היכרות עם תהליך טחינת רקיק
1. מטרת ה-Back Grinding
בתהליך של ייצור מוליכים למחצה מפרוסים, המראה של פרוסות משתנה כל הזמן.ראשית, בתהליך ייצור הפרוסים, מלטשים את ה-Edge ואת פני השטח של הפרוסה, תהליך שבדרך כלל טוחן את שני צידי הפרוסה.לאחר סיום תהליך הקצה הקדמי ניתן להתחיל בתהליך השחזה האחורי שטוחן רק את החלק האחורי של הוופר, מה שיכול להסיר את הזיהום הכימי בתהליך הקצה הקדמי ולהפחית את עובי השבב, דבר שמתאים מאוד לייצור שבבים דקים המורכבים על כרטיסי IC או מכשירים ניידים.בנוסף, לתהליך זה יש יתרונות של הפחתת התנגדות, הפחתת צריכת החשמל, הגדלת מוליכות תרמית ופיזור מהיר של חום לחלק האחורי של הפרוסה.אך יחד עם זאת, מכיוון שהרקיק דק, קל להישבר או להתעוות על ידי כוחות חיצוניים, מה שמקשה על שלב העיבוד.
2. טחינה אחורית (Back Grinding) תהליך מפורט
ניתן לחלק את השחזה האחורית לשלושת השלבים הבאים: ראשית, הדבק למינציה של קלטת מגן על הוואפר;שנית, טוחנים את גב הוופל;שלישית, לפני שמפרידים את השבב מהוואפר, יש להניח את הוואפר על מתקן הוואפר שמגן על הסרט.תהליך תיקון הוופל הוא שלב ההכנה להפרדהשְׁבָב(חיתוך השבב) ולכן ניתן לכלול אותו גם בתהליך החיתוך.בשנים האחרונות, ככל שהשבבים הפכו דקים יותר, רצף התהליך עשוי להשתנות, ושלבי התהליך הלכו והתעדנו.
3. תהליך למינציה של קלטת להגנה על פרוסות
השלב הראשון בשחיקה האחורית הוא הציפוי.זהו תהליך ציפוי שמדביק סרט לקדמת הוופל.בעת השחזה על הגב, תרכובות הסיליקון יתפשטו מסביב, וגם הפרוסה עשויה להיסדק או להתעוות בגלל כוחות חיצוניים בתהליך זה, וככל ששטח הפרוסים גדול יותר, כך רגישים יותר לתופעה זו.לכן, לפני שחיקה של הגב, מוצמד סרט כחול אולטרה סגול (UV) דק כדי להגן על הפרוסה.
בעת מריחת הסרט, על מנת לא ליצור פער או בועות אוויר בין הפרוסה לסרט, יש צורך להגביר את כוח ההדבקה.עם זאת, לאחר השחזה על הגב, יש להקרין את הסרט שעל גבי הלוח באור אולטרה סגול כדי להפחית את כוח ההדבקה.לאחר ההפשטה, אסור שיישאר שאריות סרט על משטח הפרוסות.לפעמים, התהליך ישתמש בהדבקה חלשה ונוטה לבעבוע טיפול בממברנה לא אולטרה סגול, אם כי חסרונות רבים, אך זול.בנוסף, נעשה שימוש גם בסרטי Bump, שעובים פי שניים מממברנות הפחתת UV, וצפויים לשמש בתדירות הולכת וגוברת בעתיד.
4. עובי הפרוסים עומד ביחס הפוך לאריזת השבבים
עובי רקיק לאחר שחיקה מאחור מופחת בדרך כלל מ-800-700 מיקרומטר ל-80-70 מיקרומטר.ופלים מדוללים עד עשירית יכולים להערים ארבע עד שש שכבות.לאחרונה ניתן אפילו לדלל פרוסות לכ-20 מילימטרים על ידי תהליך טחינה של שניים, ובכך לערום אותם ל-16 עד 32 שכבות, מבנה מוליכים למחצה רב-שכבתי המכונה חבילת רב-שבבים (MCP).במקרה זה, למרות השימוש במספר שכבות, הגובה הכולל של האריזה המוגמרת לא יעלה על עובי מסוים, וזו הסיבה שתמיד רודפים אחרי פרוסות טחינה דקות יותר.ככל שהרקיק דק יותר, כך יש יותר פגמים, והתהליך הבא קשה יותר.לכן, יש צורך בטכנולוגיה מתקדמת כדי לשפר את הבעיה הזו.
5. שינוי שיטת השחזה האחורית
על ידי חיתוך פרוסות דקות ככל האפשר כדי להתגבר על מגבלות טכניקות העיבוד, טכנולוגיית השחזה האחורית ממשיכה להתפתח.עבור פרוסות נפוצות בעובי של 50 ומעלה, השחיקה האחורית כוללת שלושה שלבים: גריסה גסה ולאחר מכן גריסה עדינה, כאשר הפרוסה נחתכת ומלוטשת לאחר שני מפגשי שחיקה.בשלב זה, בדומה לליטוש כימי מכני (CMP), מורחים בדרך כלל סלורי ומים דהיוניים בין רפידת הליטוש והפלטה.עבודת ליטוש זו יכולה להפחית את החיכוך בין הוופל לרפידת הליטוש, ולהפוך את המשטח לבהיר.כאשר הוופל עבה יותר, ניתן להשתמש ב-Super Fine Grinding, אך ככל שהוופר דק יותר, כך נדרש ליטוש רב יותר.
אם הפרוסה הופכת דקה יותר, היא נוטה לפגמים חיצוניים במהלך תהליך החיתוך.לכן, אם עובי הפרוסה הוא 50 מיקרומטר או פחות, ניתן לשנות את רצף התהליך.בשלב זה נעשה שימוש בשיטת DBG (Dicing Before Grinding), כלומר, הפרוסה נחתכת לשניים לפני הטחינה הראשונה.השבב מופרד בבטחה מהוופל לפי סדר חיתוך, טחינה וחיתוך.בנוסף, ישנן שיטות טחינה מיוחדות המשתמשות בפלטת זכוכית חזקה למניעת שבירה של הוופל.
עם הביקוש הגובר לשילוב במזעור של מכשירי חשמל, טכנולוגיית השחזה האחורית צריכה לא רק להתגבר על מגבלותיה, אלא גם להמשיך ולהתפתח.יחד עם זאת, יש צורך לא רק לפתור את בעיית הפגמים של הפרוסה, אלא גם להיערך לבעיות חדשות שעלולות להתעורר בתהליך העתידי.על מנת לפתור בעיות אלו, ייתכן שיהיה צורך בכךהחלףאת רצף התהליך, או להציג טכנולוגיית תחריט כימית המיושמת עלמוֹלִיך לְמֶחֱצָהתהליך חזיתי, ולפתח באופן מלא שיטות עיבוד חדשות.על מנת לפתור את הפגמים המובנים של פרוסות בשטח גדול, נבדקות מגוון שיטות טחינה.בנוסף, מתבצע מחקר כיצד למחזר את סיגי הסיליקון המיוצרים לאחר טחינת הפרוסים.
זמן פרסום: 14 ביולי 2023