Grundvallaryfirlit yfir slípunar- og pússunarferlið
Í hinum flókna heimi hálfleiðaraframleiðslu byrjar sköpun samþættra rafrása með þunnri, óspilltri, óspilltri sneið af sílikoni sem kallast obláta. Gæði yfirborðs þessarar oblátu eru í fyrirrúmi, þar sem ófullkomleiki getur leitt til bilunar í tækinu. Tveir mikilvægir vélrænir ferlar sem notaðir eru til að ná nauðsynlegri flatneskju og sléttleika eru lappir og fægja. Þessi grein veitir grunnyfirlit yfir þessi nauðsynlegu skref.
Þörfin fyrir flatneskju og sléttleika
Eftir að hafa verið skorin í sneiðar úr einum kristalshleifi hefur hrá obláta gróft, skemmt yfirborð með verulegum þykktarbreytum. Fyrir nútíma rafrásir á nanóskala eru slíkar ófullkomleikar óviðunandi. Skífurnar verða að vera fullkomlega flatar til að tryggja nákvæma fókus við ljósgreiningu og verða að hafa spegil-slétt, skemmd-laust yfirborð sem hægt er að byggja smára og samtengingar á. Þetta er þar sem lappa og fægja koma við sögu.
Stig 1: Wafer Lapping
Lapping er fyrsta stóra skrefið í að betrumbæta rúmfræði oblátunnar eftir sneið. Aðalmarkmið þess er ekki sléttleiki, heldur frekaralþjóðleg flatneskju og samræmd þykkt fjarlæging.
Ferli:Diskar eru festar á keramikburðarplötur og settar með andlitið-niður á stóra, snúnings steypu-járnplötu sem kallast hringplata. Slípiefnislausn-sem venjulega samanstendur af áloxíði (Al₂O₃) eða kísilkarbíði (SiC) ögnum sem blandað er við kælivökva-er stöðugt sett á plötuna. Samtímis snúningur burðarefna og hringplötunnar skapar malahreyfingu sem fjarlægir efni vélrænt af flötunum.
Lykilmarkmið:
1. Fjarlægðu sá skemmdir:Það útilokar sprungur og streitu undir yfirborðinu sem stafar af vírsöginni við sneið.
2. Náðu víddarstýringu:Það færir allar oblátur í mjög stöðuga og markþykkt.
3. Bæta flatneskju:Það leiðréttir undið og boga, skapar alþjóðlegt flatt yfirborð sem hentar fyrir síðari vinnslu.
Niðurstaða:Eftir laufningu er skífan flatari og hefur jafnari þykkt, en yfirborð hennar einkennist nú af „micromasking“ – mattri áferð með fínum rispum og innfelldum slípiögnum, auk nýs lags af undir- yfirborðsskemmdum frá slípiefninu sjálfu.
Umskipti: Milli lappa og fægja
Á milli þessara tveggja þrepa fara diskar í gegnum ítarlega hreinsun til að fjarlægja allar slípiefnisleifar. Í mörgum háþróaðri ferlum er hægt að nota millistig sem kallast æting til að fjarlægja grunna, brothætta brotalagið sem skilið er eftir við slípun á efnafræðilegan hátt, til að undirbúa hreinna yfirborð til að fægja.
Stig 2: Wafer Polishing
Fæging er síðasta vélræna-efnafræðilega skrefið sem hefur þann eina tilgang að framleiða ofur-slétt, spegils-og gallalaust- yfirborð. Ólíkt lapping, sem er eingöngu vélræn, felur fægja í sér flókna samsetningu efna- og vélrænna aðgerða.
Ferli:Algengasta aðferðin er Chemical Mechanical Polishing (CMP). Flötum er haldið í snúningsbera og þrýst á andliti- niður að mjúkum, gljúpri fægipúða. Kemísk slurry-sem inniheldur nú mun fínni, kvoða kísilagnir (SiO₂) sviflausnar í mildri basískri lausn-er dreift á púðann.
Vélbúnaður CMP:
1. Efnafræðileg virkni:Basíska lausnin hvarfast við kísilyfirborðið og myndar mjúkt, vökvat kísildíoxíðlag.
2. Vélræn aðgerð:Mjúki fægipúðinn og fíngerðu kísilslípiefnið í grisjuninni skrúbbar þetta mýkta lag varlega í burtu.
Þessi samlegðaráhrif gera kleift að fjarlægja efni án þess að valda verulegum nýjum undir-skemmdum.
Lykilmarkmið:
1. Útrýma yfirborðsgöllum:Það fjarlægir allar rispur, gryfjur og mengun.
2. Náðu sléttleika á nanóskala:Það framleiðir spegil-áferð með yfirborðsgrófleika mældur í Angström.
3. Búðu til fullkomið undirlag:Það veitir kjarnorkuflata og hreina yfirborðið sem þarf til útfellingar flókinna hringrásalaga.
Niðurstaða
Iapping og fægja eru fyllingar en aðgreindar aðferðir við undirbúning obláta.Lappinger gróft ferli til að fjarlægja magn efnis sem einbeitir sér að því að ná stórum-skala flatneskju og þykktarstýringu.Fæging, sérstaklega CMP, er fágað frágangsferli tileinkað því að búa til nanó-mælikvarða slétt, epitaxy-tilbúið yfirborð. Saman umbreyta þeir grófri, ójafnri sneið af sílikoni í þann gallalausa grunn sem nútíma stafræni heimurinn er byggður á. Hinn linnulausi akstur fyrir smærri, öflugri flögur heldur áfram að ýta undir nákvæmni kröfur nákvæmni kröfur þessara mikilvægu framleiðslu skrefum sífellt hærri.
