Нарезка превращает кристаллический слиток в заготовки для пластин, а затем подготавливает эти заготовки к процессу их получения. Для типичной полированной кремниевой подложки маршрут проходит через рост кристалла, обрезку и формовку, нарезку, механическое выравнивание, травление, полировку, очистку и проверку.
Процесс нарезки представляет собой последовательность операций с различными задачами. Рост устанавливает исходный кристалл. Резка устанавливает геометрию заготовки. Последующее удаление и подготовка поверхности устанавливают состояние, которое должна иметь пластина перед тем, как она будет использована в следующем применении. Успешная резка — это один из этапов этой последовательности.
Данное руководство следует этому маршруту по порядку, используя производство кремниевых пластин в качестве основного примера. Другие кристаллы требуют своих собственных квалифицированных процессов роста, травления и отделки. Vimfun SOM200 представлен на этапе нарезки, где его документированное применение для кремния актуально; он не представлен как оборудование для каждого этапа производства пластин.
Что включает в себя процесс нарезки?
Проще всего понять маршрут, проследив, что происходит с материалом. Он начинается как выращенный слиток, становится подготовленным участком, разделяется на заготовки, а затем подвергается обработке размеров и поверхности, требуемой чертежом подложки.
| Этап | Что делает операция | Материал, покидающий этап |
|---|---|---|
| Рост кристалла | Производит требуемый исходный кристалл | Идентифицированный слиток |
| Обрезка и формовка | Выбирает пригодные участки и подготавливает их внешнюю геометрию | Запас, готовый к монтажу |
| Нарезка | Разделяет запас на заготовки для пластин | Нарезанные срезы |
| Шлифовка или притирка | Устанавливает требуемую промежуточную геометрию | Механически выровненные заготовки |
| Травление | Химически удаляет материал в соответствии с квалифицированным маршрутом подложки | Травленые заготовки, готовые к последующей отделке |
| Полировка | Устанавливает заданное состояние готовой поверхности | Полированные пластины |
| Очистка и инспекция | Удаляет остатки процесса и проверяет требования к получению | Принятые, идентифицированные подложки |
Это функции процесса, а не требование покупать отдельную машину для каждой строки. Некоторые маршруты объединяют операции или используют другой порядок для промежуточной обработки. Таблица объясняет обычную последовательность; фактическая спецификация нарезки должна указывать, какие операции и состояния получения применяются. Обзор производства пластин BYU предоставляет информацию о росте кремниевых кристаллов и подготовке подложек.
Шаг 1: Выращивание исходного кристалла
Производство пластин начинается до пилы. Рост кристалла производит слиток, из которого будут изготавливаться подложки. В методе Чохральского для кремния используется затравка для выращивания кристалла из расплава при контролируемых условиях вытягивания и вращения. Зонная плавка — это другой метод, используемый для соответствующих кремниевых требований.
При нарезке рост и резка решают разные задачи. Маршрут роста и спецификация материала устанавливают такие характеристики, как идентификация кристалла и предполагаемые электрические свойства. Нарезка не может превратить неподходящий слиток в требуемый сорт просто путем его точной резки.
При росте кремния преднамеренное легирование является частью установления заданных электрических свойств. Затем пила получает этот идентифицированный материал; она не устанавливает концентрацию легирующей примеси.
Прежде чем слиток покинет стадию роста, сохраните его идентификацию и доступную информацию об ориентации. Команде по механической обработке необходимо знать, какой участок поставляется и как идентифицирована предполагаемая плоскость пластины. Цилиндрическая форма сама по себе не устанавливает эти свойства.
Оборудование и процесс на этом предварительном этапе см. на печь для выращивания кристаллов странице. Запрос на резку должен ссылаться на материал, который фактически поставляет операция роста, а не просить в предложении на пилу установить спецификацию кристалла, которая не была согласована.
Шаг 2: Обрезка и формовка слитка
Выращенный слиток должен быть подготовлен перед установкой повторяемой схемы нарезки. Обрезка делит его на полезные участки и удаляет материал, исключенный утвержденным планом. Формовка подготавливает внешнюю геометрию, необходимую для заданных подложек и схемы монтажа.
Для круглых подложек маршрут подготовки касается требуемой цилиндрической геометрии и установочных ссылок. Различный сохраненный поперечный разрез принадлежит другому чертежу изделия. Не добавляйте операцию квадратной формовки только потому, что оборудование может ее выполнить.
Эта часть нарезки также устанавливает границу пригодного материала. Полная входящая длина, сохраненный участок и концевые припуски — это разные величины. Нарисуйте часть, которая будет подвергаться операции нарезки, прежде чем оценивать, сколько заготовок она может поставить.
Сохраняйте ссылку на кристалл на протяжении всей подготовки. Если грань или метка будут удалены, передайте установочную информацию в соответствии с утвержденной процедурой до того, как механическая обработка ее изменит. Удобная подготовленная поверхность является механической базой; ее связь с требуемой плоскостью кристалла все еще должна быть установлена.
Результатом этого этапа нарезки является подготовленный запас, готовый к монтажу. Он должен соответствовать плану монтажа, сохранять требуемые ссылки и оставлять достаточно пригодного материала для предполагаемой схемы нарезки.
