किन पातलो पार्नु पर्छ?

ब्याक-एन्ड प्रक्रिया चरणमा,वेफर (सिलिकन वेफरअगाडि सर्किटहरू सहित) प्याकेज माउन्टिङ उचाइ घटाउन, चिप प्याकेज भोल्युम घटाउन, चिपको थर्मल डिफ्यूजन दक्षता, विद्युतीय प्रदर्शन, मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न र डाइसिङको मात्रा घटाउन पछि डाइसिङ, वेल्डिङ र प्याकेजिङ गर्नु अघि पछाडि पातलो गर्न आवश्यक छ। ब्याक ग्राइन्डिङमा उच्च दक्षता र कम लागतका फाइदाहरू छन्। यसले परम्परागत भिजेको इचिङ र आयन इचिङ प्रक्रियाहरूलाई प्रतिस्थापन गरेर सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण ब्याक थिनिङ प्रविधि बनेको छ।

पातलो भएको वेफर

कसरी पातलो बनाउने?

परम्परागत प्याकेजिङ प्रक्रियामा वेफर पातलो पार्ने मुख्य प्रक्रिया

को विशिष्ट चरणहरूवेफरथिनिङ्गले प्रशोधन गरिने वेफरलाई थिनिङ्ग फिल्ममा बाँध्नु पर्छ, र त्यसपछि थिनिङ्ग फिल्म र त्यसमा रहेको चिपलाई छिद्रपूर्ण सिरेमिक वेफर टेबलमा सोस्न भ्याकुम प्रयोग गर्नुपर्छ, कप आकारको हीरा ग्राइन्डिङ ह्वीलको काम गर्ने सतहको भित्री र बाहिरी गोलाकार डुङ्गा केन्द्र रेखाहरूलाई सिलिकन वेफरको केन्द्रमा समायोजन गर्नुपर्छ, र सिलिकन वेफर र ग्राइन्डिङ ह्वील काट्ने-इन ग्राइन्डिङको लागि आ-आफ्नो अक्ष वरिपरि घुम्छन्। ग्राइन्डिङमा तीन चरणहरू समावेश छन्: रफ ग्राइन्डिङ, फाइन ग्राइन्डिङ र पॉलिशिङ।

वेफर कारखानाबाट निस्कने वेफरलाई प्याकेजिङको लागि आवश्यक मोटाईमा पातलो बनाउन पछाडि ग्राइन्ड गरिन्छ। वेफरलाई ग्राइन्ड गर्दा, सर्किट क्षेत्र सुरक्षित गर्न अगाडि (सक्रिय क्षेत्र) मा टेप लगाउनु पर्छ, र पछाडिको भाग एकै समयमा ग्राइन्ड गरिएको हुन्छ। ग्राइन्ड गरेपछि, टेप हटाउनुहोस् र मोटाई नाप्नुहोस्।
सिलिकन वेफरको तयारीमा सफलतापूर्वक लागू गरिएका ग्राइन्डिङ प्रक्रियाहरूमा रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ समावेश छ,सिलिकन वेफररोटेशन ग्राइन्डिङ, डबल-साइडेड ग्राइन्डिङ, आदि। सिंगल क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरूको सतह गुणस्तर आवश्यकताहरूमा थप सुधारसँगै, नयाँ ग्राइन्डिङ प्रविधिहरू निरन्तर प्रस्तावित छन्, जस्तै TAIKO ग्राइन्डिङ, केमिकल मेकानिकल ग्राइन्डिङ, पालिसिङ ग्राइन्डिङ र प्लानेटरी डिस्क ग्राइन्डिङ।

रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ:

रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ (रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ) सिलिकन वेफर तयारी र ब्याक थिनिङमा प्रयोग हुने प्रारम्भिक ग्राइन्डिङ प्रक्रिया हो। यसको सिद्धान्त चित्र १ मा देखाइएको छ। सिलिकन वेफरहरू घुम्ने टेबलको सक्शन कपमा फिक्स गरिएका हुन्छन्, र घुम्ने टेबलद्वारा सिंक्रोनस रूपमा घुम्छन्। सिलिकन वेफरहरू आफैं आफ्नो अक्ष वरिपरि घुम्दैनन्; ग्राइन्डिङ ह्वील उच्च गतिमा घुम्दा अक्षीय रूपमा खुवाइन्छ, र ग्राइन्डिङ ह्वीलको व्यास सिलिकन वेफरको व्यास भन्दा ठूलो हुन्छ। रोटरी टेबल ग्राइन्डिङका दुई प्रकार छन्: फेस प्लन्ज ग्राइन्डिङ र फेस ट्यान्जेन्टियल ग्राइन्डिङ। फेस प्लन्ज ग्राइन्डिङमा, ग्राइन्डिङ ह्वीलको चौडाइ सिलिकन वेफरको व्यास भन्दा ठूलो हुन्छ, र ग्राइन्डिङ ह्वील स्पिन्डलले यसको अक्षीय दिशामा निरन्तर फिड गर्छ जबसम्म अतिरिक्त प्रशोधन हुँदैन, र त्यसपछि सिलिकन वेफरलाई रोटरी टेबलको ड्राइभ अन्तर्गत घुमाइन्छ; फेस ट्यान्जेन्टियल ग्राइन्डिङमा, ग्राइन्डिङ ह्वील यसको अक्षीय दिशामा फिड गर्छ, र सिलिकन वेफरलाई घुम्ने डिस्कको ड्राइभ अन्तर्गत निरन्तर घुमाइन्छ, र ग्राइन्डिङ रेसिप्रोकेटिङ फिडिङ (रेसिप्रोकेसन) वा क्रिप फिडिङ (क्रिपफिड) द्वारा पूरा हुन्छ।

चित्र १, रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ (अनुहार स्पर्शरेखा) सिद्धान्तको योजनाबद्ध रेखाचित्र

ग्राइन्डिङ विधिको तुलनामा, रोटरी टेबल ग्राइन्डिङमा उच्च हटाउने दर, सानो सतह क्षति, र सजिलो स्वचालनका फाइदाहरू छन्। यद्यपि, ग्राइन्डिङ प्रक्रियामा वास्तविक ग्राइन्डिङ क्षेत्र (सक्रिय ग्राइन्डिङ) B र कट-इन कोण θ (ग्राइन्डिङ ह्वीलको बाहिरी सर्कल र सिलिकन वेफरको बाहिरी सर्कल बीचको कोण) ग्राइन्डिङ ह्वीलको काट्ने स्थिति परिवर्तनसँगै परिवर्तन हुन्छ, जसले गर्दा अस्थिर ग्राइन्डिङ बल हुन्छ, जसले आदर्श सतह शुद्धता (उच्च TTV मान) प्राप्त गर्न गाह्रो बनाउँछ, र किनारा पतन र किनारा पतन जस्ता दोषहरू सजिलै निम्त्याउँछ। रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ प्रविधि मुख्यतया २०० मिमी भन्दा कम एकल-क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरूको प्रशोधनको लागि प्रयोग गरिन्छ। एकल-क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरूको आकारमा भएको वृद्धिले उपकरण वर्कबेन्चको सतह शुद्धता र गति शुद्धताको लागि उच्च आवश्यकताहरू अगाडि सारेको छ, त्यसैले रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ ३०० मिमी भन्दा माथि एकल-क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरूको ग्राइन्डिङको लागि उपयुक्त छैन।
ग्राइन्डिङ दक्षता सुधार गर्न, व्यावसायिक समतल ट्यान्जेन्टियल ग्राइन्डिङ उपकरणहरूले सामान्यतया बहु-ग्राइन्डिङ ह्वील संरचना अपनाउँछन्। उदाहरणका लागि, उपकरणमा रफ ग्राइन्डिङ ह्वीलहरूको सेट र फाइन ग्राइन्डिङ ह्वीलहरूको सेट सुसज्जित छन्, र रोटरी टेबलले रफ ग्राइन्डिङ र फाइन ग्राइन्डिङ पूरा गर्न एउटा सर्कल घुमाउँछ। यस प्रकारको उपकरणमा अमेरिकी GTI कम्पनीको G-500DS समावेश छ (चित्र २)।

चित्र २, संयुक्त राज्य अमेरिकाको GTI कम्पनीको G-500DS रोटरी टेबल ग्राइन्डिङ उपकरण

सिलिकन वेफर रोटेशन ग्राइन्डिङ:

