A szuperkemény csiszolóanyagok kulcsszerepet játszanak a félvezetőiparban, lehetővé téve a nagy pontosságú gyártási folyamatokat, amelyek elengedhetetlenek a fejlett félvezető eszközök előállításához. Szuperkemény csiszolóanyagok beszállítójaként első kézből tapasztaltam, hogy ezek az anyagok hogyan alakították át a félvezetőgyártási környezetet. Ebben a blogban a szuperkemény csiszolóanyagok félvezetőiparban való különféle alkalmazásaival foglalkozom.
Ostya szeletelés
A szuperkemény csiszolóanyagok egyik elsődleges alkalmazása a félvezetőiparban az ostyaszeletelés. Az ostyák félvezető anyag, jellemzően szilícium vékony szeletei, amelyek az integrált áramkörök alapjául szolgálnak. A jó minőségű ostyák előállításához pontos szeletelés szükséges. A szuperkemény csiszolóanyagokat, például a gyémántot vágóhuzalok vagy pengék formájában használják.
A gyémánt bevonatú vágóhuzalok rendkívül hatékonyan vágják a nagy átmérőjű szilícium tuskákat vékony szeletekre. A gyémánt keménysége lehetővé teszi, hogy minimális forgácsolással és sérüléssel vágja át a kemény szilícium anyagot. Ez sima felületű és pontos vastagságú lapkákat eredményez, amelyek kulcsfontosságúak a következő félvezető-gyártási lépésekben. Például egy kis eltérés az ostya vastagságában egyenetlen adalékoláshoz és elektromos teljesítményproblémákhoz vezethet a végső integrált áramkörökben.
Ostyacsiszolás és polírozás
Szeletelés után az ostyákat csiszolni és polírozni kell, hogy elérjük a kívánt síkságot és felületi minőséget. A szuperkemény csiszolóanyagok nélkülözhetetlenek ezekben a folyamatokban. A gyémánt csiszolóanyagokat általában ostyacsiszoláshoz használják. Gyorsan el tudják távolítani a felesleges anyagot az ostya felületéről, csökkentve a vastagságot a kívánt specifikációra.
A polírozás még kritikusabb lépés, mivel ez határozza meg az ostya felületi érdességét. A kémiai-mechanikai polírozás (CMP) egy széles körben használt technika a félvezetőiparban, és a szuperkemény csiszolóanyagok a CMP-iszapok kulcsfontosságú összetevői. Például a CMP-ben gyakran használnak kolloid szilícium-dioxid részecskéket, de bizonyos esetekben gyémánt csiszolóanyagokat is adnak hozzá a polírozás hatékonyságának fokozása érdekében, különösen a nehezen polírozható anyagok esetében, vagy ha nagy eltávolítási sebességre van szükség.
A csiszolással és polírozással kapott sima és sík felület elengedhetetlen a fotolitográfiához, amely az integrált áramkörök mintázására szolgál az ostyán. Bármilyen felületi egyenetlenség fénydiffrakciót okozhat a fotolitográfia során, ami minta torzulásához és az eszköz teljesítményének csökkenéséhez vezethet.
Vágószerszám
Miután az integrált áramkörök elkészültek az ostyán, az egyes chipeket vagy matricákat el kell választani az ostyától. Ezt a folyamatot fröccsvágásnak nevezik. Erre a célra szuperkemény csiszolóanyagokat, különösen gyémánt késeket használnak.
A gyémántpengék tisztán és precízen tudják átvágni a félvezető anyagot, minimálisra csökkentve a matricák szétrepedésének vagy megrepedésének kockázatát. Ez döntő fontosságú, mert a vágás során a matricákat érő bármilyen sérülés használhatatlanná teheti őket. A gyémánt pengék nagy pontosságú vágási képessége biztosítja, hogy a szerszámok jól meghatározott élekkel rendelkezzenek, ami fontos a későbbi csomagolási és összeszerelési folyamatokhoz.
Háttérszínezés
A háttércsiszolás egy olyan eljárás, amelyet az ostya vastagságának csökkentésére használnak a hátoldalról az elülső oldali feldolgozás befejezése után. Ennek célja a félvezető eszközök hőteljesítményének és mechanikai rugalmasságának javítása. Szuperkemény csiszolóanyagokat, például gyémánt csiszolóanyagokat használnak a hátcsiszoló korongokhoz.
