Waarom is verdunning nodig?

In die agterkant-prosesfase, diewafel (silikonwafelmet stroombane aan die voorkant) moet aan die agterkant verdun word voor daaropvolgende snywerk, sweiswerk en verpakking om die monteringshoogte van die pakket te verminder, die volume van die skyfiepakket te verminder, die skyfie se termiese diffusie-doeltreffendheid, elektriese werkverrigting, meganiese eienskappe te verbeter en die hoeveelheid snywerk te verminder. Terugslyp het die voordele van hoë doeltreffendheid en lae koste. Dit het die tradisionele nat-ets- en ioon-etsprosesse vervang om die belangrikste terugverdunningstegnologie te word.

Die verdunde wafer

Hoe om dunner te word?

Hoofproses van waferverdunning in tradisionele verpakkingsproses

Die spesifieke stappe vanwafelVerdunning is om die wafer wat verwerk moet word aan die verdunningsfilm te bind, en dan vakuum te gebruik om die verdunningsfilm en die skyfie daarop aan die poreuse keramiekwafertafel te adsorbeer, die binneste en buitenste sirkelvormige bootmiddellyne van die werkoppervlak van die bekervormige diamantslypwiel na die middel van die silikonwafer te verstel, en die silikonwafer en die slypwiel roteer om hul onderskeie asse vir insny-slyp. Slyp sluit drie stadiums in: growwe slyp, fyn slyp en polering.

Die wafer wat uit die waferfabriek kom, word teruggeslyp om die wafer te dun tot die dikte wat vir verpakking benodig word. Wanneer die wafer geslyp word, moet band aan die voorkant (Aktiewe Area) aangebring word om die stroombaanarea te beskerm, en die agterkant word terselfdertyd geslyp. Na die slyp, verwyder die band en meet die dikte.
Die slypprosesse wat suksesvol toegepas is op die voorbereiding van silikonwafers sluit in roterende tafelslyp,silikonwafelrotasieslyp, dubbelsydige slyp, ens. Met die verdere verbetering van die oppervlakkwaliteitsvereistes van enkelkristal-silikonwafers, word nuwe slyptegnologieë voortdurend voorgestel, soos TAIKO-slyp, chemiese meganiese slyp, poleer-slyp en planetêre skyfslyp.

Draaitafel slyp:

Draaitafelslyp (draaitafelslyp) is 'n vroeë slypproses wat gebruik word in die voorbereiding en terugverdunning van silikonwafels. Die beginsel daarvan word in Figuur 1 getoon. Die silikonwafels word op die suigkoppies van die roterende tafel vasgemaak en roteer sinchroon aangedryf deur die roterende tafel. Die silikonwafels self roteer nie om hul as nie; die slypwiel word aksiaal gevoer terwyl dit teen hoë spoed roteer, en die deursnee van die slypwiel is groter as die deursnee van die silikonwafel. Daar is twee tipes draaitafelslyp: vlakduikslyp en vlaktangensiële slyp. By vlakduikslyp is die slypwielwydte groter as die silikonwafeldeursnee, en die slypwielas voer voortdurend langs sy aksiale rigting totdat die oortollige verwerk is, en dan word die silikonwafel onder die aandrywing van die draaitafel geroteer; by vlaktangensiële slyp voer die slypwiel langs sy aksiale rigting, en die silikonwafel word voortdurend onder die aandrywing van die roterende skyf geroteer, en die slyp word voltooi deur heen-en-weer voeding (resiprokasie) of kruipvoeding (kruipvoeding).

