Por que é necesario o adelgazamento?

Na fase do proceso de back-end, ooblea (oblea de siliciocon circuítos na parte dianteira) debe ser diluído na parte traseira antes do corte, soldadura e empaquetado posteriores para reducir a altura de montaxe do paquete, reducir o volume do paquete do chip, mellorar a eficiencia de difusión térmica do chip, o rendemento eléctrico, as propiedades mecánicas e reducir a cantidade de corte. A rectificación posterior ten as vantaxes dunha alta eficiencia e baixo custo. Substituíu os procesos tradicionais de gravado húmido e gravado iónico para converterse na tecnoloxía de rectificación posterior máis importante.

A oblea adelgazada

Como adelgazar?

Proceso principal de adelgazamento de obleas no proceso de envasado tradicional

Os pasos específicos deobleaO adelgazamento consiste en unir a oblea que se vai procesar á película de adelgazamento e, a continuación, usar o baleiro para adsorber a película de adelgazamento e o chip que hai nela á mesa de obleas cerámicas porosas, axustar as liñas centrais de barco circular interior e exterior da superficie de traballo da rebarbadora de diamante en forma de copa ao centro da oblea de silicio, e a oblea de silicio e a rebarbadora xiran arredor dos seus respectivos eixes para a rebarbación de corte. A rebarbación inclúe tres etapas: rebarbación en bruto, rebarbación fina e pulido.

A oblea que sae da fábrica de obleas é rectificada posteriormente para adelgazar até o grosor necesario para o empaquetado. Ao rectificar a oblea, débese aplicar cinta adhesiva na parte dianteira (zona activa) para protexer a zona do circuíto e, ao mesmo tempo, rectificarse a parte traseira. Despois de rectificar, retirar a cinta e medir o grosor.
Os procesos de moenda que se aplicaron con éxito á preparación de obleas de silicio inclúen a moenda de mesa rotatoria,oblea de siliciomoenda rotacional, moenda de dobre cara, etc. Coa mellora dos requisitos de calidade superficial das obleas de silicio monocristalino, propóñense constantemente novas tecnoloxías de moenda, como a moenda TAIKO, a moenda químico-mecánica, a moenda por pulido e a moenda de discos planetarios.

Rectificado de mesa rotatoria:

A rectificación de mesa rotatoria (rectificado de mesa rotatoria) é un dos primeiros procesos de rectificación empregados na preparación e adelgazamento de obleas de silicio. O seu principio móstrase na Figura 1. As obleas de silicio están fixadas nas ventosas da mesa rotatoria e xiran sincronicamente impulsadas pola mesa rotatoria. As propias obleas de silicio non xiran arredor do seu eixe; a retificadora aliméntase axialmente mentres xira a alta velocidade, e o diámetro da retificadora é maior que o diámetro da oblea de silicio. Hai dous tipos de rectificación de mesa rotatoria: rectificación por inmersión frontal e rectificación tanxencial frontal. Na rectificación por inmersión frontal, o ancho da retificadora é maior que o diámetro da oblea de silicio, e o eixo da retificadora alimenta continuamente ao longo da súa dirección axial ata que se procesa o exceso, e logo a oblea de silicio xira baixo o accionamento da mesa rotatoria; na rectificación tanxencial frontal, a retificadora alimenta ao longo da súa dirección axial e a oblea de silicio xira continuamente baixo o accionamento do disco rotatorio, e a rectificación complétase mediante alimentación alternativa (alternancia) ou alimentación lenta (alimentación lenta).

