Lepjenje polprevodniških plošč: ultrafini diamantni kolesa za gladkost na mikronski ravni

Skupna izkoristek in zmogljivost polprevodniških komponent sta neposredno odvisna od kakovosti površine polprevodnika. Velikost čipov se zmanjšuje, kar zahteva še gladkejšo površino plošče brez fizične poškodbe podlage. Ultrafini diamantni brusni krogi so ena od prebojnih inovacij pri tankofilmskem tanjšanju in lepljenju plošč; omogočajo gladkost plošč na mikronski ravni, hkrati pa povzročajo zanemarljivo poškodbo podpovršja.

Zakaj so ultrafini diamantni brusni krogi nujni za lepljenje plošč

Tradicionalni postopek brušenja lahko povzroči globoke reze in poškodbe pod površino, ki so lahko zelo globoke ter zahtevajo intenzivno lakanje. Te poškodbe predstavljajo resen problem za krhke in trde polprevodniške materiale, kot sta silicijev karbid (SiC) in galijev nitrid (GaN), saj so zaradi njihove nagnjenosti k razpokanju, drobljenju in razcepu z običajnimi napravami slaba izbira za tanjšanje s pomočjo brušenja in lakanja.

Za premagovanje te težave ultrafini diamantni kolesa uporabljajo izjemno fine diamantne zrnate delce, običajno mrežne velikosti #3000 do #8000 ali večje, da ustvarijo gladke površine, za katere je potrebno le majhno količino lakanja. Ta kolesa uporabljajo visokokakovostni, napreden steklasti vezivni sistem, ki zagotavlja visoko dimenzionalno stabilnost in odlično toplotno prevodnost, kar zagotavlja stabilno delovanje med dolgimi proizvodnimi cikli. Kolesa, ki omogočajo dosego površinske hrapavosti pod 5 nm Ra (približno lakovana površina), so že bila v raziskavah dokazana kot izvedljiva.

Napredek v diamantni tehnologiji za lakanje do ogledalne površine

Najnovejši modeli diamantne brušenjske tehnike so razširili meje tehnologije ljudskega brušenja. Diamantni penasti in aglomerirani brusni materiali omogočajo boljšo rezalno zmogljivost in manjšo brušilno silo. Zrna na površini diamantnega brušilnega kolesa lahko med procesom dosežejo neprekinjeno brušenje, saj se določena zrna nadomestijo z posebej obdelanimi zrni, kar zagotavlja enakomernost življenjske dobe in ostrine brušilnega kolesa ter učinkovito reši težavo pogostega menjavanja brušilnega kolesa med dolgimi proizvodnimi cikli.

Brišni krogi UltraPoligrind podjetja DISCO so dober primer teh razvojev: Ti brišni krogi so izdelani iz izjemno drobnih diamantnih brusnih sredstev, ki zagotavljajo višjo trdnost čipov in lastnosti za zajemanje onesnaževalcev (gettering), potrebne med procesom tanjšanja polprevodniških naprav. Pri tanjšanju ploščic je poškodovana površina, ki jo ustvarijo ti brišni krogi, izjemno tanka; hkrati pa so enostavni za uporabo, enostavni za rokovanje in manj škodljivi za okolje.

Izbira veziva: keramična veziva za nadrejeno zmogljivost

Za dosego gladkosti ploščic na mikronski ravni je treba upoštevati tudi sistem veziva. Pri brušenju ploščic se tradicionalno uporabljajo kovinska in smolna veziva, vendar imajo ta različne pomanjkljivosti. Kovinska veziva, čeprav imajo visoko trdnost, se ne ostrijajo samodejno in zato niso primerna za fino končno obdelavo. Smolna veziva niso zelo odporna proti toploti in pri visokih temperaturah oksidirajo ali se razgradijo.

Stekleni (keramični) vezivi so postali najbolj priželjen material za ultra natančne kolesa za tanko obdelavo ploščic zaradi njihove trdnosti, nastavljive poroznosti in dobre mejačne mokrosti z diamantom. Te lastnosti omogočajo izdelavo koles, ki jih je mogoče nastaviti na zahtevano poroznost za optimalno dostavo brušnega sredstva ter za optimalno odstranjevanje odpadkov, kar je bistveno za preprečevanje toplotne škode na obdelovancu med brušenjem.

Vgrajenost v napredno brušno opremo

Za najboljše delovanje bi se ultra drobna diamantna kolesa morala lahko kombinirati z napredno brušno opremo, ki omogoča nadzor brušnih parametrov. Današnji stroji za tanko obdelavo ploščic imajo programske opreme, ki sprejmejo povratne informacije o brušnih silah ali toku motorja ter regulirajo gibanje kolesa, da se zagotovi ohranitev kakovosti površine.

Sistemi visoke zmogljivosti uporabljajo kombinacijo naprej in nazaj usmerjenega gibanja koles za dve nameni: odstranjevanje materiala in končno obdelavo površine, s čimer izločijo dodatno operacijo. Dokazano je, da ustvarjajo površine z nižjo hrapavostjo Ra, manj kot 60 nm, brez potrebe po nadaljnjih fazah lakanja. Proizvajalci lahko zmanjšajo površino proizvodnje in stroške porabnih materialov ter ohranijo visoke standarde z uporabo enosučne brusilne naprave skupaj s specializirano programsko opremo za nadzor.

Zaključek

Nadzelo fine diamantske brusilne plošče so zagotovo skok naprej pri obdelavi polprevodniških plošč, saj omogočajo proizvajalcem plošč doseganje gladkosti na ravni mikronov, ne da bi poškodovali plošče. Podrobno razumevanje tehnologije abrazivov, optimizacije vezivnega sistema ter integracije z natančno brusilno opremo je pomagalo proizvajalcem polprevodnikov slediti vedno zahtevnejšim zahtevam sodobne proizvodnje polprevodnikov. REZZ-ova serija industrijskih diamantskih brusilnih plošč ponuja prilagojene rešitve za brušenje pri poliranju polprevodniških plošč. Pokličite nas in nam povejte, kaj potrebujete za obdelavo plošč.