Шаг 3: Нарезка заготовки на заготовки для пластин
Нарезка — это этап нарезки, на котором слиток превращается в отдельные заготовки. Алмазно-проволочная установка использует абразивный путь резки через смонтированный запас. В многопроволочной конфигурации параллельные пути проволоки разделяют несколько заготовок в одной установке. многопильный станок обзор объясняет конфигурации оборудования, используемые для этой задачи.
Схема нарезки должна различать толщину заготовки и материал, удаляемый при каждом разрезе. Она также должна резервировать материал, который будет удален при последующей шлифовке, притирке, травлении или полировке. Установка пилы на окончательную толщину пластины может оставить получателя без достаточного запаса для завершения его работы.
Зажим заготовки обеспечивает поддержку материала во время подачи, основного реза и окончательного отделения. В случае использования связующего состава, процедура монтажа и снятия является частью утвержденного процесса. Они определяют, как отделенные части могут быть сняты с приспособления без потери их идентичности или требуемых ориентиров.
Скорость линии, натяжение и подача должны оцениваться совместно для конкретного материала, проволоки и геометрии. Здесь не устанавливается рецепт работы, специфичный для материала. Для испытаний по резке пластин запрашивайте условия, использованные во время резки, и измеренный результат заготовки, а не рассматривайте максимум оборудования как подходящую производственную настройку.
После резки освободите и идентифицируйте пластины. Сохраняйте их порядок, когда исследование требует связать тенденцию толщины или дефект с положением в исходной заготовке. Эти части теперь являются заготовками пластин; следующие этапы устанавливают требуемую геометрию и состояние поверхности.
Шаг 4: Выравнивание заготовок шлифованием или притиркой
Заготовка после резки поступает на механическую подготовку, когда это требуется маршрутом обработки подложки. Шлифование и притирка удаляют материал для выравнивания поверхностей и уменьшения следов от пилы. При шлифовании используется инструмент с фиксированным абразивом; при притирке используется абразивная рабочая поверхность против притирочной плиты. Их следует определять по требуемому состоянию после операции, а не описывать как взаимозаменяемые способы придания гладкости срезу.
При резке на пластины отделяйте целевое номинальное значение толщины от требований к вариации толщины и форме. Заготовка может быть равномерно слишком тонкой или соответствовать средней толщине, в то время как локальная область имеет недостаточный остаточный запас. Получателю требуется определенная область измерения и состояние процесса для интерпретации результата.
Сайт оборудование для шлифования и притирки страница охватывает контекст оборудования для механической чистовой обработки. Выбор должен соответствовать фактическим размерам заготовки, материалу и спецификации приемки. Возможности пилы или фотография плоской плиты не определяют производительность этого этапа.
Механическое удаление изменяет толщину, доступную для последующей обработки. Сохраняйте значения после резки и после выравнивания отдельно, чтобы маршрут производства пластин мог учитывать, где потребляется материал. Если более поздняя операция требует большего удаления, пересмотрите запас заготовки вместо того, чтобы предполагать, что полировка исправит каждую предыдущую размерную проблему.
Шаг 5: Травление в рамках квалифицированного процесса обработки подложки
Травление удаляет материал химически. В последовательности подготовки подложки оно имеет иную роль, чем механическое выравнивание и полировка. При обычной подготовке кремния химическое удаление может воздействовать на поверхностный слой, затронутый предыдущей механической обработкой, перед последующей полировкой. Маршрут изготовления пластин определяет обработку и удаление, необходимые для этого материала.
Здесь травление означает операцию подготовки подложки. Это не обсуждение травления с формированием рисунка, используемого для создания элементов схемы. Разделение этих двух значений предотвращает отклонение руководства по производству пластин в область изготовления полупроводниковых приборов.
Химия и условия удаления зависят от материала и утвержденного маршрута. Не следует предполагать, что обработка кремния подходит для SiC, сапфира или другого кристалла. Поэтому этот обзор описывает назначение операции, не предоставляя неуточненного химического рецепта.
Травление также относится к запасу материала. Записывайте состояние толщины до и после соответствующей обработки и указывайте, как пластина очищается перед приемной операцией. Для принятия решений по изготовлению пластин травленая поверхность и полированная поверхность не должны сообщаться как одно и то же условие поставки.
Вопрос для следующей станции конкретен: имеет ли обработанная заготовка необходимый запас, геометрию и состояние поверхности для полировки? Решите этот вопрос в рамках метода контроля получателя, а не полагаясь на внешний вид одного выбранного образца.
Шаг 6: Полировка до требуемого состояния поверхности
Полировка уменьшает остаточную шероховатость поверхности и обеспечивает требуемое маршрутом обработки подложки конечное состояние поверхности. Чертеж может требовать обработки одной или обеих сторон с собственными условиями геометрии и контроля. Зеркальный вид является видимым наблюдением; это не полная спецификация приемки пластины.
