگ اور آئن اینچنگ کے عمل کو تبدیل کر کے کمر کو پتلا کرنے کی سب سے اہم ٹیکنالوجی بن گئی ہے۔

پتلا کیا ہوا ویفر

پتلا کرنے کے لئے کس طرح؟

روایتی پیکیجنگ کے عمل میں ویفر کو پتلا کرنے کا بنیادی عمل

کے مخصوص اقداماتویفرپتلا کرنے کے لیے ویفر کو پتلی کرنے والی فلم سے جوڑنا ہے، اور پھر ویکیوم کا استعمال کرتے ہوئے پتلی ہونے والی فلم اور اس پر موجود چپ کو غیر محفوظ سیرامک ویفر ٹیبل میں جذب کرنے کے لیے، کام کرنے والی سطح کی اندرونی اور بیرونی سرکلر بوٹ سینٹر لائنوں کو ایڈجسٹ کرنا ہے۔ کپ کی شکل کا ہیرا پیسنے والا پہیہ سلکان ویفر کے بیچ میں، اور سلیکون ویفر اور پیسنے کا پہیہ کٹنگ ان پیسنے کے لیے اپنے اپنے محور کے گرد گھومتا ہے۔ پیسنے میں تین مراحل شامل ہیں: کھردرا پیسنا، باریک پیسنا اور پالش کرنا۔

ویفر فیکٹری سے نکلنے والے ویفر کو پیس کر پیکنگ کے لیے درکار موٹائی تک ویفر کو پتلا کر دیا جاتا ہے۔ ویفر کو پیستے وقت، سرکٹ کے علاقے کی حفاظت کے لیے ٹیپ کو سامنے (ایکٹو ایریا) پر لگانے کی ضرورت ہوتی ہے، اور بیک سائیڈ اسی وقت گراؤنڈ ہوتی ہے۔ پیسنے کے بعد، ٹیپ کو ہٹا دیں اور موٹائی کی پیمائش کریں.
پیسنے کے عمل جو سلیکون ویفر کی تیاری پر کامیابی سے لاگو ہوئے ہیں ان میں روٹری ٹیبل پیسنا شامل ہے،سلکان ویفرگردش پیسنے، ڈبل رخا پیسنے، وغیرہ. سنگل کرسٹل سلکان ویفرز کی سطح کے معیار کی ضروریات میں مزید بہتری کے ساتھ، نئی پیسنے والی ٹیکنالوجیز مسلسل تجویز کی جاتی ہیں، جیسے کہ TAIKO پیسنے، کیمیکل مکینیکل پیسنے، پالش کرنے والی پیسنے والی اور سیاروں کی ڈسک پیسنے والی۔

روٹری ٹیبل پیسنے:

روٹری ٹیبل گرائنڈنگ (روٹری ٹیبل گرائنڈنگ) ایک ابتدائی پیسنے کا عمل ہے جو سلکان ویفر کی تیاری اور کمر کو پتلا کرنے میں استعمال ہوتا ہے۔ اس کا اصول شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ سلیکون ویفرز گھومنے والے ٹیبل کے سکشن کپ پر فکس ہوتے ہیں، اور گھومنے والی میز کے ذریعے ہم آہنگی سے گھومتے ہیں۔ سلیکون ویفرز خود اپنے محور کے گرد نہیں گھومتے ہیں۔ پیسنے والے پہیے کو تیز رفتاری سے گھومتے ہوئے محوری طور پر کھلایا جاتا ہے، اور پیسنے والے پہیے کا قطر سلکان ویفر کے قطر سے بڑا ہوتا ہے۔ روٹری ٹیبل پیسنے کی دو قسمیں ہیں: چہرہ پلنج پیسنا اور چہرہ ٹینجینٹل پیسنا۔ چہرے کے پلنج پیسنے میں، پیسنے والے پہیے کی چوڑائی سلیکن ویفر کے قطر سے زیادہ ہوتی ہے، اور پیسنے والے پہیے کا اسپنڈل اپنی محوری سمت کے ساتھ مسلسل فیڈ کرتا ہے جب تک کہ اضافی پروسیس نہ ہو جائے، اور پھر سلیکن ویفر کو روٹری ٹیبل کی ڈرائیو کے نیچے گھمایا جاتا ہے۔ چہرے کے ٹینجینٹل پیسنے میں، پیسنے والا پہیہ اپنی محوری سمت کے ساتھ فیڈ کرتا ہے، اور سلکان ویفر کو گھومنے والی ڈسک کی ڈرائیو کے نیچے مسلسل گھمایا جاتا ہے، اور پیسنے کا عمل ریسیپروکیٹنگ فیڈنگ (ریسپروکیشن) یا کریپ فیڈنگ (کریپ فیڈ) کے ذریعے مکمل کیا جاتا ہے۔

