Существует множество аспектов шлифования пластин, которые делают этот процесс успешным или неудачным. К ним относятся прочность штампа, шероховатость штампа, шлифовальные круги, автоматизированные измерения и многое другое. Читайте дальше, чтобы узнать больше. Мы обсудим некоторые из этих ключевых факторов в этой статье. Лучший способ обеспечить успешный процесс измельчения пластин — это проводить исследования и экспериментировать с различными процессами. Сделав это, вы сможете выбрать подходящий вариант для ваших производственных нужд.
Прочность штампа
В области производства полупроводников прочность матрицы является важным фактором, влияющим на производительность матрицы, используемой при шлифовании пластин. Это свойство определяет надежность матрицы в различных условиях и технологичность процесса. На прочность матрицы также влияют состояние поверхности, тип подложки, к которой она прикреплена, и перепады температур. В большинстве высокопроизводительных систем матрицу устанавливают непосредственно на материал с высокой электропроводностью. Это несоответствие термического коэффициента расширения (TCE) вызывает значительную механическую нагрузку на матрицу, особенно при перепадах температур. Аналогично, усталостная прочность матрицы ниже статической прочности.
На обратной поверхности кремниевой пластины виден рисунок царапин. Глубина царапин зависит от зернистости круга и вертикального давления, прикладываемого в процессе шлифования. В результате более мелкая зернистость приводит к образованию мелких царапин. Чем глубже царапины, тем ниже прочность кремния. Таким образом, гладкая обратная поверхность необходима для минимизации воздействия царапин на прочность пластины.
Чтобы исследовать, как измерить прочность матрицы, команда использовала кремниевые пластины, отшлифованные с разной зернистостью. Было обнаружено, что процесс шлифования с зернистостью 2000 требует на 50 процентов большего напряжения для разрушения матрицы, чем процесс шлифования с зернистостью 1200. Они сравнили процессы шлифования с двумя зернистостями с использованием различных абразивных материалов и проверили прочность матриц путем разрушения шарика.
Хотя условия эксплуатации двухабразивных элементов при шлифовании пластин были схожими, размеры их зерен отличались. Во многом это было связано с другим процессом шлифования и абразивным элементом А, использованным в экспериментах. Результаты показали, что двухабразивные элементы A и B способны обеспечивать одинаковые размеры зерен, но разные условия эксплуатации. Результаты показали, что процесс DBG более эффективен для шлифования пластин, чем комбинированный процесс TGM и сухой полировки.
Шероховатость штампа
Использование представления шероховатости матрицы во всей площади при шлифовании пластин открывает новые возможности для описания процессов шлифования. Например, можно измерить качество поверхности от края до центра матрицы. Кроме того, можно сравнить волнистость и коробление в масштабе всей площади. Оба эти аспекта важны для обеспечения качества и заслуживают изучения. Ниже приведены три примера влияния шероховатости штампа.
Мелкозернистые пластины имеют наилучшую чистоту поверхности, в то время как крупнозернистые пластины обладают большей шероховатостью. В отличие от этого, полированные поверхности имеют наименьшую деформацию и лучшую прочность штамповки. Этот процесс требует отдельного этапа механической полировки, при котором с поверхности удаляется всего 2-3 мкм материала. CMP также является эффективным процессом для достижения максимальной плоскостности, но он более дорогой и загрязняющий. Кроме того, для этого требуется прикрепление пластины к защитной пленке. Наконец, защитную пленку трудно удалить, и она оставляет осадок на лицевой стороне пластины.
В новом методе измерения шероховатости поверхности матрицы во время шлифования пластин используется метод датчика рассеянного света. Этот метод сочетает измерение шероховатости поверхности с дефлектометрией для измерения формы и волнистости. Точность измерения составляет 0,1 нм. Метод был проверен для высокоточных измерений и продемонстрировал превосходную точность. В настоящее время доступен новый датчик для измерения всей поверхности пластины.
Распространенной проблемой при шлифовании с обратной стороны является уменьшение толщины пластины. Это также приводит к возникновению внутренних напряжений и подповерхностных микротрещин в пластине. Оба этих условия делают пластину хрупкой, и она может треснуть при транспортировке и разделке. Кроме того, матрицы, полученные после шлифования пластин, также могут выйти из строя в ходе последующих процессов. Устранение подповерхностных микротрещин и напряжений на пластинах желательно для восстановления прочности пластин и сохранения шероховатости поверхности.