На этом этапе изготовления пластин остаточный запас для удаления все еще должен соответствовать конечному требованию. Если целевой показатель заготовки оставил недостаточный запас, дополнительная полировка не может создать недостающий материал. Вот почему целевой показатель резки следует выбирать из полного маршрута удаления, а не только из конечной номинальной толщины.
В описании процесса отделяйте полировку от предыдущего выравнивания. Они могут способствовать получению одной и той же конечной детали, но их выходные состояния и вопросы контроля различаются. Отчет о полезном производстве пластин идентифицирует состояние после каждой соответствующей операции вместо того, чтобы приписывать каждое улучшение пиле.
Определите фактические требования получателя перед тем, как считать пластину готовой. Толщина, состояние поверхности и другие указанные характеристики должны оцениваться применимыми методами. Ни фотография, ни этикетка оборудования не доказывают, что все эти проверки пройдены.
Для изготовления пластин практическим результатом является подложка, подготовленная до заявленного состояния. Она готова к следующему согласованному применению, когда получатель ее примет, а не просто когда закончится последний этап полировки.
Шаг 7: Очистка, контроль и упаковка пластин
Очистка удаляет остатки, связанные с применимым маршрутом обработки. Затем контроль проверяет условия, указанные для приемки. Упаковка и идентификация сохраняют это принятое состояние при передаче. Эти операции завершают описанный здесь маршрут изготовления пластин; изготовление схем является более поздним и другим предметом.
Записывайте, что фактически было проверено. Номинальная толщина, вариация толщины, коробление или деформация и наблюдения за поверхностью являются отдельными характеристиками. Центральное измерение толщины не может установить карту толщины, а видимое состояние края не может установить все требования к внутренним дефектам.
Сайт Спецификации пластин Стэнфорда иллюстрируют, что описания пластин различают материал, ориентацию, толщину и обработку поверхности. Это справочные спецификации, а не доказательство приемки для пробного испытания Vimfun или инструкция по копированию определенного значения в чертеж другого заказчика.
Сохраняйте идентификацию партии и проверенное состояние вместе с принятыми изделиями через упаковку и передачу.
Где оборудование Vimfun вписывается в маршрут
Сайт Компактная многопроволочная пила Vimfun SOM200 является эталоном этапа резки. Введение продукта перечисляет кремний среди материалов применения, максимальный габарит заготовки 200 × 200 × 200 мм и настраиваемый диапазон резки 0,3–12 мм. Это записи конфигурации машины, а не гарантированные результаты готовых пластин для каждого материала и настройки.
Используйте эти записи, чтобы начать обсуждение оборудования для предлагаемого материала. Для резки пластин поставщику по-прежнему необходимы фактическая геометрия, плоскость, целевой размер заготовки и условия приемки. Планировки больших партий или различные размеры материала должны рассматриваться через машину для резки пластин выбор, а не принудительно вписываться в пример малого формата.
Спросите, какие операции включает предложение. Многопроволочная пила разделяет заготовки; она не становится установкой для выращивания кристаллов, процессом травления и полировки, будучи описанной как часть производственной линии. Свяжите область применения оборудования с этапом, который оно выполняет, и оцените выход этого этапа по отношению к следующей операции.
На какой странице дан ответ на следующий вопрос?
В этой статье объясняется полный процесс резки пластин. Используйте более узкие страницы, посвященные оборудованию и применению, когда следующий вопрос касается одного этапа.
| Ваш вопрос | Читать далее | Область применения |
|---|---|---|
| Как производится исходный слиток? | печь для выращивания кристаллов | Выращивание и его оборудование |
| Какая установка должна разделять заготовки? | машину для резки пластин | Выбор оборудования для резки |
| Как организованы повторяющиеся пути резки? | многопильный станок | Конфигурация многопроволочной пилы |
| Какая операция подготавливает механическую геометрию? | оборудование для шлифования и притирки | Механическая обработка |
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Является ли резка пластин тем же, что и изготовление интегральных схем?
Нет. Резка пластин подготавливает подложки из объемного кристалла. Изготовление схем использует подходящие пластины в последующих операциях обработки устройств. Данное руководство заканчивается на указанном состоянии подложки, а не следует за литографией, шаблонным травлением и другими этапами изготовления устройств.
Используется ли одна и та же последовательность для всех материалов?
Последовательность объясняет обычный маршрут обработки полированного кремния. Другие материалы и требования к приемке могут изменять квалифицированные операции. Выбор процесса резки пластин должен определять, какой метод обработки и конечное состояние применимы; он не должен автоматически переносить процедуру травления или полировки кремния на другой кристалл.
Является ли целевой размер после резки толщиной готовой пластины?
Не тогда, когда требуется последующее удаление. Заготовка для резки пластин должна иметь достаточный запас для утвержденного процесса шлифовки или притирки, травления и полировки. Указывайте размеры после резки и готовые размеры отдельно, а затем измеряйте соответствующее состояние на каждом этапе.
Для полезного запроса на пробную партию отправьте идентифицированный материал, предполагаемую плоскость и чертеж заготовки, а также сообщите поставщику, какая операция принимает срезанные пластины. Это позволит предложению по резке поддержать полный маршрут, оставаясь при этом ответственным за операцию, которую оно фактически выполняет.