Broyage

Broyage mécanique

Meulage mécanique - Ce procédé est la technique d'amincissement la plus conventionnelle utilisée aujourd'hui et est avantageux pour sa précision et son taux d'amincissement élevé. Le meulage mécanique utilise une meule à liant de diamant et de résine montée sur une broche à grande vitesse. La recette de meulage est responsable de la vitesse de la broche ainsi que du taux d'enlèvement de matière.

Pour préparer le broyage mécanique, une couche de ruban de broyage est appliquée sur la face avant de la plaquette afin de la protéger de tout dommage pendant le processus d'amincissement. La plaquette est ensuite placée au-dessus d'un mandrin en céramique poreuse qui la maintient en place grâce à un vide. La meule et le mandrin tournent dans des directions opposées tandis que de l'eau déminéralisée est pulvérisée sur la plaquette afin de la refroidir et d'éliminer les particules de matière générées pendant le broyage. Au total, le processus se déroule en deux étapes :

  1. Broyage grossier - Cette étape produit la majorité de l'enlèvement de matière avec des taux d'enlèvement d'environ ~5μm/sec.
  2. Meulage fin à l'aide d'un sable de 1200 à 2000 grains et d'un poligrind. Cette opération permet généralement d'éliminer ~30µm ou moins de matériau à une vitesse ≤1μm/sec et d'obtenir la finition finale des plaquettes.
    • Un ponçage à 1200 grains laisse une finition rugueuse avec des traces de ponçage visibles, tandis qu'un ponçage à 2000 grains est moins rugueux, mais certaines traces de ponçage restent apparentes. Le poligrind est un outil de polissage qui permet d'obtenir la plus grande résistance de la plaquette et d'éliminer la plupart des dommages sous la surface.

Planarisation chimico-mécanique (CMP)

Planarisation chimico-mécanique (CMP) - Ce procédé aplanit les plaquettes et élimine les irrégularités topographiques de la surface. La CMP est réalisée à l'aide d'une boue chimique abrasive à petites particules et d'un tampon de polissage. Ce procédé permet une meilleure planarisation que le broyage mécanique, bien qu'il ait tendance à être moins propre.

La planarisation chimico-mécanique se déroule en trois étapes :

  1. Montez les plaquettes sur un film dorsal, comme un montage à la cire, afin de les maintenir en place.
  2. Appliquez une boue chimique par le haut et répartissez-la uniformément à l'aide d'un tampon de polissage.
  3. Faites tourner le tampon de polissage pendant environ 60 à 90 secondes pour chaque polissage, en fonction des spécifications d'épaisseur finale.
    • Le taux d'amincissement du CMP est plus lent que celui du meulage mécanique, n'enlevant que quelques microns par seconde. Cela permet d'obtenir une planéité presque parfaite et un TTV très contrôlé.

Gravure

Gravure humide

La gravure humide utilise des produits chimiques liquides, ou des agents de gravure, pour enlever le matériau d'une plaquette. Cette méthode est utile dans les situations où seules certaines parties de la plaquette doivent être amincies. En plaçant un masque dur sur la plaquette avant la gravure, l'amincissement ne se produira que sur les parties du substrat qui en sont dépourvues. Il existe deux façons d'effectuer une gravure humide : isotrope (uniformément dans toutes les directions) et anisotrope (uniformément dans la direction verticale).

Ce processus se déroule en trois étapes :

  1. Les agents de gravure liquides se diffusent sur la surface de la plaquette. Le liquide de gravure change en fonction de l'épaisseur souhaitée et de la nécessité d'une gravure isotrope ou anisotrope.
    • Dans la gravure isotrope, les agents de gravure les plus courants sont une combinaison d'acide fluorhydrique, d'acide nitrique et d'acide acétique (HNA) ; les agents de gravure anisotrope les plus courants sont l'hydroxyde de potassium (KOH), l'éthylènediamine pyrocatéchol (EDP) et l'hydroxyde de tétraméthylammonium (TMAH).
  2. Un mince courant d'agents de gravure est pulvérisé sur la surface d'une plaquette en rotation et l'agent de gravure liquide réagit avec le substrat pour l'amincir. La vitesse de réaction peut varier en fonction des agents de gravure utilisés, bien que la plupart des réactions éliminent ~10µm/min.
  3. Les sous-produits chimiques se diffusent à partir de la surface de la plaquette.

