EN
Tỷ lệ thành phẩm và hiệu năng tổng thể của các linh kiện bán dẫn phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng bề mặt bán dẫn. Kích thước chip ngày càng nhỏ hơn, đòi hỏi bề mặt phôi phải nhẵn mịn hơn nữa và không gây tổn thương vật lý lên bề mặt nền. Các bánh mài kim cương siêu mịn là một trong những đột phá đổi mới ảnh hưởng đến quá trình làm mỏng và đánh bóng phôi màng mỏng, giúp bạn đạt được độ nhẵn bề mặt phôi ở cấp micromet, đồng thời gây tổn thương dưới bề mặt gần như không đáng kể.
Tại sao các bánh mài kim cương siêu mịn lại thiết yếu đối với công đoạn đánh bóng phôi
Một quy trình mài truyền thống có thể tạo ra các vết xước sâu và hư hại dưới bề mặt, thường rất sâu, do đó cần đánh bóng mạnh. Loại hư hại này có thể là vấn đề nghiêm trọng đối với các vật liệu bán dẫn giòn và cứng như silicon carbide (SiC) và gallium nitride (GaN), vốn là những lựa chọn kém phù hợp để làm mỏng bằng mài và đánh bóng vì chúng dễ nứt vỡ, vỡ vụn và tách lớp khi sử dụng các máy tiêu chuẩn.
Để khắc phục thách thức này, các bánh xe kim cương siêu mịn sử dụng hạt kim cương cực kỳ mịn, thường từ lưới #3000 đến #8000 hoặc cao hơn, nhằm tạo ra bề mặt nhẵn mịn, từ đó chỉ cần đánh bóng ở mức độ tương đối thấp. Những bánh xe này sử dụng hệ liên kết thủy tinh tiên tiến, chất lượng cao, mang lại độ ổn định kích thước vượt trội và khả năng dẫn nhiệt xuất sắc, đảm bảo hiệu suất ổn định trong suốt các ca sản xuất dài. Các nghiên cứu đã chứng minh khả thi việc chế tạo bánh xe đạt độ nhám bề mặt dưới 5 nm Ra (tương đương bề mặt đã được đánh bóng).
Những tiến bộ trong công nghệ kim cương dành cho đánh bóng hoàn thiện bề mặt gương
Các mô hình mới nhất của kỹ thuật mài mòn kim cương đã nâng cao giới hạn của công nghệ đánh bóng oxi hóa. Các chất mài mòn dạng bọt và kết tụ dựa trên kim cương mang lại hiệu suất cắt tốt hơn và lực mài giảm. Các hạt trên bề mặt đá mài kim cương có thể duy trì quá trình mài liên tục trong suốt quá trình nhờ việc thay thế các hạt theo thông số kỹ thuật bằng các hạt đã được xử lý đặc biệt, từ đó đảm bảo độ ổn định về tuổi thọ và độ sắc bén của đá mài, đồng thời giải quyết hiệu quả vấn đề phải thay đá mài thường xuyên trong các ca sản xuất kéo dài.
Các đá mài UltraPoligrind của DISCO là một ví dụ điển hình cho những tiến bộ này: Những đá mài này được làm từ các hạt mài kim cương siêu mịn, giúp tăng độ bền của chip và mang lại tính chất thu hồi tạp chất (gettering) cần thiết trong quá trình làm mỏng linh kiện bán dẫn. Đối với việc làm mỏng oxi hóa (wafer thinning), vùng hư hại do những đá mài này tạo ra rất mỏng, đồng thời dễ vận hành, dễ thao tác và ít gây ảnh hưởng đến môi trường.
Lựa chọn chất kết dính: Chất kết dính gốm để đạt hiệu suất vượt trội
Để đạt được độ nhẵn ở mức micromet cho oxi hóa, cần xem xét kỹ hệ thống kết dính. Trong quá trình mài oxi hóa, người ta thường dùng chất kết dính kim loại và chất kết dính nhựa, nhưng cả hai đều có nhiều hạn chế. Ngoài độ bền cao, chất kết dính kim loại còn khó tự mài sắc lại, nên ít phù hợp cho công đoạn hoàn thiện tinh. Chất kết dính nhựa thì chịu nhiệt kém, dễ bị oxy hóa hoặc phân hủy ở nhiệt độ cao.
Các chất kết dính vitrified (gốm) đã trở thành vật liệu được ưa chuộng nhất cho các bánh xe mài mỏng wafer độ chính xác cực cao nhờ độ bền cao, độ xốp có thể điều chỉnh và khả năng thấm ướt giao diện tốt với kim cương. Các đặc tính này cho phép sản xuất các bánh xe có thể thiết lập độ xốp phù hợp để cung cấp hợp chất đánh bóng một cách tối ưu cũng như loại bỏ vụn mài một cách hiệu quả — điều kiện thiết yếu nhằm ngăn ngừa tổn thương nhiệt trên phôi trong quá trình đánh bóng.
Tích hợp với thiết bị mài tiên tiến
Để đạt hiệu suất tốt nhất, các bánh xe kim cương siêu mịn cần có khả năng kết hợp với thiết bị mài tiên tiến cho phép kiểm soát các thông số mài. Các máy mài mỏng wafer hiện đại được trang bị phần mềm nhận tín hiệu phản hồi từ lực mài hoặc dòng điện động cơ, đồng thời điều chỉnh chuyển động của bánh xe nhằm đảm bảo duy trì chất lượng bề mặt.
Các hệ thống hiệu suất cao sử dụng sự kết hợp giữa chuyển động bánh xe tiến và lùi nhằm hai mục đích: loại bỏ vật liệu và hoàn thiện bề mặt, nhờ đó loại bỏ một công đoạn bổ sung. Đã chứng minh rằng phương pháp này tạo ra bề mặt có độ nhám Ra thấp hơn 60 nm và không cần các giai đoạn đánh bóng thêm. Các nhà sản xuất có thể giảm diện tích sản xuất và chi phí vật tư tiêu hao, đồng thời duy trì các tiêu chuẩn cao bằng cách sử dụng một máy mài trục chính đơn kèm phần mềm điều khiển chuyên dụng.
Kết luận
Các bánh mài kim cương siêu mịn chắc chắn là một bước tiến lớn trong quy trình xử lý phôi bán dẫn, giúp các nhà sản xuất phôi đạt được độ nhẵn ở mức micromet mà không làm tổn hại đến phôi. Việc hiểu sâu về công nghệ mài mòn, tối ưu hóa hệ thống liên kết và tích hợp với thiết bị mài chính xác đã hỗ trợ các nhà sản xuất bán dẫn đáp ứng kịp thời những yêu cầu ngày càng khắt khe trong sản xuất bán dẫn hiện nay. Dòng bánh mài kim cương công nghiệp của REZZ cung cấp các giải pháp mài được thiết kế riêng cho ứng dụng đánh bóng phôi bán dẫn. Hãy gọi cho chúng tôi và cho chúng tôi biết bạn cần xử lý gì trên phôi.