Per què cal aprimar-se?

A la fase del procés de back-end, eloblia (oblia de siliciamb circuits a la part frontal) s'ha d'aprimar a la part posterior abans del tall, la soldadura i l'embalatge posteriors per reduir l'alçada de muntatge del paquet, reduir el volum del paquet del xip, millorar l'eficiència de difusió tèrmica del xip, el rendiment elèctric, les propietats mecàniques i reduir la quantitat de tall. El rectificat posterior té els avantatges d'una alta eficiència i un baix cost. Ha substituït els processos tradicionals de gravat humit i gravat iònic per convertir-se en la tecnologia d'aprimament posterior més important.

L'oblia aprimada

Com aprimar-se?

Procés principal d'aprimament de les oblees en el procés d'envasament tradicional

Els passos específics deobliaL'aprimament consisteix a unir la oblia que s'ha de processar a la pel·lícula d'aprimament i, a continuació, utilitzar el buit per adsorbir la pel·lícula d'aprimament i el xip que hi ha a la taula d'oblies de ceràmica porosa, ajustar les línies centrals de la barca circular interior i exterior de la superfície de treball de la mola de diamant en forma de copa al centre de l'oblia de silici, i l'oblia de silici i la mola giren al voltant dels seus respectius eixos per a la mòlta de tall. La mòlta inclou tres etapes: mòlta gruixuda, mòlta fina i polit.

L'oblia que surt de la fàbrica d'oblies es polit posteriorment per aprimar-la fins al gruix necessari per a l'envasament. Quan es poli l'oblia, cal aplicar cinta adhesiva a la part frontal (àrea activa) per protegir l'àrea del circuit i, alhora, es poli la part posterior. Després de polir, retireu la cinta i mesureu el gruix.
Els processos de mòlta que s'han aplicat amb èxit a la preparació d'oblees de silici inclouen la mòlta de taula rotativa,oblia de silicirectificat rotatiu, rectificat de doble cara, etc. Amb la millora addicional dels requisits de qualitat superficial de les oblies de silici monocristall, es proposen constantment noves tecnologies de rectificat, com ara la rectificat TAIKO, la rectificat químico-mecànic, la rectificat de polit i la rectificat de disc planetari.

Rectificat de taula rotativa:

El rectificat de taula rotativa (mòlta de taula rotativa) és un dels primers processos de rectificat utilitzats en la preparació i l'aprimament posterior de les oblies de silici. El seu principi es mostra a la Figura 1. Les oblies de silici es fixen a les ventoses de la taula giratòria i giren sincronitzadament accionades per la taula giratòria. Les oblies de silici en si no giren al voltant del seu eix; la mola s'alimenta axialment mentre gira a alta velocitat, i el diàmetre de la mola és més gran que el diàmetre de l'oblia de silici. Hi ha dos tipus de rectificat de taula rotativa: rectificat per immersió frontal i rectificat tangencial frontal. En el rectificat per immersió frontal, l'amplada de la mola és més gran que el diàmetre de l'oblia de silici, i el cargol de la mola s'alimenta contínuament al llarg de la seva direcció axial fins que es processa l'excés, i després l'oblia de silici gira sota l'accionament de la taula rotativa; en el rectificat tangencial frontal, la mola s'alimenta al llarg de la seva direcció axial i l'oblia de silici gira contínuament sota l'accionament del disc giratori, i el rectificat es completa mitjançant alimentació alternativa (reciprocació) o alimentació de fluència (alimentació de fluència).