A hátcsiszoló korongokban található gyémánt csiszolóanyag hatékonyan eltávolítja a szilíciumot az ostya hátoldaláról, miközben megőrzi a magas szintű síkságot. Ez azért fontos, mert a nem lapos hátoldal problémákat okozhat a szerszámragasztás és a csomagolás során.
Vegyi – mechanikai síkosítás (CMP)
Ahogy a félvezető eszközök mérete folyamatosan csökken, a planarizálás szükségessége egyre kritikusabbá válik. A CMP egy olyan technika, amely kémiai és mechanikai erők kombinációját használja az ostya felületének síkosítására. A CMP iszapokban szuperkemény csiszolóanyagokat, például gyémánt- vagy cérium-oxid részecskéket használnak.
A CMP iszapokban lévő gyémánt csiszolóanyagok nagy eltávolítási sebességet biztosítanak a kemény anyagok, például a wolfram vagy a réz esetében, amelyeket általában félvezető eszközök összekapcsolásaként használnak. A cérium-oxid részecskék viszont alkalmasabbak a szilícium-dioxid rétegek planarizálására. A szuperkemény csiszolóanyagok használata a CMP-ben elősegíti a globálisan sík lapkafelület elérését, ami elengedhetetlen a modern félvezető eszközök többrétegű szerkezetéhez.
Tribológiai alkalmazások
A szuperkemény csiszolóanyagoknak tribológiai alkalmazásai is vannak a félvezetőiparban. Használhatók például bevonatként szerszámok és alkatrészek felületén a súrlódás és a kopás csökkentésére. A félvezetőgyártó berendezésekben, például ostyakezelő robotokban és tokmányozórendszerekben a szuperkemény csiszolóbevonatok használata javíthatja ezen alkatrészek megbízhatóságát és élettartamát.
A szuperkemény csiszolóbevonatok alacsony súrlódási együtthatója csökkenti a berendezés energiafogyasztását és minimálisra csökkenti a kopás miatti részecskeképződés kockázatát. Ez azért fontos, mert a részecskék szennyeződése meghibásodást okozhat a félvezető eszközökben, ami csökkenti a hozamot és a teljesítményt.
Bór-karbid (B₄C) kerámia a félvezető gyártásban
Egy másik szuperkemény anyag, amelyet a félvezetőiparban alkalmaznakBór-karbid (B₄C) Kerámia. A bór-karbid nagy keménységéről, kiváló kopásállóságáról és jó kémiai stabilitásáról ismert.
A félvezetőgyártásban a bór-karbid csiszolókorongok vagy vágószerszámok formájában használható. Nagy keménysége lehetővé teszi a kemény félvezető anyagok hatékony megmunkálását, kopásállósága pedig a szerszámok hosszú élettartamát biztosítja. Ezenkívül kémiai stabilitása alkalmassá teszi a félvezetőgyártási folyamatokban gyakran előforduló durva kémiai környezetben történő használatra.
Következtetés
Összefoglalva, a szuperkemény csiszolóanyagok elengedhetetlenek a félvezetőipar számára. Az ostyaszeleteléstől a stancolt vágásig és hátcsiszolásig ezek az anyagok nagy pontosságú gyártási folyamatokat tesznek lehetővé, amelyek kulcsfontosságúak a fejlett félvezető eszközök gyártásához. Szuperkemény csiszolóanyagok beszállítójaként elkötelezett vagyok amellett, hogy kiváló minőségű termékeket kínáljak, amelyek megfelelnek a félvezetőipar folyamatosan változó igényeinek.
Ha Ön a félvezetőgyártó üzletágban dolgozik, és megbízható szuperkemény csiszolóanyagokat keres, javasoljuk, hogy vegye fel velem a kapcsolatot beszerzés és további megbeszélések miatt. Együtt tudunk dolgozni, hogy megtaláljuk a legjobb megoldásokat az Ön speciális gyártási követelményeihez.
Hivatkozások
- S. Wolf és RN Tauber "Félvezetőgyártási technológiája".
- CJ McHargue és RJ Gutmann "Chemical - Mechanical Planarization of Semiconductor Materials".
- "Diamond and Related Materials" folyóirat, a félvezető alkalmazásokhoz kapcsolódó különféle kérdések.