EN
Ogólna wydajność i jakość komponentów półprzewodnikowych zależą bezpośrednio od jakości powierzchni półprzewodnika. Rozmiar układów scalonych zmniejsza się, co wymaga jeszcze gładziej powierzchni płytek krzemowych bez uszkodzeń fizycznych na ich podłożu. Ultra-drobne szlifierki diamentowe to jedna z przełomowych innowacji wpływających na cienkowarstwowe cienkowanie i polerowanie płytek krzemowych; zapewniają one wyrównywanie powierzchni płytek na poziomie mikrometrów przy praktycznie zerowym uszkodzeniu warstwy podpowierzchniowej.
Dlaczego ultra-drobne szlifierki diamentowe są niezbędne do polerowania płytek krzemowych
Tradycyjny proces szlifowania może powodować głębokie zadrapania i uszkodzenia podpowierzchniowe o znacznej głębokości, które wymagają intensywnego polerowania. Takie uszkodzenia stanowią poważny problem dla kruchych i twardych materiałów półprzewodnikowych, takich jak karbid krzemu (SiC) i azotek galu (GaN), które są mało odpowiednie do cienkowania metodą szlifowania i polerowania, ponieważ łatwo pękają, kruszą się i rozdwajają się przy użyciu standardowych maszyn.
Aby pokonać ten wyzwanie, ultra-cienkie tarcze diamentowe wykorzystują wyjątkowo drobne ziarna diamentu, zwykle o uziarnieniu #3000–#8000 lub wyższym, co pozwala uzyskać gładkie powierzchnie wymagające stosunkowo niewielkiego polerowania. Tarcze te korzystają z wysokiej jakości, zaawansowanego szklistego systemu wiązania, zapewniającego dużą stabilność wymiarową oraz doskonałą przewodność cieplną, co gwarantuje stabilną pracę podczas długotrwałych cykli produkcyjnych. Zbadano możliwość wytworzenia tarcz zdolnych do osiągnięcia chropowatości powierzchni poniżej 5 nm Ra (powierzchnia zbliżona do polerowanej).
Postępy w technologii diamentowej do polerowania do lustrzanego połysku
Najnowsze modele techniki szlifowania diamentowego poszerzyły granice technologii polerowania płytek krzemowych. Piankowe i aglomerowane środki szlifujące na bazie diamentu zapewniają lepszą wydajność cięcia oraz mniejszą siłę szlifowania. Ziarna na powierzchni koła szlifierskiego diamentowego mogą zapewnić ciągłe szlifowanie w trakcie procesu, ponieważ określone ziarna są zastępowane specjalnie przetworzonymi ziarnami, co pozwala osiągnąć stałość żywotności i ostrości koła szlifierskiego oraz skutecznie rozwiązać problem częstej konieczności wymiany koła szlifierskiego podczas długotrwałych cykli produkcyjnych.
Koła szlifujące UltraPoligrind firmy DISCO są dobrym przykładem tych rozwojów: są one wykonane z nadmiernie drobnych ścierniw diamentowych, które zapewniają wyższą wytrzymałość kruszywa oraz właściwości getterowe wymagane podczas procesu cieniowania urządzeń półprzewodnikowych. W przypadku cieniowania płytek krzemowych strefa uszkodzenia tworzona przez te koła szlifujące jest bardzo cienka, a jednocześnie łatwa w obsłudze, łatwa w manipulowaniu i ma mniejszy wpływ na środowisko.
Wybór spoiwa: spoiwa ceramiczne do wyższej wydajności
Aby osiągnąć gładkość płytki na poziomie mikronów, konieczne jest uwzględnienie systemu spoiwa. W szlifowaniu płytek stosowano dotychczas spoiwa metalowe i żywiczne, lecz oba mają różne wady. Oprócz dużej wytrzymałości spoiwa metalowe nie posiadają łatwości samoostrzenia, co czyni je mniej odpowiednimi do precyzyjnego wykańczania. Spoiwa żywiczne charakteryzują się niską odpornością na temperaturę i ulegają utlenieniu lub rozkładowi w wysokich temperaturach.
Szklane (ceramiczne) wiązania stały się najbardziej preferowanym materiałem do kół do nadprecyzyjnego cieniowania wafli ze względu na ich wytrzymałość, regulowaną porowatość oraz dobrą zwilżalność interfejsową z diamentem. Właściwości te pozwalają na produkcję kół, których porowatość można dostosować do wymaganych potrzeb – zarówno w celu optymalnej dostawy środka polerskiego, jak i optymalnego usuwania wiórków, co jest kluczowe do zapobiegania uszkodzeniom termicznym obrabianego przedmiotu podczas polerowania.
Integracja z zaawansowanym sprzętem szlifierskim
Aby osiągnąć najlepsze wyniki, bardzo drobnoziarniste koła diamentowe powinny być kompatybilne z zaawansowanym sprzętem szlifierskim umożliwiającym kontrolę parametrów szlifowania. Obecne maszyny do cieniowania wafli są wyposażone w oprogramowanie, które odbiera dane zwrotne dotyczące sił szlifowania lub prądu silnika oraz reguluje ruch koła, aby zapewnić utrzymanie wymaganej jakości powierzchni.
Wysokowydajne systemy wykorzystują połączenie ruchu kół szlifierskich w przód i w tył do dwóch celów: usuwania materiału oraz wykańczania powierzchni, eliminując w ten sposób dodatkową operację. Udowodniono, że pozwalają one uzyskiwać powierzchnie o niższej chropowatości Ra, mniejszej niż 60 nm, bez konieczności stosowania kolejnych etapów polerowania. Producentom udaje się zmniejszyć powierzchnię produkcyjną oraz koszty zużywalnych materiałów, zachowując przy tym wysokie standardy dzięki zastosowaniu jednej szlifierki wrzecionowej wyposażonej w specjalistyczne oprogramowanie sterujące.
Podsumowanie
Superprecyzyjne tarcze szlifowe diamentowe to zdecydowanie krok w przód w obróbce płytek półprzewodnikowych, umożliwiając producentom osiąganie gładkości na poziomie mikronów bez uszkadzania płytek. Dogłębna znajomość technologii ścierniwa, optymalizacja systemu spoiwa oraz integracja z precyzyjnymi urządzeniami szlifowymi pomogła producentom półprzewodników nadążyć za coraz bardziej wymagającymi standardami współczesnej produkcji półprzewodników. Asortyment przemysłowych tarcz szlifowych diamentowych firmy REZZ oferuje dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania szlifowe do polerowania płytek półprzewodnikowych. Skontaktuj się z nami i powiedz nam, jakie operacje szlifowe musisz wykonać na swoich płytkach.