Figura 1, diagrama esquemàtic del principi de rectificat de taula rotativa (tangencial frontal)

En comparació amb el mètode de rectificat, el rectificat amb taula rotativa té els avantatges d'una alta velocitat d'eliminació, un petit dany superficial i una fàcil automatització. Tanmateix, l'àrea de rectificat real (rectificat actiu) B i l'angle de tall θ (l'angle entre el cercle exterior de la mola i el cercle exterior de l'oblea de silici) en el procés de rectificat canvien amb el canvi de la posició de tall de la mola, cosa que resulta en una força de rectificat inestable, cosa que dificulta l'obtenció de la precisió superficial ideal (valor TTV alt) i provoca fàcilment defectes com ara el col·lapse de les vores i el col·lapse de les vores. La tecnologia de rectificat amb taula rotativa s'utilitza principalment per al processament d'oblees de silici monocristall per sota dels 200 mm. L'augment de la mida de les oblees de silici monocristall ha plantejat requisits més alts per a la precisió superficial i la precisió del moviment del banc de treball de l'equip, de manera que el rectificat amb taula rotativa no és adequat per al rectificat d'oblees de silici monocristall per sobre dels 300 mm.
Per tal de millorar l'eficiència de la mòlta, els equips comercials de mòlta tangencial plana solen adoptar una estructura de múltiples moles de mòlta. Per exemple, l'equip està equipat amb un conjunt de moles de mòlta gruixuda i un conjunt de moles de mòlta fina, i la taula rotatòria gira un cercle per completar la mòlta gruixuda i la mòlta fina al seu torn. Aquest tipus d'equip inclou el G-500DS de l'empresa americana GTI (Figura 2).

Figura 2, Equip de rectificat de taula rotativa G-500DS de GTI Company als Estats Units

Mòlta rotativa de les oblies de silici:

Per tal de satisfer les necessitats de preparació d'oblies de silici de grans dimensions i el processament d'aprimament posterior, i obtenir una precisió superficial amb un bon valor TTV, el 1988, l'acadèmic japonès Matsui va proposar un mètode de rectificat per rotació d'oblies de silici (rectificació en alimentació). El seu principi es mostra a la Figura 3. L'oblia de silici monocristall i la mola de diamant en forma de copa adsorbida al banc de treball giren al voltant dels seus respectius eixos, i la mola s'alimenta contínuament al llarg de la direcció axial al mateix temps. Entre ells, el diàmetre de la mola és més gran que el diàmetre de l'oblia de silici processada, i la seva circumferència passa pel centre de l'oblia de silici. Per tal de reduir la força de rectificat i reduir la calor de rectificat, la ventosa de buit normalment es retalla en una forma convexa o còncava o s'ajusta l'angle entre el cargol de la mola i l'eix del cargol de la ventosa per garantir un rectificat de semi-contacte entre la mola i l'oblia de silici.

Figura 3, Diagrama esquemàtic del principi de mòlta rotativa d'oblees de silici

En comparació amb el rectificat de taula rotativa, el rectificat rotatiu d'oblies de silici té els següents avantatges: ① El rectificat d'oblies individuals pot processar oblies de silici de grans dimensions de més de 300 mm; ② L'àrea de rectificat real B i l'angle de tall θ són constants i la força de rectificat és relativament estable; ③ Ajustant l'angle d'inclinació entre l'eix de la mola i l'eix de l'oblia de silici, la forma de la superfície de l'oblia de silici monocristall es pot controlar activament per obtenir una millor precisió de la forma de la superfície. A més, l'àrea de rectificat i l'angle de tall θ del rectificat rotatiu d'oblies de silici també tenen els avantatges d'un rectificat de grans marges, una fàcil detecció i control de la qualitat de la superfície i del gruix en línia, una estructura compacta de l'equip, un rectificat integrat multiestació fàcil i una alta eficiència de rectificat.
Per tal de millorar l'eficiència de la producció i satisfer les necessitats de les línies de producció de semiconductors, els equips de mòlta comercials basats en el principi de la mòlta rotativa d'oblies de silici adopten una estructura multi-eix i multi-estació, que pot completar la mòlta gruixuda i la mòlta fina en una sola càrrega i descàrrega. Combinat amb altres instal·lacions auxiliars, pot realitzar la mòlta totalment automàtica d'oblies de silici monocristall "assecat/assecat" i "casset a casset".

