실리콘 카바이드는 매우 안정적인 특성을 가지고있어 열악한 환경에서도 안정적으로 작동 할 수 있습니다. 안정적인 화학 결합으로 인해 탄화 규소 생산의 기술적 한계는 매우 높습니다. 실리콘 카바이드 결정 잉곳의 성장 조건은 가혹하여 고온 (~ 2600 ℃) 및 고압 (> 350MPa) 성장 환경이 필요합니다. 결정 성장 속도가 느리고 생산 능력이 제한되며 품질이 상대적으로 불안정합니다. 웨이퍼 성장로의 크기에 의해 결정 잉곳의 크기가 제한됩니다. 실리콘 카바이드는 단단하고 부서지기 쉬운 소재입니다. 경도는 다이아몬드의 두 번째입니다. 절단이 어렵고 연삭 정도를 제어하기가 어렵습니다. 따라서, 실리콘 카바이드 잉곳으로부터 절단하는 실리콘 카바이드 웨이퍼 제조 공정은 매우 어렵다.

1. 산업 요구 사항실리콘 카바이드 웨이퍼생산

실리콘 카바이드 웨이퍼 제조 공정에 대한 해당 산업 요구 사항이 제시됩니다.

방법	매개 변수	요구 사항
단결정 성장	크기	＞ 4 인치
	크리스탈 형태	4H-SiC를
	미세 소관 밀도	<2 / cm2
	저항	0.015 ~ 0.03Ω * cm (전도성 N 형)
		10 ^ 5 Ω * cm (반 절연)
처리 요구 사항	TTV	＜ 15 μm
	활	<40 μm
	경사	<60 μm
	라	<0.3 nm

* 실리콘 카바이드 (SiC) 웨이퍼는 Xiamen Powerway Advanced Materials Co., Ltd.(PAM-XIAMEN의 약자) 산업 요구 사항을 충족합니다. 자세한 내용은 다음을 방문하십시오.https://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

위 표의 TTV, 활, 날실 및 Ra의 매개 변수는 달성하기가 쉽지 않습니다. 이유는 다음과 같습니다.

크리스탈 자체의 품질이 후속 처리를 결정합니다.

탄화 규소의 경도는 9.2이며 다이아몬드로만 가공 할 수 있습니다.

단순히 다이아몬드 가공을 사용하는 경우 너무 많은 스트레스는 실리콘 카바이드 웨이퍼 기판에 손상을 줄 수 있습니다.

2. 실리콘 카바이드 웨이퍼제조 공정

위의 이유로 전체 실리콘 카바이드 웨이퍼 제조 공정은 아래 그림과 같이 설계되었습니다.

다이아몬드 와이어 다중 와이어 절단은 뒤틀림, 활 및 TTV를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 양면 연삭은 절단 손상 층을 제거하고 경사, 활, TTV 및 LTV를 올리는 데 사용됩니다. 양면 연마는 2nm 미만의 거칠기를 줄이기 위해 사용됩니다. 화학적 기계적 연마는 표면 품질을 향상시키고 거칠기 <0.2nm 및 스크래치 없음을 만들기 위해 사용됩니다. SiC 웨이퍼 세정 및 SiC 웨이퍼 패키징은 강한 빛 아래에서 끈적임이 필요하지 않습니다.

모든 절차는 SiC 웨이퍼 처리의 해당 핵심 기술을 생성합니다.

# 기술

# 멀티 와이어 톱

# 제어 워프 / 활 / TTV / LTV

# CMP

# 웨이퍼 청소

실리콘 카바이드 웨이퍼 제조 공정은 아래에서 자세히 설명됩니다.

2.1실리콘 카바이드 잉곳 다이 싱 다중 와이어 절단

뒤틀림을 방지하기 위해 다이 싱 후 웨이퍼의 두께는 350um입니다. 일반적으로 칩으로 제작 된 후 얇아집니다.

2.2실리콘 카바이드 Wafer연마

연마에는 다이아몬드 슬러리를 사용하십시오. 슬러리에서 다이아몬드 분말의 입자 크기는 제거율과 표면 손상 층에 영향을 미칩니다. 큰 입자 크기의 거친 분쇄와 작은 입자 크기의 미세 분쇄를 결합하는 방법을 사용하면 더 나은 분쇄 결과를 얻을 수 있습니다. 거친 연삭 디스크는 수지 구리 디스크 / 유리 디스크이고 미세 연삭 디스크는 주석 디스크입니다.

연삭 압력과 연삭 디스크 속도도 SiC 웨이퍼 연삭 품질에 영향을 미칩니다.

연삭 압력이 높으면 연삭 속도가 빠르지 만 그에 따라 TTV 값이 증가합니다.

압력이 작 으면 연삭 속도가 느려집니다.

연삭 디스크 속도를 일정 범위 내에서 높이면 제거율을 향상시킬 수 있지만 속도가 높을수록 기판 표면의 평탄도가 나빠집니다.

연삭 압력은 일반적으로 0.5-0.8 kN (0.025 MPa), 연삭 헤드 속도는 60-80 r / min, 연삭 디스크 속도는 약 60 r / min으로 제어됩니다.

