성장 후,실리콘 카바이드 단결정에피택시에 직접 사용할 수 없는 표면 결함이 있는 결정 잉곳입니다. 따라서 실리콘 카바이드에 화학적 기계적 연마가 필요합니다. 처리 기술 중 구형화는 수정 주괴를 표준 실린더로 만듭니다. 와이어 절단은 잉곳을 웨이퍼로 절단합니다. 다양한 특성화는 처리 방향을 보장하며 연마는 웨이퍼의 품질을 향상시키는 것입니다.

웨이퍼 표면이 손상됩니다. 손상은 원래 결정 성장의 결함과 이전 처리 단계의 손상으로 인해 발생합니다. 부분 손상의 경우 무시, 교체, 수리 및 제거의 네 가지 해결 방법이 있습니다. 실리콘 카바이드 표면의 손상 층에 관계없이 장치의 수율에 영향을 미칩니다. 칩을 교체하는 것은 업계에서 귀하의 명성에 영향을 미치기 때문에 현명한 선택이 아닙니다. 수리는 실제로 다시 증가하고 있으며 지금은 저비용 솔루션이 없습니다. 제거는 실행 가능한 옵션입니다. 재료의 전반적인 품질을 향상시키기 위해 특정 재료를 사용하십시오.

SiC 표면의 손상층을 제거하는 네 가지 방법이 있습니다.

1. 기계적 연마, 간단하지만 초기 연마에 적합한 흠집이 남습니다.
2. 미세 연마에 적합한 스크래치를 제거하기 위해 화학적 부식을 도입하는 실리콘 카바이드의 화학적 기계적 연마;
3. HTCVD 공정에서 자주 사용되는 복잡한 장비인 수소 에칭;
4. 플라즈마 보조 연마, 복잡한 장비, 일반적으로 사용되지 않음.

 

SiC 웨이퍼에 화학적 기계적 연마를 선택하는 이유는 무엇입니까?

 

순수 기계 연마는 스크래치가 있는 웨이퍼를 생산하고, 순수 화학 연마는 불균일한 부식이 있는 결정을 생산하며, 실리콘 카바이드의 화학 기계 연마는 고품질 및 경쟁력 있는 가격의 웨이퍼를 생산합니다. CMP의 작동 원리: 회전하는 웨이퍼/실리콘 웨이퍼는 일정한 압력으로 회전하는 연마 패드에서 상대 운동을 하며 평탄화 요구 사항은 연마액에 있는 나노 연마제의 기계적 연삭 효과와 다양한 화학 시약의 화학적 영향.

이 공정에 사용되는 재료는 주로 연마액과 연마 패드를 포함합니다. 연마 패드를 사용한 후 웨이퍼가 변형됩니다. 표면이 매끄러워지고 기공이 줄어들고 막혀 연마율이 떨어집니다. 거칠기를 복원하고 연마액을 전달하는 능력을 개선하려면 웨이퍼를 트리밍해야 합니다. 일반적으로 다이아몬드 드레서는 트리밍에 사용됩니다.

순수한 기계적 연마는 표면에 스크래치를 만들고 순수한 화학 연마는 불균일한 부식을 생성합니다.

기계적 연마의 세부 사항은 다음과 같습니다.

첫째, SiO2 기계적 연마를 직접 사용하십시오. 표면 품질은 300nm의 정확도로 Kla Tencor-10의 Candela와 0.01nm의 정확도로 CSPM4000 원자력 현미경(AFM)으로 측정됩니다. 스크래치 깊이는 9.78nm로 측정될 수 있습니다.

표면 산소 함량 및 침투 깊이는 K-Alpha X선 광전자 분광법(XPS) 기기로 분석합니다. 표준 샘플은 He+ 스퍼터링 표준 SiO2 샘플이고 스퍼터링 속도는 25nm/min입니다. 샘플은 He+ 스퍼터링 SiC 샘플입니다. SiC의 경도는 SiO2보다 높기 때문에 스퍼터링 속도는 25nm/min 미만입니다. 0.25분 스퍼터링 후 산소 신호는 0이므로 침투 깊이는 25nm/min*0.25min=6.25nm 미만입니다. 침투 깊이는 스크래치의 깊이보다 작으며, 이는 스크래치가 산화가 아닌 기계적 작용에 의해 발생함을 나타냅니다.

둘째, 같은 방법으로 과산화수소를 사용하여 직접 연마하면 스크래치가 추가됩니다. AFM 다이어그램은 다음과 같습니다. 그 이유는 화학적 부식이 이방성이며 표면 에너지가 큰 결정의 부식을 가속화하기 때문입니다.

과산화수소에만 담그면 결함과 흠집이 커집니다. 담금 후 웨이퍼의 표면 거칠기는 0.06nm에서 0.14nm로 증가했습니다. AFM 다이어그램은 다음과 같이 표시되며 오른쪽 상단 모서리는 담그기 전입니다.

 

실리콘 카바이드에서 일반적인 화학적 기계적 연마를 수행하는 방법?

 

화학적 + 기계적 연마가 필요하다는 것을 알게 된 후 실리콘 카바이드에 대한 일반적인 화학적 기계적 연마는 다음과 같습니다.

첫 번째 단계는 기계적 연마입니다.

0.5um 직경의 다이아몬드 연마 용액을 사용하여 표면 거칠기를 0.7nm로 연마합니다.

두 번째 단계는 화학적 기계적 연마입니다.

1. 연마기: AP-810 단면 연마기;
2. 연마 압력은 200g/cm2입니다.
3. 메인 플레이트의 회전 속도는 50r/min입니다.
4. 세라믹 디스크 속도는 38r/min입니다.
5. 연마액 조성 : SiO2(30wt%, pH=10.15)를 기준으로 0~70wt%의 과산화수소(30wt%, pure premium grade)를 첨가하고 마지막으로 KOH(5wt%)와 HNO3(1wt%)로 pH=8.5로 조절 ;
6. 연마액 유량은 3L/min이며 재활용됩니다.

실제로 다양한 매개변수를 조정할 수 있으며 웨이퍼와 기계에 적합한 조건을 선택해야 합니다.

1. 선택적 기계적 연마액: SiO2, Al2O3, 이산화세륨;
2. 선택적 화학 연마액: 과망간산칼륨, 과산화수소, Pt 촉매, Fe 촉매;
3. 폴리싱 패드 옵션: 나일론, 폴리우레탄;
4. 산도 및 알칼리도: KOH, HNO3;
5. 기계적 작용: 압력, 속도, 위치, 시간, 온도.

자세한 내용은 다음 이메일로 문의하십시오.victorchan@powerwaywafer.com 과 powerwaymaterial@gmail.com.