Kritické rozdíly: lapování plátků vs. leštění plátků ve výrobě polovodičů
Ve složitém světě výroby polovodičů je cesta od surového křemíkového ingotu k nedotčenému, zrcadlovému -waferish plátku zázrakem přesného inženýrství. Dva klíčové procesy na této cestě jsou lapování plátků a leštění plátků. I když se často zmiňují společně, slouží v různých fázích přípravy oplatek zásadně odlišným účelům. Pochopení jejich rozdílů je zásadní pro pochopení toho, jak se vytvářejí bezchybné substráty pro mikročipy.
Lapování plátků: Umění přesného ztenčování a zploštění
Objektivní:Primárním cílem lapování není dosáhnout zrcadlové úpravy, ale korigovat geometrické nedokonalosti a přivést wafer na přesnou, přesnou, stejnoměrnou tloušťku.
Poté, co je křemíkový ingot nakrájen na jednotlivé plátky pomocí drátové pily, výsledné plátky vykazují významné poškození povrchu, deformaci, oblouk a kolísání tloušťky (total Thickness Variation
- TTV). Lapping řeší tyto nedokonalosti na-úrovni maker.
Mechanismus procesu:Během lapování jsou destičky namontovány na nosič a přitlačovány proti rotující lapovací desce v přítomnosti abrazivní kaše. Tato kaše obvykle obsahuje abraziva z oxidu hlinitého nebo karbidu křemíku-tvrdé, hrubé částice, které drtí materiál destičky.
Odběr materiálu:Jde o proces odstraňování materiálu s vysokou{0}}rychlostí, při kterém se k dosažení cílové tloušťky eliminují desítky až stovky mikrometrů křemíku.
Úleva od stresu:Účinně odstraňuje pod{0}}povrchovou vrstvu poškození způsobenou procesem krájení.
Výsledný povrch:Povrch-překrytí sloupků je matný, matný a zamlžený. I když je plochý a má stejnoměrnou tloušťku, je stále posetý mikroskopickými prasklinami a defekty, což jej činí nevhodným pro výrobu obvodů.
V podstatě je lapování proces hromadného odstraňování a vyrovnávání.
Leštění plátků: Snaha o dokonalost nanoměřítek
Objektivní:Cílem leštění je přeměnit drsný, lapovaný povrch na atomově hladký, -bezvadný a zrcadlový- povrch. Tento nedotčený povrch je nezbytný pro následné procesy, jako je fotolitografie, kde jsou obvodové vzory vytištěny s přesností na nanometr{3}}.
Mechanismus procesu:Leštění je mnohem jemnější a rafinovanější chemický-mechanický proces. Nejběžnější metodou je chemické mechanické leštění (CMP).
Chemické-mechanické působení:Destička se přitlačí lícem-dolů na měkkou, porézní leštící podložku. Aplikuje se specializovaná chemická suspenze, často obsahující koloidní oxid křemičitý (extrémně jemné, kulovité částice) a reaktivní chemikálie, jako je hydroxid draselný (KOH).
Chemická složka měkce oxiduje a zeslabuje vrchní vrstvu křemíku.
Mechanické působení abrazivních částic a padu jemně smete tuto změkčenou vrstvu.
Odběr materiálu:Rychlosti odstraňování jsou velmi nízké, často v řádu mikrometrů nebo dokonce méně za minutu. Důraz je kladen na dokonalost, ne na rychlost.
Výsledný povrch:Konečný povrch je výjimečně hladký, s drsností měřenou v Angstromech (Å). Je bez mechanického poškození způsobeného předchozími kroky a vytváří dokonalý krystalický povrch pro stavbu zařízení.
Leštění je v podstatě konečným dokončovacím a planarizačním procesem.
Klíčové rozdíly na první pohled
| Funkce|Lapování oplatek|Leštění plátků |
| Primární cíl| Korekce osnovy/boku, zlepšení rovinnosti, kontrola tloušťky (snížení TTV)|Vytvořte atomově hladký, zrcadlový-bezvadný povrch |
| Procesní příroda| Primárně mechanické broušení|Chemo-mechanické (CMP) |
| Použité brusivo Použité| Hrubý a tvrdý (např. Al₂O₃, SiC)|Jemný a měkký (např. koloidní oxid křemičitý) |
| Míra úběru materiálu (MRR)| Vysoká|Velmi nízká |
| Povrchová úprava| Drsný, hrubý, matný, zamlžený (mikrometrická-úroveň drsnosti)|Hladký, zrcadlový, zrcadlový-jako (hrubost Angstrom-úrovně) |
| Poškození pod-povrchu| Způsobuje mechanické poškození, které je nutné později odstranit|Odstraňuje podpovrchové-poškození a vytváří dokonalou krystalickou strukturu |
| Fáze toku procesu| Provádí se po krájení a před leptáním|Poslední krok v přípravě plátku před epitaxí nebo výrobou zařízení |
Závěr: Sekvenční partnerství
Spíše než konkurenční techniky jsou lapování plátků a leštění plátků doplňkovými kroky v sekvenčním partnerství. Představte si lapování jako "hrubou tesařinu", která tvaruje dřevěný blok a zajišťuje, že má správnou velikost, čtverec a plochý. Leštění je tedy „jemné broušení a lakování“, které vytváří hladký, bezchybný povrch připravený ke konečnému použití.
Destičku nelze účinně vyleštit bez předchozího lapování, protože hrubé nerovnosti by nebylo možné rovnoměrně odstranit. Naopak, pouze lapovaný-wafer je pro moderní polovodičová zařízení nepoužitelný kvůli svému poškozenému a nepravidelnému povrchu. Tyto dva procesy společně zajišťují, že základní substrát-křemíkový plátek-splňuje extrémní standardy plochosti, tloušťky a hladkosti, které jsou nutné pro vytvoření komplexních integrovaných obvodů, které pohánějí náš digitální svět.