그라인딩 디스크는 실리콘 카바이드 단결정 기판의 제거율을 보장하기 위해 연삭 공정 중에 날카롭게해야합니다. 연삭 디스크 드레싱 시스템은 연삭 액체를 고르게 분배하고 연삭 제거 효과를 보장 할 수 있습니다. 그라인딩 디스크의 제거율이 감소하고 온라인 드레싱으로 제거율을 보장 할 수없는 경우, 그라인딩 디스크를 오프라인으로 트리밍해야합니다.

2.3의 SiC 웨이퍼연마 실리콘 카바이드 웨이퍼 제조 공정 중 화학적 기계적

기계적 작용 (압력)과 화학적 / 산화 (과산화수소, pH 값)를 함께 사용하여 표면을 매끄럽고 깨끗하게 만듭니다. 화학적 작용과 기계적 작용 사이의 균형에 더 많은주의를 기울여야합니다. 연마 액, 연마 패드, 연마 압력, 연마 디스크 속도 및 기타 여러 조건의 유형에 따라 연마 품질이 결정됩니다.

1. 연마 용액 농도의 영향 : 연마 용액 농도가 높을수록 연마 제거 능력이 강하지 만 기판 표면 거칠기가 증가하고 표면 품질이 저하됩니다. 농도가 감소하고 연마 제거 능력이 감소하며 효율이 낮아집니다.
2. 단단한 연마 패드는 더 나은 평탄도를 얻을 수 있으며 부드러운 연마 패드는 결함이 적은 표면을 얻을 수 있습니다.
3. 연마 압력 또는 회전 속도를 높이면 재료 제거율이 향상 될 수 있지만 동시에 재료의 표면 거칠기와 표면 아래 손상 층이 증가하여 표면 품질에 영향을 미칩니다.

제거량이 너무 많으면 실리콘 카바이드 재료의 높은 경도로 인해 마찰과 압출의 작용으로 연삭 휠의 연마 입자가 점차 둥글고 무디어집니다. 연삭 휠 표면의 기공에 박힌 연삭 파편은 다이아몬드 연삭 휠의 막힘을 유발하여 연삭 휠의 연삭 능력과 효율성이 감소하고 공작물 표면이 고르지 않게됩니다.

이 문제를 해결하기 위해 SiC 웨이퍼 연마 공정을 개선하고 오일 스톤 온라인 드레싱 공정을 추가했습니다. 한편으로는 연삭 휠 표면에 막힌 연마 파편을 제거하고 연마 입자가 표면으로 튀어 나오게 할 수 있습니다. 반면 연삭 휠이 무디어지면 다시 날카롭게 할 수있어 연삭 및 절단 공정이 더 쉬워집니다.

최대 절단 두께 = 2 * 가공물 속도 / (연삭 휠 속도 * 연삭 휠 입자 크기 번호) * √ (레이디 얼 이송 / 연삭 휠 직경)

연삭 휠의 이송이 적을수록 공작물의 표면 거칠기가 좋아지고 표면 정확도가 높아집니다. 가공 과정에서 달성 할 표면 거칠기에 따라 적절한 이송을 선택할 수 있습니다.

일반 연삭 공정은 고속 이송 단계, 빈 이송 단계, P1 단계, P2 단계, P3 단계 및 고속 복귀 단계로 나뉩니다.

재료 제거량은 Sartorius CP225D 정밀 전자 저울로 연마 전후의 실리콘 웨이퍼 품질을 측정하여 얻을 수 있습니다. 실리콘 카바이드 웨이퍼의 표면 형태 특성은 Olympus OLS4100 광학 현미경으로 분석됩니다. Zygo Newview5022 Surface Profiler로 실리콘 카바이드 웨이퍼의 표면 거칠기를 측정하고 1/2 웨이퍼 직경 원에서 3 개의 동일한 점을 가져와 평균값을 측정합니다. 미세 연마 후, 실리콘 카바이드 웨이퍼의 표면 거칠기는 XE-200 원자력 현미경으로 측정됩니다.

2.4 실리콘 카바이드 웨이퍼청소

RCA 세척 실리콘 카바이드 단계는 다음과 같습니다.

1. 15 분 초음파 세척을 위해 아세톤 (C3H6O)을 사용하십시오.
2. 탈 이온수를 사용하여 3 회 초음파 세척, 매번 10 분;
3. H2O2 + NH3H2O ​​: H2O 용액을 1 : 1 : 5의 부피비로 15 분간 끓인 후 웨이퍼를 세척합니다 (H2O2 농도는 30 %).
4. 탈 이온수를 사용하여 3 회 초음파 세척, 매번 10 분;
5. H2O2 + HCl : H2O 용액을 1 : 1 : 5의 부피비로 15 분 동안 끓인 후 웨이퍼를 청소합니다 (HCl 농도는 37 %).
6. 탈 이온수를 사용하여 3 회 초음파 세척, 매번 10 분;
7. 웨이퍼를 꺼낸 후 고순도 질소로 건조

RCA 처리는 어닐링 후 실리콘 카바이드 웨이퍼 표면에 남아있는 오염 층 및 기타 불순물을 효과적으로 제거 할 수 있으며 실리콘 카바이드 웨이퍼 표면의 구조에 영향을 미치지 않습니다.

PAM-XIAMEN은 고객에게 고품질 실리콘 카바이드 웨이퍼를 제공하는 것을 목표로 실리콘 카바이드 웨이퍼 제조 공정을 엄격하게 준수합니다.

자세한 내용은 다음 주소로 이메일을 보내주십시오. victorchan@powerwaywafer.com 과 powerwaymaterial@gmail.com.