รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกระบวนการเจียรกลับแผ่นเวเฟอร์
1. วัตถุประสงค์ของการเจียรหลัง
ในกระบวนการสร้างเซมิคอนดักเตอร์จากเวเฟอร์ ลักษณะของเวเฟอร์จะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาขั้นแรก ในกระบวนการผลิตแผ่นเวเฟอร์ ขอบและพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์จะถูกขัดเงา ซึ่งเป็นกระบวนการที่มักจะบดทั้งสองด้านของแผ่นเวเฟอร์หลังจากสิ้นสุดกระบวนการ front-end คุณสามารถเริ่มกระบวนการบดด้านหลังซึ่งจะบดเฉพาะด้านหลังของแผ่นเวเฟอร์ซึ่งสามารถขจัดการปนเปื้อนทางเคมีในกระบวนการส่วนหน้าและลดความหนาของชิปซึ่งเหมาะสมมาก สำหรับการผลิตชิปบางๆ ที่ติดตั้งบนการ์ด IC หรืออุปกรณ์เคลื่อนที่นอกจากนี้ กระบวนการนี้มีข้อดีในการลดความต้านทาน ลดการใช้พลังงาน เพิ่มการนำความร้อน และกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วไปทางด้านหลังของแผ่นเวเฟอร์แต่ในขณะเดียวกัน เนื่องจากเวเฟอร์มีความบาง จึงเกิดการแตกหักหรือบิดเบี้ยวได้ง่ายจากแรงภายนอก ทำให้ขั้นตอนการประมวลผลยากขึ้น
2. กระบวนการเจียรหลัง (Back Grinding) แบบละเอียด
การบดกลับสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนต่อไปนี้: ขั้นแรกให้วางการเคลือบเทปป้องกันบนแผ่นเวเฟอร์ประการที่สอง บดด้านหลังของเวเฟอร์ประการที่สาม ก่อนที่จะแยกชิปออกจากเวเฟอร์ จะต้องวางเวเฟอร์ไว้บน Wafer Mounting ที่ช่วยปกป้องเทปกระบวนการแพทช์เวเฟอร์เป็นขั้นตอนการเตรียมการสำหรับการแยกชิป(การตัดเศษ) จึงรวมเข้าสู่กระบวนการตัดได้ด้วยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากชิปมีขนาดบางลง ลำดับกระบวนการจึงอาจเปลี่ยนแปลงไปด้วย และขั้นตอนของกระบวนการก็มีการปรับปรุงมากขึ้น
3. กระบวนการเคลือบเทปเพื่อป้องกันแผ่นเวเฟอร์
ขั้นตอนแรกในการเจียรด้านหลังคือการเคลือบผิวนี่คือกระบวนการเคลือบที่ติดเทปไว้ที่ด้านหน้าของแผ่นเวเฟอร์เมื่อเจียรที่ด้านหลัง สารประกอบซิลิกอนจะกระจายไปรอบๆ และเวเฟอร์อาจแตกหรือบิดเบี้ยวเนื่องจากแรงภายนอกในระหว่างกระบวนการนี้ และยิ่งพื้นที่เวเฟอร์มีขนาดใหญ่เท่าใด ก็จะยิ่งไวต่อปรากฏการณ์นี้มากขึ้นเท่านั้นดังนั้นก่อนที่จะเจียรส่วนหลัง จึงจะมีการติดฟิล์มสีน้ำเงินอัลตราไวโอเลต (UV) บางๆ ไว้เพื่อป้องกันแผ่นเวเฟอร์
เมื่อใช้ฟิล์ม เพื่อไม่ให้มีช่องว่างหรือฟองอากาศระหว่างแผ่นเวเฟอร์กับเทป จำเป็นต้องเพิ่มแรงยึดเกาะอย่างไรก็ตาม หลังจากการเจียรที่ด้านหลังแล้ว ควรฉายเทปบนแผ่นเวเฟอร์ด้วยแสงอัลตราไวโอเลตเพื่อลดแรงยึดเกาะหลังจากการลอกออกแล้ว เทปจะต้องไม่ตกค้างบนพื้นผิวเวเฟอร์บางครั้ง กระบวนการนี้จะใช้การยึดเกาะที่อ่อนแอและมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองของการบำบัดเมมเบรนแบบลดรังสีอัลตราไวโอเลต แม้ว่าจะมีข้อเสียหลายประการ แต่ก็มีราคาไม่แพงนอกจากนี้ ฟิล์ม Bump ซึ่งมีความหนาเป็นสองเท่าของเมมเบรนลดรังสียูวีก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน และคาดว่าจะใช้กับความถี่ที่เพิ่มขึ้นในอนาคต
4. ความหนาของแผ่นเวเฟอร์จะแปรผกผันกับแพ็คเกจชิป
