A félvezetőiparban a 4 hüvelykes szilícium lapkák döntő szerepet játszanak a különböző alkalmazásokban, a diszkrét eszközöktől a speciális integrált áramkörökig. Megbízható, 4 hüvelykes szilíciumlapka-szállítóként gyakran kérdeznek tőlem, hogy milyen polírozási folyamatokkal alakítják át a nyers szilícium tömböket sima, tükörszerű lapkákká, amelyek elengedhetetlenek a félvezetőgyártáshoz. Ebben a blogbejegyzésben a 4 hüvelykes szilíciumlapkák különböző polírozási folyamataiba fogok beleásni, megosztva az iparágban szerzett több éves tapasztalatunk alapján meglátásainkat.
A szilíciumlapka polírozás alapjainak megismerése
Mielőtt belemerülnénk a konkrét polírozási folyamatokba, fontos megérteni, miért olyan kritikus a polírozás. A polírozás az ostyagyártási folyamat utolsó lépése, és ez határozza meg az ostya felületi minőségét. A sima, hibamentes felület elengedhetetlen a következő félvezető-gyártási lépésekhez, mint például a fotolitográfiához, maratáshoz és leválasztáshoz. Bármilyen felületi egyenetlenség a félvezető eszközök meghibásodásához vezethet, ami csökkenti a hozamot és a teljesítményt.
Durva polírozás
A polírozási folyamat első lépése a durva polírozás. Ez a lépés a korábbi szeletelési és lapolási folyamatok által okozott felületi sérülések eltávolítására szolgál. A durva polírozáshoz általában viszonylag durva csiszolóanyagot, például szilícium-karbidot (SiC) vagy alumínium-oxidot (Al2O3) használnak, hogy gyorsan eltávolítsák az anyagot az ostya felületéről.
A durva polírozási eljárást általában kétoldalas polírozón végzik. Az ostyákat két forgó polírozópárna közé helyezik, és a csiszolószuszpenziót rászivattyúzzák. A párnák nyomást gyakorolnak az ostyákra, és a zagyban lévő csiszolószemcsék ledarálják a felületi anyagot. A forgási sebességet, a nyomást és a szuszpenzió áramlási sebességét gondosan szabályozzák, hogy biztosítsák az egyenletes anyageltávolítást az ostya felületén.
A durva polírozás során fontos figyelni az ostyák vastagságát, hogy a kívánt vastagságot elérjük. Ez jellemzően in situ vastagságmérő rendszerrel történik, amely valós idejű visszajelzést ad a lapka vastagságáról. A kívánt vastagság elérése után a durva polírozási folyamat leáll.
Finom polírozás
Durva polírozás után az ostyák finom polírozáson mennek keresztül. Ennek a lépésnek az a célja, hogy tovább javítsa az ostyák felületi minőségét a megmaradt felületi sérülések eltávolításával és a felületi érdesség csökkentésével. A finompolírozásnál általában finomabb csiszolóanyagot, például kolloid szilícium-dioxidot (SiO₂) használnak, hogy simább felületet érjenek el.
A finompolírozást szintén kétoldalas polírozón hajtják végre, de különböző polírozó párnákkal és iszapokkal. A finompolírozásnál használt polírozó párnák puhábbak és rugalmasabbak, mint a durva polírozásnál használtak, ami segít csökkenteni a csiszolószemcsék által okozott felületi károsodást. A finompolírozásnál használt kolloid szilícium-dioxid szuszpenzió nagyon apró, jellemzően 10-100 nanométeres méretű részecskéket tartalmaz, amelyekkel nagyon sima felületi minőség érhető el.
A finompolírozás kényesebb eljárás, mint a durva polírozás, és a folyamat paramétereinek gondos ellenőrzését igényli. A forgási sebesség, a nyomás és a hígtrágya áramlási sebessége úgy van beállítva, hogy optimalizálja az anyageltávolítási sebességet és a felületi minőséget. A polírozási idő is gondosan szabályozott, hogy a kívánt felületi érdesség az ostyák túlpolírozása nélkül valósuljon meg.