شکل 1، روٹری ٹیبل گرائنڈنگ (چہرہ ٹینجینٹل) اصول کا اسکیمیٹک خاکہ

پیسنے کے طریقہ کار کے مقابلے میں، روٹری ٹیبل پیسنے میں اعلی ہٹانے کی شرح، چھوٹی سطح کو پہنچنے والے نقصان، اور آسان آٹومیشن کے فوائد ہیں۔ تاہم، پیسنے کے عمل میں اصل پیسنے کا علاقہ (ایکٹو گرائنڈنگ) B اور کٹ ان اینگل θ (گرائنڈنگ وہیل کے بیرونی دائرے اور سلیکون ویفر کے بیرونی دائرے کے درمیان کا زاویہ) کاٹنے کی پوزیشن کی تبدیلی کے ساتھ بدل جاتا ہے۔ پیسنے والے پہیے کا، جس کے نتیجے میں ایک غیر مستحکم پیسنے والی قوت پیدا ہوتی ہے، جس سے سطح کی مثالی درستگی (اعلی TTV ویلیو)، اور آسانی سے حاصل کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ نقائص کا باعث بنتا ہے جیسے کنارے کا ٹوٹنا اور کنارے کا گرنا۔ روٹری ٹیبل پیسنے والی ٹکنالوجی بنیادی طور پر 200 ملی میٹر سے نیچے سنگل کرسٹل سلکان ویفرز کی پروسیسنگ کے لئے استعمال ہوتی ہے۔ سنگل کرسٹل سلیکون ویفرز کے سائز میں اضافے نے آلات کے ورک بینچ کی سطح کی درستگی اور حرکت کی درستگی کے لیے اعلیٰ تقاضے پیش کیے ہیں، اس لیے روٹری ٹیبل گرائنڈنگ 300 ملی میٹر سے اوپر کے سنگل کرسٹل سلکان ویفرز کو پیسنے کے لیے موزوں نہیں ہے۔
پیسنے کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، کمرشل طیارہ ٹینجینٹل پیسنے کا سامان عام طور پر ملٹی پیسنے والی پہیے کی ساخت کو اپناتا ہے۔ مثال کے طور پر، کھردرے پیسنے والے پہیوں کا ایک سیٹ اور باریک پیسنے والے پہیوں کا ایک سیٹ سامان پر لیس ہوتا ہے، اور روٹری ٹیبل ایک دائرے کو گھماتا ہے تاکہ کھردرے پیسنے اور باریک پیسنے کو مکمل کیا جا سکے۔ اس قسم کے آلات میں امریکی GTI کمپنی کا G-500DS شامل ہے (شکل 2)۔

تصویر 2، ریاستہائے متحدہ میں GTI کمپنی کا G-500DS روٹری ٹیبل پیسنے کا سامان

سلکان ویفر گردش پیسنے:

بڑے سائز کے سلکان ویفر کی تیاری اور بیک thinning پروسیسنگ کی ضروریات کو پورا کرنے اور اچھی TTV قدر کے ساتھ سطح کی درستگی حاصل کرنے کے لیے۔ 1988 میں، جاپانی اسکالر ماتسوئی نے سلکان ویفر روٹیشن گرائنڈنگ (ان-فیڈ گرائنڈنگ) طریقہ تجویز کیا۔ اس کا اصول شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔ ورک بینچ پر جذب شدہ سنگل کرسٹل سلکان ویفر اور کپ کے سائز کا ڈائمنڈ گرائنڈنگ وہیل اپنے اپنے محوروں کے گرد گھومتا ہے، اور پیسنے والے پہیے کو ایک ہی وقت میں محوری سمت کے ساتھ مسلسل فیڈ کیا جاتا ہے۔ ان میں، پیسنے والے پہیے کا قطر پروسیس شدہ سلیکون ویفر کے قطر سے بڑا ہے، اور اس کا فریم سلیکون ویفر کے مرکز سے گزرتا ہے۔ پیسنے کی قوت کو کم کرنے اور پیسنے والی گرمی کو کم کرنے کے لیے، ویکیوم سکشن کپ کو عام طور پر محدب یا مقعر کی شکل میں تراشا جاتا ہے یا پیسنے والے پہیے کے اسپنڈل اور سکشن کپ تکلے کے محور کے درمیان زاویہ کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے تاکہ پیسنے کے درمیان نیم رابطہ کو یقینی بنایا جا سکے۔ پیسنے والی وہیل اور سلکان ویفر۔

