পাতলা করার দরকার কেন?

ব্যাক-এন্ড প্রক্রিয়া পর্যায়ে,ওয়েফার (সিলিকন ওয়েফার(সামনে সার্কিট সহ) পরবর্তী ডাইসিং, ওয়েল্ডিং এবং প্যাকেজিংয়ের আগে পিছনের দিকে পাতলা করতে হবে যাতে প্যাকেজ মাউন্টিং উচ্চতা কমানো যায়, চিপ প্যাকেজের আয়তন কমানো যায়, চিপের তাপীয় বিস্তার দক্ষতা, বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করা যায় এবং ডাইসিংয়ের পরিমাণ কমানো যায়। ব্যাক গ্রাইন্ডিংয়ের উচ্চ দক্ষতা এবং কম খরচের সুবিধা রয়েছে। এটি ঐতিহ্যবাহী ওয়েট এচিং এবং আয়ন এচিং প্রক্রিয়াগুলিকে প্রতিস্থাপন করে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ব্যাক থিনিং প্রযুক্তিতে পরিণত হয়েছে।

পাতলা ওয়েফার

কিভাবে পাতলা করবেন?

ঐতিহ্যবাহী প্যাকেজিং প্রক্রিয়ায় ওয়েফার পাতলা করার প্রধান প্রক্রিয়া

এর নির্দিষ্ট পদক্ষেপগুলিওয়েফারপাতলা করার জন্য প্রক্রিয়াজাত ওয়েফারটিকে পাতলা করার ফিল্মের সাথে সংযুক্ত করতে হবে, এবং তারপর ভ্যাকুয়াম ব্যবহার করে পাতলা করার ফিল্ম এবং তার উপর থাকা চিপটিকে ছিদ্রযুক্ত সিরামিক ওয়েফার টেবিলের সাথে শোষণ করতে হবে, কাপ-আকৃতির হীরা গ্রাইন্ডিং হুইলের কার্যকারী পৃষ্ঠের ভিতরের এবং বাইরের বৃত্তাকার নৌকা কেন্দ্র লাইনগুলিকে সিলিকন ওয়েফারের কেন্দ্রে সামঞ্জস্য করতে হবে এবং সিলিকন ওয়েফার এবং গ্রাইন্ডিং হুইল কাটিং-ইন গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য তাদের নিজ নিজ অক্ষের চারপাশে ঘোরে। গ্রাইন্ডিংয়ের তিনটি ধাপ রয়েছে: রুক্ষ গ্রাইন্ডিং, সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং।

ওয়েফার কারখানা থেকে বের হওয়া ওয়েফারটি প্যাকেজিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় পুরুত্বে পাতলা করার জন্য পিছন থেকে পিষে নেওয়া হয়। ওয়েফারটি পিষে নেওয়ার সময়, সার্কিট এলাকা রক্ষা করার জন্য সামনের দিকে (সক্রিয় এলাকা) টেপ লাগাতে হবে এবং একই সাথে পিছনের দিকটি পিষে নেওয়া হবে। পিষে নেওয়ার পর, টেপটি খুলে বেধ পরিমাপ করুন।
সিলিকন ওয়েফার প্রস্তুতিতে সফলভাবে প্রয়োগ করা গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে রোটারি টেবিল গ্রাইন্ডিং,সিলিকন ওয়েফারঘূর্ণন গ্রাইন্ডিং, দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং ইত্যাদি। একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠের মানের প্রয়োজনীয়তার আরও উন্নতির সাথে সাথে, নতুন গ্রাইন্ডিং প্রযুক্তি ক্রমাগত প্রস্তাব করা হচ্ছে, যেমন TAIKO গ্রাইন্ডিং, রাসায়নিক যান্ত্রিক গ্রাইন্ডিং, পলিশিং গ্রাইন্ডিং এবং প্ল্যানেটারি ডিস্ক গ্রাইন্ডিং।

ঘূর্ণমান টেবিল গ্রাইন্ডিং:

