Gambaran asas mengenai proses pemotongan dan penggilap wafer
Di dunia pembuatan semikonduktor yang rumit, penciptaan litar bersepadu bermula dengan kepingan silikon yang nipis, murni, murni yang dikenali sebagai wafer. Kualiti permukaan wafer ini adalah yang paling utama, kerana sebarang ketidaksempurnaan boleh menyebabkan kegagalan peranti. Dua proses mekanikal kritikal yang digunakan untuk mencapai kebosanan dan kelancaran yang diperlukan adalah mengetuk dan menggilap. Artikel ini memberikan gambaran asas mengenai langkah -langkah penting ini.
Keperluan untuk kebosanan dan kelancaran
Selepas dihiris dari satu kristal ingot, wafer mentah mempunyai permukaan yang kasar dan rosak dengan variasi ketebalan yang ketara. Untuk litar litar nanoscale moden, ketidaksempurnaan tersebut tidak boleh diterima. Wafers mestilah sempurna untuk memastikan fokus yang tepat semasa fotolitografi dan mesti mempunyai cermin - licin, kerosakan - permukaan bebas untuk membina transistor dan interkoneksi. Di sinilah lapping dan penggilap dimainkan.
Tahap 1: Tumpukan wafer
Lapping adalah langkah utama pertama dalam menyempurnakan geometri wafer selepas mengiris. Matlamat utamanya bukanlah kelancaran, melainkankebosanan global dan penyingkiran ketebalan seragam.
Proses:Wafers dipasang ke plat pembawa seramik dan diletakkan muka - ke bawah pada cast yang besar, berputar - plat besi yang dipanggil plat lap. Slurry kasar - biasanya terdiri daripada zarah aluminium oksida (al₂o₃) atau silikon karbida (sic) bercampur dengan penyejuk - terus diberi makan ke pinggan. Putaran serentak pembawa dan plat pusingan mencipta gerakan pengisaran yang secara mekanikal menghilangkan bahan dari permukaan wafer.
Objektif utama:
1. Keluarkan kerosakan gergaji:Ia menghilangkan keretakan dan tekanan bawah permukaan yang disebabkan oleh dawai yang dilihat semasa mengiris.
2. Mencapai kawalan dimensi:Ia membawa semua wafer ke ketebalan yang sangat konsisten dan sasaran.
3. Meningkatkan kebosanan:Ia membetulkan warp dan tunduk, mewujudkan permukaan rata di seluruh dunia yang sesuai untuk pemprosesan berikutnya.
Hasil:Selepas mengetuk, wafer adalah rata dan mempunyai ketebalan yang lebih seragam, tetapi permukaannya kini dicirikan oleh "micromasking" - kemasan matte dengan calar halus dan zarah kasar tertanam, serta lapisan baru sub - kerosakan permukaan dari tindakan kasar sendiri.
Peralihan: Antara Lapping dan penggilap
Di antara kedua -dua peringkat ini, wafer menjalani pembersihan menyeluruh untuk menghapuskan semua residu yang kasar. Dalam banyak proses lanjutan, langkah pertengahan yang dipanggil etching boleh digunakan untuk menghilangkan lapisan cetek, lapisan patah rapuh yang ditinggalkan oleh lapping, menyediakan permukaan yang lebih bersih untuk menggilap.
Tahap 2: Menggilap wafer
Polishing adalah mekanikal akhir - langkah kimia yang tujuannya adalah untuk menghasilkan ultra - licin, cermin - seperti, dan kecacatan - permukaan bebas. Tidak seperti Lapping, yang semata -mata mekanikal, menggilap melibatkan gabungan kompleks tindakan kimia dan mekanikal.
Proses:Kaedah yang paling biasa ialah penggilap mekanikal kimia (CMP). Wafers diadakan di dalam pembawa berputar dan ditekan muka - ke bawah terhadap pad penggilap lembut dan berliang. Slurry kimia - kini mengandungi lebih banyak, silika koloid (sio₂) zarah yang digantung dalam larutan alkali ringan - dibebaskan ke pad.
Mekanisme CMP:
1. Tindakan Kimia:Penyelesaian alkali bertindak balas dengan permukaan silikon, membentuk lapisan silikon dioksida yang lembut dan terhidrat.
2. Tindakan Mekanikal:Pad penggilap lembut dan abrasives silika halus di buburan perlahan -lahan menggosok -gosok ini jauh dari lapisan yang lembut ini.
Kesan sinergi ini membolehkan penyingkiran bahan tanpa menyebabkan kerosakan permukaan sub - baru.
Objektif utama:
1. Hilangkan kecacatan permukaan:Ia menghilangkan semua calar, lubang, dan pencemaran.
2. Mencapai kelancaran nanoscale:Ia menghasilkan cermin - dengan kekasaran permukaan permukaan yang diukur dalam angstroms.
3. Buat substrat yang sempurna:Ia menyediakan permukaan atom rata dan bersih yang diperlukan untuk pemendapan lapisan litar yang rumit.
Kesimpulan
Iapping dan penggilap adalah proses pelengkap tetapi berbeza dalam penyediaan wafer.Lappingadalah proses penyingkiran bahan kasar dan pukal yang difokuskan untuk mencapai kelemahan dan ketebalan makro -.Menggilap, terutamanya CMP, adalah proses penamat yang ditapis yang didedikasikan untuk membuat skala nano - licin, epitaxy - permukaan siap. Bersama -sama, mereka mengubah kepingan silikon yang kasar dan tidak rata ke dalam asas yang sempurna di mana dunia digital moden dibina. Pemacu yang tidak henti -henti untuk cip yang lebih kecil, lebih kuat terus mendorong keperluan ketepatan keperluan ketepatan langkah -langkah fabrikasi kritikal yang lebih tinggi.
