磨(mo)削和(he)研磨(mo)等(deng)磨(mo)料(liao)處理是生(sheng)產(chan)半導體芯片的(de)(de)必要方式(shi),然而(er)研磨(mo)會導致芯片表(biao)面的(de)(de)完(wan)整性變差。因此,拋光(guang)的(de)(de)一(yi)致性、均勻性和(he)表(biao)面粗糙度對生(sheng)產(chan)芯片來(lai)說是十分(fen)重要的(de)(de)。
研磨與拋光的區別
研(yan)磨利(li)用涂敷或(huo)壓嵌(qian)在研(yan)具上的(de)磨料(liao)顆粒,通過研(yan)具與(yu)工(gong)(gong)件在 壓力下的(de)相對運動對加(jia)工(gong)(gong)表(biao)面進行的(de)精整加(jia)工(gong)(gong)。研(yan)磨可用于加(jia)工(gong)(gong)各種金(jin)屬(shu)和非金(jin)屬(shu)材料(liao),加(jia)工(gong)(gong)的(de)表(biao)面形(xing)狀有平面,內、外圓柱面和圓錐面,凸、凹球面,螺紋(wen),齒面及其他型面。加(jia)工(gong)(gong)精度(du)可達(da)IT5~IT1,表(biao)面粗糙度(du)可達(da)Ra0.63~0.01微米(mi)。
拋光(guang)是利用(yong)機械、化學或電化學的(de)作用(yong),使工件表(biao)(biao)面粗(cu)糙度降低,以獲(huo)得光(guang)亮、平整表(biao)(biao)面的(de)加(jia)工方法。
兩(liang)者的(de)(de)主要區別在于:拋(pao)光(guang)達到的(de)(de)表面(mian)光(guang)潔度要比(bi)研磨(mo)(mo)更(geng)高(gao),并且(qie)可(ke)以采用(yong)(yong)化(hua)學或者電化(hua)學的(de)(de)方(fang)法,而研磨(mo)(mo)基本只采用(yong)(yong)機械(xie)的(de)(de)方(fang)法,所使用(yong)(yong)的(de)(de)磨(mo)(mo)料粒(li)度要比(bi)拋(pao)光(guang)用(yong)(yong)的(de)(de)更(geng)粗,即(ji)粒(li)度大。故生產(chan)芯(xin)片,研磨(mo)(mo)拋(pao)光(guang)都是必不(bu)可(ke)少(shao)的(de)(de)一個方(fang)式。
一. 研磨處理
利用硬度比被(bei)加工(gong)材(cai)(cai)料更高的微米(mi)級(ji)顆粒,在硬質研(yan)磨盤作用下產生微切削,實現(xian)被(bei)加工(gong)芯片表面的微量材(cai)(cai)料去(qu)除,使工(gong)件(jian)的尺(chi)寸精(jing)度達到要求。
磨料:研磨液通常使用(yong)1微米以上顆粒由(you)表(biao)面活性(xing)劑、PH調節劑、分(fen)散劑等組分(fen)組成,各組分(fen)發揮著不同的作用(yong)。
為(wei)了滿足(zu)研磨工藝要求(qiu),研磨液應具有:
1)良好的懸(xuan)浮性,短時間(jian)內(nei)不(bu)能產(chan)生沉淀,分層等問(wen)題。
2)良好的流動(dong)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(yi)后(hou),便于(yu)清洗研磨盤。
5)良好的(de)潤滑性,在研(yan)磨工(gong)藝上降低(di)劃傷點(dian)。
研磨時磨料的工(gong)作(zuo)狀態:
1)研磨顆粒在家具與研磨盤之間發生滾(gun)動,產生滾(gun)軋效(xiao)果(guo)。
2) 研(yan)磨顆粒壓入到盤磨盤表(biao)面,實現微切削加工。
需要注意的地方:
1)研(yan)磨后(hou)肉(rou)眼觀(guan)察無任何劃(hua)傷后(hou)才可進行拋光,如有(you)劃(hua)傷應是研(yan)磨料(liao)被污染(ran),應清洗盤(pan)磨盤(pan)、夾具、導流槽等。清洗后(hou)再研(yan)磨可解決劃(hua)傷問題。
2)研磨芯片時如出現(xian)一(yi)致性較(jiao)差和均勻性較(jiao)差,可(ke)(ke)測量研磨盤平整度,修盤后可(ke)(ke)解決。
二.拋光處理
利用微細磨料的物(wu)理(li)研磨和化學腐蝕,在軟質拋光布(bu)輔助作用下,未獲(huo)得光滑表(biao)面,減(jian)小或消(xiao)除加工變質層,從而獲(huo)得表(biao)面高質量的加工方法。
拋(pao)光(guang)(guang)布(bu)開槽作(zuo)用:儲存(cun)多余拋(pao)光(guang)(guang)液,防(fang)止拋(pao)光(guang)(guang)液堆(dui)積產生(sheng)損傷;作(zuo)為向工件供(gong)給拋(pao)光(guang)(guang)液的通(tong)道;作(zuo)為及時排(pai)廢屑的通(tong)道,防(fang)止劃傷。
影響拋(pao)光的工藝(yi)的因(yin)數:拋(pao)光盤轉速、夾(jia)具(ju)壓(ya)力、拋(pao)光時間以及拋(pao)光液(ye)的濃度和流速等,如:
1)加(jia)工速(su)度過高,會(hui)因離(li)心力(li)將拋光液(ye)甩出工作區,降(jiang)低加(jia)工穩定性,影響精(jing)度。精(jing)加(jia)工應用低速(su)、低壓(ya)力(li)。
2)在范圍內增加夾具壓力可(ke)(ke)提(ti)高(gao)拋光(guang)效率,壓力減小(xiao)可(ke)(ke)減小(xiao)表面(mian)粗(cu)糙度(du)。
3)拋光液的濃度(du)增(zeng)加,拋光速率增(zeng)加,但可(ke)能會引(yin)起(qi)質(zhi)量惡(e)化。
4)拋光液的流速(su)(su)過大,會導致橘皮現象。可增加(jia)蠕動(dong)泵控(kong)制流速(su)(su)
拋光后(hou)表面如有殘(can)留(liu)物(wu),可用清水(shui)拋光5分鐘(zhong)解(jie)決(jue)臟污(wu)問(wen)題
值得一提的是,在研磨(mo)拋光處理中研磨(mo)液(ye)和拋光液(ye)是極其(qi)重(zhong)要的,其(qi)既能提高(gao)速率(lv)、平(ping)整(zheng)度、一致性,有利于后(hou)續清(qing)洗,使得研磨(mo)粒子不會殘留在粒子表面。