Com a ampla aplicação de carboneto de silício (SiC) em dispositivos semicondutores, os requisitos de qualidade dos substratos de carboneto de silício estão se tornando cada vez mais rigorosos. Os dispositivos SiC possuem regulamentações rígidas sobre alteração da espessura da superfície, rugosidade da superfície (Ra), danos de usinagem e tensão residual do filme de revestimento. No entanto, o substrato de SiC após o corte e decapagem geralmente apresenta problemas como camada danificada, alta rugosidade superficial e baixa planicidade. Esses problemas devem ser resolvidos por um processo de alisamento eficaz para obter chapas polidas de alta qualidade para posterior processo de epitaxia. Este artigo se concentrará na tecnologia de retificação e retificação no processo de achatamento do substrato de SiC e comparará e analisará suas vantagens e desvantagens.
1. Situação atual e limitação do processo de retificação
O processo de retificação tem grande participação no mercado, incluindo dois estágios de desbaste e desbaste fino, e requer polimento mecânico unilateral (DMP) antes do polimento químico-mecânico (CMP). Sua vantagem é que o custo é relativamente baixo, mas há desvantagens como processos complicados, baixo nível de automação, alto risco de fragmentação, baixa flexibilidade e certo impacto no meio ambiente.
2. Vantagens e adaptabilidade do processo de retificação
O processo de retificação, como alternativa ao processo de retificação, proporciona maiores taxas de remoção de material e melhor controle da espessura e planicidade do wafer. Utiliza diferentes abrasivos e técnicas de retificação, como rebolos diamantados, para obter um tratamento superficial mais fino e uniforme. O processo de moagem é excelente em termos de automação e flexibilidade, adequado para processamento de chip único e pode se adaptar melhor às necessidades de processamento de wafers de grande porte.
Diagrama do processo de achatamento do substrato de SiC
O processo de retificação geralmente inclui dois estágios de retificação grossa e retificação fina, e a camada danificada da superfície do substrato é gradualmente removida por diferentes tamanhos de partículas do material abrasivo para melhorar a suavidade da superfície. No entanto, o processo tem muitos problemas. Em primeiro lugar, o processo é mais complicado, desde o desbaste até o desbaste fino até DMP e CMP, requer múltiplas etapas, aumentando o tempo e o custo de processamento. Em segundo lugar, o nível de automação não é elevado, resultando numa baixa eficiência de produção. Para wafers grandes, existe um alto risco de fragmentação devido ao estresse mecânico durante o processamento. Além disso, a flexibilidade do processo de retificação é baixa, o que não favorece o processamento de chip único, e o uso de fluido de retificação tem um certo impacto no meio ambiente.
O processo de retificação utiliza abrasivos altamente eficientes, como discos diamantados, para obter um rápido achatamento de substratos de SiC com taxas de remoção de material mais altas. Comparado com o processo de moagem, o processo de moagem tem as seguintes vantagens: primeiro, alto grau de automação, pode melhorar significativamente a eficiência da produção; A segunda é a boa flexibilidade, adequada para processamento de peça única, podendo ser customizada de acordo com diferentes necessidades; Terceiro, pode adaptar-se melhor às necessidades de processamento de wafers de grande porte e reduzir o risco de fragmentação. Além disso, o processo de retificação permite um acabamento superficial mais fino e uniforme, proporcionando um melhor substrato para processos CMP subsequentes.
Em resumo, as técnicas de moagem e moagem no processo de achatamento do substrato de SiC têm suas vantagens e desvantagens. Embora o custo do processo de moagem seja baixo, mas o processo é complicado, o nível de automação não é alto, o risco de fragmentação é alto e a flexibilidade é baixa, o que limita o seu desenvolvimento. Em contraste, o processo de retificação apresenta vantagens óbvias em termos de automação, flexibilidade, taxa de remoção de material e qualidade do tratamento de superfície, o que é mais adequado para os requisitos de alta qualidade dos substratos de SiC na moderna indústria de semicondutores. Portanto, com o progresso contínuo da tecnologia de semicondutores, espera-se que o processo de retificação se torne a principal tecnologia de achatamento de substrato de SiC. No futuro, os parâmetros do processo de moagem deverão ser otimizados ainda mais para melhorar a eficiência e a qualidade do processamento e atender aos requisitos cada vez mais rigorosos de substrato dos dispositivos de SiC.
