Cách đánh bóng tấm silicon

Chuẩn bị trước khi đánh bóng

Trước khi bắt đầu quá trình đánh bóng thực tế, có một số bước chuẩn bị quan trọng:

Làm sạch

Làm sạch hoàn toàn các bề mặt tấm wafer để loại bỏ bất kỳ hạt còn sót lại hoặc dư lượng hóa chất nào từ các quá trình trước đó như mài hoặc khắc. Sự ô nhiễm có thể dẫn đến khuyết tật bề mặt trong quá trình đánh bóng. Chúng tôi khuyên bạn nên làm sạch thông qua:

SC-1 sạch sẽ- Nóng amoni hydroxit, hydro peroxit và nước theo tỷ lệ 1:1:5 ở 75 độ trong 10 phút

SC-2 sạch sẽ- Axit clohydric nóng, hydrogen peroxide và nước theo tỷ lệ 1:1:6 ở 75 độ trong 10 phút

Rửa nhanh (QDR)- Nhiều lần tắm với nước DI tràn trong 2-3 phút mỗi lần

Điều tra

Kiểm tra cẩn thận các bề mặt wafer sau khi làm sạch bằng chế độ trường sáng để kiểm tra:

Các hạt hoặc vết bẩn còn sót lại

Các vết rỗ, vết trầy xước hoặc hư hỏng dưới bề mặt từ các quy trình trước đó

Các khiếm khuyết vật lý khác như sứt mẻ/vết nứt ở cạnh

Giải quyết mọi vấn đề ở giai đoạn này trước khi đánh bóng để tránh làm trầm trọng thêm các khuyết điểm.

Áp dụng lớp nền

Phủ một lớp keo dính vào mặt sau của tấm bán dẫn để cung cấp sự hỗ trợ đồng đều trong quá trình đánh bóng và ngăn ngừa hư hỏng mặt sau:

Phủ 1-2 lớp chất kết dính có thể chữa được bằng tia cực tím

Đảm bảo được xử lý hoàn toàn trước khi đánh bóng

Bảng 1. Các lớp nền được đề xuất

Thiết bị đánh bóng

Các khả năng chính:

Tốc độ trục chính thay đổi lên tới 120 vòng/phút

Lực ép xuống/áp suất có thể lập trình lên tới 8 psi

Giám sát mô-men xoắn thời gian thực

Tự động phân phối/cho ăn bùn

Trạm làm sạch sau đánh bóng tích hợp

Các bước quy trình đánh bóng

Các bước đánh bóng chính được nêu dưới đây:

Chuẩn bị/làm sạch Pad đánh bóng

Chọn chất liệu đệm thích hợp (xem khuyến nghị sau)

Điều kiện miếng đệm mới bằng cách ngâm tẩm kim cương

Trước mỗi lần chạy, hãy lót miếng đệm bằng đĩa kim cương để làm mới bề mặt

núi wafer

Cố định tấm wafer chắc chắn vào mâm cặp/vật mang wafer

Trung tâm wafer đúng cách để đảm bảo đánh bóng đồng đều

Đặt tham số quy trình

Tốc độ trục chính -30-60 vòng/phútđặc trưng

Áp lực -3-5 psiđặc trưng

Tốc độ nạp bùn -100-250 ml/phút

Thời gian xử lý - Phụ thuộc vào yêu cầu loại bỏ vật liệu

Bắt đầu chu trình đánh bóng

Bắt đầu quay trục chính

Phân phối bùn vào giữa miếng đệm liên tục

Hạ mâm cặp wafer và miếng đệm tham gia theo áp suất đặt

Giám sát mô-men xoắn trong suốt quá trình

Làm sạch sau đánh bóng

Làm sạch kỹ lưỡng sau khi đánh bóng là rất quan trọng để loại bỏ cặn và giảm thiểu khuyết tật:

Sơ cấp sạch- Chà bề mặt tấm wafer bằng dung dịch gốc amoni hydroxit hoặc axetat

Làm sạch thứ cấp- Nhúng nhanh vào HF hoặc dung dịch axit khác để loại bỏ dư lượng hóa chất

QDR - Nhiều bồn tắm tràn trong 3-5 phút mỗi bồn

Kiểm tra lại các tấm wafer đã hoàn thiện sau khi làm sạch. Làm lại/đánh bóng lại bất kỳ khu vực cần thiết nào trước khi tiến hành các bước quy trình tiếp theo.

