1. مقدمة
في السعي لتحقيق أعلى مستوى من الأداء والموثوقية لأشباه الموصلات -والتطبيقات المتطورة، حظي نيتريد السيليكون (Si₃N₄) باهتمام كبير نظرًا لمزيجه الاستثنائي من الخصائص. إنه يوفر صلابة عالية، وصلابة ممتازة للكسر، واستقرار كيميائي جيد، ومعامل منخفض للتمدد الحراري، وعزل كهربائي متميز. هذه الخصائص تجعلها مادة مثالية لتصنيع المكونات الرئيسية مثل-المحامل الخزفية عالية الأداء، والطبقات العازلة في عمليات أشباه الموصلات، وركائز الإدارة الحرارية، والنوافذ البصرية.
من خلال الاستفادة من الخبرة العميقة في تلميع المواد الصلبة والهشة مثل كربيد السيليكون والياقوت، طورت شركة Hemei عملية تلميع ناضجة خصيصًا لركائز نيتريد السيليكون. تقوم هذه العملية بمعالجة رقائق نيتريد السيليكون بكفاءة وثبات إلى سطح أملس للغاية -جاهز" من الدرجة "epitaxy"، مما يلبي متطلبات التطبيق الأكثر صرامة.
2. متطلبات التقديم
تتوافق أهداف التلميع الخاصة برقائق نيتريد السيليكون مع أهداف المواد الخزفية المتقدمة الأخرى: تخفيف الركيزة إلى السُمك المستهدف مع التحكم الصارم في تباين السماكة الإجمالي (TTV) إلى أفضل من ±2 ميكرومتر، وتحسين خشونة السطح (Ra) بشكل كبير إلى أقل من 2 نانومتر.
ولتحقيق هذه الأهداف، تتضمن عملية Hemei أولاً ربط رقاقة نيتريد السيليكون مؤقتًا بقرص حامل من زجاج الكوارتز باستخدام نظام ربط الرقاقة. وهذا يضمن الاستقرار والتوازي أثناء المعالجة. ومن ثم، فإن الطريقة المكونة من -خطوة تشتمل على اللف والتلميع الدقيق تتيح التحكم الكامل في -العملية بدءًا من الإزالة السريعة للمواد وحتى التلميع الدقيق.
3. مواصفات النظام
يمكن لنظام التلميع المعياري من Hemei التعامل بمرونة مع رقائق نيتريد السيليكون ذات الأحجام المختلفة وكميات الدفعات. يتضمن النظام الأساسي ما يلي:
معدات الطحن من سلسلة HSM-L / HSM-LP: يستخدم في مرحلة الطحن الدقيق الأولية.
HSM-نظام التلميع الميكانيكي الكيميائي من سلسلة CMP: يُستخدم للتلميع النهائي فائق الدقة-للحصول على تشطيب سطحي بمقياس النانو.
الأنظمة الفرعية الرئيسية:
وحدة ربط الويفر (WB): يضمن -ربط الرقاقة بدقة عالية بالقرص الحامل.
تركيبات التلميع الدقيقة من سلسلة SJ/ASJ:يوفر حلول تثبيت مستقرة وموثوقة.
C-ASJ Drive Head High-نظام التلميع السريع:تمكن من إزالة المواد بكفاءة وموحدة.
4. تدفق المعالجة
4.1 التركيب والتركيب والطحن
الترابط :استخدم وحدة الربط Hemei WB لربط رقاقة نيتريد السيليكون مؤقتًا بقرص دعم زجاج الكوارتز. يمكن لهذا النظام تعويض اختلافات السُمك بين الرقاقات المختلفة، مما يضمن التوازي الأولي الجيد.
التركيب :قم بتركيب الركيزة المستعبدة على ظرف الفراغ الخاص بتركيبات التلميع من سلسلة SJ أو ASJ.
