EN
Общая выходная годность и эксплуатационные характеристики полупроводниковых компонентов напрямую зависят от качества поверхности полупроводника. Размер кристаллов уменьшается, поэтому требуется ещё более гладкая поверхность пластины без каких-либо физических повреждений на её подложке. Сверхтонкие алмазные шлифовальные круги являются одним из прорывных инновационных решений для тонирования и полировки тонкоплёночных пластин: они обеспечивают выравнивание поверхности пластины с точностью до микронов при практически нулевом повреждении подповерхностного слоя.
Почему сверхтонкие алмазные круги необходимы для полировки пластин
Традиционный процесс шлифования может оставлять глубокие царапины и подповерхностные повреждения значительной глубины, требующие интенсивной последующей полировки. Такие повреждения представляют серьёзную проблему для хрупких и твёрдых полупроводниковых материалов, таких как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), которые плохо подходят для тонирования методами шлифования и полировки, поскольку склонны к растрескиванию, дроблению и расщеплению при использовании стандартного оборудования.
Для решения этой задачи используются алмазные круги сверхтонкого помола с чрезвычайно мелкими алмазными абразивными зёрнами, как правило, от № 3000 до № 8000 по сетке или ещё мельче, что позволяет получать гладкие поверхности, требующие сравнительно небольшой последующей полировки. Такие круги изготавливаются с применением высококачественной передовой витрифицированной связки, обеспечивающей высокую размерную стабильность и превосходную теплопроводность, что гарантирует стабильную работу в течение длительных производственных циклов. Круги, способные обеспечить шероховатость поверхности менее 5 нм Ra (примерно как у полированной поверхности), уже продемонстрировали свою применимость в научных исследованиях.
Новейшие достижения в области алмазных технологий для полировки до зеркального блеска
Самые новые модели алмазной абразивной технологии расширили границы технологий полировки пластин. Пористые и агломерированные абразивы на основе алмазов обеспечивают более высокую режущую способность и меньшее шлифовальное усилие. Зёрна на поверхности алмазного шлифовального круга могут обеспечивать непрерывное шлифование в процессе за счёт замены определённых зёрен специально обработанными зёрнами, что позволяет поддерживать стабильность срока службы и остроты шлифовального круга и эффективно решать проблему частой замены шлифовального круга при длительных производственных циклах.
Абразивные круги UltraPoligrind компании DISCO являются хорошим примером таких разработок: эти абразивные круги изготавливаются из ультрамелкозернистых алмазных абразивов, которые обеспечивают повышенную прочность кристаллов и требуемые свойства «поглощения» примесей в процессе тонирования полупроводниковых устройств. При тонировании пластин повреждённый слой, создаваемый такими абразивными кругами, получается очень тонким; при этом они просты в эксплуатации, удобны в обращении и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду.
Выбор связки: керамические связки для превосходной производительности
Для достижения шероховатости поверхности пластины на уровне микронов необходимо учитывать тип связующей системы. При шлифовании пластин применялись металлические и смолистые связки, однако у них имеется ряд недостатков. Помимо высокой прочности, металлические связки плохо самоочищаются и поэтому менее пригодны для финишной обработки. Смолистые связки обладают низкой термостойкостью и при высоких температурах окисляются или разлагаются.
Стекловидные (керамические) связки стали наиболее предпочтительным материалом для ультраточных шлифовальных кругов для утонения пластин благодаря своей прочности, регулируемой пористости и хорошей смачиваемости границы раздела с алмазом. Эти свойства позволяют изготавливать круги с заданной пористостью, что обеспечивает оптимальную подачу полировальной пасты, а также оптимальное удаление стружки — это критически важно для предотвращения термического повреждения обрабатываемой детали в процессе полировки.
Интеграция с передовым шлифовальным оборудованием
Для достижения наилучших результатов ультрамелкие алмазные круги должны совместимо использоваться с передовым шлифовальным оборудованием, позволяющим точно контролировать параметры шлифования. Современные станки для утонения пластин оснащены программным обеспечением, которое получает обратную связь от сил шлифования или тока двигателя и регулирует движение круга для обеспечения стабильного качества поверхности.
Системы высокой производительности используют комбинацию прямого и обратного вращения колёс для двух целей: удаления материала и отделки поверхности, что позволяет исключить дополнительную операцию. Было показано, что такие системы обеспечивают получение поверхностей с более низкой шероховатостью Ra менее 60 нм без необходимости последующих этапов полировки. Производители могут сократить площадь производственного участка и расходы на расходные материалы, сохраняя при этом высокие стандарты качества за счёт применения однопинольного шлифовального станка со специализированным программным обеспечением управления.
Заключение
Сверхточные алмазные шлифовальные круги, несомненно, представляют собой прорыв в обработке полупроводниковых пластин: они позволяют достичь шероховатости на уровне микронов, не повреждая при этом пластины. Глубокое понимание абразивных технологий, оптимизация связующих систем и интеграция с высокоточным шлифовальным оборудованием помогают производителям полупроводников соответствовать постоянно растущим требованиям современного полупроводникового производства. Промышленные алмазные шлифовальные круги REZZ обеспечивают индивидуальные решения для шлифовки и полировки полупроводниковых пластин. Свяжитесь с нами и сообщите, какие операции по обработке пластин вам необходимы.