রোটারি টেবিল গ্রাইন্ডিং (ঘূর্ণমান টেবিল গ্রাইন্ডিং) হল সিলিকন ওয়েফার প্রস্তুতি এবং ব্যাক থিনিং-এ ব্যবহৃত একটি প্রাথমিক গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়া। এর নীতি চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। সিলিকন ওয়েফারগুলি ঘূর্ণায়মান টেবিলের সাকশন কাপের উপর স্থির থাকে এবং ঘূর্ণায়মান টেবিল দ্বারা চালিতভাবে সমলয়ভাবে ঘোরে। সিলিকন ওয়েফারগুলি নিজের অক্ষের চারপাশে ঘোরে না; উচ্চ গতিতে ঘোরার সময় গ্রাইন্ডিং হুইলটি অক্ষীয়ভাবে খাওয়ানো হয় এবং গ্রাইন্ডিং হুইলের ব্যাস সিলিকন ওয়েফারের ব্যাসের চেয়ে বড়। দুটি ধরণের রোটারি টেবিল গ্রাইন্ডিং রয়েছে: ফেস প্লাঞ্জ গ্রাইন্ডিং এবং ফেস ট্যানজেন্টিয়াল গ্রাইন্ডিং। ফেস প্লাঞ্জ গ্রাইন্ডিং-এ, গ্রাইন্ডিং হুইলের প্রস্থ সিলিকন ওয়েফারের ব্যাসের চেয়ে বড় হয় এবং গ্রাইন্ডিং হুইল স্পিন্ডলটি তার অক্ষীয় দিক বরাবর ক্রমাগত ফিড করে যতক্ষণ না অতিরিক্ত প্রক্রিয়াজাত হয়, এবং তারপরে সিলিকন ওয়েফারটি ঘূর্ণায়মান টেবিলের ড্রাইভের নীচে ঘোরানো হয়; ফেস ট্যানজেন্টিয়াল গ্রাইন্ডিং-এ, গ্রাইন্ডিং হুইলটি তার অক্ষীয় দিক বরাবর ফিড করে এবং সিলিকন ওয়েফারটি ঘূর্ণায়মান ডিস্কের ড্রাইভের নীচে ক্রমাগত ঘোরানো হয় এবং গ্রাইন্ডিংটি রেসিপ্রোকেটিং ফিডিং (রেসিপ্রোকেশন) বা ক্রিপ ফিডিং (ক্রিপফিড) দ্বারা সম্পন্ন হয়।

চিত্র ১, ঘূর্ণমান টেবিল গ্রাইন্ডিং (মুখ স্পর্শক) নীতির পরিকল্পিত চিত্র

গ্রাইন্ডিং পদ্ধতির তুলনায়, রোটারি টেবিল গ্রাইন্ডিংয়ের সুবিধা হলো উচ্চ অপসারণ হার, পৃষ্ঠের ক্ষতি কম এবং সহজ অটোমেশন। তবে, গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ায় প্রকৃত গ্রাইন্ডিং এরিয়া (সক্রিয় গ্রাইন্ডিং) B এবং কাট-ইন কোণ θ (গ্রাইন্ডিং হুইলের বাইরের বৃত্ত এবং সিলিকন ওয়েফারের বাইরের বৃত্তের মধ্যবর্তী কোণ) গ্রাইন্ডিং হুইলের কাটিংয়ের অবস্থান পরিবর্তনের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়, যার ফলে একটি অস্থির গ্রাইন্ডিং বল তৈরি হয়, যার ফলে আদর্শ পৃষ্ঠের নির্ভুলতা (উচ্চ TTV মান) পাওয়া কঠিন হয়ে পড়ে এবং সহজেই প্রান্ত ধস এবং প্রান্ত ধসের মতো ত্রুটি দেখা দেয়। রোটারি টেবিল গ্রাইন্ডিং প্রযুক্তি মূলত ২০০ মিমি-এর নিচে একক-ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়। একক-ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফারের আকার বৃদ্ধির ফলে সরঞ্জাম ওয়ার্কবেঞ্চের পৃষ্ঠের নির্ভুলতা এবং গতি নির্ভুলতার জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা তৈরি হয়েছে, তাই ঘূর্ণমান টেবিল গ্রাইন্ডিং ৩০০ মিমি-এর উপরে একক-ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফার গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য উপযুক্ত নয়।
গ্রাইন্ডিং দক্ষতা উন্নত করার জন্য, বাণিজ্যিক সমতল ট্যানজেন্টিয়াল গ্রাইন্ডিং সরঞ্জামগুলি সাধারণত একটি মাল্টি-গ্রাইন্ডিং হুইল কাঠামো গ্রহণ করে। উদাহরণস্বরূপ, সরঞ্জামগুলিতে এক সেট রুক্ষ গ্রাইন্ডিং চাকা এবং এক সেট সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং চাকা সজ্জিত থাকে এবং ঘূর্ণমান টেবিলটি একটি বৃত্ত ঘোরায় যাতে রুক্ষ গ্রাইন্ডিং এবং পালাক্রমে সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং সম্পন্ন হয়। এই ধরণের সরঞ্জামগুলির মধ্যে আমেরিকান GTI কোম্পানির G-500DS অন্তর্ভুক্ত রয়েছে (চিত্র 2)।

