Неліктен жіңішкерту керек?

Артқы жағындағы процесс кезеңінде,вафли (кремний пластинасыалдыңғы жағында тізбектері бар) қаптаманы бекіту биіктігін азайту, чип қаптамасының көлемін азайту, чиптің термиялық диффузия тиімділігін, электрлік өнімділігін, механикалық қасиеттерін жақсарту және кесу мөлшерін азайту үшін кейінгі кесу, дәнекерлеу және қаптау алдында артқы жағын жұқарту қажет. Артқы жағын ұнтақтаудың жоғары тиімділік пен төмен баға сияқты артықшылықтары бар. Ол дәстүрлі ылғалды ою және ионды ою процестерін ауыстырып, ең маңызды артқы жұқару технологиясына айналды.

Жұқартылған вафли

Қалай арықтау керек?

Дәстүрлі қаптама процесінде пластинаны жұқартудың негізгі процесі

Нақты қадамдарвафлиЖұқарту өңделетін пластинаны жұқарту пленкасына жабыстыру, содан кейін жұқарту пленкасы мен ондағы жоңқаны кеуекті керамикалық пластина үстеліне адсорбциялау үшін вакуумды пайдалану, тостағанша пішінді гауһар тегістеу дөңгелегінің жұмыс бетінің ішкі және сыртқы дөңгелек қайық орталық сызықтарын кремний пластинасының ортасына реттеу, ал кремний пластинасы мен тегістеу дөңгелегі кесу үшін өз осьтерінің айналасында айналады. Ұнтақтау үш кезеңнен тұрады: дөрекі тегістеу, ұсақ тегістеу және жылтырату.

Вафли зауытынан шығатын пластина пластинаны қаптауға қажетті қалыңдыққа дейін жұқа ету үшін кері ұнтақталады. Вафлиді ұнтақтаған кезде, тізбек аймағын қорғау үшін алдыңғы жағына (белсенді аймақ) таспа жабыстыру керек, ал артқы жағы бір уақытта ұнтақталады. Ұнтақтағаннан кейін, таспаны алып тастап, қалыңдығын өлшеңіз.
Кремний пластинасын дайындауда сәтті қолданылған ұнтақтау процестеріне айналмалы үстелді ұнтақтау жатады,кремний пластинасыайналмалы тегістеу, екі жақты тегістеу және т.б. Монокристалды кремний пластиналарының беткі сапасына қойылатын талаптардың одан әрі жақсаруымен TAIKO тегістеу, химиялық механикалық тегістеу, жылтырату тегістеу және планетарлық диск тегістеу сияқты жаңа тегістеу технологиялары үнемі ұсынылып келеді.

Айналмалы үстелді тегістеу:

Айналмалы үстелді тегістеу (айналмалы үстелді тегістеу) - кремний пластиналарын дайындауда және кері жұқартуда қолданылатын ерте тегістеу процесі. Оның принципі 1-суретте көрсетілген. Кремний пластиналары айналмалы үстелдің сорғыштарына бекітілген және айналмалы үстелмен синхронды түрде айналады. Кремний пластиналарының өздері өз осі бойынша айналмайды; тегістеу дөңгелегі жоғары жылдамдықпен айналған кезде осьтік бағытта беріледі, ал тегістеу дөңгелегінің диаметрі кремний пластинасының диаметрінен үлкен. Айналмалы үстелді тегістеудің екі түрі бар: беттік батырумен тегістеу және беттік тангенциалды тегістеу. Беттік батырумен тегістеу кезінде тегістеу дөңгелегінің ені кремний пластинасының диаметрінен үлкен, ал тегістеу дөңгелегінің шпинделі артық бөлігі өңделгенге дейін осьтік бағытта үздіксіз беріледі, содан кейін кремний пластинасы айналмалы үстелдің жетегінің астында айналады; беттік тангенциалды тегістеу кезінде тегістеу дөңгелегі өзінің осьтік бағыты бойынша беріледі, ал кремний пластинасы айналмалы диск жетегінің астында үздіксіз айналады, ал тегістеу өзара беру (қайта беру) немесе жылжыма беру (жылма беру) арқылы аяқталады.