ठूलो आकारको सिलिकन वेफर तयारी र ब्याक थिनिङ प्रशोधनको आवश्यकताहरू पूरा गर्न, र राम्रो TTV मानको साथ सतह शुद्धता प्राप्त गर्न। १९८८ मा, जापानी विद्वान मात्सुईले सिलिकन वेफर रोटेशन ग्राइन्डिङ (इन-फिडग्राइन्डिङ) विधि प्रस्ताव गरे। यसको सिद्धान्त चित्र ३ मा देखाइएको छ। वर्कबेन्चमा सोसिएको एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफर र कप-आकारको हीरा ग्राइन्डिङ ह्वील आ-आफ्नो अक्ष वरिपरि घुम्छ, र ग्राइन्डिङ ह्वील एकै समयमा अक्षीय दिशामा निरन्तर खुवाइन्छ। ती मध्ये, ग्राइन्डिङ ह्वीलको व्यास प्रशोधित सिलिकन वेफरको व्यास भन्दा ठूलो हुन्छ, र यसको परिधि सिलिकन वेफरको केन्द्रबाट जान्छ। ग्राइन्डिङ बल कम गर्न र ग्राइन्डिङ ताप कम गर्न, भ्याकुम सक्सन कपलाई सामान्यतया उत्तल वा अवतल आकारमा काटिन्छ वा ग्राइन्डिङ ह्वील स्पिन्डल र सक्सन कप स्पिन्डल अक्ष बीचको कोण ग्राइन्डिङ ह्वील र सिलिकन वेफर बीच अर्ध-सम्पर्क ग्राइन्डिङ सुनिश्चित गर्न समायोजन गरिन्छ।

चित्र ३, सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङ सिद्धान्तको योजनाबद्ध रेखाचित्र

रोटरी टेबल ग्राइन्डिङको तुलनामा, सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङका निम्न फाइदाहरू छन्: ① एकल-समय एकल-वेफर ग्राइन्डिङले ३०० मिमी भन्दा बढी ठूला आकारका सिलिकन वेफरहरूलाई प्रशोधन गर्न सक्छ; ② वास्तविक ग्राइन्डिङ क्षेत्र B र काट्ने कोण θ स्थिर छन्, र ग्राइन्डिङ बल अपेक्षाकृत स्थिर छ; ③ ग्राइन्डिङ ह्वील अक्ष र सिलिकन वेफर अक्ष बीचको झुकाव कोण समायोजन गरेर, एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफरको सतह आकारलाई राम्रो सतह आकार शुद्धता प्राप्त गर्न सक्रिय रूपमा नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङको ग्राइन्डिङ क्षेत्र र काट्ने कोण θ मा ठूलो मार्जिन ग्राइन्डिङ, सजिलो अनलाइन मोटाई र सतह गुणस्तर पत्ता लगाउने र नियन्त्रण, कम्प्याक्ट उपकरण संरचना, सजिलो बहु-स्टेशन एकीकृत ग्राइन्डिङ, र उच्च ग्राइन्डिङ दक्षताका फाइदाहरू पनि छन्।
उत्पादन दक्षता सुधार गर्न र अर्धचालक उत्पादन लाइनहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न, सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङको सिद्धान्तमा आधारित व्यावसायिक ग्राइन्डिङ उपकरणहरूले बहु-स्पिन्डल बहु-स्टेशन संरचना अपनाउँछ, जसले एक लोडिङ र अनलोडिङमा रफ ग्राइन्डिङ र फाइन ग्राइन्डिङ पूरा गर्न सक्छ। अन्य सहायक सुविधाहरूसँग मिलाएर, यसले एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरू "ड्राइ-इन/ड्राइ-आउट" र "क्यासेटबाट क्यासेट" को पूर्ण स्वचालित ग्राइन्डिङ महसुस गर्न सक्छ।

दुई-पक्षीय पीस:

जब सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङले सिलिकन वेफरको माथिल्लो र तल्लो सतहहरूलाई प्रशोधन गर्छ, वर्कपीसलाई पल्टाएर चरणहरूमा गर्न आवश्यक छ, जसले दक्षतालाई सीमित गर्दछ। एकै समयमा, सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङमा सतह त्रुटि प्रतिलिपि (प्रतिलिपि गरिएको) र ग्राइन्डिङ चिन्हहरू (ग्राइन्डिङ चिन्ह) हुन्छन्, र तार काट्ने (बहु-स) पछि एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफरको सतहमा तरंगता र टेपर जस्ता दोषहरूलाई प्रभावकारी रूपमा हटाउन असम्भव छ, जस्तै चित्र ४ मा देखाइएको छ। माथिका दोषहरूलाई पार गर्न, डबल-साइड ग्राइन्डिङ प्रविधि (डबलसाइड ग्राइन्डिङ) १९९० को दशकमा देखा पर्‍यो, र यसको सिद्धान्त चित्र ५ मा देखाइएको छ। दुबै छेउमा सममित रूपमा वितरित क्ल्याम्पहरूले एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफरलाई रिटेनिङ रिङमा क्ल्याम्प गर्छन् र रोलरद्वारा संचालित बिस्तारै घुमाउँछन्। कप-आकारको हीरा ग्राइन्डिङ पाङ्ग्राहरूको जोडी एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफरको दुबै छेउमा तुलनात्मक रूपमा अवस्थित छन्। हावा बेयरिङ इलेक्ट्रिक स्पिन्डल द्वारा संचालित, तिनीहरू विपरीत दिशामा घुम्छन् र एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफरको डबल-साइड ग्राइन्डिङ प्राप्त गर्न अक्षीय रूपमा खुवाउँछन्। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, दोहोरो पक्षीय ग्राइन्डिङले तार काटेपछि सिंगल क्रिस्टल सिलिकन वेफरको सतहमा रहेको तरंग र टेपरलाई प्रभावकारी रूपमा हटाउन सक्छ। ग्राइन्डिङ ह्वील अक्षको व्यवस्था दिशा अनुसार, दोहोरो पक्षीय ग्राइन्डिङ तेर्सो र ठाडो हुन सक्छ। ती मध्ये, तेर्सो दोहोरो पक्षीय ग्राइन्डिङले सिलिकन वेफरको मृत वजनले गर्दा ग्राइन्डिङ गुणस्तरमा हुने सिलिकन वेफर विकृतिको प्रभावलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न सक्छ, र सिंगल क्रिस्टल सिलिकन वेफरको दुबै छेउमा ग्राइन्डिङ प्रक्रिया अवस्थाहरू समान छन् भनी सुनिश्चित गर्न सजिलो छ, र घर्षण कणहरू र ग्राइन्डिङ चिपहरू सिंगल क्रिस्टल सिलिकन वेफरको सतहमा रहन सजिलो छैन। यो अपेक्षाकृत आदर्श ग्राइन्डिङ विधि हो।

