EN
Celkový výtěžek a výkon polovodičových součástek přímo závisí na kvalitě povrchu polovodičových destiček. Čipy se zmenšují, což vyžaduje ještě hladší povrch destiček bez jakéhokoli fyzického poškození jejich podložky. Ultrajemné diamantové broušecí kotouče patří mezi průlomové inovace ovlivňující tenčení a leštění tenkých filmových destiček; umožňují vyrovnání povrchu destiček na úrovni mikrometrů při zanedbatelném podpovrchovém poškození jejich povrchu.
Proč jsou ultrajemné diamantové kotouče nezbytné pro leštění destiček
Tradiční broušení může způsobit hluboké rýhy a poškození pod povrchem, které mohou být značně hluboká a vyžadují intenzivní leštění. Toto poškození může představovat vážný problém u křehkých a tvrdých polovodičových materiálů, jako je karbid křemíku (SiC) a nitrid gallia (GaN), které jsou kvůli jejich náchylnosti ke štěpení, rozdrcení a praskání na standardních strojích nevhodné pro tenčení broušením a leštěním.
K překonání této výzvy využívají ultrajemné diamantové kotouče extrémně jemná diamantová zrna, obvykle síto #3000 až #8000 nebo jemnější, čímž vytvářejí hladké povrchy vyžadující relativně málo leštění. Tyto kotouče používají vysoce kvalitní pokročilý vitrifikovaný vazební systém, který zajišťuje vysokou rozměrovou stabilitu a vynikající tepelnou vodivost, a tím i stabilní výkon během dlouhých výrobních cyklů. Bylo prokázáno, že kotouče schopné dosáhnout drsnosti povrchu nižší než 5 nm Ra (přibližně leštěný povrch) jsou pro výzkumné účely realizovatelné.
Pokroky v diamantové technologii pro leštění do zrcadlového lesku
Nejnovější modely techniky broušení diamantovými brusnými prostředky posunuly hranice technologie leštění waferů. Pěnové a aglomerované diamantové brusné prostředky založené na diamantu poskytují lepší řezný výkon a nižší broušecí sílu. Zrna na povrchu diamantového brusného kotouče mohou během procesu dosáhnout nepřetržitého broušení tím, že jsou specifikovaná zrna nahrazována zrnem speciálně upraveným, čímž se dosahuje konzistence životnosti a ostrosti brusného kotouče a účinně se řeší problém časté výměny brusného kotouče během dlouhých výrobních cyklů.
UltraPoligrind brusné kotouče od společnosti DISCO jsou dobrým příkladem těchto vývojových trendů: Tyto brusné kotouče jsou vyrobeny z extrémně jemných diamantových brusných zrn, která zajišťují vyšší pevnost čipu a požadované getterové vlastnosti během procesu tenčení polovodičových zařízení. U tenčení waferů je poškozená oblast vytvořená těmito brusnými kotouči velmi tenká, zároveň je jejich obsluha jednoduchá, manipulace snadná a jejich dopad na životní prostředí je nižší.
Výběr vaziva: keramická vaziva pro lepší výkon
Aby bylo možné dosáhnout hladkosti waferu na úrovni mikrometrů, je nutné zohlednit systém vaziva. Při broušení waferů se používají kovová i pryskyřičná vaziva, avšak obě mají různé nevýhody. Kovová vaziva sice nabízejí vysokou pevnost, ale nedokáží se snadno samozahostřovat, a proto jsou méně vhodná pro jemné dokončování. Pryskyřičná vaziva nemají vysokou odolnost vůči teplu a při vysokých teplotách se oxidují nebo rozkládají.
Vitrované (keramické) vazby se staly nejpreferovanějším materiálem pro ultra přesné kotouče na tenčení waferů díky jejich pevnosti, nastavitelné pórovitosti a dobré mokřitelnosti rozhraní s diamantem. Tyto vlastnosti umožňují výrobu kotoučů, u nichž lze nastavit požadovanou pórovitost pro optimální dodávku leštícího prostředku i pro optimální odstraňování třísek, což je nezbytné k prevenci tepelného poškození obrobku během leštění.
Integrace s pokročilým broušecím zařízením
Pro nejlepší výkon by měly být ultra jemné diamantové kotouče schopny se kombinovat s pokročilým broušecím zařízením, které umožňuje řízení broušecích parametrů. Současné stroje na tenčení waferů jsou vybaveny softwarem, který získává zpětnou vazbu z broušecích sil nebo z proudu motoru a reguluje pohyb kotouče tak, aby byla zachována kvalita povrchu.
Vysokovýkonné systémy využívají kombinaci pohybu kola vpřed i vzad za účelem odstraňování materiálu a dokončování povrchu, čímž se vyhne nutnosti další operace. Bylo prokázáno, že tyto systémy vytvářejí povrchy s nižší drsností Ra (méně než 60 nm) bez nutnosti dalších fází leštění. Výrobci mohou snížit výrobní plochu i náklady na spotřební materiál a přesto udržet vysoké standardy pomocí jednohřídelového brusného stroje se specializovaným řídicím softwarem.
Závěr
Supertěžké diamantové brusné kotouče jsou bezesporu velkým krokem vpřed při zpracování polovodičových waferů, protože umožňují výrobcům waferů dosáhnout hladkosti na úrovni mikrometrů, aniž by waferům ublížily. Podrobné pochopení technologie abrazivních materiálů, optimalizace vazebného systému a integrace s přesnými brusnými zařízeními pomohlo výrobcům polovodičů udržet krok s neustále rostoucími nároky současné výroby polovodičů. Řada průmyslových diamantových brusných kotoučů společnosti REZZ nabízí přizpůsobená řešení pro leštění polovodičových waferů. Volejte nás a řekněte nám, co potřebujete zpracovat na waferu.