Rectificat a doble cara:

Quan el rectificat rotatiu d'oblies de silici processa les superfícies superior i inferior de l'oblia de silici, cal girar la peça i dur-la a terme per etapes, cosa que limita l'eficiència. Al mateix temps, el rectificat rotatiu d'oblies de silici presenta errors de còpia superficial (copiat) i marques de rectificat (marca de rectificat), i és impossible eliminar eficaçment els defectes com l'ondulació i la conicitat a la superfície de l'oblia de silici monocristall després del tall amb filferro (multi-serra), tal com es mostra a la Figura 4. Per superar els defectes anteriors, la tecnologia de rectificat de doble cara (rectificació de doble cara) va aparèixer a la dècada de 1990, i el seu principi es mostra a la Figura 5. Les pinces distribuïdes simètricament a banda i banda subjecten l'oblia de silici monocristall a l'anell de retenció i giren lentament accionades pel corró. Un parell de moles de diamant en forma de copa estan situades relativament a banda i banda de l'oblia de silici monocristall. Impulsades pel cargol elèctric amb coixinet d'aire, giren en direccions oposades i s'alimenten axialment per aconseguir un rectificat de doble cara de l'oblia de silici monocristall. Com es pot veure a la figura, el rectificat de doble cara pot eliminar eficaçment l'ondulació i la conicitat de la superfície de l'oblia de silici monocristall després del tall amb filferro. Segons la direcció de disposició de l'eix de la mola, el rectificat de doble cara pot ser horitzontal i vertical. Entre ells, el rectificat horitzontal de doble cara pot reduir eficaçment la influència de la deformació de l'oblia de silici causada pel pes mort de l'oblia de silici sobre la qualitat del rectificat, i és fàcil assegurar-se que les condicions del procés de rectificat a banda i banda de l'oblia de silici monocristall siguin les mateixes, i que les partícules abrasives i les encenalls de rectificat no es quedin fàcilment a la superfície de l'oblia de silici monocristall. És un mètode de rectificat relativament ideal.

Figura 4, Defectes de "còpia d'error" i marques de desgast en la mòlta per rotació de les oblies de silici

Figura 5, diagrama esquemàtic del principi de mòlta a doble cara

La Taula 1 mostra la comparació entre el rectificat i el rectificat de doble cara dels tres tipus anteriors d'oblies de silici monocristall. El rectificat de doble cara s'utilitza principalment per al processament d'oblies de silici per sota de 200 mm i té un alt rendiment d'oblia. A causa de l'ús de moles abrasives fixes, el rectificat d'oblies de silici monocristall pot obtenir una qualitat superficial molt més alta que el rectificat de doble cara. Per tant, tant el rectificat rotatiu d'oblies de silici com el rectificat de doble cara poden complir els requisits de qualitat de processament de les oblies de silici convencionals de 300 mm i actualment són els mètodes de processament d'aplanament més importants. A l'hora de seleccionar un mètode de processament d'aplanament d'oblies de silici, cal tenir en compte exhaustivament els requisits de la mida del diàmetre, la qualitat de la superfície i la tecnologia de processament d'oblies de polit de l'oblia de silici monocristall. L'aprimament posterior de l'oblia només pot seleccionar un mètode de processament d'una sola cara, com ara el mètode de rectificat rotatiu d'oblies de silici.

A més de seleccionar el mètode de mòlta en la mòlta de les oblies de silici, també cal determinar la selecció de paràmetres de procés raonables com ara la pressió positiva, la mida del gra de la mola, l'aglutinant de la mola, la velocitat de la mola, la velocitat de l'oblia de silici, la viscositat i el cabal del fluid de mòlta, etc., i determinar una ruta de procés raonable. Normalment, s'utilitza un procés de mòlta segmentada que inclou la mòlta gruixuda, la mòlta de semiacabat, la mòlta d'acabat, la mòlta sense espurnes i el suport lent per obtenir oblies de silici monocristall amb una alta eficiència de processament, alta planitud superficial i baix dany superficial.