চিত্র ২, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের GTI কোম্পানির G-500DS রোটারি টেবিল গ্রাইন্ডিং সরঞ্জাম

সিলিকন ওয়েফার ঘূর্ণন গ্রাইন্ডিং:

বৃহৎ আকারের সিলিকন ওয়েফার প্রস্তুতি এবং ব্যাক থিনিং প্রক্রিয়াকরণের চাহিদা পূরণের জন্য এবং ভাল TTV মান সহ পৃষ্ঠের নির্ভুলতা অর্জনের জন্য। 1988 সালে, জাপানি পণ্ডিত মাতসুই একটি সিলিকন ওয়েফার ঘূর্ণন গ্রাইন্ডিং (ইন-ফিডগ্রাইন্ডিং) পদ্ধতি প্রস্তাব করেছিলেন। এর নীতি চিত্র 3 এ দেখানো হয়েছে। ওয়ার্কবেঞ্চে শোষিত একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফার এবং কাপ-আকৃতির হীরা গ্রাইন্ডিং চাকা তাদের নিজ নিজ অক্ষের চারপাশে ঘোরে এবং গ্রাইন্ডিং চাকা একই সময়ে অক্ষীয় দিক বরাবর ক্রমাগত খাওয়ানো হয়। এর মধ্যে, গ্রাইন্ডিং চাকার ব্যাস প্রক্রিয়াজাত সিলিকন ওয়েফারের ব্যাসের চেয়ে বড় এবং এর পরিধি সিলিকন ওয়েফারের কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যায়। গ্রাইন্ডিং বল কমাতে এবং গ্রাইন্ডিং তাপ কমাতে, ভ্যাকুয়াম সাকশন কাপটি সাধারণত উত্তল বা অবতল আকারে ছাঁটা হয় অথবা গ্রাইন্ডিং চাকা স্পিন্ডল এবং সাকশন কাপ স্পিন্ডল অক্ষের মধ্যে কোণটি সামঞ্জস্য করা হয় যাতে গ্রাইন্ডিং চাকা এবং সিলিকন ওয়েফারের মধ্যে আধা-যোগাযোগ গ্রাইন্ডিং নিশ্চিত করা যায়।

চিত্র ৩, সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিং নীতির পরিকল্পিত চিত্র

