Terangkan Secara Ringkas Empat Kaedah Utama Penipisan Wafer

Empat teknik penipisan untuk penipisan wafer terdiri daripada dua kumpulan: pengisaran dan etsa.
(1) Pengisaran mekanikal
(2) Perancangan mekanikal kimia
(3) Goresan basah
(4) Plasma Dry Chemical Etching (ADP DCE)
Pengisaran menggunakan gabungan roda pengisaran dan air atau buburan kimia untuk bertindak balas dengan dan menipis wafer, manakala etsa menggunakan bahan kimia untuk menipiskan substrat.
Pengisaran:
◆ Pengisaran mekanikal
Pengisaran Mekanikal (Konvensional) - Proses ini mempunyai kadar penipisan yang tinggi, menjadikannya teknik yang sangat biasa. Ia menggunakan roda pengisar berlian dan terikat resin yang dipasang pada gelendong berkelajuan tinggi, sama seperti yang digunakan dalam aplikasi salutan putaran. Resipi pengisaran menentukan kelajuan gelendong serta kadar penyingkiran bahan.
Untuk menyediakan pengisaran mekanikal, wafer diletakkan pada chuck seramik berliang dan dipegang di tempatnya dengan vakum. Bahagian belakang wafer diletakkan ke arah roda pengisar, manakala tali pinggang pelelas diletakkan di bahagian hadapan wafer untuk mengelakkan sebarang kerosakan pada wafer semasa penipisan. Apabila air ternyahion disembur ke atas wafer, kedua-dua gear berputar ke arah yang bertentangan untuk memastikan pelinciran yang mencukupi antara roda pengisar dan substrat. Ini juga mengawal suhu dan kadar penipisan untuk memastikan wafer tidak dikisar terlalu nipis.
Proses ini adalah proses dua langkah:
1. Pengisaran kasar melakukan kebanyakan penapisan pada kadar ~5μm/s.
2. Pengisaran halus dengan 1200 hingga 2000 grit dan poligrind. Biasanya mengeluarkan ~30µm bahan pada kadar Kurang daripada atau sama dengan 1µm/s dan memberikan kemasan akhir pada wafer.
Pasir 1200-mempunyai kemasan kasar dengan kesan haus yang ketara, manakala pasir 2000-kurang kasar tetapi masih mempunyai sedikit kesan haus. Poligrind ialah alat penggilap yang memberikan kekuatan wafer maksimum dan menghilangkan kebanyakan kerosakan bawah permukaan.
◆ Perancangan Mekanikal Kimia (CMP)
Perancangan Mekanikal Kimia (CMP) - Proses ini meratakan wafer dan menghilangkan ketidakteraturan permukaan. CMP dilakukan menggunakan buburan kimia kasar zarah kecil dan pad penggilap. Menyediakan lebih banyak planarisasi daripada pengisaran mekanikal.
CMP dibahagikan kepada tiga langkah:
1. Lekapkan wafer pada membran bahagian belakang, seperti pemegang lilin, untuk menahannya di tempatnya.
2. Sapukan buburan kimia dari atas dan edarkan sama rata dengan pad penggilap.
3. Putar pad pengilat selama lebih kurang 60-90 saat setiap buff, bergantung pada spesifikasi ketebalan akhir.
CMP mengisar pada kadar yang lebih perlahan daripada mengisar mekanikal, mengeluarkan hanya beberapa mikron. Ini menghasilkan kerataan yang hampir sempurna dan TTV yang boleh dikawal.
Goresan:
◆ Goresan basah
Etsa menggunakan bahan kimia cecair atau etsa untuk mengeluarkan bahan daripada wafer, yang berguna apabila hanya bahagian wafer yang perlu ditipis. Dengan meletakkan topeng keras pada wafer sebelum mengetsa, penipisan berlaku hanya pada bahagian substrat yang tiada substrat. Terdapat dua kaedah untuk melakukan etsa basah: isotropik (seragam dalam semua arah) dan anisotropik (seragam dalam arah menegak).
Etsa cecair berbeza-beza bergantung pada ketebalan yang dikehendaki dan sama ada etsa isotropik atau anisotropik dikehendaki. Dalam etsa isotropik, etsa yang paling biasa ialah gabungan asid hidrofluorik, asid nitrik dan asid asetik (HNA). Etsa anisotropik yang paling biasa ialah potassium hydroxide (KOH), ethylenediaminecatechol (EDP) dan tetramethylammonium hydroxide (TMAH). Kebanyakan tindak balas diteruskan pada kadar ~10 μm/min, dan kadar tindak balas mungkin berbeza-beza bergantung pada etsa yang digunakan dalam tindak balas.
◆ Plasma (ADP) Goresan Kering (DCE)
ADP DCE ialah teknologi penipisan wafer terkini, serupa dengan etsa basah. Daripada menggunakan cecair, goresan kimia kering menggunakan plasma atau gas etsa untuk mengeluarkan bahan. Untuk melakukan proses penipisan, pancaran zarah yang sangat kinetik boleh ditembak pada wafer sasaran, bahan kimia bertindak balas dengan permukaan wafer, atau kedua-duanya digabungkan. Kadar penyingkiran etsa kering adalah kira-kira 20μm/min, dan tiada tekanan mekanikal atau bahan kimia, jadi kaedah ini boleh menghasilkan wafer yang sangat nipis dengan kualiti yang tinggi.