Jelaskan Secara Singkat Empat Metode Utama Penipisan Wafer

Empat teknik pengenceran untuk pengenceran wafer terdiri dari dua kelompok: penggilingan dan etsa.
(1) Penggilingan mekanis
(2) Planarisasi mekanis kimia
(3) Etsa basah
(4) Etsa Kimia Kering Plasma (ADP DCE)
Penggilingan menggunakan kombinasi roda gerinda dan air atau bubur kimia untuk bereaksi dan mengencerkan wafer, sedangkan etsa menggunakan bahan kimia untuk mengencerkan substrat.
Menggiling:
◆ Penggilingan mekanis
Penggilingan Mekanis (Konvensional) – Proses ini memiliki tingkat pengenceran yang tinggi, menjadikannya teknik yang sangat umum. Alat ini menggunakan roda gerinda berikat berlian dan resin yang dipasang pada spindel berkecepatan tinggi, serupa dengan yang digunakan dalam aplikasi pelapisan putar. Resep penggilingan menentukan kecepatan spindel serta kecepatan penghilangan material.
Untuk mempersiapkan penggilingan mekanis, wafer ditempatkan pada chuck keramik berpori dan ditahan dengan vakum. Bagian belakang wafer ditempatkan menghadap roda gerinda, sedangkan sabuk abrasif ditempatkan di sisi depan wafer untuk mencegah kerusakan pada wafer selama penipisan. Ketika air deionisasi disemprotkan ke wafer, kedua roda gigi berputar berlawanan arah untuk memastikan pelumasan yang cukup antara roda gerinda dan substrat. Ini juga mengontrol suhu dan laju pengenceran untuk memastikan wafer tidak digiling terlalu tipis.
Prosesnya adalah proses dua langkah:
1. Penggilingan kasar menghasilkan sebagian besar pemurnian dengan kecepatan ~5μm/detik.
2. Penggilingan halus dengan grit 1200 hingga 2000 dan poligrind. Biasanya menghilangkan ~30µm material dengan kecepatan kurang dari atau sama dengan 1µm/detik dan memberikan hasil akhir pada wafer.
1200-Pasirnya memiliki hasil akhir yang kasar dengan tanda-tanda keausan yang terlihat jelas, sedangkan 2000-pasirnya kurang kasar namun masih ada beberapa tanda keausan. Poligrind adalah alat pemoles yang memberikan kekuatan wafer maksimum dan menghilangkan sebagian besar kerusakan bawah permukaan.
◆ Planarisasi Mekanik Kimia (CMP)
Planarisasi Mekanik Kimia (CMP) – Proses ini meratakan wafer dan menghilangkan ketidakrataan permukaan. CMP dilakukan dengan menggunakan bubur kimia abrasif partikel kecil dan bantalan pemoles. Memberikan lebih banyak planarisasi daripada penggilingan mekanis.
CMP dibagi menjadi tiga langkah:
1. Pasang wafer pada membran bagian belakang, seperti tempat lilin, untuk menahannya pada tempatnya.
2. Oleskan bubur kimia dari atas dan distribusikan secara merata dengan bantalan pemoles.
3. Putar bantalan pemoles selama kurang lebih 60-90 detik per buff, bergantung pada spesifikasi ketebalan akhir.
CMP menggiling lebih lambat dibandingkan penggilingan mekanis, hanya menghilangkan beberapa mikron. Hal ini menghasilkan kerataan yang hampir sempurna dan TTV yang dapat dikontrol.
Etsa:
◆ Etsa basah
Etsa menggunakan bahan kimia cair atau etsa untuk menghilangkan bahan dari wafer, yang berguna bila hanya sebagian wafer yang perlu diencerkan. Dengan menempatkan hard mask pada wafer sebelum pengetsaan, penipisan hanya terjadi pada bagian substrat yang tidak terdapat substrat. Ada dua metode untuk melakukan etsa basah: isotropik (seragam ke segala arah) dan anisotropik (seragam pada arah vertikal).
Pengetsaan cair bervariasi tergantung pada ketebalan yang diinginkan dan apakah pengetsaan isotropik atau anisotropik diinginkan. Dalam etsa isotropik, etsa yang paling umum adalah kombinasi asam fluorida, asam nitrat, dan asam asetat (HNA). Pengetsa anisotropik yang paling umum adalah kalium hidroksida (KOH), etilendiamin katekol (EDP) dan tetrametilamonium hidroksida (TMAH). Sebagian besar reaksi berlangsung pada laju ~10 μm/menit, dan laju reaksi dapat bervariasi tergantung pada etsa yang digunakan dalam reaksi.
◆ Plasma (ADP) Etsa Kering (DCE)
ADP DCE adalah teknologi pengenceran wafer terbaru, mirip dengan etsa basah. Alih-alih menggunakan cairan, etsa kimia kering menggunakan plasma atau gas etsa untuk menghilangkan material. Untuk melakukan proses pengenceran, seberkas partikel yang sangat kinetik dapat ditembakkan ke wafer target, bahan kimia bereaksi dengan permukaan wafer, atau keduanya digabungkan. Kecepatan penghilangan etsa kering sekitar 20μm/menit, dan tidak ada tekanan mekanis atau bahan kimia, sehingga metode ini dapat menghasilkan wafer yang sangat tipis dengan kualitas tinggi.