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浅谈半导体材料的研磨抛光

文字:[大][中][小] 2019-5-20    浏览次数:222    

   

              浅谈半导体材料的研磨抛光

   磨削和研磨等磨料处理是生产半导体芯片的必要方式,然而研磨会导致芯片表面的完整性变差。因此,抛光的一致性、均匀性和表面粗糙度对生产芯片来说是十分重要的。

          

研磨与抛光的区别

  研磨利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒,通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工。研磨可用于加工各种金属和非金属材料,加工的表面形状有平面,内、外圆柱面和圆锥面,凸、凹球面,螺纹,齿面及其他型面。加工精度可达IT5~IT1,表面粗糙度可达Ra0.63~0.01微米。

抛光是利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。

两者的主要区别在于:抛光达到的表面光洁度要比研磨更高,并且可以采用化学或者电化学的方法,而研磨基本只采用机械的方法,所使用的磨料粒度要比抛光用的更粗,即粒度大。故生产芯片,研磨抛光都是必不可少的一个方式。

. 研磨处理

利用硬度比被加工材料更高的微米级颗粒,在硬质研磨盘作用下产生微切削,实现被加工芯片表面的微量材料去除,使工件的尺寸精度达到要求。

磨料:研磨液通常使用1微米以上颗粒由表面活性剂、PH调节剂、分散剂等组分组成,各组分发挥着不同的作用。

为了满足研磨工艺要求,研磨液应具有:

1)良好的悬浮性,短时间内不能产生沉淀,分层等问题。

2)良好的流动性,粘度低,易于操作。

3)稀释能力强,便于降低成本,方便运输。

4)研磨工艺后,便于清洗研磨盘。

5)良好的润滑性,在研磨工艺上降低划伤点。

             

研磨时磨料的工作状态

1)研磨颗粒在家具与研磨盘之间发生滚动,产生滚轧效果。

2) 研磨颗粒压入到盘磨盘表面,实现微切削加工。

需要注意的地方

1)研磨后肉眼观察无任何划伤后才可进行抛光,如有划伤应是研磨料被污染,应清洗盘磨盘、夹具、导流槽等。清洗后再研磨可解决划伤问题。

2)研磨芯片时如出现一致性较差和均匀性较差,可测量研磨盘平整度,修盘后可解决。

.抛光处理

利用微细磨料的物理研磨和化学腐蚀,在软质抛光布辅助作用下,未获得光滑表面,减小或消除加工变质层,从而获得表面高质量的加工方法。

抛光布开槽作用:储存多余抛光液,防止抛光液堆积产生损伤;作为向工件供给抛光液的通道;作为及时排废屑的通道,防止划伤。

影响抛光的工艺的因数:抛光盘转速、夹具压力、抛光时间以及抛光液的浓度和流速等,如:

1)加工速度过高,会因离心力将抛光液甩出工作区,降低加工稳定性,影响精度。精加工应用低速、低压力。

2)在一定范围内增加夹具压力可提高抛光效率,压力减小可减小表面粗糙度。

3)抛光液的浓度增加,抛光速率增加,但可能会引起质量恶化。

4)抛光液的流速过大,会导致橘皮现象。可增加蠕动泵控制流速

最后,抛光后表面如有残留物,可用清水抛光5分钟解决脏污问题

值得一提的是,在研磨抛光处理中研磨液和抛光液是极其重要的,其既能提高速率、平整度、一致性,有利于后续清洗,使得研磨粒子不会残留在粒子表面。

 


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