Figura 1, diagrama esquemático do principio de rectificado de mesa rotatoria (tanxencial frontal)

En comparación co método de rectificado, o rectificado con mesa rotatoria ten as vantaxes dunha alta taxa de eliminación, pequenos danos superficiais e sinxela automatización. Non obstante, a área real de rectificado (rectificado activo) B e o ángulo de corte θ (o ángulo entre o círculo exterior da retificadora e o círculo exterior da oblea de silicio) no proceso de rectificado cambian co cambio da posición de corte da retificadora, o que resulta nunha forza de rectificado inestable, o que dificulta a obtención da precisión superficial ideal (alto valor TTV) e causa facilmente defectos como o colapso dos bordos e o colapso dos bordos. A tecnoloxía de rectificado con mesa rotatoria úsase principalmente para o procesamento de obleas de silicio monocristalino por debaixo de 200 mm. O aumento do tamaño das obleas de silicio monocristalino supuxo uns requisitos máis elevados para a precisión superficial e a precisión do movemento da mesa de traballo do equipo, polo que o rectificado con mesa rotatoria non é axeitado para o rectificado de obleas de silicio monocristalino por riba de 300 mm.
Para mellorar a eficiencia da moenda, os equipos comerciais de moenda tanxencial plana adoitan adoptar unha estrutura de varias rodas de moenda. Por exemplo, o equipo inclúe un conxunto de rodas de moenda grosa e un conxunto de rodas de moenda fina, e a mesa rotatoria xira unha círculo para completar a moenda grosa e a moenda fina á súa vez. Este tipo de equipo inclúe o G-500DS da empresa americana GTI (Figura 2).

Figura 2, Equipo de rectificado de mesa rotatoria G-500DS da empresa GTI nos Estados Unidos

Rectificado rotatorio de obleas de silicio:

Para satisfacer as necesidades da preparación de obleas de silicio de gran tamaño e o procesamento de retroadelgazamento, e obter unha precisión superficial cun bo valor TTV, en 1988, o académico xaponés Matsui propuxo un método de rectificado por rotación de obleas de silicio (rectificado de alimentación). O seu principio móstrase na Figura 3. A oblea de silicio monocristalina e a retificadora de diamante en forma de copa adsorbidas na mesa de traballo xiran arredor dos seus respectivos eixes, e a retificadora aliméntase continuamente ao longo da dirección axial ao mesmo tempo. Entre eles, o diámetro da retificadora é maior que o diámetro da oblea de silicio procesada e a súa circunferencia pasa polo centro da oblea de silicio. Para reducir a forza de rectificado e a calor de rectificado, a ventosa de baleiro adoita recortarse nunha forma convexa ou cóncava ou o ángulo entre o eixo da ventosa e o eixo do eixo da ventosa axústase para garantir un rectificado de semicontacto entre a retificadora e a oblea de silicio.

Figura 3, Diagrama esquemático do principio de moenda rotatoria de obleas de silicio

En comparación coa rectificación de mesa rotatoria, a rectificación rotatoria de obleas de silicio ten as seguintes vantaxes: ① A rectificación dunha soa oblea pode procesar obleas de silicio de gran tamaño de máis de 300 mm; ② A área de rectificación real B e o ángulo de corte θ son constantes e a forza de rectificación é relativamente estable; ③ Axustando o ángulo de inclinación entre o eixe da retificadora e o eixe da oblea de silicio, a forma da superficie da oblea de silicio monocristalina pódese controlar activamente para obter unha mellor precisión da forma da superficie. Ademais, a área de rectificación e o ángulo de corte θ da rectificación rotatoria de obleas de silicio tamén teñen as vantaxes dunha rectificación de gran marxe, unha detección e control sinxelos do grosor e da calidade da superficie en liña, unha estrutura compacta do equipo, unha rectificación integrada multiestación sinxela e unha alta eficiencia de rectificación.
Co fin de mellorar a eficiencia da produción e satisfacer as necesidades das liñas de produción de semicondutores, os equipos de moenda comerciais baseados no principio da moenda rotatoria de obleas de silicio adoptan unha estrutura multifuso e multiestación, que pode completar a moenda grosa e a moenda fina nunha soa carga e descarga. En combinación con outras instalacións auxiliares, pode realizar a moenda totalmente automática de obleas de silicio monocristalino con "secado/secado" e "casete a casete".