1-сурет, айналмалы үстелді тегістеу (беттік тангенциалды) принципінің схемалық диаграммасы

Айналмалы үстелді тегістеудің жоғары алу жылдамдығы, бетінің аз зақымдануы және оңай автоматтандыру сияқты артықшылықтары бар. Дегенмен, тегістеу процесіндегі нақты тегістеу ауданы (белсенді тегістеу) B және кесу бұрышы θ (тегістеу дөңгелегінің сыртқы шеңбері мен кремний пластинасының сыртқы шеңбері арасындағы бұрыш) тегістеу дөңгелегінің кесу орнының өзгеруімен өзгереді, бұл тұрақсыз тегістеу күшіне әкеледі, бұл идеалды бет дәлдігіне (жоғары TTV мәні) қол жеткізуді қиындатады және жиектің құлауы және жиектің құлауы сияқты ақауларды оңай тудырады. Айналмалы үстелді тегістеу технологиясы негізінен 200 мм-ден төмен монокристалды кремний пластиналарын өңдеу үшін қолданылады. Монокристалды кремний пластиналарының өлшемінің ұлғаюы жабдықтың жұмыс үстелінің бет дәлдігі мен қозғалыс дәлдігіне жоғары талаптар қойды, сондықтан айналмалы үстелді тегістеу 300 мм-ден жоғары монокристалды кремний пластиналарын тегістеуге жарамайды.
Ұнтақтау тиімділігін арттыру үшін коммерциялық жазықтықты тангенциалды ұнтақтау жабдықтары әдетте көп ұнтақтау доңғалақ құрылымын қолданады. Мысалы, жабдықта кедір-бұдырлы ұнтақтау дөңгелектері жиынтығы және ұсақ ұнтақтау дөңгелектері жиынтығы орнатылған, ал айналмалы үстел кедір-бұдырлы ұнтақтау мен ұсақ ұнтақтауды кезекпен аяқтау үшін бір шеңберді айналдырады. Бұл жабдық түріне American GTI компаниясының G-500DS кіреді (2-сурет).

2-сурет, Америка Құрама Штаттарындағы GTI компаниясының G-500DS айналмалы үстелдік тегістеу жабдығы

Кремний пластинасын айналдыру арқылы ұнтақтау:

Үлкен өлшемді кремний пластинасын дайындау және артқы жұқару өңдеу қажеттіліктерін қанағаттандыру және жақсы TTV мәнімен беткі дәлдікті алу үшін. 1988 жылы жапон ғалымы Мацуи кремний пластинасын айналдыру арқылы ұнтақтау (беру арқылы ұнтақтау) әдісін ұсынды. Оның принципі 3-суретте көрсетілген. Жұмыс үстелінде адсорбцияланған монокристалды кремний пластинасы мен тостаған тәрізді гауһар тегістеу дөңгелегі өз осьтерінің айналасында айналады, ал тегістеу дөңгелегіне бір уақытта осьтік бағытта үздіксіз беріліп отырады. Олардың ішінде тегістеу дөңгелегінің диаметрі өңделген кремний пластинасының диаметрінен үлкенірек және оның шеңбері кремний пластинасының ортасынан өтеді. Ұнтақтау күшін азайту және ұнтақтау қызуын азайту үшін вакуумдық сорғыш тостаған әдетте дөңес немесе ойыс пішінге кесіледі немесе тегістеу дөңгелегі шпинделі мен сорғыш тостаған шпинделі осі арасындағы бұрыш тегістеу дөңгелегі мен кремний пластинасы арасында жартылай жанасуды қамтамасыз ету үшін реттеледі.

3-сурет, Кремний пластинасын айналмалы ұнтақтау принципінің схемалық диаграммасы

Айналмалы үстелді тегістеумен салыстырғанда, кремний пластинасын айналмалы тегістеудің келесі артықшылықтары бар: ① Бір реттік бір пластиналы тегістеу 300 мм-ден асатын үлкен өлшемді кремний пластиналарын өңдей алады; ② Нақты тегістеу ауданы B және кесу бұрышы θ тұрақты, ал тегістеу күші салыстырмалы түрде тұрақты; ③ Тегістеу дөңгелегі осі мен кремний пластинасы осі арасындағы көлбеу бұрышын реттеу арқылы бір кристалды кремний пластинасының беткі пішінін беткі пішіннің дәлдігін жақсарту үшін белсенді түрде басқаруға болады. Сонымен қатар, кремний пластинасын айналмалы тегістеудің тегістеу ауданы мен кесу бұрышы θ үлкен жиекті тегістеу, онлайн қалыңдығы мен беткі сапасын оңай анықтау және басқару, ықшам жабдық құрылымы, көп станциялы интеграцияланған оңай тегістеу және жоғары тегістеу тиімділігі сияқты артықшылықтарға ие.
Өндіріс тиімділігін арттыру және жартылай өткізгіш өндіріс желілерінің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін кремний пластинасын айналмалы ұнтақтау принципіне негізделген коммерциялық ұнтақтау жабдықтары көп шпиндельді көп станциялы құрылымды қолданады, ол бір тиеу және түсіру кезінде дөрекі ұнтақтауды және ұсақ ұнтақтауды аяқтай алады. Басқа қосалқы қондырғылармен бірге ол монокристалды кремний пластиналарын «кептіру/кептіру» және «кассетадан кассетаға» толығымен автоматты түрде ұнтақтауды жүзеге асыра алады.

