1. Sissejuhatus
Pooljuhtide suurema jõudluse ja töökindluse poole püüdlemisel ja tipptasemel{0}}rakenduste jaoks on räninitriid (Si₃N₄) pälvinud märkimisväärset tähelepanu tänu oma erakordsele omaduste kombinatsioonile. Sellel on kõrge kõvadus, suurepärane purunemiskindlus, hea keemiline stabiilsus, madal soojuspaisumiskoefitsient ja suurepärane elektriisolatsioon. Need omadused muudavad selle ideaalseks materjaliks võtmekomponentide, nagu suure jõudlusega-keraamiliste laagrite, pooljuhtprotsesside isolatsioonikihtide, soojusjuhtimise substraatide ja optiliste akende tootmiseks.
Kasutades sügavaid kogemusi kõvade ja rabedate materjalide, nagu ränikarbiid ja safiir, poleerimisel, on Hemei Corporation välja töötanud spetsiaalselt räninitriidsubstraatide jaoks küpse poleerimisprotsessi. See protsess töötleb tõhusalt ja järjepidevalt räninitriidvahvlid "epitaksia-valmis" klassi ülisiledaks-pinnaks, mis vastab kõige rangematele kasutusnõuetele.
2. Taotluse nõuded
Räninitriidvahvlite poleerimiseesmärgid ühtivad muude täiustatud keraamiliste materjalide omadega: substraadi lahjendamine soovitud paksuseni, kontrollides samal ajal rangelt kogupaksuse variatsiooni (TTV) kuni ±2 mikromeetrini, ja oluliselt parandada pinna karedust (Ra) alla 2 nanomeetri.
Nende eesmärkide saavutamiseks hõlmab Hemei protsess esmalt räninitriidvahvli ajutist sidumist kvartsklaasist kandekettaga, kasutades vahvli sidumissüsteemi. See tagab töötlemise ajal stabiilsuse ja paralleelsuse. Seejärel võimaldab kaheetapiline meetod, mis hõlmab täpset lappimist ja poleerimist, täieliku-juhtimise protsessi alates kiirest materjalieemaldamisest kuni peene poleerimiseni.
3. Süsteemi spetsifikatsioonid
Hemei modulaarne poleerimissüsteem suudab paindlikult käsitleda erineva suuruse ja partiikogustega räninitriidvahvleid. Põhisüsteem sisaldab:
HSM{0}}L / HSM-LP-seeria lihvimisseadmed:Kasutatakse esialgses täppislihvimisetapis.
HSM{0}}CMP-seeria keemiline mehaaniline poleerimissüsteem: Kasutatakse lõplikuks ülitäpse{0}poleerimise jaoks, saavutades nanomõõtmelise pinnaviimistluse.
Peamised alamsüsteemid:
Vahvlite liimimisüksus (WB): Tagab vahvli{0}}täpse sidumise kandjakettaga.
SJ/ASJ seeria täppispoleerimiskinnitused:Pakub stabiilseid ja usaldusväärseid kinnituslahendusi.
C-ASJ ajampea suure-kiirusega poleerimissüsteem:Võimaldab tõhusat ja ühtlast materjali eemaldamist.
4. Töötlemisvoog
4.1 Paigaldamine, kinnitamine ja lihvimine
Liimimine: Kasutage Hemei WB liimimisseadet, et ühendada räninitriidplaat ajutiselt kvartsklaasist tugikettaga. See süsteem suudab kompenseerida erinevate vahvlite paksuse erinevusi, tagades hea esialgse paralleelsuse.
Kinnitus: Paigaldage liimitud aluspind SJ- või ASJ-seeria poleerimisseadme vaakumpadrunile.
Lihvimine: Pöörake kinnitus nii, et vahvli töötlemispind oleks allapoole HSM{0}}L seadme lihvplaadile. Süsteem töötab kiirustel kuni 130 pööret minutis, samal ajal kui doseerimispump toimetab teemantlihvimismassi plaadi pinnale kontrollitud voolukiirusel. Selle etapi eesmärk on eemaldada suurem osa materjalist kiiresti ja ühtlaselt, kontrollides samal ajal esialgselt paksuse varieerumist.
4.2 Paigaldamine, kinnitamine ja poleerimine
Ülekanne:Pärast jahvatamist puhastage vahvel ja eemaldage see klaasist kandekettalt.
Täppispoleerimine:
Valik A (kõrge{0}}eelistatud täpsus): Kasutage Hemei HSM{0}}CMP-süsteemi. Vahvel kinnitatakse otse kohandatud poleerimispea külge vee imemise või vaakumi abil, välistades vajaduse sekundaarse liimimise järele. See süsteem pakub kõrget protsessi juhitavust; põhiparameetreid, nagu plaadi kiirus, survejõud ja lobri voolukiirus, saab puuteekraani liidese kaudu reaalajas täpselt reguleerida, et optimeerida materjali eemaldamise kiirust (MRR) ja pinna kvaliteeti.
Valik B (kõrge{0}}tõhususega alternatiiv):Laadige vahvel spetsiaalsesse poleerimisseadmesse, mis on varustatud C-ASJ-ajamiga kiireks-poleerimiseks.
5. Tulemused
Räninitriidsubstraatide jaoks mõeldud Hemei poleerimissüsteemi kasutamine annab ideaalse kvaliteetse{0}pinna, mis on valmis järgnevateks õhukese{1}kile sadestamiseks või liimimiseks. Iga poleeritud vahvliga saavutatakse ühtlane materjali eemaldamine ja 极高的表面平整度 (äärmiselt kõrge pinnatasasus).
Protsessi parameetreid (nt rakendatud rõhku) optimeerides saab Hemei protsess saavutada räninitriidi optimaalse materjali eemaldamise kiiruse (MRR).1.5 - 3 μm/tunnis, luues tasakaalu tõhususe ja pinnakvaliteedi vahel.
Järgmised andmed põhinevad HSM-CMP süsteemis töödeldud kümne 2--tollise räninitriidvahvli partii tulemustel:
| Parameeter | Pärast lihvimist (esialgne) | Pärast poleerimist (lõplik) | Sihtmärgi spetsifikatsioon |
|---|---|---|---|
| Pinna karedus (Ra) | ~110 nm | < 1.5 nm | Ra < 2 nm |
| TTV | - | < ±1.5 μm | TTV < ±2 μm |
| MRR | - | 1.5 - 3 μm/h | - |
| Vibu | - | < 20 μm | Vibu < 25 μm |
| Ülaltoodud parameetrite tulemused on viitamiseks ainult ettevõttelt Hemei Semiconductor (Suzhou) Lab. |
Räninitriidvahvlite tüüpilised tulemused
Läbimõõt:2 tolli (suuremateks skaleeritav)
Materjali eemaldamise määr (MRR): 1.5 - 3 μm/tunnis
Lõplik Ra väärtus:< 1,5 nm
Tasasus (TTV):< ±1,5 μm
Vibu:< 20 μm
Ülaltoodud parameetrite tulemused on viitamiseks ainult ettevõttelt Hemei Semiconductor (Suzhou) Lab.
Kokkuvõte: Hemei poleerimislahendus pakub rännitriidsubstraatide tootmis-tõestatud töötlemisviisi, mis suudab järjepidevalt ja korduvalt saavutada nanomõõtmelise pinnaviimistluse ja mikroni{1}}taseme geomeetrilise täpsuse. See toetab tugevalt räninitriidi industrialiseerimist mitmesugustes tipptasemel-rakendustes.