الطحن : اقلب التركيب بحيث يكون وجه معالجة الرقاقة لأسفل على لوحة الطحن الخاصة بمعدات HSM-L. يعمل النظام بسرعات تصل إلى 130 دورة في الدقيقة، بينما تقوم مضخة القياس بتوصيل ملاط طحن الماس إلى سطح اللوحة بمعدل تدفق متحكم فيه. تهدف هذه الخطوة إلى إزالة الجزء الأكبر من المادة بسرعة وبشكل موحد، مع التحكم الأولي في تباين السمك.
4.2 التركيب والتركيب والتلميع
نقل :بعد الطحن، قم بتنظيف الرقاقة وإزالتها من القرص الحامل الزجاجي.
تلميع دقيق:
الخيار أ (يُفضل-الدقة العالية): استخدم نظام Hemei HSM-CMP. يتم تثبيت الرقاقة مباشرة على رأس تلميع مخصص عن طريق شفط الماء أو الفراغ، مما يلغي الحاجة إلى الترابط الثانوي. يوفر هذا النظام إمكانية تحكم عالية في العملية؛ يمكن ضبط المعلمات الرئيسية مثل سرعة الأسطوانة، والقوة الضاغطة، ومعدل تدفق الملاط بدقة في الوقت الفعلي-من خلال واجهة الشاشة التي تعمل باللمس لتحسين معدل إزالة المواد (MRR) وجودة السطح.
الخيار ب (بديل-عالي الكفاءة): قم بتحميل الرقاقة في أداة تلميع مخصصة مزودة برأس محرك C-ASJ للتلميع-بسرعة عالية.
5. النتائج
يؤدي استخدام نظام التلميع Hemei لركائز نيتريد السيليكون إلى الحصول على سطح مثالي عالي الجودة-جاهز لعمليات ترسيب الأغشية الرقيقة- أو عمليات الربط اللاحقة. تحقق كل رقاقة مصقولة إزالة موحدة للمواد وتسطيح سطحي عالي للغاية.
من خلال تحسين معلمات العملية (مثل الضغط المطبق)، يمكن لعملية Hemei تحقيق معدل إزالة المواد الأمثل (MRR) لنيتريد السيليكون1.5 - 3 ميكرومتر/ساعةوتحقيق التوازن بين الكفاءة وجودة السطح.
تعتمد البيانات التالية على النتائج التي تم قياسها من مجموعة مكونة من عشر رقائق نيتريد السيليكون مقاس 2-بوصة تمت معالجتها على نظام HSM-CMP:
| المعلمة | بعد الطحن (الأولي) | بعد التلميع (النهائي) | مواصفات الهدف |
|---|---|---|---|
| خشونة السطح (Ra) | ~110 نانومتر | < 1.5 nm | را <2 نانومتر |
| تي تي في | - | < ±1.5 μm | TTV < ± 2 ميكرومتر |
| MRR | - | 1.5 - 3 μm/h | - |
| قَوس | - | < 20 μm | القوس < 25 ميكرومتر |
| نتائج المعلمات المذكورة أعلاه هي للرجوع إليها فقط من مختبر Hemei Semiconductor (Suzhou). |
النتائج النموذجية لرقائق نيتريد السيليكون
القطر :2 بوصة (قابلة للتطوير لأحجام أكبر)
معدل إزالة المواد (MRR): 1.5 - 3 ميكرومتر/ساعة
قيمة Ra النهائية:< 1.5 نانومتر
التسطيح (TTV):< ± 1.5 ميكرومتر
القوس :< 20 ميكرومتر
نتائج المعلمات المذكورة أعلاه هي للرجوع إليها فقط من مختبر Hemei Semiconductor (Suzhou).
ملخص: يوفر حل التلميع من Hemei مسار معالجة-مثبت الإنتاج لركائز نيتريد السيليكون، وهو قادر على تحقيق تشطيب السطح النانوي والدقة الهندسية على مستوى الميكرون- بشكل مستمر ومتكرر. ويدعم هذا بقوة تصنيع نيتريد السيليكون في العديد من التطبيقات المتطورة-.