شکل 3، سلکان ویفر روٹری پیسنے کے اصول کا اسکیمیٹک ڈایاگرام

روٹری ٹیبل پیسنے کے ساتھ مقابلے میں، سلیکون ویفر روٹری پیسنے کے درج ذیل فوائد ہیں: ① سنگل ٹائم سنگل ویفر پیسنے سے 300 ملی میٹر سے زیادہ بڑے سائز کے سلکان ویفرز کو پروسیس کیا جا سکتا ہے۔ ② پیسنے کا اصل علاقہ B اور کاٹنے کا زاویہ θ مستقل ہیں، اور پیسنے کی قوت نسبتاً مستحکم ہے۔ ③ پیسنے والے پہیے کے محور اور سلکان ویفر کے محور کے درمیان جھکاؤ کے زاویے کو ایڈجسٹ کرکے، سنگل کرسٹل سلکان ویفر کی سطح کی شکل کو بہتر سطح کی شکل کی درستگی حاصل کرنے کے لیے فعال طور پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، سلیکون ویفر روٹری گرائنڈنگ کے پیسنے کے علاقے اور کٹنگ اینگل θ میں بھی بڑے مارجن پیسنے، آسان آن لائن موٹائی اور سطح کے معیار کا پتہ لگانے اور کنٹرول، کمپیکٹ آلات کی ساخت، آسان ملٹی اسٹیشن انٹیگریٹڈ گرائنڈنگ، اور اعلی پیسنے کی کارکردگی کے فوائد ہیں۔
پیداواری کارکردگی کو بہتر بنانے اور سیمی کنڈکٹر پروڈکشن لائنوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، سیلیکون ویفر روٹری پیسنے کے اصول پر مبنی کمرشل پیسنے کا سامان ملٹی اسپنڈل ملٹی سٹیشن ڈھانچہ اپناتا ہے، جو ایک ہی لوڈنگ اور ان لوڈنگ میں کھردری پیسنے اور باریک پیسنے کو مکمل کر سکتا ہے۔ . دیگر معاون سہولیات کے ساتھ مل کر، یہ سنگل کرسٹل سلکان ویفرز "ڈرائی ان/ڈرائی آؤٹ" اور "کیسٹ ٹو کیسٹ" کو مکمل طور پر خودکار پیسنے کا احساس کر سکتا ہے۔

دو طرفہ پیسنا:

جب سلیکن ویفر روٹری پیسنے سے سلیکن ویفر کی اوپری اور نچلی سطحوں پر عمل ہوتا ہے، تو ورک پیس کو الٹ کر قدموں میں انجام دینے کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے کارکردگی محدود ہوتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، سلیکن ویفر روٹری پیسنے میں سطح کی غلطی کی نقل (کاپی) اور پیسنے کے نشانات (گرائنڈنگ مارک) ہوتے ہیں، اور تار کاٹنے کے بعد سنگل کرسٹل سلکان ویفر کی سطح پر لہرائی اور ٹیپر جیسے نقائص کو مؤثر طریقے سے دور کرنا ناممکن ہے۔ (کثیر آری)، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے۔ مندرجہ بالا نقائص پر قابو پانے کے لیے، دو طرفہ پیسنے والی ٹیکنالوجی (ڈبل سائیڈ گرائنڈنگ) 1990 کی دہائی میں نمودار ہوئی، اور اس کے اصول کو شکل 5 میں دکھایا گیا ہے۔ دونوں اطراف میں متوازی طور پر تقسیم کیے گئے کلیمپس سنگل کرسٹل سلکان ویفر کو برقرار رکھنے والی انگوٹھی میں کلیمپ کرتے ہیں اور رولر کے ذریعے آہستہ آہستہ گھومتے ہیں۔ کپ کے سائز کے ہیرے پیسنے والے پہیوں کا ایک جوڑا نسبتاً سنگل کرسٹل سلکان ویفر کے دونوں اطراف میں واقع ہے۔ ایئر بیئرنگ الیکٹرک سپنڈل سے چلتے ہوئے، وہ مخالف سمتوں میں گھومتے ہیں اور سنگل کرسٹل سلکان ویفر کو دو طرفہ پیسنے کے لیے محوری طور پر کھانا کھاتے ہیں۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، ڈبل رخا پیسنے سے تار کاٹنے کے بعد سنگل کرسٹل سلکان ویفر کی سطح پر لہرائی اور ٹیپر کو مؤثر طریقے سے ہٹایا جا سکتا ہے۔ پیسنے والے پہیے کے محور کی ترتیب کی سمت کے مطابق، ڈبل رخا پیسنا افقی اور عمودی ہو سکتا ہے۔ ان میں سے، افقی ڈبل رخا پیسنے سے پیسنے کے معیار پر سلکان ویفر کے مردہ وزن کی وجہ سے ہونے والی سلکان ویفر کی اخترتی کے اثر کو مؤثر طریقے سے کم کیا جا سکتا ہے، اور یہ یقینی بنانا آسان ہے کہ سنگل کرسٹل سلکان کے دونوں طرف پیسنے کے عمل کے حالات۔ ویفر ایک جیسے ہیں، اور کھرچنے والے ذرات اور پیسنے والی چپس سنگل کرسٹل سلکان کی سطح پر رہنا آسان نہیں ہیں ویفر یہ پیسنے کا نسبتاً مثالی طریقہ ہے۔

