EN
El rendimiento general y la eficacia de los componentes semiconductores dependen directamente de la calidad de la superficie del semiconductor. A medida que el tamaño de los chips se reduce, se requiere una superficie de oblea aún más lisa, sin daños físicos en su sustrato. Ruedas de molienda de diamante ultrafinas son una de las innovaciones clave que impactan el adelgazamiento y el pulido de obleas de película delgada; ofrecen un alisado de obleas a niveles micrométricos, causando daños subyacentes prácticamente despreciables en la superficie de la oblea.
¿Por qué las ruedas de diamante ultrafinas son esenciales para el pulido de obleas?
Un proceso tradicional de rectificado puede crear arañazos profundos y daños subsuperficiales que pueden ser muy profundos y requerir un pulido intenso. Este tipo de daño puede constituir un problema grave para materiales semiconductores frágiles y duros, como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN), que son opciones poco adecuadas para el adelgazamiento mediante rectificado y pulido, ya que tienden a fracturarse, pulverizarse y partirse fácilmente con estas máquinas convencionales.
Para superar este desafío, las muelas de diamante ultrafinas utilizan granos de diamante extremadamente finos, normalmente de malla #3000 a #8000 o superior, lo que permite obtener superficies lisas que requieren relativamente poco pulido. Estas muelas emplean un sistema avanzado de enlace vítreo de alta calidad, que ofrece una elevada estabilidad dimensional y una excelente conductividad térmica, garantizando un rendimiento estable durante largas series de producción. Se ha demostrado que es factible fabricar muelas capaces de lograr una rugosidad superficial inferior a 5 nm Ra (aproximadamente superficie pulida) para fines de investigación.
Avances en la tecnología del diamante para pulido de acabado espejo
Los modelos más recientes de la técnica de abrasión con diamante han ampliado los límites de la tecnología de pulido de obleas. Los abrasivos espumados y aglomerados basados en diamante ofrecen un mejor rendimiento de corte y una menor fuerza de rectificado. Los granos presentes en la superficie de la muela de diamante pueden lograr un rectificado continuo durante el proceso, ya que los granos especificados se sustituyen por granos tratados especialmente, lo que permite mantener la consistencia en la vida útil y la nitidez de la muela, resolviendo eficazmente el problema de la necesidad frecuente de reemplazar la muela durante largas series de producción.
Las muelas de rectificado UltraPoligrind de DISCO son un buen ejemplo de estos avances: estas muelas están fabricadas con abrasivos de diamante ultrafinos que ofrecen una mayor resistencia del dado y aportan las propiedades de captación (gettering) necesarias durante el proceso de adelgazamiento de dispositivos semiconductores. Para el adelgazamiento de obleas, la zona dañada generada por estas muelas es muy delgada y, al mismo tiempo, su operación es sencilla, su manejo es fácil y su impacto ambiental es menor.
Selección del aglutinante: aglutinantes cerámicos para un rendimiento superior
Para lograr una lisura a nivel micrométrico en la oblea, es necesario considerar el sistema de aglutinante. En la rectificación de obleas se han utilizado aglutinantes metálicos y resinosos, pero ambos presentan diversas desventajas. Además de su alta resistencia, los aglutinantes metálicos no se afilan fácilmente por sí mismos y, por tanto, son menos adecuados para acabados finos. Los aglutinantes resinosos tienen baja resistencia al calor y se oxidan o descomponen a altas temperaturas.
Los enlaces vitrificados (cerámicos) se han convertido en el material más preferido para las muelas de afinado ultrapreciso de obleas debido a su resistencia, porosidad ajustable y buena humectabilidad interfacial con el diamante. Estas propiedades permiten fabricar muelas que pueden configurarse con la porosidad requerida para una entrega óptima del compuesto de pulido, así como para una eliminación óptima de las virutas, lo cual es esencial para prevenir daños térmicos en la pieza durante el pulido.
Integración con equipos avanzados de rectificado
Para un rendimiento óptimo, las muelas de diamante ultrafinas deben poder combinarse con equipos avanzados de rectificado que permitan controlar los parámetros de rectificado. Las máquinas actuales para adelgazamiento de obleas cuentan con software que recibe retroalimentación de las fuerzas de rectificado o de la corriente del motor y regula el movimiento de la muela para garantizar que se mantenga la calidad superficial.
Los sistemas de alto rendimiento utilizan una combinación de movimiento de las ruedas hacia adelante y hacia atrás con dos fines: la eliminación de material y el acabado superficial, eliminando así una operación adicional. Se ha demostrado que generan superficies con una rugosidad Ra inferior a 60 nm y sin necesidad de etapas adicionales de pulido. Los fabricantes pueden reducir el área de producción y el costo de los consumibles, manteniendo altos estándares mediante el uso de una rectificadora de husillo único equipada con software de control especializado.
Conclusión
Las muelas de rectificado con diamante súper fino son, sin duda, un avance significativo en el procesamiento de obleas semiconductoras, ya que permiten a los fabricantes de obleas lograr una superficie lisa a nivel micrométrico sin dañar excesivamente las obleas. Una comprensión profunda de la tecnología abrasiva, la optimización del sistema de aglutinante y la integración con equipos de rectificado de precisión ha ayudado a los productores de semiconductores a mantenerse al día con las exigencias cada vez más rigurosas de la fabricación actual de semiconductores. La gama de muelas industriales con diamante de REZZ ofrece soluciones de rectificado personalizadas para aplicaciones de pulido de obleas semiconductoras. ¡Contáctenos y cuéntenos qué necesita procesar en sus obleas!