चित्र ४, सिलिकन वेफर रोटेशन ग्राइन्डिङमा "त्रुटि प्रतिलिपि" र वेयर मार्क दोषहरू

चित्र ५, दोहोरो पक्षीय ग्राइन्डिङ सिद्धान्तको योजनाबद्ध रेखाचित्र

तालिका १ ले माथिका तीन प्रकारका सिंगल क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरूको ग्राइन्डिङ र डबल-साइडेड ग्राइन्डिङ बीचको तुलना देखाउँछ। डबल-साइडेड ग्राइन्डिङ मुख्यतया २०० मिमी भन्दा कम सिलिकन वेफर प्रशोधनको लागि प्रयोग गरिन्छ, र यसको उच्च वेफर उपज छ। फिक्स्ड एब्रेसिभ ग्राइन्डिङ ह्वीलहरूको प्रयोगको कारण, सिंगल-क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरूको ग्राइन्डिङले डबल-साइडेड ग्राइन्डिङको तुलनामा धेरै उच्च सतह गुणस्तर प्राप्त गर्न सक्छ। त्यसकारण, सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङ र डबल-साइडेड ग्राइन्डिङ दुवैले मुख्यधारा ३०० मिमी सिलिकन वेफरहरूको प्रशोधन गुणस्तर आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छन्, र हाल सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण फ्ल्याटनिङ प्रशोधन विधिहरू हुन्। सिलिकन वेफर फ्ल्याटनिङ प्रशोधन विधि चयन गर्दा, सिंगल-क्रिस्टल सिलिकन वेफरको व्यास आकार, सतह गुणस्तर, र पालिसिङ वेफर प्रशोधन प्रविधिको आवश्यकताहरूलाई व्यापक रूपमा विचार गर्न आवश्यक छ। वेफरको पछाडिको पातलोपनले सिलिकन वेफर रोटरी ग्राइन्डिङ विधि जस्ता एकल-साइडेड प्रशोधन विधि मात्र चयन गर्न सक्छ।

सिलिकन वेफर ग्राइन्डिङमा ग्राइन्डिङ विधि छनौट गर्नुको साथै, सकारात्मक दबाब, ग्राइन्डिङ ह्वील ग्रेन साइज, ग्राइन्डिङ ह्वील बाइन्डर, ग्राइन्डिङ ह्वील स्पीड, सिलिकन वेफर स्पीड, ग्राइन्डिङ फ्लुइड चिपचिपापन र प्रवाह दर, आदि जस्ता उचित प्रक्रिया प्यारामिटरहरूको चयन निर्धारण गर्न र उचित प्रक्रिया मार्ग निर्धारण गर्न पनि आवश्यक छ। सामान्यतया, उच्च प्रशोधन दक्षता, उच्च सतह समतलता र कम सतह क्षति भएका एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफरहरू प्राप्त गर्न रफ ग्राइन्डिङ, सेमी-फिनिसिङ ग्राइन्डिङ, फिनिसिङ ग्राइन्डिङ, स्पार्क-फ्री ग्राइन्डिङ र स्लो ब्याकिङ सहितको खण्डित ग्राइन्डिङ प्रक्रिया प्रयोग गरिन्छ।