Kritične razlike: lepljenje rezin v primerjavi s poliranjem rezin v proizvodnji polprevodnikov
V zapletenem svetu proizvodnje polprevodnikov je potovanje od surovega silicijevega ingota do neokrnjene rezine z zrcalno-končno obdelavo čudež natančnega inženiringa. Dva ključna procesa na tem potovanju sta lepljenje rezin in poliranje rezin. Čeprav jih pogosto omenjamo skupaj, služijo bistveno različnim namenom v različnih fazah priprave oblatov. Razumevanje njihovih razlik je ključnega pomena za razumevanje, kako so ustvarjeni brezhibni substrati za mikročipe.
Lepanje rezin: Umetnost natančnega redčenja in ploskanja
Cilj:Primarni cilj lappinga ni doseči zrcalni zaključek, temveč popraviti geometrijske nepopolnosti in rezino pripeljati do natančne, natančne in enakomerne debeline.
Potem ko silicijev ingot z žično žago razrežejo na posamezne rezine, se na dobljenih rezinah pojavijo znatne površinske poškodbe, deformacija, lok in variacija debeline debeline (Skupna variacija debeline
- TTV). Lapping obravnava te nepopolnosti na -makro ravni.
Mehanizem postopka:Med lepljenjem so rezine nameščene na nosilec in pritisnjene na vrtečo se ploščo v prisotnosti abrazivne brozge. Ta zmes običajno vsebuje abrazive iz aluminijevega oksida ali silicijevega karbida-trde, grobe delce, ki zmeljejo material rezin.
Odstranjevanje materiala:Gre za-postopek hitrega odstranjevanja materiala, pri katerem se odstrani na desetine do stotine mikrometrov silicija, da se doseže ciljna debelina.
Lajšanje stresa:Učinkovito odstrani pod-površinsko poškodovano plast, ki jo povzroči postopek rezanja.
Končna površina:Po-površina lepljenja je motna, matirana in motna. Čeprav je raven in enakomerne debeline, je še vedno prepreden z mikroskopskimi razpokami in napakami, zaradi česar je neprimeren za izdelavo vezij.
V bistvu je lepljenje postopek odstranjevanja in sploščenja v razsutem stanju.
Poliranje rezin: Prizadevanje za popolnost v nanometru
Cilj:Cilj poliranja je spremeniti hrapavo, prekrito površino v atomsko gladko,-brez napak in zrcalno-podobno površino. Ta nedotaknjena površina je bistvena za nadaljnje postopke, kot je fotolitografija, kjer se vzorci vezij vtisnejo z nanometrsko-natančnostjo.
Mehanizem postopka:Poliranje je veliko nežnejši in bolj prefinjen kemično-mehanski postopek. Najpogostejša metoda je kemično mehansko poliranje (CMP).
Kemijsko-mehansko delovanje:Rezino pritisnemo z licem navzdol-na mehko, porozno polirno blazinico. Uporablja se posebna kemična gošča, ki pogosto vsebuje koloidni silicijev dioksid (izjemno drobni, sferični delci) in reaktivne kemikalije, kot je kalijev hidroksid (KOH).
Kemična komponenta nežno oksidira in oslabi zgornjo plast silicija.
Mehansko delovanje abrazivnih delcev in blazinice nežno pomete to zmehčano plast.
Odstranjevanje materiala:Stopnje odstranjevanja so zelo nizke, pogosto v velikosti mikrometrov ali celo manj na minuto. Poudarek je na popolnosti, ne na hitrosti.
Končna površina:Končna površina je izjemno gladka, s hrapavostjo, merjeno v Angstromih (Å). Je brez mehanskih poškodb, ki so jih povzročili prejšnji koraki, kar ustvarja popolno kristalno površino za izdelavo naprave.
V bistvu je poliranje končna dodelava in planarizacija.
Ključne razlike na prvi pogled
| Funkcija|Lepanje rezin|Poliranje rezin |
| Primarni cilj| Popravite osnovo/lok, izboljšajte ravnost, nadzorujte debelino (zmanjšajte TTV)|Ustvarite atomarno gladek zrcalni zaključek brez-defektov |
| Narava procesa| Predvsem mehansko brušenje|Kemo-mehanični (CMP) |
| Uporabljeno abrazivno sredstvo Uporabljeno| Grobo in trdo (npr. Al₂O₃, SiC)|Fino in mehko (npr. koloidni silicijev dioksid) |
| Stopnja odstranjevanja materiala (MRR)| Visok|Zelo nizko |
| Površinska obdelava| Grobo, grobo, mat, megleno (mikrometrska -ravni hrapavosti)|Gladka, zrcalna,-podobna zrcalu (angstrom-raven hrapavosti) |
| Po-površinska poškodba| Povzroča mehanske poškodbe, ki jih je treba kasneje odstraniti|Odstrani pod-površinske poškodbe za ustvarjanje popolne kristalne strukture |
| Faza v toku procesa| Izvedeno po rezanju in pred jedkanjem|Zadnji korak pri pripravi rezin pred epitaksijo ali izdelavo naprave |
Zaključek: Zaporedno partnerstvo
Namesto da bi šlo za konkurenčni tehniki, sta lepljenje rezin in poliranje rezin komplementarna koraka v zaporednem partnerstvu. Pomislite na lepljenje kot na "grobo mizarstvo", ki oblikuje blok lesa in zagotavlja, da je prave velikosti, kvadraten in raven. Poliranje je torej "fino brušenje in lakiranje", ki ustvari gladko, brezhibno površino, pripravljeno za končno uporabo.
Rezine ni mogoče učinkovito polirati, ne da bi jo najprej prelili, saj bi bilo velikih nepravilnosti nemogoče enakomerno odstraniti. Nasprotno pa je le-rezina, ki je le prekrita, neuporabna za sodobne polprevodniške naprave zaradi svoje poškodovane in nepravilne površine. Ta dva postopka skupaj zagotavljata, da temeljni substrat-silicijeva rezina-izpolnjuje ekstremne standarde ravnosti, debeline in gladkosti, ki so potrebni za izdelavo kompleksnih integriranih vezij, ki poganjajo naš digitalni svet.
