Страница Химически каталог Технология на производство на полупроводникови прибори и интегрални схеми
трябва да изберете равен на 3000-5000 об / мин. При скорости под 3000 rpm производителността на процеса на рязане рязко намалява, а при честоти над 5000 rpm вибрациите на машината се увеличават, което води до биене на диска, което от своя страна води до намаляване на повърхността на полупроводниковите пластини и рязко увеличаване на потреблението на полупроводников материал.
Процесът на рязане се влияе значително от скоростта на подаване на блока (сила на натиск върху диамантения диск). При ниски скорости на подаване на слитък производителността на процеса на рязане е твърде ниска. С увеличаване на скоростта на подаване производителността се увеличава и точността на обработка намалява поради деформация на диска. Изрязаната плоча ще има извита повърхност. При малка дебелина на плочата това може да доведе до нейното счупване по време на процеса на рязане. Поради това се препоръчва по-ниска скорост на подаване (20-30 mm/min) за тънки (200 µm) вложки и по-висока скорост на подаване (60-80 mm/min) за по-дебели вложки (400 µm). Скоростта на подаване се влияе значително от твърдостта на обработвания материал. По-твърд материал (като силиций) се реже при по-бавни скорости на подаване от по-мек материал (германий).
Качеството на процеса на рязане силно зависи от използваната охлаждаща течност и нейната консумация. За този вид механично рязане се препоръчва използването на вода, 3,5% воден разтвор на калцинирана сода или течност NIIALMAZ. най-
Най-добрият начин за подаване на охлаждаща течност към зоната на рязане е да се подава отгоре надолу директно върху режещия ръб на диамантеното острие, което трябва да намали потока течност наполовина. В този случай дискът се охлажда равномерно от двете страни. Препоръчително е да изберете дебит на течността от 2-4 l/min.
Сила на духаДиамантените дискове зависи от условията на рязане, вида на обработвания материал и качеството на монтиране на диска върху шпиндела (опън, биене, вибрации и др.).
Процесът на износване на работната повърхност на диамантен диск се характеризира с три периода: 1) отчупване на отделни свободно фиксирани диамантени зърна от сноп; 2) закръгляване на върховете и разцепване на диамантени зърна, както и частично раздробяване на отделни зърна по равнината на разцепване; 3) увеличаване на явленията на умора в основата на диска, зърното, снопа.
Издръжливостта на диамантените дискове е свързана с основните технологични фактори чрез отношение
където Kg е коефициентът, характеризиращ обработвания материал; ? — честота на въртене на диска, об/мин; s е скоростта на подаване, mm/min; d и b са постоянни коефициенти.
Топлинните явления, възникващи при рязане на слитък на пластини, оказват значително влияние върху качеството на рязане: дебелината на повредения слой се увеличава, създават се остатъчни напрежения и микрограпавини, структурни промени в повърхността на полупроводниковия материал и диамантения диск.
Предимствата на метода на рязане с диамантени дискове с вътрешен режещ ръб са: висока производителност; 7 - 8 клас на чистота на обработка; малка вариация в дебелината на плочата (±20 µm); малка загуба на полупроводников материал при рязане.
Недостатъкът на този метод е трудността при инсталиране на диамантен диск, неговото напрежение и подравняване.
Методът за рязане на блокове в плочи със стоманени листове има редица предимства, които са както следва. Първо, за рязане на полупроводникови материали могат да се използват метални остриета с достатъчно малка дебелина (по-малко от 0,05 mm), което позволява да се получи много тънък разрез. Второ, качеството на рязане е много по-високо, отколкото при диамантеното рязане. Това е обясненоредица характеристики на процеса на рязане с остриета. Тук режещият агент е абразивен прах, подаден под формата на суспензия в работната зона на рязане, а металният лист или набор от листове служи само като средство за прехвърляне на абразивния прах по равнината на рязане на полупроводниковия материал. Абразивните частици, движещи се под действието на метални листове, с едната си страна се притискат в листа, а с другата страна действат върху повърхността на обработвания полупроводников материал. Взаимодействието на абразивни зърна с полу-
материал на водна основа води до появата на микропукнатини и вдлъбнатини в последния и послойно отстраняване на обработения материал.
По този начин разглежданият процес на рязане напомня повече на шлайфане със свободен абразив, който се характеризира с по-малък брой механични нарушения на повърхността на полупроводника.
Рязането с острие е както следва. Металните листове се събират в скоба от няколко единици до няколкостотин парчета. Уплътненията, разположени между лопатките, ви позволяват да зададете желания размер на плочите, изрязани от слитъка. Набраната скоба е монтирана на работната скоба на машината. Държачът може да извършва възвратно-постъпателни движения в хоризонтална посока със скорост 200-600 об./мин. удар/мин. Слитъкът за рязане, предварително залепен към работната маса на машината, се довежда до движещите се ножове отдолу, докато влязат в контакт, и се задава определена скорост на подаване на слитъка. В зоната на рязане се подава абразивна суспензия.