Екі жақты тегістеу:

Кремний пластинасын айналмалы тегістеу кремний пластинасының жоғарғы және төменгі беттерін өңдеген кезде, дайындаманы аударып, кезең-кезеңмен орындау қажет, бұл тиімділікті шектейді. Сонымен қатар, кремний пластинасын айналмалы тегістеуде беттік қателіктер (көшіру) және тегістеу белгілері (ұнтақтау белгісі) болады, және 4-суретте көрсетілгендей, сым кескеннен кейін (көп арамен) монокристалды кремний пластинасының бетіндегі толқындылық пен конус сияқты ақауларды тиімді түрде жою мүмкін емес. Жоғарыда аталған ақауларды жою үшін 1990 жылдары екі жақты тегістеу технологиясы (қос жақты тегістеу) пайда болды, және оның принципі 5-суретте көрсетілген. Екі жағына симметриялы түрде таралған қысқыштар монокристалды кремний пластинасын ұстап тұратын сақинаға қысып, роликпен баяу айналады. Монокристалды кремний пластинасының екі жағында да кесе тәрізді гауһар тегістеу дөңгелектері салыстырмалы түрде орналасқан. Ауа көтергіш электр шпинделі арқылы басқарылатын олар қарама-қарсы бағытта айналады және монокристалды кремний пластинасын екі жақты тегістеуге қол жеткізу үшін осьтік бағытта беріледі. Суреттен көрініп тұрғандай, екі жақты тегістеу сым кескеннен кейін монокристалды кремний пластинасының бетіндегі толқындылық пен конусты тиімді түрде жоя алады. Тегістеу дөңгелегі осінің орналасу бағытына сәйкес, екі жақты тегістеу көлденең және тік болуы мүмкін. Олардың ішінде көлденең екі жақты тегістеу кремний пластинасының өлі салмағынан туындаған кремний пластинасының деформациясының тегістеу сапасына әсерін тиімді түрде азайта алады және монокристалды кремний пластинасының екі жағындағы тегістеу процесінің шарттары бірдей екеніне және абразивті бөлшектер мен тегістеу үгінділерінің монокристалды кремний пластинасының бетінде қалуы оңай емес екеніне көз жеткізу оңай. Бұл салыстырмалы түрде тамаша тегістеу әдісі.

4-сурет, Кремний пластинасын айналдыру кезіндегі «Көшіру қатесі» және тозу белгілерінің ақаулары

5-сурет, екі жақты тегістеу принципінің схемалық диаграммасы

1-кестеде жоғарыда аталған үш типтегі бір кристалды кремний пластиналарын ұнтақтау және екі жақты ұнтақтау арасындағы салыстыру көрсетілген. Екі жақты ұнтақтау негізінен 200 мм-ден төмен кремний пластиналарын өңдеу үшін қолданылады және пластинаның жоғары өнімділігіне ие. Бекітілген абразивті ұнтақтау дөңгелектерін пайдаланудың арқасында бір кристалды кремний пластиналарын ұнтақтау екі жақты ұнтақтауға қарағанда әлдеқайда жоғары беттік сапа алуға мүмкіндік береді. Сондықтан, кремний пластиналарын айналмалы ұнтақтау да, екі жақты ұнтақтау да негізгі 300 мм кремний пластиналарының өңдеу сапасына қойылатын талаптарға сай келеді және қазіргі уақытта ең маңызды тегістеу өңдеу әдістері болып табылады. Кремний пластиналарын тегістеу өңдеу әдісін таңдаған кезде, бір кристалды кремний пластинасының диаметр өлшемінің, бетінің сапасының және жылтырату пластиналарын өңдеу технологиясының талаптарын жан-жақты ескеру қажет. Пластинаның артқы жағын жұқарту тек бір жақты өңдеу әдісін, мысалы, кремний пластиналарын айналмалы ұнтақтау әдісін таңдай алады.

Кремний пластинасын ұнтақтауда ұнтақтау әдісін таңдаумен қатар, оң қысым, ұнтақтау дөңгелегінің дән өлшемі, ұнтақтау дөңгелегінің байланыстырғышы, ұнтақтау дөңгелегінің жылдамдығы, кремний пластинасының жылдамдығы, ұнтақтау сұйықтығының тұтқырлығы мен ағын жылдамдығы және т.б. сияқты тиісті технологиялық параметрлерді таңдауды анықтау және тиісті технологиялық маршрутты анықтау қажет. Әдетте, жоғары өңдеу тиімділігі, жоғары беткі тегістігі және төмен беткі зақымдануы бар монокристалды кремний пластиналарын алу үшін дөрекі ұнтақтау, жартылай өңдеу, әрлеу, ұшқынсыз ұнтақтау және баяу артқы жағын қамтитын сегменттелген ұнтақтау процесі қолданылады.