د سي سي ویفر پروسس کولو ټیکنالوژۍ اوسنی حالت او رجحانات

د دریم نسل سیمیکمډکټر سبسټریټ موادو په توګه،سیلیکون کاربایډ (SiC)واحد کرسټال د لوړ فریکونسۍ او لوړ ځواک لرونکي بریښنایی وسیلو په تولید کې د غوښتنلیک پراخه امکانات لري. د SiC پروسس کولو ټیکنالوژي د لوړ کیفیت لرونکي سبسټریټ موادو په تولید کې پریکړه کونکی رول لوبوي. دا مقاله په چین او بهر کې د SiC پروسس کولو ټیکنالوژیو په اړه د څیړنې اوسنی حالت معرفي کوي، د پرې کولو، پیس کولو او پالش کولو پروسو میکانیزمونو تحلیل او پرتله کول، او همدارنګه د ویفر فلیټنس او ​​سطحې ناهموارۍ رجحانات. دا د SiC ویفر پروسس کولو کې موجوده ننګونې هم په ګوته کوي او د راتلونکي پراختیا لارښوونو په اړه بحث کوي.

سیلیکون کاربایډ (SiC)ویفرونه د دریم نسل سیمیکمډکټر وسیلو لپاره مهم بنسټیز توکي دي او د مایکرو الیکترونیکونو، بریښنایی الیکترونیکونو، او سیمیکمډکټر رڼا په څیر برخو کې د پام وړ اهمیت او د بازار وړتیا لري. د خورا لوړ سختۍ او کیمیاوي ثبات له املهد SiC واحد کرسټالونه، د سیمیکمډکټر پروسس کولو دودیز میتودونه د دوی د ماشین کولو لپاره په بشپړ ډول مناسب ندي. که څه هم ډیری نړیوالو شرکتونو د SiC واحد کرسټالونو تخنیکي پلوه غوښتنه کونکي پروسس کولو په اړه پراخه څیړنې ترسره کړې ، اړونده ټیکنالوژي په کلکه محرم ساتل کیږي.

په دې وروستیو کلونو کې، چین د SiC واحد کرسټال موادو او وسایلو په پراختیا کې هڅې زیاتې کړې دي. په هرصورت، په هیواد کې د SiC وسیلې ټیکنالوژۍ پرمختګ اوس مهال د پروسس کولو ټیکنالوژیو او ویفر کیفیت کې محدودیتونو لخوا محدود دی. له همدې امله، د چین لپاره دا اړینه ده چې د SiC پروسس کولو وړتیاوې ښه کړي ترڅو د SiC واحد کرسټال سبسټریټ کیفیت لوړ کړي او د دوی عملي غوښتنلیک او ډله ایز تولید ترلاسه کړي.

د پروسس کولو اصلي مرحلې عبارت دي له: پرې کول → غټ پیس کول → ښه پیس کول → ناڅاپه پالش کول (میخانیکي پالش کول) → ښه پالش کول (کیمیاوي میخانیکي پالش کول، CMP) → تفتیش.

د SiC واحد کرسټالونو پرې کول

د پروسس کولو په وخت کېد SiC واحد کرسټالونه، پرې کول لومړی او خورا مهم ګام دی. د ویفر کمان، وارپ، او د ټول ضخامت توپیر (TTV) چې د پرې کولو پروسې څخه رامینځته کیږي د راتلونکو پیس کولو او پالش کولو عملیاتو کیفیت او اغیزمنتوب ټاکي.

د پرې کولو وسایل د شکل له مخې د الماس داخلي قطر (ID) آری، د بهرني قطر (OD) آری، د بانډ آری، او د تار آری په توګه طبقه بندي کیدی شي. د تار آری، په خپل وار، د دوی د حرکت ډول له مخې په متقابل او لوپ (نه ختمیدونکي) تار سیسټمونو کې طبقه بندي کیدی شي. د کثافاتو د پرې کولو میکانیزم پراساس، د تار آری د ټوټې کولو تخنیکونه په دوه ډوله ویشل کیدی شي: وړیا کثافات تار آری او ثابت کثافات الماس تار آری.

۱.۱ د پرې کولو دودیزې طریقې

د بهرني قطر (OD) ارې د پرې کولو ژوروالی د تیغ د قطر له مخې محدود دی. د پرې کولو پروسې په جریان کې، تیغ د وایبریشن او انحراف سره مخ وي، چې په پایله کې یې د لوړ شور کچه او ضعیف سختوالی رامینځته کیږي. د داخلي قطر (ID) ارې د تیغ په داخلي محیط کې د پرې کولو څنډې په توګه د الماس کثافاتو څخه کار اخلي. دا تیغونه د 0.2 ملي میتر په څیر پتلي کیدی شي. د ټوټې کولو په جریان کې، د ID تیغ په لوړ سرعت سره څرخیږي پداسې حال کې چې هغه مواد چې پرې کیږي د تیغ د مرکز سره په شعاعي ډول حرکت کوي، د دې نسبي حرکت له لارې ټوټه کول ترلاسه کوي.