Недостатъците на този метод на рязане включват, на първо място, ниската точност на обработка в сравнение с рязането с диамантен диск с вътрешен режещ ръб. Това се дължи на факта, че дискът има по-голяма структурна твърдост от платната. Платната в пакета се провалятдръпнете равномерно и здраво. Освен това по време на процеса на рязане остриетата се износват неравномерно и напрежението им отслабва неравномерно.
§ 3.4. Рязане на полупроводникови пластини I на елементи (кристали)
Тази операция се състои в разделянето на пластините на отделни елементи (кристали) и се извършва (в случай на производство на полупроводникови устройства и интегрални схеми по планарна технология) не в началото на общия цикъл, а в края му, непосредствено преди процеса на сглобяване.
За разделяне на полупроводникови пластини на кристали се използват следните методи: рязане с диамантен диск с външен режещ ръб; рязане с метални листове с абразив; рязане с метални ножове с диамантен режещ ръб (ленти); рязане с тел с абразив; рязане с ултразвукови инсталации; диамантено писане, последвано от счупване; скрайбиране с електронен лъч, последвано от счупване; лазерно писане, последвано от разбиване.
Използването на всеки от тези методи за рязане на пластини в чипове е продиктувано от изискванията за конкретен тип полупроводникови устройства и ИС и технологията на тяхното производство.
Помислете за основните характеристики на тези методи и принципите на рязане на полупроводникови пластини.
Рязането с диамантен диск с външен режещ ръб се различава от разглежданото рязане на слитък на пластини. Разликата е в дизайна на диамантения диск, при който режещият диамантен ръб е нанесен върху периферната му част. Конструкцията на такъв диск по принцип не може да се използва за рязане на слитък на пластини поради ниската твърдост на конструкцията, която не позволява получаването на дълбоки разфасовки без компромис с качеството на обработката.
Въпреки това, за рязане на вафли на кристали, когато дълбочината на рязанене надвишава 0,5 мм, успешно се използват диамантени дискове с външен режещ ръб. Освен това, за да се увеличи производителността на процеса, често се използват не единични дискове (както при рязане на слитъци), а комплекти дискове, а дистанционните елементи между дисковете определят размера на изрязания елемент (кристал). Когато използвате комплект дискове, можете значително да намалите тяхната дебелина (до 0,1 mm) и съответно ширината на рязане (до 0,2 mm). При добре настроено оборудване разпръскването на кристалите в геометрични размери не надвишава ± 0,03 mm, което прави възможно събирането на отделни кристали, изрязани по този начин с полупроводникови устройства и ИС, и комплектоването им в клипове.
Рязане с метални листове с помощта на абразив, използван за рязане на пластини в кристали, не се различава от разглеждания подобен метод за рязане на блок на пластини.
Рязането с остриета с диамантен режещ ръб (ленти) включва възвратно-постъпателно движение на метални остриета и взаимодействие на диамантени зърна с полупроводников материал. Следователно, рязането на полупроводникови пластини в кристали се извършва без използването на абразив с помощта на охлаждаща течност.
Телното рязане с абразив се използва за получаване на квадратни и правоъгълни кристали от плочи от суровина. Има два вида рязане на тел. В единия случай жицата се навива на ролки, монтирани на специална вилка, която се задвижва напред-назад от колянов механизъм. Рязането в този случай се извършва подобно на рязането с остриета, с единствената разлика, че вместо остриета се опъва тел. При този тип рязане телта, движейки се с вилицата, бавно се пренавива. превъртане назаднеобходимо за равномерно износване на телта по цялата работна дължина.
В друг случай рязането се извършва на принципа на пренавиване на телта от една ролка на друга с висока скорост. По време на процеса на навиване, вафлите се нарязват на кристали. При рязане и в двата случая към телта непрекъснато се подава абразивна суспензия.
Методът на рязане на тел има някои предимства. Така че, при ниски скорости на подаване на обработвания материал, настъпва незначителното му разрушаване, което прави възможно изрязването на полупроводникови пластини, покрити със злато, алуминий, никел, мед и други метали, без да се отлепят от основата.
Освен това, ако подмяната на износени остриета е трудоемка, тогава много по-малко време се изразходва за подмяна на жицата. Методът за рязане на тел осигурява кристали с правилна геометрична форма със странични лица, перпендикулярни на работната повърхност. Минималният размер на кристала, получен чрез този метод на рязане, е 0,5X0,5 mm.
За рязане на полупроводникови пластини обикновено се използват тел от сплави от волфрам, стомана, никел, нихром и MV-50. Диаметърът на проводника се избира равен на 0,05-0,15