রোটারি টেবিল গ্রাইন্ডিংয়ের সাথে তুলনা করে, সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিংয়ের নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছে: ① একক-সময় একক-ওয়েফার গ্রাইন্ডিং 300 মিমি এর বেশি বড় আকারের সিলিকন ওয়েফার প্রক্রিয়া করতে পারে; ② প্রকৃত গ্রাইন্ডিং এরিয়া B এবং কাটিং অ্যাঙ্গেল θ স্থির থাকে এবং গ্রাইন্ডিং বল তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকে; ③ গ্রাইন্ডিং হুইল অক্ষ এবং সিলিকন ওয়েফার অক্ষের মধ্যে প্রবণতা কোণ সামঞ্জস্য করে, সিঙ্গেল ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠের আকৃতি সক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে যাতে আরও ভাল পৃষ্ঠের আকৃতির নির্ভুলতা পাওয়া যায়। এছাড়াও, সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিংয়ের গ্রাইন্ডিং এরিয়া এবং কাটিং অ্যাঙ্গেল θ-এর সুবিধা রয়েছে বৃহৎ মার্জিন গ্রাইন্ডিং, সহজ অনলাইন বেধ এবং পৃষ্ঠের গুণমান সনাক্তকরণ এবং নিয়ন্ত্রণ, কম্প্যাক্ট সরঞ্জাম কাঠামো, সহজ মাল্টি-স্টেশন ইন্টিগ্রেটেড গ্রাইন্ডিং এবং উচ্চ গ্রাইন্ডিং দক্ষতা।
উৎপাদন দক্ষতা উন্নত করতে এবং সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন লাইনের চাহিদা পূরণের জন্য, সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিংয়ের নীতির উপর ভিত্তি করে বাণিজ্যিক গ্রাইন্ডিং সরঞ্জামগুলি একটি মাল্টি-স্পিন্ডল মাল্টি-স্টেশন কাঠামো গ্রহণ করে, যা একটি লোডিং এবং আনলোডিংয়ে রুক্ষ গ্রাইন্ডিং এবং সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং সম্পন্ন করতে পারে। অন্যান্য সহায়ক সুবিধাগুলির সাথে মিলিত হয়ে, এটি একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফার "ড্রাই-ইন/ড্রাই-আউট" এবং "ক্যাসেট থেকে ক্যাসেট" সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় গ্রাইন্ডিং উপলব্ধি করতে পারে।

দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং:

যখন সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিং সিলিকন ওয়েফারের উপরের এবং নীচের পৃষ্ঠগুলিকে প্রক্রিয়া করে, তখন ওয়ার্কপিসটি উল্টে ধাপে ধাপে সম্পন্ন করতে হয়, যা দক্ষতা সীমিত করে। একই সময়ে, সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিংয়ে পৃষ্ঠের ত্রুটি অনুলিপি (কপি করা) এবং গ্রাইন্ডিং চিহ্ন (গ্রাইন্ডিং মার্ক) থাকে এবং চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে, তার কাটার পরে একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠের তরঙ্গায়িততা এবং টেপারের মতো ত্রুটিগুলি কার্যকরভাবে অপসারণ করা অসম্ভব। উপরের ত্রুটিগুলি কাটিয়ে উঠতে, 1990-এর দশকে দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং প্রযুক্তি (দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং) উপস্থিত হয়েছিল এবং এর নীতি চিত্র 5-এ দেখানো হয়েছে। উভয় দিকে প্রতিসমভাবে বিতরণ করা ক্ল্যাম্পগুলি একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফারকে ধরে রাখার রিংয়ে আটকে রাখে এবং রোলার দ্বারা চালিত ধীরে ধীরে ঘোরে। একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফারের উভয় পাশে কাপ-আকৃতির হীরা গ্রাইন্ডিং চাকার একটি জোড়া তুলনামূলকভাবে অবস্থিত। বায়ু বহনকারী বৈদ্যুতিক স্পিন্ডল দ্বারা চালিত, তারা বিপরীত দিকে ঘোরে এবং একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফারের দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং অর্জনের জন্য অক্ষীয়ভাবে খাওয়ায়। চিত্র থেকে দেখা যাচ্ছে, ডাবল-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং তার কাটার পরে সিঙ্গেল ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠের তরঙ্গায়িততা এবং টেপার কার্যকরভাবে দূর করতে পারে। গ্রাইন্ডিং হুইল অক্ষের বিন্যাস দিক অনুসারে, ডাবল-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং অনুভূমিক এবং উল্লম্ব হতে পারে। এর মধ্যে, অনুভূমিক ডাবল-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং সিলিকন ওয়েফারের মৃত ওজনের কারণে গ্রাইন্ডিংয়ের মানের উপর সিলিকন ওয়েফারের বিকৃতির প্রভাব কার্যকরভাবে হ্রাস করতে পারে এবং একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফারের উভয় পাশে গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার অবস্থা একই কিনা তা নিশ্চিত করা সহজ, এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এবং গ্রাইন্ডিং চিপগুলি সিঙ্গেল ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠে থাকা সহজ নয়। এটি একটি তুলনামূলকভাবে আদর্শ গ্রাইন্ডিং পদ্ধতি।