Tối ưu hóa quy trình đánh bóng wafer silicon

Có một số thông số chính có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa quá trình đánh bóng wafer:

Lực ép xuống/Áp lực được áp dụng

Áp suất cao hơn làm tăng tốc độ đánh bóng/loại bỏ vật liệu

Quá nhiều áp lực dẫn đến làm tròn cạnh, vết nứt nhỏ

3-5 psi tối ưu cho hầu hết các ứng dụng

Tốc độ quay

Tăng nhiệt độ ở giao diện pad-wafer

Tốc độ cao hơn làm tăng tốc độ đánh bóng lên đến một điểm

30-60 vòng/phútthích hợp cho hầu hết các quy trình hàng loạt

Vật liệu đệm

Việc lựa chọn vật liệu đệm tác động đến các yếu tố chính như tốc độ đánh bóng, độ hoàn thiện bề mặt và mức độ khuyết tật:

Bảng 2. So sánh chất liệu đệm

Miếng đệm mềm cắt nhanh hơn nhưng kết thúc không mịn bằng

Miếng đệm cứng đánh bóng chậm hơn và đánh bóng cao hơn

Quy trình gồm nhiều bước lý tưởng khi sử dụng phần đệm cuối cùng khó hơn

Tối ưu hóa bùn

Cân bằng hàm lượng mài mòn/hóa học/độ pH/tốc độ dòng chảy tới hạn

Điều chỉnh công thức bùn phù hợp với ứng dụng và vật liệu đệm

Liên tục kiểm tra và cải tiến sản phẩm bùn của chúng tôi để có kết quả tối ưu

Phân tích sau đánh bóng

Việc đánh giá và phân tích chất lượng tấm wafer sau đánh bóng là bắt buộc để đảm bảo đáp ứng các thông số kỹ thuật và xác định các cải tiến quy trình. Các phân tích chính bao gồm:

Độ nhám bề mặt

Đo dữ liệu Ra, RMS, PSD và HF

Giám sát hình dạng/độ phẳng bước sóng dài

Xác định các vết trầy xước, hố, hạt, cần đánh bóng thêm

Độ dày màng

Xác nhận loại bỏ (các) lớp có độ dày cần thiết

Kiểm tra độ đồng đều trên bề mặt wafer

Mức độ khói mù

Đo % khói mù và phân bổ

Đảm bảo thiệt hại bề mặt còn lại tối thiểu cho mỗi thông số ứng dụng

Kiểm tra khuyết tật

Sử dụng trường sáng, trường tối, v.v. để phát hiện các khuyết điểm còn lại

So sánh mức độ/loại lỗi trước và sau khi đánh bóng

Dữ liệu phản hồi để điều chỉnh pad, bùn, thông số

Các công cụ đo lường tích hợp của chúng tôi cung cấp khả năng phân tích toàn diện để kiểm soát quy trình một cách tối ưu.

Hoàn thiện bề mặt

Ra< 1 angstrom có ​​thể

RMS< 2 angstrom thông số kỹ thuật điển hình

Giảm thiểu độ nhám vi mô thông qua tối ưu hóa quy trình

Tổng biến thiên độ dày (TTV)

Có thể dễ dàng đạt được TTV < 1 um trên đường kính wafer

TIR < 3 cung-giây khả thi trên quang học lớn

Tính đồng nhất của độ dày dưới nanomet được chứng minh

Mật độ khuyết tật

Không có vết xước nano nhờ khả năng điều hòa miếng đệm, tối ưu hóa nguồn cấp dữ liệu

< 5 defects/cm^2 over large areas

Phát hiện và giảm thiểu hạt xuống<0.1 um

Hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để xem xét các yêu cầu kỹ thuật của bạn và chúng tôi sẽ điều chỉnh quy trình đánh bóng toàn diện để đáp ứng ngay cả những thông số kỹ thuật nghiêm ngặt nhất.