Cómo pulir obleas de silicio

Preparación previa al pulido

Antes de comenzar el proceso de pulido real, hay varios pasos preparatorios importantes:

Limpieza

Limpie a fondo las superficies de las obleas para eliminar cualquier partícula residual o residuo químico de procesos anteriores como el lapeado o el grabado. La contaminación puede provocar defectos en la superficie durante el pulido. Recomendamos limpiar a través de:

SC-1 limpio- Hidróxido de amonio caliente, peróxido de hidrógeno y agua en una proporción de 1:1:5 a 75 grados durante 10 minutos.

SC-2 limpio- Ácido clorhídrico caliente, peróxido de hidrógeno y agua en una proporción de 1:1:6 a 75 grados durante 10 minutos.

Enjuague de descarga rápida (QDR)- Múltiples baños de agua DI desbordante durante 2-3 minutos cada uno

Inspección

Inspeccione cuidadosamente las superficies de las obleas después de limpiarlas usando el modo de campo claro para verificar:

Partículas residuales o manchas.

Hoyos, rayones o daños en el subsuelo debidos a procesos anteriores

Otros defectos físicos como astillas o grietas en los bordes.

Aborde cualquier problema en esta etapa antes de pulir para evitar exacerbar los defectos.

Aplicar capa de respaldo

Aplique una capa adhesiva en la parte posterior de la oblea para proporcionar un soporte uniforme durante el pulido y evitar daños en la parte posterior:

Aplique 1-2 capas de adhesivo curable por UV

Asegúrese de que esté completamente curado antes de pulir.

Tabla 1. Capas de respaldo recomendadas

Equipo de pulido

Capacidades clave:

Velocidades de husillo variables de hasta 120 rpm.

Fuerza aerodinámica/presión programable hasta 8 psi

Monitoreo de torque en tiempo real

Dispensación/alimentación de purín automatizada

Estaciones de limpieza post-pulido integradas

Pasos del proceso de pulido

Los principales pasos de pulido se describen a continuación:

Preparar/vestir la almohadilla de pulido

Seleccione el material de almohadilla adecuado (consulte las recomendaciones más adelante)

Acondicionar pastillas nuevas mediante impregnación de diamante

Antes de cada ejecución, cubra la almohadilla con un disco de diamante para refrescar la superficie.

Monte Oblea

Asegure la oblea firmemente al portaobjetos/portador.

Centre la oblea correctamente para garantizar un pulido uniforme

Establecer parámetros de proceso

Eje de velocidad -30-60 rpmtípico

Presión -3-5 psitípico

Velocidad de alimentación de lodo -100-250 ml/min

Duración del proceso: depende de la eliminación de material requerida

Comenzar el ciclo de pulido

Iniciar la rotación del husillo

Dispense la mezcla en el centro de la almohadilla continuamente

Baje el mandril de oblea y enganche la almohadilla según la presión establecida

Supervise el par durante todo el proceso

Limpieza post-pulido

Una limpieza minuciosa después del pulido es fundamental para eliminar residuos y minimizar defectos:

limpieza primaria- Cepille las superficies de las obleas con soluciones a base de hidróxido de amonio o acetato.

limpieza secundaria- Inmersión breve en HF u otras soluciones ácidas para eliminar residuos químicos

QDR: múltiples baños de desbordamiento durante 3-5 minutos cada uno

Inspeccione las obleas terminadas nuevamente después de limpiarlas. Vuelva a trabajar/pulir cualquier área necesaria antes de continuar con los siguientes pasos del proceso.

Optimización del proceso de pulido de obleas de silicio

Hay varios parámetros clave que se pueden ajustar para optimizar el proceso de pulido de obleas:

Fuerza aerodinámica/presión aplicada

Una presión más alta aumenta la tasa de pulido/eliminación de material

Demasiada presión provoca bordes redondeados y microgrietas

3-5 psi óptimo para la mayoría de las aplicaciones

Velocidad de rotación

Aumenta la temperatura en la interfaz almohadilla-oblea

Las velocidades más altas aumentan la tasa de pulido hasta cierto punto.

30-60 rpmadecuado para la mayoría de los procesos por lotes

Materiales de la almohadilla

La selección del material de la almohadilla influye en factores clave como la tasa de pulido, el acabado de la superficie y los niveles de defectos:

Tabla 2. Comparaciones de materiales de almohadillas

Las almohadillas más suaves cortan más rápido pero no tienen un acabado tan suave

Almohadillas duras pulido más lento y mayor bruñido

Procesos de varios pasos ideales utilizando una almohadilla final más dura

Optimización de lodos

Equilibrar el contenido abrasivo/química/pH/caudal es crítico

Adapte las formulaciones de lodo a la aplicación y al material de la almohadilla.

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Análisis pospulido

Evaluar y analizar la calidad de las obleas postpulidas es imperativo para garantizar que se cumplan las especificaciones e identificar mejoras en el proceso. Los análisis clave incluyen:

Rugosidad de la superficie

Mida datos Ra, RMS, PSD y HF

Monitorear la figura/planitud de longitud de onda larga

Identifique rayones, picaduras, partículas y pulido adicional necesario.

Espesor de la película

Confirmar la eliminación de las capas de espesor requeridas.

Verifique la uniformidad del espesor en toda la superficie de la oblea.

Niveles de neblina

Medir el porcentaje y la distribución de turbidez

Garantizar un daño residual mínimo en la superficie según las especificaciones de la aplicación.

Inspección de defectos

Utilice campo claro, campo oscuro, etc. para revelar los defectos restantes

Comparar niveles/tipos de defectos previos y posteriores al pulido

Datos de retroalimentación para ajustar la almohadilla, la lechada y los parámetros

Nuestras herramientas de metrología integradas brindan capacidades analíticas integrales para un control óptimo del proceso.

Acabado de la superficie

Real academia de bellas artes< 1 angstrom posible

RMS< 2 angstroms especificación típica

Minimizar la microrrugosidad mediante la optimización del proceso

Variación de espesor total (TTV)

TTV < 1 um a través del diámetro de la oblea fácilmente alcanzable

TIR < 3 segundos de arco sobre ópticas grandes es factible

Se demuestra la uniformidad del espesor subnanométrico

Densidades de defectos

Cero nanoarañazos gracias al acondicionamiento de las almohadillas y la optimización de la alimentación

< 5 defects/cm^2 over large areas

Detección y minimización de partículas hasta<0.1 um

Póngase en contacto con nuestro equipo de ingeniería para revisar sus requisitos técnicos y adaptaremos un proceso de pulido integral para satisfacer incluso las especificaciones más estrictas.