Основни преглед процеса преливања и полирања плочица
У замршеном свету производње полупроводника, стварање интегрисаних кола почиње са танким, нетакнутим, нетакнутим кришком силицијума познатог као облата. Квалитет површине ове плочице је најважнији, јер свака несавршеност може довести до квара уређаја. Два критична механичка процеса која се користе да би се постигла неопходна равност и глаткоћа су лајпање и полирање. Овај чланак пружа основни преглед ових основних корака.
Потреба за равношћу и глаткоћом
Након што се исече из ингота једног кристала, сирова обланда има грубу, оштећену површину са значајним варијацијама дебљине. За савремена кола наноразмера, такве несавршености су неприхватљиве. Области морају бити савршено равне да би се обезбедило прецизно фокусирање током фотолитографије и морају имати огледало-глатку површину без оштећења-на којој се могу градити транзистори и интерконекције. Ово је место где лабављење и полирање долазе у игру.
Фаза 1: Лаппинг вафла
Преклапање је први велики корак у побољшању геометрије облатне након сечења. Његов примарни циљ није глаткоћа, већглобална равност и равномерно уклањање дебљине.
Процес:Облатне се монтирају на керамичке носеће плоче и постављају лицем-надоле на велику, ротирајућу плочу од ливеног гвожђа-која се зове преклопна плоча. Абразивна суспензија-која се обично састоји од честица алуминијум-оксида (Ал₂О₃) или силицијум карбида (СиЦ) помешаних са расхладним средством-континуирано се доводи на плочу. Истовремена ротација носача и преклопне плоче ствара покрет брушења који механички уклања материјал са површина плочице.
Кључни циљеви:
1. Уклоните оштећење тестере:Елиминише подземне пукотине и напрезање изазвано жичаном тестером током сечења.
2. Остварите контролу димензија:То доводи све плочице до веома конзистентне и циљне дебљине.
3. Побољшајте равност:Исправља кривуљу и лук, стварајући глобално равну површину погодну за накнадну обраду.
Исход:Након преклапања, обланда је равнија и уједначеније је дебљине, али њену површину сада карактерише „микромаскинг“ – мат завршни слој са финим огреботинама и уграђеним абразивним честицама, као и нови слој под{0}}површинског оштећења услед самог абразивног деловања.
Прелаз: између лакирања и полирања
Између ове две фазе, облатне се подвргавају темељном чишћењу како би се уклонили сви остаци абразива. У многим напредним процесима, средњи корак који се зове јеткање може се користити за хемијско уклањање плитког, крхког слоја лома који је остао преклапањем, припремајући чистију површину за полирање.
Фаза 2: Полирање вафла
Полирање је последњи механички-хемијски корак чија је једина сврха да се произведе ултра-глатка, огледало-површина без дефекта-. За разлику од лаппинга, које је чисто механичко, полирање укључује сложену комбинацију хемијских и механичких деловања.
Процес:Најчешћи метод је хемијско механичко полирање (ЦМП). Облатне се држе у ротирајућем носачу и притискају лицем-надоле на меку, порозну подлогу за полирање. Хемијска суспензија-која сада садржи много финије честице колоидног силицијум диоксида (СиО₂) суспендоване у благом алкалном раствору-се наноси на подлогу.
Механизам ЦМП-а:
1. Хемијско дејство:Алкални раствор реагује са површином силицијума, формирајући меки, хидратисани слој силицијум диоксида.
2. Механичка акција:Мека подлога за полирање и фини абразиви од силицијум диоксида у суспензији нежно уклањају овај омекшали слој.
Овај синергистички ефекат омогућава уклањање материјала без изазивања значајних нових -површинских оштећења.
Кључни циљеви:
1. Уклоните површинске дефекте:Уклања све огреботине, удубљења и контаминацију.
2. Постигните глаткоћу наносмера:Он производи зрцалну{0}}завршну обраду са површинском храпавостом мереном у Ангстромима.
3. Направите савршену подлогу:Обезбеђује атомски равну и чисту површину потребну за таложење сложених слојева кола.
Закључак
Искакање и полирање су комплементарни, али различити процеси у припреми вафла.Лаппингје груби процес уклањања расутог материјала који је фокусиран на постизање макро{0}}равности и контроле дебљине.Полирање, посебно ЦМП, је префињен процес завршне обраде посвећен стварању нано{0}}глатке површине спремне за епитаксију{1}}. Заједно, они трансформишу грубу, неравну кришку силицијума у беспрекорну основу на којој је изграђен савремени дигитални свет. Немилосрдни погон за мање, моћније чипове наставља да подиже захтеве за прецизност и захтеве за прецизношћу ових критичних корака производње.
