Con la amplia aplicación del carburo de silicio (SiC) en dispositivos semiconductores, los requisitos de calidad de los sustratos de carburo de silicio son cada vez más estrictos. Los dispositivos de SiC tienen regulaciones estrictas sobre el cambio de espesor de la superficie, la rugosidad de la superficie (Ra), los daños por mecanizado y la tensión residual de la película del revestimiento. Sin embargo, el sustrato de SiC después del corte y decapado a menudo presenta problemas como capa dañada, alta rugosidad superficial y mala planitud. Estos problemas deben resolverse mediante un proceso de aplanamiento eficaz para obtener una lámina pulida de alta calidad para el posterior proceso de epitaxia. Este artículo se centrará en la tecnología de rectificado y rectificado en el proceso de aplanamiento del sustrato de SiC, y comparará y analizará sus ventajas y desventajas.
1. Situación actual y limitación del proceso de molienda
El proceso de rectificado tiene una gran participación de mercado, incluidas dos etapas de rectificado basto y rectificado fino, y requiere pulido mecánico de una sola cara (DMP) antes del pulido mecánico químico (CMP). Su ventaja es que el costo es relativamente bajo, pero existen desventajas como procesos engorrosos, bajo nivel de automatización, alto riesgo de fragmentación, baja flexibilidad y cierto impacto en el medio ambiente.
2. Ventajas y adaptabilidad del proceso de molienda
El proceso de molienda, como alternativa al proceso de molienda, proporciona mayores tasas de eliminación de material y un mejor control del espesor y la planitud de la oblea. Utiliza diferentes abrasivos y técnicas de rectificado, como muelas de diamante, para conseguir un tratamiento superficial más fino y uniforme. El proceso de molienda es excelente en términos de automatización y flexibilidad, adecuado para el procesamiento de un solo chip y puede adaptarse mejor a las necesidades de procesamiento de obleas de gran tamaño.
Diagrama del proceso de aplanamiento del sustrato de SiC
El proceso de molienda generalmente incluye dos etapas de molienda gruesa y molienda fina, y la capa dañada de la superficie del sustrato se elimina gradualmente mediante diferentes tamaños de partículas del material abrasivo para mejorar la suavidad de la superficie. Sin embargo, el proceso tiene muchos problemas. En primer lugar, el proceso es más complicado, desde el pulido basto hasta el pulido fino, pasando por DMP y CMP, y requiere múltiples pasos, lo que aumenta el tiempo y el costo de procesamiento. En segundo lugar, el nivel de automatización no es alto, lo que da como resultado una baja eficiencia de producción. En el caso de obleas grandes, existe un alto riesgo de fragmentación debido a la tensión mecánica durante el procesamiento. Además, la flexibilidad del proceso de molienda es baja, lo que no favorece el procesamiento de un solo chip, y el uso de fluido de molienda tiene un cierto impacto en el medio ambiente.
El proceso de rectificado utiliza abrasivos altamente eficientes, como ruedas de diamante, para lograr un aplanamiento rápido de los sustratos de SiC con mayores tasas de eliminación de material. En comparación con el proceso de molienda, el proceso de molienda tiene las siguientes ventajas: en primer lugar, un alto grado de automatización puede mejorar significativamente la eficiencia de la producción; El segundo es una buena flexibilidad, adecuada para el procesamiento de una sola pieza, que se puede personalizar según las diferentes necesidades; En tercer lugar, puede adaptarse mejor a las necesidades de procesamiento de obleas de gran tamaño y reducir el riesgo de fragmentación. Además, el proceso de rectificado permite un acabado superficial más fino y uniforme, proporcionando un mejor sustrato para procesos CMP posteriores.
En resumen, las técnicas de trituración y trituración en el proceso de aplanamiento de sustratos de SiC tienen sus ventajas y desventajas. Aunque el costo del proceso de molienda es bajo, el proceso es engorroso, el nivel de automatización no es alto, el riesgo de fragmentación es alto y la flexibilidad es baja, lo que limita su desarrollo posterior. Por el contrario, el proceso de rectificado muestra ventajas obvias en términos de automatización, flexibilidad, tasa de eliminación de material y calidad del tratamiento superficial, lo que es más adecuado para los requisitos de alta calidad de los sustratos de SiC en la industria moderna de semiconductores. Por lo tanto, con el progreso continuo de la tecnología de semiconductores, se espera que el proceso de molienda se convierta en la tecnología principal para el aplanamiento de sustratos de SiC. En el futuro, los parámetros del proceso de molienda deberían optimizarse aún más para mejorar la eficiencia y la calidad del procesamiento y cumplir con los requisitos de sustrato cada vez más estrictos de los dispositivos de SiC.