চিত্র ৪, সিলিকন ওয়েফার ঘূর্ণন গ্রাইন্ডিংয়ে "ত্রুটি অনুলিপি" এবং পরিধান চিহ্নের ত্রুটি

চিত্র ৫, দ্বি-পার্শ্বযুক্ত গ্রাইন্ডিং নীতির পরিকল্পিত চিত্র

সারণি ১-এ উপরের তিন ধরণের সিঙ্গেল ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফারের গ্রাইন্ডিং এবং ডাবল-সাইডেড গ্রাইন্ডিংয়ের মধ্যে তুলনা দেখানো হয়েছে। ডাবল-সাইডেড গ্রাইন্ডিং মূলত ২০০ মিমি-এর নিচে সিলিকন ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং এর উচ্চ ওয়েফার ফলন রয়েছে। স্থির ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম গ্রাইন্ডিং চাকা ব্যবহারের কারণে, সিঙ্গেল-সাইডেড সিলিকন ওয়েফার গ্রাইন্ডিং ডাবল-সাইডেড গ্রাইন্ডিংয়ের তুলনায় অনেক বেশি পৃষ্ঠের গুণমান অর্জন করতে পারে। অতএব, সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিং এবং ডাবল-সাইডেড গ্রাইন্ডিং উভয়ই মূলধারার ৩০০ মিমি সিলিকন ওয়েফারের প্রক্রিয়াকরণ মানের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে এবং বর্তমানে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্ল্যাটেটিং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি। সিলিকন ওয়েফার ফ্ল্যাটেটিং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি নির্বাচন করার সময়, একক-স্ফটিক সিলিকন ওয়েফারের ব্যাসের আকার, পৃষ্ঠের গুণমান এবং পলিশিং ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির প্রয়োজনীয়তাগুলি ব্যাপকভাবে বিবেচনা করা প্রয়োজন। ওয়েফারের পিছনের পাতলাকরণ শুধুমাত্র একটি একক-সাইডেড প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি নির্বাচন করতে পারে, যেমন সিলিকন ওয়েফার রোটারি গ্রাইন্ডিং পদ্ধতি।

সিলিকন ওয়েফার গ্রাইন্ডিংয়ে গ্রাইন্ডিং পদ্ধতি নির্বাচন করার পাশাপাশি, ইতিবাচক চাপ, গ্রাইন্ডিং হুইল গ্রেইন সাইজ, গ্রাইন্ডিং হুইল বাইন্ডার, গ্রাইন্ডিং হুইল স্পিড, সিলিকন ওয়েফার স্পিড, গ্রাইন্ডিং ফ্লুইড সান্দ্রতা এবং প্রবাহ হার ইত্যাদির মতো যুক্তিসঙ্গত প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির নির্বাচন নির্ধারণ করা এবং একটি যুক্তিসঙ্গত প্রক্রিয়া রুট নির্ধারণ করাও প্রয়োজন। সাধারণত, উচ্চ প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা, উচ্চ পৃষ্ঠ সমতলতা এবং কম পৃষ্ঠের ক্ষতি সহ একক স্ফটিক সিলিকন ওয়েফার পেতে রাফ গ্রাইন্ডিং, সেমি-ফিনিশিং গ্রাইন্ডিং, ফিনিশিং গ্রাইন্ডিং, স্পার্ক-মুক্ত গ্রাইন্ডিং এবং ধীর ব্যাকিং সহ একটি সেগমেন্টেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়।