Plasma atmosphérique en aval (ADP) Gravure chimique à sec (DCE)

L'ADP DCE est la technique la plus récente d'amincissement des plaquettes de silicium et est un processus similaire à la gravure humide. Au lieu d'utiliser un liquide, la gravure chimique sèche utilise un plasma ou des gaz de gravure pour enlever le matériau. Ce processus utilise un mélange d'argon (Ar) et de tétrafluorométhane (CF4 ) pour amincir les substrats. Pour réaliser le processus d'amincissement, soit un faisceau de particules à haute énergie cinétique est envoyé sur la plaquette cible, soit des produits chimiques réagissent avec la surface de la plaquette, soit une combinaison des deux. La gravure à sec enlève ~20µm/min et ne nécessite aucune contrainte mécanique ni aucun produit chimique. Cette méthode permet donc de produire des plaquettes très minces avec un rendement élevé.

Broyage arrière

Le broyage arrière est un processus qui permet d'éliminer le silicium de la surface arrière d'une plaquette de silicium. Nous effectuons le broyage sur nos propres substrats ou sur des plaquettes fournies par le client. Nous traitons des plaquettes nues et des plaquettes à motifs avec un rendement élevé et nous proposons un amincissement des plaquettes selon les spécifications du client.

Capacités de broyage du dos des plaquettes SVM :

  • Diamètres : 25 mm - 300 mm
  • Épaisseur finale de la plaquette pour 50μm à 200μm : ≥ 50μm
  • Épaisseur finale de la plaquette pour les plaquettes de 300 mm uniquement : ≥ 80μm.
  • Finition de la surface arrière : rectifiée, rodée ou polie.
  • Rendement typique : ≥ 95%

Rodage des plaquettes de silicium

SVM assure le rodage de tous les diamètres de plaquettes de 50 mm à 300 mm.

SVM propose des services de rodage de plaquettes lorsqu'il est nécessaire d'enlever des quantités importantes de matériau d'un substrat. L'enlèvement de grandes quantités de silicium est souvent nécessaire dans les projets derécupération de plaquettes et d'amincissement de plaquettes , ainsi que dans les utilisations finales majeures telles que les téléphones cellulaires et les modems.

Qu'est-ce que le rodage des plaquettes ?

Le rodage des plaquettes est un processus de planarisation globale qui améliore la planéité des plaquettes en éliminant les dommages de surface, souvent dus au meulage de la face arrière sur . Il est le plus courant sur les plaquettes de silicium. Il est le plus courant sur les plaquettes de silicium , bien que certaines applications exigent que les plaquettes d'arséniure de gallium (GaAs) et de phosphure d'indium (InP) soient également soumises à ce processus. Le rodage s'effectue entre deux plaques de fonte contrarotatives et un film abrasif ou une boue. Pour ajuster la pénétration du film ou de la suspension, les plaquettes tournent plus vite ou subissent une charge plus lourde afin de répondre à la spécification cible.

Il existe deux façons d'effectuer ce processus : le rodage abrasif libre et le rodage abrasif fixe.

Rodage abrasif gratuit :

In free abrasive lapping, a slurry removes surface damage. The slurry consists of an abrasive powder floating in lapping oil. The abrasive powder is made with small particles (typically 5-20μm) of silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al2O3) or diamond, depending on the substrate material, diameter, and target thickness. Before depositing, the slurry spins in order to suspend the particles. When the slurry is ready, cast iron plates rotate slowly (< 80rpm) to distribute the film evenly across the wafer surface. After lapping, some wafers go through a second polishing to remove any remaining particles.

Rodage abrasif fixe :

Le rodage abrasif fixe est le même processus que le rodage abrasif libre. La seule différence est qu'une fine pellicule de SiC ou d'un autre abrasif dépose les particules sur le substrat au lieu d'utiliser une suspension. Le film est constitué des mêmes particules que le rodage abrasif libre sur un substrat mince en polyester. Le film agit comme un papier de verre entre les plaques de fonte et le substrat, qui tourne de la même manière que le rodage abrasif libre. En fin de compte, le rodage abrasif fixe est beaucoup plus épais que le rodage abrasif libre, ce qui permet d'obtenir des qualités de planéité et des arêtes arrondies supérieures.