Pagrindinė plokštelių klijavimo ir poliravimo proceso apžvalga
Sudėtingame puslaidininkių gamybos pasaulyje integrinių grandynų kūrimas prasideda plonu, nesugadintu, nesugadintu silicio gabalėliu, vadinamu plokštele. Šios plokštelės paviršiaus kokybė yra svarbiausia, nes bet koks netobulumas gali sukelti įrenginio gedimą. Norint pasiekti reikiamą lygumą ir glotnumą, naudojami du svarbūs mechaniniai procesai, yra klijavimas ir poliravimas. Šiame straipsnyje pateikiama pagrindinė šių esminių veiksmų apžvalga.
Plokštumo ir lygumo poreikis
Iškirpus iš vieno kristalo luito, neapdorotos plokštelės paviršius yra šiurkštus, pažeistas ir labai skiriasi storis. Šiuolaikinės nanoskalės grandinės grandinės tokie trūkumai yra nepriimtini. Plokštelės turi būti visiškai plokščios, kad būtų užtikrintas tikslus fokusavimas fotolitografijos metu, ir turi turėti veidrodinį-lygų, nepažeistą- paviršių, ant kurio būtų galima statyti tranzistorius ir jungtis. Čia atsiranda klijavimas ir poliravimas.
1 etapas: vaflių klijavimas
Pjaustymas yra pirmasis svarbus žingsnis tobulinant plokštelės geometriją po pjaustymo. Jo pagrindinis tikslas yra ne sklandumas, o veikiauvisuotinis plokštumas ir vienodo storio pašalinimas.
Procesas:Vafliai montuojami ant keraminių nešiklio plokščių ir dedami veidu -žemyn ant didelės, besisukančios ketaus-lėkštės, vadinamos juosmens plokšte. Ant plokštelės nuolat tiekiama abrazyvinė suspensija,{3}}kuri paprastai susideda iš aliuminio oksido (Al₂O3) arba silicio karbido (SiC) dalelių, sumaišytų su aušinimo skysčiu{4}}. Vienu metu sukant laikiklius ir juosmens plokštę sukuriamas šlifavimo judesys, kuris mechaniškai pašalina medžiagą nuo plokštelių paviršių.
Pagrindiniai tikslai:
1. Pašalinkite pjūklo pažeidimus:Jis pašalina požeminius įtrūkimus ir įtempius, kuriuos sukelia vielinis pjūklas pjaustant.
2. Pasiekite matmenų valdymą:Dėl to visi plokštelės yra labai vienodo ir tikslinio storio.
3. Pagerinkite lygumą:Jis ištaiso metmenis ir lanką, sukurdamas visuotinai lygų paviršių, tinkamą tolesniam apdorojimui.
Rezultatas:Po padengimo plokštelė yra plokštesnė ir vienodesnio storio, tačiau dabar jos paviršiui būdingas „mikromaskavimas“ – matinis paviršius su smulkiais įbrėžimais ir įterptomis abrazyvinėmis dalelėmis, taip pat naujas apatinio paviršiaus -sluoksnio pažeidimas dėl paties abrazyvinio poveikio.
Perėjimas: tarp padengimo ir poliravimo
Tarp šių dviejų etapų plokštelės kruopščiai nuvalomos, kad būtų pašalintos visos abrazyvinės medžiagos likučiai. Daugelyje pažangių procesų tarpinis veiksmas, vadinamas ėsdymu, gali būti naudojamas chemiškai pašalinti negilų, trapų lūžių sluoksnį, kurį paliko sluoksniavimas, paruošiant švaresnį paviršių poliravimui.
2 etapas: vaflių poliravimas
Poliravimas yra paskutinis mechaninis{0}}cheminis veiksmas, kurio vienintelis tikslas yra sukurti itin-lygų, veidrodinį-panašų ir be defektų{3}} paviršių. Skirtingai nuo klijavimo, kuris yra grynai mechaninis, poliravimas apima sudėtingą cheminių ir mechaninių veiksmų derinį.
Procesas:Labiausiai paplitęs metodas yra cheminis mechaninis poliravimas (CMP). Plokštės laikomos besisukančiame laikiklyje ir veidu prispaudžiamos -žemyn prie minkšto, poringo poliravimo padėklo. Cheminė suspensija-, kurioje dabar yra daug smulkesnių, koloidinio silicio dioksido (SiO₂) dalelių, suspenduotų švelniame šarminiame tirpale-, išpilama ant padėklo.
CMP mechanizmas:
1. Cheminis poveikis:Šarminis tirpalas reaguoja su silicio paviršiumi, sudarydamas minkštą, hidratuotą silicio dioksido sluoksnį.
2. Mechaninis veiksmas:Minkštas poliravimo padas ir smulkūs silicio dioksido abrazyvai, esantys suspensijoje, švelniai nuvalo šį suminkštėjusį sluoksnį.
Šis sinergetinis poveikis leidžia pašalinti medžiagą nepadarant didelių naujų po{0}}paviršių pažeidimų.
Pagrindiniai tikslai:
1. Pašalinkite paviršiaus defektus:Jis pašalina visus įbrėžimus, duobes ir užteršimą.
2. Pasiekite nanoskalės lygumą:Jis sukuria veidrodinę{0}}apdailą, kurios paviršiaus šiurkštumas matuojamas angstromais.
3. Sukurkite tobulą substratą:Jis suteikia atomiškai plokščią ir švarų paviršių, reikalingą sudėtingiems grandinės sluoksniams nusodinti.
Išvada
Šlifavimas ir poliravimas yra vienas kitą papildantys, bet skirtingi plokštelių paruošimo procesai.Lapavimasyra grubus, birių medžiagų pašalinimo procesas, skirtas makro{0}}plokštumui ir storio kontrolei pasiekti.Poliravimas, ypač CMP, yra patobulintas apdailos procesas, skirtas sukurti nano{0}}lygų, epitaksijai{1}}paruoštą paviršių. Kartu jie paverčia grubią, nelygią silicio gabalą į nepriekaištingą pagrindą, ant kurio pastatytas šiuolaikinis skaitmeninis pasaulis. Nenumaldomas siekis dėl mažesnių, galingesnių lustų ir toliau kelia šių svarbių gamybos etapų tikslumo ir tikslumo reikalavimus.