ความหนาของเวเฟอร์หลังจากการเจียรด้านหลังโดยทั่วไปจะลดลงจาก 800-700 µm เป็น 80-70 µmเวเฟอร์ที่ถูกทำให้บางลงเหลือหนึ่งในสิบสามารถซ้อนชั้นได้สี่ถึงหกชั้นเมื่อเร็วๆ นี้ เวเฟอร์สามารถถูกทำให้บางลงได้ประมาณ 20 มิลลิเมตรด้วยกระบวนการบดสองครั้ง ดังนั้นจึงซ้อนกันเป็น 16 ถึง 32 ชั้น ซึ่งเป็นโครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์หลายชั้นที่เรียกว่าแพ็คเกจหลายชิป (MCP)ในกรณีนี้ แม้ว่าจะใช้หลายชั้นก็ตาม ความสูงรวมของบรรจุภัณฑ์ที่เสร็จแล้วจะต้องไม่เกินความหนาที่กำหนด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงต้องใช้เวเฟอร์บดที่บางกว่าเสมอยิ่งแผ่นเวเฟอร์บางลง ข้อบกพร่องก็จะยิ่งมากขึ้น และกระบวนการต่อไปก็จะยิ่งยากขึ้นดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อปรับปรุงปัญหานี้
5. การเปลี่ยนวิธีการเจียรหลัง
ด้วยการตัดแผ่นเวเฟอร์ให้บางที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเอาชนะข้อจำกัดของเทคนิคการประมวลผล เทคโนโลยีการเจียรด้านหลังยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องสำหรับเวเฟอร์ทั่วไปที่มีความหนา 50 ขึ้นไป การเจียรด้านหลังประกอบด้วยสามขั้นตอน: การเจียรหยาบและการเจียรแบบละเอียด โดยที่เวเฟอร์จะถูกตัดและขัดเงาหลังจากการเจียรสองครั้งณ จุดนี้ เช่นเดียวกับการขัดเงาด้วยกลไกทางเคมี (CMP) มักใช้สารละลายและน้ำปราศจากไอออนระหว่างแผ่นขัดและแผ่นเวเฟอร์งานขัดนี้สามารถลดแรงเสียดทานระหว่างแผ่นเวเฟอร์และแผ่นขัดและทำให้พื้นผิวสว่างขึ้นเมื่อแผ่นเวเฟอร์หนาขึ้น สามารถใช้ Super Fine Grinding ได้ แต่ยิ่งแผ่นเวเฟอร์บางลงเท่าไรก็ยิ่งต้องขัดเงามากขึ้นเท่านั้น
หากแผ่นเวเฟอร์บางลง อาจเกิดข้อบกพร่องภายนอกได้ง่ายในระหว่างกระบวนการตัดดังนั้น หากความหนาของเวเฟอร์คือ 50 µm หรือน้อยกว่า ลำดับกระบวนการสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในเวลานี้มีการใช้วิธี DBG (Dicing Before Grinding) นั่นคือเวเฟอร์จะถูกผ่าครึ่งก่อนการเจียรครั้งแรกชิปจะถูกแยกออกจากแผ่นเวเฟอร์อย่างปลอดภัยตามลำดับการหั่น บด และหั่นนอกจากนี้ยังมีวิธีการเจียรแบบพิเศษที่ใช้แผ่นกระจกที่แข็งแรงเพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นเวเฟอร์แตกหัก
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการบูรณาการในการย่อขนาดของเครื่องใช้ไฟฟ้า เทคโนโลยีการเจียรด้านหลังไม่เพียงแต่จะเอาชนะข้อจำกัดเท่านั้น แต่ยังพัฒนาต่อไปอีกด้วยในเวลาเดียวกัน ไม่เพียงแต่จำเป็นในการแก้ปัญหาข้อบกพร่องของเวเฟอร์เท่านั้น แต่ยังต้องเตรียมพร้อมสำหรับปัญหาใหม่ที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการในอนาคตอีกด้วยเพื่อที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้ก็อาจจำเป็นต้องสวิตช์ลำดับกระบวนการหรือแนะนำเทคโนโลยีการแกะสลักทางเคมีที่ใช้กับเซมิคอนดักเตอร์กระบวนการส่วนหน้าและพัฒนาวิธีการประมวลผลใหม่อย่างเต็มที่เพื่อที่จะแก้ไขข้อบกพร่องโดยธรรมชาติของเวเฟอร์ที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ จึงได้มีการสำรวจวิธีการบดที่หลากหลายนอกจากนี้ อยู่ระหว่างการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการรีไซเคิลตะกรันซิลิคอนที่เกิดขึ้นหลังจากการบดแผ่นเวเฟอร์
เวลาโพสต์: Jul-14-2023