Rectificado a dúas caras:

Cando a rectificación rotatoria de obleas de silicio procesa as superficies superior e inferior da oblea de silicio, a peza debe virarse e levarse a cabo por pasos, o que limita a eficiencia. Ao mesmo tempo, a rectificación rotatoria de obleas de silicio ten erros superficiais de copia (copiado) e marcas de rectificación (marca de rectificación), e é imposible eliminar eficazmente os defectos como a ondulación e a conicidade na superficie da oblea de silicio monocristalina despois do corte con fío (multi-serra), como se mostra na Figura 4. Para superar os defectos anteriores, a tecnoloxía de rectificación de dobre cara (rectificado de dobre cara) apareceu na década de 1990, e o seu principio móstrase na Figura 5. As abrazaderas distribuídas simetricamente en ambos os lados suxeitan a oblea de silicio monocristalina no anel de retención e xiran lentamente impulsadas polo rodillo. Un par de rodas de rectificación de diamante en forma de copa están situadas relativamente en ambos os lados da oblea de silicio monocristalina. Impulsadas polo eixo eléctrico con rodamentos de aire, xiran en direccións opostas e aliméntanse axialmente para lograr a rectificación de dobre cara da oblea de silicio monocristalina. Como se pode ver na figura, a rectificación dobre cara pode eliminar eficazmente a ondulación e a conicidade da superficie da oblea de silicio monocristalino despois do corte do fío. Segundo a dirección da disposición do eixe da rebarbadora, a rectificación dobre cara pode ser horizontal e vertical. Entre elas, a rectificación horizontal dobre cara pode reducir eficazmente a influencia da deformación da oblea de silicio causada polo peso morto da oblea de silicio na calidade da rectificación, e é doado garantir que as condicións do proceso de rectificación en ambos os lados da oblea de silicio monocristalino sexan as mesmas, e que as partículas abrasivas e as lascas de rectificación non permanezan facilmente na superficie da oblea de silicio monocristalino. É un método de rectificación relativamente ideal.

Figura 4, Defectos de "copia de erros" e marcas de desgaste na rectificación por rotación de obleas de silicio

Figura 5, diagrama esquemático do principio de moenda de dobre cara

A táboa 1 mostra a comparación entre a moenda e a moenda de dobre cara dos tres tipos anteriores de obleas de silicio monocristalino. A moenda de dobre cara úsase principalmente para o procesamento de obleas de silicio por debaixo de 200 mm e ten un alto rendemento de obleas. Debido ao uso de moas abrasivas fixas, a moenda de obleas de silicio monocristalino pode obter unha calidade superficial moito maior que a da moenda de dobre cara. Polo tanto, tanto a moenda rotatoria de obleas de silicio como a moenda de dobre cara poden cumprir os requisitos de calidade de procesamento das obleas de silicio convencionais de 300 mm e son actualmente os métodos de procesamento de aplanamento máis importantes. Ao seleccionar un método de procesamento de aplanamento de obleas de silicio, é necesario considerar exhaustivamente os requisitos do tamaño do diámetro, a calidade da superficie e a tecnoloxía de procesamento de obleas de pulido da oblea de silicio monocristalina. O adelgazamento posterior da oblea só pode seleccionar un método de procesamento dunha soa cara, como o método de moenda rotatoria de obleas de silicio.

Ademais de seleccionar o método de moenda na moenda de obleas de silicio, tamén é necesario determinar a selección de parámetros de proceso razoables, como presión positiva, tamaño de gran da rebarbadora, aglutinante da rebarbadora, velocidade da rebarbadora, velocidade da oblea de silicio, viscosidade e caudal do fluído de moenda, etc., e determinar unha ruta de proceso razoable. Normalmente, utilízase un proceso de moenda segmentado que inclúe moenda en bruto, moenda de semiacabado, moenda de acabado, moenda sen faíscas e reforzo lento para obter obleas de silicio monocristalino con alta eficiencia de procesamento, alta planitude superficial e baixo dano superficial.