Figuur 1, skematiese diagram van die slypbeginsel van 'n roterende tafel (vlaktangensiale)

In vergelyking met die slypmetode, het roterende tafelslyp die voordele van hoë verwyderingstempo, klein oppervlakskade en maklike outomatisering. Die werklike slyparea (aktiewe slyp) B en die snyhoek θ (die hoek tussen die buitenste sirkel van die slypwiel en die buitenste sirkel van die silikonwafel) in die slypproses verander egter met die verandering van die snyposisie van die slypwiel, wat lei tot 'n onstabiele slypkrag, wat dit moeilik maak om die ideale oppervlakakkuraatheid (hoë TTV-waarde) te verkry, en maklik defekte soos randineenstorting en randineenstorting veroorsaak. Die roterende tafelslyptegnologie word hoofsaaklik gebruik vir die verwerking van enkelkristal silikonwafels onder 200 mm. Die toename in die grootte van enkelkristal silikonwafels het hoër vereistes vir die oppervlakakkuraatheid en bewegingsakkuraatheid van die toerustingwerkbank gestel, dus is die roterende tafelslyp nie geskik vir die slyp van enkelkristal silikonwafels bo 300 mm nie.
Om die slypdoeltreffendheid te verbeter, gebruik kommersiële vlak-tangensiële slyptoerusting gewoonlik 'n multi-slypwielstruktuur. Byvoorbeeld, 'n stel growwe slypwiele en 'n stel fyn slypwiele is op die toerusting toegerus, en die draaitafel roteer een sirkel om die growwe slyp en fyn slyp beurtelings te voltooi. Hierdie tipe toerusting sluit die G-500DS van die Amerikaanse GTI-maatskappy in (Figuur 2).

Figuur 2, G-500DS roterende tafel slyptoerusting van GTI Company in die Verenigde State

Silikon wafer rotasie slyp:

Om aan die behoeftes van grootskaalse silikonwafelvoorbereiding en terugverdunningsverwerking te voldoen, en oppervlakakkuraatheid met goeie TTV-waarde te verkry, het die Japannese geleerde Matsui in 1988 'n silikonwafelrotasie-slypmetode (invoerslyp) voorgestel. Die beginsel daarvan word in Figuur 3 getoon. Die enkelkristal-silikonwafel en die koppievormige diamantslypwiel wat op die werkbank geadsorbeer is, roteer om hul onderskeie asse, en die slypwiel word voortdurend langs die aksiale rigting gevoer. Onder hulle is die deursnee van die slypwiel groter as die deursnee van die verwerkte silikonwafel, en die omtrek daarvan gaan deur die middelpunt van die silikonwafel. Om die slypkrag en die slyphitte te verminder, word die vakuumsuigbeker gewoonlik in 'n konvekse of konkawe vorm gesny of die hoek tussen die slypwielas en die suigbekeras aangepas om semi-kontakslyp tussen die slypwiel en die silikonwafel te verseker.

Figuur 3, Skematiese diagram van die roterende slypbeginsel van silikonwafers

In vergelyking met roterende tafelslyp, het die roterende slyp van silikonwafels die volgende voordele: ① Enkelmalige enkelwafelslyp kan groot silikonwafels van meer as 300 mm verwerk; ② Die werklike slyparea B en die snyhoek θ is konstant, en die slypkrag is relatief stabiel; ③ Deur die hellingshoek tussen die slypwielas en die silikonwafelas aan te pas, kan die oppervlakvorm van die enkelkristal-silikonwafel aktief beheer word om beter oppervlakvormakkuraatheid te verkry. Daarbenewens het die slyparea en snyhoek θ van die roterende slyp van silikonwafels ook die voordele van grootmargeslyp, maklike aanlyn dikte- en oppervlakkwaliteitsopsporing en -beheer, kompakte toerustingstruktuur, maklike multistasie-geïntegreerde slyp, en hoë slypdoeltreffendheid.
Om produksiedoeltreffendheid te verbeter en aan die behoeftes van halfgeleierproduksielyne te voldoen, gebruik kommersiële slyptoerusting, gebaseer op die beginsel van silikonwafel-rotasiemaal, 'n multi-spil multistasiestruktuur, wat growwe slyp en fyn slyp in een laai en aflaai kan voltooi. Gekombineer met ander hulpfasiliteite, kan dit die volledig outomatiese slyp van enkelkristal silikonwafels "droog-in/droog-uit" en "kasset tot kasset" bewerkstellig.

