Новости

Новости

Зеленый микропорошок карбида кремния для полировки пластин

Хотя  микропорошок зеленого карбида кремния (SiC)  является распространенным абразивом для шлифования твердых материалов, таких как керамика (например, AlN, сапфир), его  обычно не используют для полировки пластин , особенно полупроводниковых пластин (Si, GaAs, SiC и т. д.).

1. Почему зеленый SiC не подходит для полировки пластин

  • Повреждение поверхности :
    микропорошок SiC (даже мелкодисперсный, например, #2000+) тверже большинства пластин (твердость по Моосу 9,2 против Si ~7, GaAs ~4,5), что приводит к появлению глубоких подповерхностных трещин и царапин.

  • Риск загрязнения :
    частицы SiC могут внедряться в более мягкие пластины (например, кремниевые) или реагировать с поверхностями, ухудшая электрические свойства.

  • Отсутствие точности на наноуровне :
    даже субмикронный SiC не обладает однородностью, необходимой для планаризации на атомном уровне (для усовершенствованных узлов требуется Ra < 0,5 нм).

2. Предпочтительные абразивы для полировки пластин

А. Пластины кремния (Si) и германия (Ge)

  • Окончательная полировка :

    • Коллоидный диоксид кремния (SiO₂) : химически размягчает поверхность, обеспечивая отсутствие дефектов (Ra ~0,1 нм).

    • Церий (CeO₂) : используется при химико-механическом полировании (ХМП) для высокой скорости удаления материала (СВМ).

  • Грубая/промежуточная полировка :

    • Оксид алюминия (Al₂O₃) : менее агрессивен, чем SiC, используется для предварительной полировки.

B. Пластины карбида кремния (SiC)

  • Алмазный микропорошок :
    единственный абразивный материал, тверже SiC (твердость по шкале Мооса 10), используемый в суспензиях для шлифования/притирки (например, зернистость 1–10 мкм).

  • Алмаз + ХМП :
    сочетает механическое удаление (алмаз) с химическим окислением (например, суспензии на основе H₂O₂).

C. Арсенид галлия (GaAs) и другие пластины III-V

  • Коллоидный диоксид кремния/церий :
    полировка под низким давлением во избежание повреждения кристалла.

  • Растворы брома и метанола :
    химическое травление после механической полировки.

3. Когда зеленый SiC может  быть использован для пластин

  • Очень ранние стадии  (например, формирование пластины/шлифовка кромок):
    грубый SiC (#400–#800) для быстрого удаления материала, но как можно скорее перейти на более мягкие абразивы.

  • Сапфировые (Al₂O₃) подложки :
    для шлифовки можно использовать SiC, но для окончательной полировки потребуется алмаз или диоксид кремния.

4. Ключевые параметры полировки пластин

  • Размер абразива :
    для окончательной полировки используются частицы размером 10–100 нм (например, коллоидный диоксид кремния).

  • pH и химия :
    pH суспензий CMP контролируется (например, щелочная среда для Si, кислая для металлов).

  • Давление/Скорость :
    Низкое давление (<5 фунтов на кв. дюйм) для минимизации повреждения подповерхностного слоя.

5. Альтернативы SiC для экономически чувствительных приложений

  • Суспензии оксида алюминия (Al₂O₃) :
    дешевле алмазных, но менее агрессивных, чем SiC.

  • Гибридные процессы :
    SiC для грубой шлифовки → Оксид алюминия для предварительной полировки → Диоксид кремния/церий для окончательной полировки.

Пролистать наверх