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淺談半導體材料的研磨拋光

文字:[大][中][小] 2019-5-20    瀏覽次數:89    

   

              淺談半導體材料的研磨拋光

   磨削和研磨等磨料處理是生產半導體芯片的必要方式,然而研磨會導致芯片表面的完整性變差。因此,拋光的一致性、均勻性和表面粗糙度對生產芯片來說是十分重要的。

          

研磨與拋光的區別

  研磨利用涂敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒,通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表面進行的精整加工。研磨可用于加工各種金屬和非金屬材料,加工的表面形狀有平面,內、外圓柱面和圓錐面,凸、凹球面,螺紋,齒面及其他型面。加工精度可達IT5~IT1,表面粗糙度可達Ra0.63~0.01微米。

拋光是利用機械、化學或電化學的作用,使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮、平整表面的加工方法。

兩者的主要區別在于:拋光達到的表面光潔度要比研磨更高,并且可以采用化學或者電化學的方法,而研磨基本只采用機械的方法,所使用的磨料粒度要比拋光用的更粗,即粒度大。故生產芯片,研磨拋光都是必不可少的一個方式。

. 研磨處理

利用硬度比被加工材料更高的微米級顆粒,在硬質研磨盤作用下產生微切削,實現被加工芯片表面的微量材料去除,使工件的尺寸精度達到要求。

磨料:研磨液通常使用1微米以上顆粒由表面活性劑、PH調節劑、分散劑等組分組成,各組分發揮著不同的作用。

為了滿足研磨工藝要求,研磨液應具有:

1)良好的懸浮性,短時間內不能產生沉淀,分層等問題。

2)良好的流動性,粘度低,易于操作。

3)稀釋能力強,便于降低成本,方便運輸。

4)研磨工藝后,便于清洗研磨盤。

5)良好的潤滑性,在研磨工藝上降低劃傷點。

             

研磨時磨料的工作狀態

1)研磨顆粒在家具與研磨盤之間發生滾動,產生滾軋效果。

2) 研磨顆粒壓入到盤磨盤表面,實現微切削加工。

需要注意的地方

1)研磨后肉眼觀察無任何劃傷后才可進行拋光,如有劃傷應是研磨料被污染,應清洗盤磨盤、夾具、導流槽等。清洗后再研磨可解決劃傷問題。

2)研磨芯片時如出現一致性較差和均勻性較差,可測量研磨盤平整度,修盤后可解決。

.拋光處理

利用微細磨料的物理研磨和化學腐蝕,在軟質拋光布輔助作用下,未獲得光滑表面,減小或消除加工變質層,從而獲得表面高質量的加工方法。

拋光布開槽作用:儲存多余拋光液,防止拋光液堆積產生損傷;作為向工件供給拋光液的通道;作為及時排廢屑的通道,防止劃傷。

影響拋光的工藝的因數:拋光盤轉速、夾具壓力、拋光時間以及拋光液的濃度和流速等,如:

1)加工速度過高,會因離心力將拋光液甩出工作區,降低加工穩定性,影響精度。精加工應用低速、低壓力。

2)在一定范圍內增加夾具壓力可提高拋光效率,壓力減小可減小表面粗糙度。

3)拋光液的濃度增加,拋光速率增加,但可能會引起質量惡化。

4)拋光液的流速過大,會導致橘皮現象。可增加蠕動泵控制流速

最后,拋光后表面如有殘留物,可用清水拋光5分鐘解決臟污問題

值得一提的是,在研磨拋光處理中研磨液和拋光液是極其重要的,其既能提高速率、平整度、一致性,有利于后續清洗,使得研磨粒子不會殘留在粒子表面。

 


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