تصویر 4، سلیکون ویفر گردش پیسنے میں "غلطی کاپی" اور پہننے کے نشان کے نقائص

شکل 5، دو طرفہ پیسنے کے اصول کا اسکیمیٹک خاکہ

جدول 1 مندرجہ بالا تین قسم کے سنگل کرسٹل سلیکون ویفرز کے پیسنے اور دو طرفہ پیسنے کے درمیان موازنہ دکھاتا ہے۔ ڈبل رخا پیسنا بنیادی طور پر 200 ملی میٹر سے نیچے سلکان ویفر پروسیسنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور اس کی پیداوار زیادہ ہوتی ہے۔ فکسڈ کھرچنے والے پیسنے والے پہیوں کے استعمال کی وجہ سے، سنگل کرسٹل سلکان ویفرز کو پیسنے سے دو طرفہ پیسنے کی نسبت بہت زیادہ سطح کا معیار حاصل کیا جا سکتا ہے۔ لہٰذا، دونوں سلیکون ویفر روٹری گرائنڈنگ اور ڈبل سائیڈڈ گرائنڈنگ مین اسٹریم 300 ملی میٹر سلکان ویفرز کی پروسیسنگ کوالٹی کی ضروریات کو پورا کر سکتے ہیں، اور فی الحال فلیٹننگ پروسیسنگ کے سب سے اہم طریقے ہیں۔ سلکان ویفر فلیٹننگ پروسیسنگ کے طریقہ کار کا انتخاب کرتے وقت، سنگل کرسٹل سلکان ویفر کے قطر کے سائز، سطح کے معیار اور پالش کرنے والی ویفر پروسیسنگ ٹیکنالوجی کی ضروریات پر جامع غور کرنا ضروری ہے۔ ویفر کی پشت کو پتلا کرنے کے لیے صرف ایک طرفہ پروسیسنگ کا طریقہ منتخب کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ سلکان ویفر روٹری پیسنے کا طریقہ۔

سلکان ویفر پیسنے میں پیسنے کے طریقہ کار کو منتخب کرنے کے علاوہ، مناسب عمل کے پیرامیٹرز کے انتخاب کا تعین کرنا بھی ضروری ہے جیسے مثبت دباؤ، پیسنے والے پہیے کے دانوں کا سائز، پیسنے والی وہیل بائنڈر، پیسنے والی وہیل کی رفتار، سلکان ویفر کی رفتار، پیسنے والی سیال کی چپکنے والی اور بہاؤ کی شرح، وغیرہ، اور ایک معقول عمل کے راستے کا تعین کریں۔ عام طور پر، ایک منقسم پیسنے کا عمل جس میں کھردرا پیسنا، نیم فنشنگ پیسنا، فنشنگ پیسنا، چنگاری سے پاک پیسنا اور سست پشت پناہی کا استعمال اعلیٰ پروسیسنگ کارکردگی، اونچی سطح کی چپٹی اور کم سطح کے نقصان کے ساتھ سنگل کرسٹل سلکان ویفرز حاصل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