صف بإيجاز الطرق الأربعة الرئيسية لترقيق الرقاقات

تتكون تقنيات التخفيف الأربعة لترقيق الرقاقة من مجموعتين: الطحن والنقش.
(1) الطحن الميكانيكي
(2) الاستواء الميكانيكي الكيميائي
(3) النقش الرطب
(4) التنميش الكيميائي الجاف بالبلازما (ADP DCE)
يستخدم الطحن مزيجًا من عجلات الطحن والماء أو الملاط الكيميائي للتفاعل مع الرقاقة وتخفيفها، بينما يستخدم النقش مواد كيميائية لترقيق الركيزة.
طحن:
◆ الطحن الميكانيكي
الطحن الميكانيكي (التقليدي) – تتميز هذه العملية بمعدل ترقق عالي، مما يجعلها تقنية شائعة جدًا. إنها تستخدم عجلة طحن مربوطة بالماس والراتنج مثبتة على عمود دوران عالي السرعة، مشابه لتلك المستخدمة في تطبيقات الطلاء الدوراني. تحدد وصفة الطحن سرعة المغزل وكذلك معدل إزالة المواد.
للتحضير للطحن الميكانيكي، يتم وضع الرقاقة على ظرف خزفي مسامي ويتم تثبيتها في مكانها بواسطة الفراغ. يتم وضع الجانب الخلفي من الرقاقة باتجاه عجلة الطحن، بينما يتم وضع حزام الكشط على الجانب الأمامي من الرقاقة لمنع أي ضرر للرقاقة أثناء الترقق. عندما يتم رش الماء منزوع الأيونات على الرقاقة، يدور الترسان في اتجاهين متعاكسين لضمان التشحيم الكافي بين عجلة الطحن والركيزة. يتحكم هذا أيضًا في درجة الحرارة ومعدل التخفيف لضمان عدم طحن الرقاقة بشكل رقيق جدًا.
العملية عبارة عن عملية من خطوتين:
1. يقوم الطحن الخشن بمعظم عملية التكرير بمعدل ~5μm/sec.
2. طحن ناعم مع 1200 إلى 2000 حصى وبوليطحند. عادةً ما يزيل حوالي 30 ميكرومتر من المواد بمعدل أقل من أو يساوي 1 ميكرومتر/ثانية ويوفر لمسة نهائية نهائية على الرقاقة.
يتمتع 1200-الحبيبات بطبقة نهائية خشنة مع علامات تآكل ملحوظة، بينما يكون الحصى 2000-أقل خشونة ولكن لا يزال به بعض علامات التآكل. Poligrind عبارة عن أداة تلميع توفر أقصى قدر من قوة الرقاقة وتزيل معظم الأضرار الموجودة تحت السطح.
◆ الاستواء الميكانيكي الكيميائي (CMP)
الاستواء الميكانيكي الكيميائي (CMP) – تعمل هذه العملية على تسطيح الرقاقة وإزالة المخالفات السطحية. يتم تنفيذ CMP باستخدام الملاط الكيميائي الكاشط للجسيمات الصغيرة ومنصات التلميع. يوفر استواء أكثر من الطحن الميكانيكي.
يتم تقسيم CMP إلى ثلاث خطوات:
1. قم بتركيب الرقاقة على الغشاء الخلفي، مثل حامل الشمع، لتثبيتها في مكانها.
2. ضع الملاط الكيميائي من الأعلى ووزعه بالتساوي باستخدام وسادة التلميع.
3. قم بتدوير وسادة التلميع لمدة 60-90 ثانية تقريبًا لكل برتقالي، وفقًا لمواصفات السُمك النهائية.
يتم طحن CMP بمعدل أبطأ من الطحن الميكانيكي، مع إزالة بضعة ميكرونات فقط. يؤدي هذا إلى تسطيح شبه مثالي وTTV يمكن التحكم فيه.
النقش:
◆ النقش الرطب
يستخدم التنميش مواد كيميائية سائلة أو مواد تنميش لإزالة المواد من الرقاقة، وهو أمر مفيد عندما تكون هناك حاجة إلى تخفيف أجزاء من الرقاقة فقط. من خلال وضع قناع صلب على الرقاقة قبل الحفر، يحدث التخفيف فقط على جزء الركيزة الذي لا يوجد فيه ركيزة. هناك طريقتان لأداء النقش الرطب: متساوي الخواص (موحد في كل الاتجاهات) ومتباين الخواص (موحد في الاتجاه الرأسي).
تختلف المنمشات السائلة اعتمادًا على السُمك المطلوب وما إذا كان النقش المتناحي أو متباين الخواص هو المطلوب. في النقش الخواص، التنميش الأكثر شيوعًا هو مزيج من حمض الهيدروفلوريك وحمض النيتريك وحمض الأسيتيك (HNA). أكثر المنمشات متباينة الخواص شيوعًا هي هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)، وإيثيلين ثنائي أمين الكاتيكول (EDP) وهيدروكسيد رباعي ميثيل الأمونيوم (TMAH). تستمر معظم التفاعلات بمعدل ~10 ميكرومتر/دقيقة، وقد يختلف معدل التفاعل اعتمادًا على المنمش المستخدم في التفاعل.
◆ البلازما (ADP) الحفر الجاف (DCE)
ADP DCE هي أحدث تكنولوجيا لترقق الرقاقة، تشبه الحفر الرطب. بدلاً من استخدام السوائل، يستخدم الحفر الكيميائي الجاف البلازما أو غازات التنميش لإزالة المواد. لإجراء عملية التخفيف، يمكن إطلاق شعاع من الجسيمات عالية الحركة على الرقاقة المستهدفة، أو تفاعل المواد الكيميائية مع سطح الرقاقة، أو يتم الجمع بين كليهما. معدل الإزالة للنقش الجاف يبلغ حوالي 20μm/min، ولا يوجد أي إجهاد ميكانيكي أو مواد كيميائية، لذلك يمكن لهذه الطريقة إنتاج رقائق رقيقة جدًا بجودة عالية.