Dubbelsydige slyp:

Wanneer die roterende slyp van die silikonwafel die boonste en onderste oppervlaktes van die silikonwafel verwerk, moet die werkstuk omgedraai en in stappe uitgevoer word, wat die doeltreffendheid beperk. Terselfdertyd het die roterende slyp van die silikonwafel oppervlakfoute wat kopieëring (kopieer) en slypmerke (slypmerke) veroorsaak, en dit is onmoontlik om die defekte soos golwing en tapsheid op die oppervlak van die enkelkristal-silikonwafel effektief te verwyder na draadsny (multisaag), soos getoon in Figuur 4. Om die bogenoemde defekte te oorkom, het dubbelsydige slyptegnologie (dubbelsydige slyp) in die 1990's verskyn, en die beginsel daarvan word in Figuur 5 getoon. Die klampe wat simmetries aan beide kante versprei is, klem die enkelkristal-silikonwafel in die keerring vas en roteer stadig, aangedryf deur die roller. 'n Paar koppievormige diamantslypwiele is relatief aan beide kante van die enkelkristal-silikonwafel geleë. Aangedryf deur die luglaer-elektriese spil, roteer hulle in teenoorgestelde rigtings en voed aksiaal om dubbelsydige slyp van die enkelkristal-silikonwafel te verkry. Soos uit die figuur gesien kan word, kan dubbelsydige slyp die golwing en tapsheid op die oppervlak van die enkelkristal silikonwafel na draadsny effektief verwyder. Volgens die rangskikkingsrigting van die slypwielas kan dubbelsydige slyp horisontaal en vertikaal wees. Onder hulle kan horisontale dubbelsydige slyp die invloed van silikonwafelvervorming wat veroorsaak word deur die dooie gewig van die silikonwafel op die slypkwaliteit effektief verminder, en dit is maklik om te verseker dat die slypprosestoestande aan beide kante van die enkelkristal silikonwafel dieselfde is, en dat die skuurdeeltjies en slypskyfies nie maklik op die oppervlak van die enkelkristal silikonwafel bly nie. Dit is 'n relatief ideale slypmetode.

Figuur 4, "Foutkopie" en slytasiemerkdefekte in silikonwaferrotasie-slyp

Figuur 5, skematiese diagram van dubbelsydige slypbeginsel

Tabel 1 toon die vergelyking tussen die slyp en dubbelsydige slyp van die bogenoemde drie tipes enkelkristal silikonwafers. Dubbelsydige slyp word hoofsaaklik gebruik vir silikonwaferverwerking onder 200 mm, en het 'n hoë waferopbrengs. As gevolg van die gebruik van vaste skuurslypwiele, kan die slyp van enkelkristal silikonwafers 'n baie hoër oppervlakkwaliteit verkry as dié van dubbelsydige slyp. Daarom kan beide silikonwafer-rotasiemaal en dubbelsydige slyp aan die verwerkingskwaliteitvereistes van hoofstroom 300 mm silikonwafers voldoen, en is tans die belangrikste platmaakverwerkingsmetodes. By die keuse van 'n silikonwafer-platmaakverwerkingsmetode is dit nodig om die vereistes van die deursneegrootte, oppervlakkwaliteit en poleerwaferverwerkingstegnologie van die enkelkristal silikonwafer omvattend te oorweeg. Die terugverdunning van die wafer kan slegs 'n enkelsydige verwerkingsmetode kies, soos die silikonwafer-rotasiemaalmetode.

Benewens die keuse van die slypmetode in silikonwafels, is dit ook nodig om die keuse van redelike prosesparameters soos positiewe druk, slypwielkorrelgrootte, slypwielbindmiddel, slypwielspoed, silikonwafelspoed, slypvloeistofviskositeit en vloeitempo, ens. te bepaal, en 'n redelike prosesroete te bepaal. Gewoonlik word 'n gesegmenteerde slypproses, insluitend growwe slyp, semi-afwerkingsslyp, afwerkingsslyp, vonkvrye slyp en stadige rugsteun, gebruik om enkelkristal silikonwafels met hoë verwerkingsdoeltreffendheid, hoë oppervlakvlakheid en lae oppervlakskade te verkry.