Kémiai mechanikai polírozás (CMP)
A kémiai mechanikus polírozás (CMP) a 4 hüvelykes szilíciumlapkák polírozási folyamatának kritikus lépése. Ezt a lépést úgy tervezték, hogy globálisan sík felületet érjen el az esetleges helyi felületi egyenetlenségek eltávolításával és az ostya felületének síkosításával. A CMP egyesíti a kémiai és mechanikai erőket, hogy eltávolítsa az anyagot az ostya felületéről.
A CMP-eljárás polírozó párnát és iszapot használ, amely csiszolószemcséket és kémiai adalékokat is tartalmaz. A zagyban lévő kémiai adalékok reakcióba lépnek az ostya felületével, és lágy réteget képeznek, amelyet azután a zagyban lévő koptató részecskék eltávolítanak. A polírozó párna nyomást fejt ki az ostya felületére, és a párna és az ostya forgása segíti a zagy egyenletes eloszlását az ostya felületén.
A CMP egy összetett folyamat, amely megköveteli a folyamat paramétereinek gondos ellenőrzését, például a polírozási nyomást, a forgási sebességet, a hígtrágya áramlási sebességét és a hígtrágya kémiai összetételét. A polírozó párna és hígtrágya kiválasztása is kritikus, mivel a különböző anyagok és alkalmazások eltérő polírozási feltételeket igényelnek.
Végső tisztítás és ellenőrzés
A polírozási folyamat befejezése után az ostyák végső tisztításon és ellenőrzésen esnek át. A tisztítási eljárást úgy tervezték, hogy eltávolítsa az ostya felületéről a megmaradt koptató részecskéket, zagymaradványokat és szennyeződéseket. Ezt általában vegyi és ultrahangos tisztítás kombinációjával végzik.
Az ellenőrzési folyamat célja annak biztosítása, hogy az ostyák megfeleljenek a szükséges felületminőségi és vastagsági előírásoknak. Ezt általában különféle vizsgálati technikákkal, például optikai mikroszkóppal, atomerő-mikroszkóppal (AFM) és felületi profilometriával végzik. Minden olyan ostyát, amely nem felel meg a specifikációknak, elutasítjuk, és visszaküldjük feldolgozásra vagy ártalmatlanításra.
Egyéb méretű szilíciumlapkák
A 4 hüvelykes szilícium ostyákon kívül még kínálunk5 hüvelykes szilícium ostya (125 mm),6 hüvelykes szilícium ostya (150 mm), és8 hüvelykes szilícium ostya (200 mm). Ezeket az ostyákat is hasonló polírozási eljárásokkal gyártják, de a folyamat paramétereinek bizonyos módosításával, hogy alkalmazkodjanak a különböző ostyaméretekhez.
Következtetés
A 4 hüvelykes szilícium lapkák polírozási folyamatai összetettek, és a folyamat paramétereinek gondos ellenőrzését igénylik a kiváló minőségű lapkák biztosítása érdekében. A durva polírozástól a finom polírozásig, a kémiai mechanikai polírozásig és a végső tisztításig és ellenőrzésig minden lépés döntő szerepet játszik a sima, hibamentes ostyafelület elérésében. Vezető 4 hüvelykes szilíciumlapka-szállítóként elkötelezettek vagyunk amellett, hogy ügyfeleinknek a legjobb minőségű ostyákat kínáljuk, amelyek megfelelnek speciális követelményeiknek.
Ha 4 hüvelykes szilícium lapkák vásárlása iránt érdeklődik, vagy kérdése van termékeinkkel és szolgáltatásainkkal kapcsolatban, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal a részletes megbeszélés érdekében. Várjuk, hogy együtt dolgozhassunk, hogy kielégítsük félvezetőgyártási igényeit.
Hivatkozások
- "Félvezető gyártási technológia", Peter Van Zant
- Werner Kern "Szilíciumlapka-tisztító technológia kézikönyve".