С широким применением карбида кремния (SiC) в полупроводниковых устройствах требования к качеству подложек из карбида кремния становятся все более строгими. У устройств SiC действуют строгие правила в отношении изменения толщины поверхности, шероховатости поверхности (Ra), механических повреждений и остаточного напряжения футеровочной пленки. Однако подложка SiC после резки и зачистки часто имеет такие проблемы, как повреждение слоя, высокая шероховатость поверхности и плохая плоскостность. Эти проблемы необходимо решить с помощью эффективного процесса правки для получения высококачественного полированного листа для последующего процесса эпитаксии. В этой статье будут рассмотрены шлифование и технология шлифования в процессе выравнивания подложки SiC, а также сравнение и анализ их преимуществ и недостатков.
1. Текущая ситуация и ограничения процесса измельчения
Процесс шлифования занимает большую долю рынка, включая две стадии грубого шлифования и тонкого шлифования, и требует односторонней механической полировки (DMP) перед химико-механической полировкой (CMP). Его преимуществом является то, что стоимость относительно низкая, но есть и недостатки, такие как громоздкие процессы, низкий уровень автоматизации, высокий риск фрагментации, низкая гибкость и определенное воздействие на окружающую среду.
2. Преимущества и технологичность процесса измельчения
Процесс шлифования, как альтернатива процессу шлифования, обеспечивает более высокую скорость съема материала и лучший контроль толщины и плоскостности пластин. Он использует различные абразивы и методы шлифования, такие как алмазные шлифовальные круги, для достижения более тонкой и однородной обработки поверхности. Процесс шлифования превосходен с точки зрения автоматизации и гибкости, подходит для обработки одной стружки и может лучше адаптироваться к потребностям обработки пластин большого размера.
Схема процесса выравнивания подложки SiC
Процесс шлифования обычно включает в себя два этапа: грубое шлифование и тонкое шлифование, при этом поврежденный слой поверхности подложки постепенно удаляется частицами абразивного материала разного размера для улучшения гладкости поверхности. Однако этот процесс имеет множество проблем. Прежде всего, процесс более сложен: от грубого шлифования до тонкого шлифования до DMP и CMP, требует нескольких этапов, что увеличивает время обработки и стоимость. Во-вторых, уровень автоматизации невысок, что приводит к низкой эффективности производства. Для больших пластин существует высокий риск фрагментации из-за механического воздействия во время обработки. Кроме того, гибкость процесса шлифования низкая, что не способствует обработке единичной стружки, а использование шлифовальной жидкости оказывает определенное воздействие на окружающую среду.
В процессе шлифования используются высокоэффективные абразивы, такие как алмазные круги, для быстрого выравнивания подложек SiC с более высокой скоростью съема материала. По сравнению с процессом измельчения процесс измельчения имеет следующие преимущества: во-первых, высокая степень автоматизации позволяет значительно повысить эффективность производства; Во-вторых, хорошая гибкость, подходит для обработки отдельных деталей, может быть настроен в соответствии с различными потребностями; В-третьих, он может лучше адаптироваться к потребностям обработки пластин большого размера и снизить риск фрагментации. Кроме того, процесс шлифования позволяет получить более тонкую и однородную поверхность, обеспечивая лучшую основу для последующих процессов ХМП.
Таким образом, методы шлифования и шлифования в процессе выравнивания подложки SiC имеют свои преимущества и недостатки. Хотя стоимость процесса измельчения невелика, но процесс громоздкий, уровень автоматизации невысокий, риск фрагментации высок, а гибкость низкая, что ограничивает его дальнейшее развитие. Напротив, процесс шлифования демонстрирует очевидные преимущества с точки зрения автоматизации, гибкости, скорости съема материала и качества обработки поверхности, что больше соответствует высоким требованиям к качеству подложек SiC в современной полупроводниковой промышленности. Таким образом, ожидается, что с непрерывным развитием полупроводниковых технологий процесс шлифования станет основной технологией выравнивания подложек SiC. В будущем параметры процесса шлифования должны быть дополнительно оптимизированы для повышения эффективности и качества обработки, чтобы соответствовать все более строгим требованиям к подложкам устройств SiC.