Шлифовальные круги
Когда дело доходит до абразивных зерен, шлифовальные круги серии IF с внутренней подачей отлично подходят для обработки кремния, кристаллов и сложных полупроводников. Эти круги поставляются в экологически чистых корпусах со смолой ABS или PP. Алмазная зернистость этих кругов помогает улучшить качество процесса и срок службы кругов. Шлифовальные круги серии IF с внутренней подачей обеспечивают прецизионное шлифование для придания плоскостности протравленным пластинам. Для улучшения качества процесса и увеличения срока службы кругов эти круги изготовлены из экологически чистой пластиковой смолы.
Отчет о рынке пластинчатых шлифовальных кругов содержит исчерпывающую рыночную статистику, которая определяет факторы роста, проблемы и возможности. В этом отчете также приводится анализ конкурентных типов данных, включая выручку и продажи пластинчатых шлифовальных кругов. В отчете также рассматриваются тенденции развития регионов и стран. В отчете также освещаются размер, доля и прогноз мирового рынка. По завершении процесса измельчения полученная вафля готова к дальнейшей обработке.
Промышленность по производству микросхем для кремниевых пластин нуждается в высококачественных кремниевых шлифовальных кругах. Высококачественные кремниевые пластины, полученные этим способом, могут достигать наноразмерной шероховатости и толщины повреждающего слоя. Абразивные круги для производства микросхем для изготовления кремниевых пластин должны соответствовать этим требованиям, а также иметь низкую цену. Они также должны обладать способностью к самостоятельной правке и низким уровнем износа поверхности пластины. Кроме того, продукт должен иметь длительный срок службы.
Автоматизированные измерения
Производство микрочипов и других технологий часто требует точных измерений, чтобы гарантировать максимально высокое качество и надежность конечного продукта. Производственные допуски являются важнейшим аспектом, поскольку даже небольшие отклонения могут повлиять на последующие этапы, что приведет к снижению выхода продукции, эффективности и надежности. Автоматические измерения при измельчении пластин обеспечат дополнительный уровень уверенности в процессе.
Метод включает один или несколько датчиков давления, которые измеряют давление на поверхности пластины перед измельчением. Эти датчики давления способны учитывать начальное давление для получения заранее определенного конечного давления. Измерительная система автоматически настроится для компенсации любых отклонений.
Устройство Park NX-Wafer оснащено полностью автоматизированной системой замены наконечников, которая позволяет беспрепятственно выполнять автоматизированные процедуры измерения. Система автоматически калибрует положение кантилевера на основе эталонного образца. Кроме того, она обеспечивает быстрые, надежные и точные измерения с вероятностью успеха 99%.
Процесс TAIKO
Процесс TAIKO — это метод обратного шлифования, при котором внутренняя окружность пластины утончается, оставляя кромку на самой внешней окружности. Этот процесс очень эффективен в снижении коробления и рисков, связанных с обработкой тонких пластин. Он также предотвращает выделение газов из пластины во время высокотемпературных процессов. Наконец, TAIKO сводит к минимуму вероятность образования сколов и трещин из-за деформации.
В процессе измельчения Taiko на внешнем крае пластины остается кремниевое кольцо. Это кольцо позволяет обрабатывать обратную сторону, не требуя серьезной замены оборудования. Затем кольцо снимается перед нарезкой кубиками или сборкой. Клиентам Optim доступна технология шлифования Taiko как для собственного продукта, так и для заготовок тестовых пластин. Настоятельно рекомендуется, чтобы все производители микросхем использовали этот процесс для уменьшения коробления и увеличения выхода годных микросхем.
Шлифование пластин является необходимым этапом изготовления полупроводниковых устройств. Оно уменьшает толщину пластины, обеспечивая высокую плотность упаковки и штабелирования интегральных схем. Пластины изготавливаются из кремния и обычно имеют диаметр 200-300 мм. Помимо толщины, кремниевые пластины достаточно толстые, чтобы обеспечить минимальную механическую стабильность и избежать деформации при высокотемпературной обработке.
Описанный метод начинается со слишком изогнутой пластины. Передняя часть пластины вырезается, а краевая часть обрезается до желаемой толщины. Затем задняя часть пластины полируется путем нарезки кубиками или другим способом шлифования. Второй необязательный этап включает процесс нарезания колец. На этом этапе требуется дополнительная стадия полировки, чтобы поверхность пластины была гладкой.