د الماسو د بانډ ارې مکرر تمځایونو او بیرته راګرځولو ته اړتیا لري، او د پرې کولو سرعت خورا ټیټ دی - معمولا له 2 متر/ساعت څخه ډیر نه وي. دوی د پام وړ میخانیکي اغوستلو او لوړ ساتنې لګښتونو څخه هم رنځ وړي. د ارې تیغ د عرض له امله، د پرې کولو شعاع ډیره کوچنۍ نشي کیدی، او د څو ټوټو پرې کول ممکن ندي. دا دودیز ارې وسیلې د اساس د سختوالي له امله محدود دي او نشي کولی منحني کټ کړي یا محدود ګرځیدونکي شعاع ولري. دوی یوازې د مستقیم کټ کولو وړتیا لري، پراخه کیرفونه تولیدوي، د حاصلاتو ټیټه کچه لري، او له همدې امله د پرې کولو لپاره مناسب ندي.د سي سي کرسټالونه.

۱.۲ وړیا کثافاتي تار د څو تارونو پرې کول

د تار د آرې د آزادې ټوټې کولو تخنیک د تار د چټک حرکت څخه کار اخلي ترڅو سلیري د کیرف ته انتقال کړي، چې د موادو لرې کولو ته اجازه ورکوي. دا په عمده توګه یو متقابل جوړښت کاروي او اوس مهال د واحد کرسټال سیلیکون د څو ویفر مؤثره پرې کولو لپاره یو بالغ او په پراخه کچه کارول شوی میتود دی. په هرصورت، د SiC پرې کولو کې د هغې کارول لږ پراخه مطالعه شوي.

د ازادو کثافاتو تارونو صونه کولی شي د 300 μm څخه کم ضخامت لرونکي ویفرونه پروسس کړي. دوی د کم کیرف ضایع وړاندیز کوي، په ندرت سره د چپ کولو لامل کیږي، او په نسبي ډول د سطحې ښه کیفیت پایله لري. په هرصورت، د موادو د لرې کولو میکانیزم له امله - د کثافاتو د رول کولو او انډیټیشن پراساس - د ویفر سطح د پام وړ پاتې فشار، مایکرو کریکونو، او ژورو زیان لرونکو پرتونو رامینځته کولو ته لیوالتیا لري. دا د ویفر وارپینګ لامل کیږي، د سطحې پروفایل دقت کنټرول ستونزمن کوي، او د پروسس کولو وروسته مرحلو کې بار زیاتوي.

د پرې کولو فعالیت د سلیري لخوا خورا اغیزمن کیږي؛ دا اړینه ده چې د کثافاتو تیزوالی او د سلیري غلظت وساتل شي. د سلیري درملنه او بیا کارول ګران دي. کله چې د لویو اندازو انګوټ پرې کول، کثافات د ژورو او اوږدو کثافاتو د ننوتلو ستونزه لري. د ورته کثافاتو دانه اندازې لاندې، د کثافاتو ضایع د ثابت کثافاتو تار آرونو په پرتله ډیر دی.

۱.۳ د کثافاتو ثابت الماس تار د څو تارونو پرې کول

د الماس د تارونو ثابت کثافات معمولا د الماس ذرات د فولادو تار سبسټریټ ته د الیکټروپلیټینګ، سینټرینګ، یا رال بانډینګ میتودونو له لارې د ځای په ځای کولو سره جوړیږي. د الیکټروپلیټ شوي الماس تار آرونه ګټې وړاندې کوي لکه تنګ کیرفونه، د ټوټې کولو غوره کیفیت، لوړ موثریت، ټیټ ککړتیا، او د لوړ سختۍ موادو پرې کولو وړتیا.

د الیکټروپلیټ شوي الماس تار آری اوس مهال د SiC پرې کولو لپاره ترټولو پراخه کارول شوې طریقه ده. شکل 1 (دلته نه ښودل کیږي) د دې تخنیک په کارولو سره د SiC ویفرونو د سطحې فلیټنس ښیې. لکه څنګه چې پرې کول پرمختګ کوي، د ویفر وارپج زیاتیږي. دا ځکه چې د تار او موادو ترمنځ د تماس ساحه زیاتیږي ځکه چې تار ښکته حرکت کوي، مقاومت او د تار وایبریشن زیاتوي. کله چې تار د ویفر اعظمي قطر ته ورسیږي، وایبریشن په خپل اوج کې وي، چې په پایله کې اعظمي وارپج رامنځته کیږي.

د پرې کولو په وروستیو مرحلو کې، د تار د ګړندي کیدو، د ثابت سرعت حرکت، کموالي، ودریدو او بیرته راګرځیدو له امله، د کولنټ سره د کثافاتو په لرې کولو کې د ستونزو سره، د ویفر سطحې کیفیت خرابیږي. د تار بیرته راګرځیدل او د سرعت بدلونونه، او همدارنګه په تار کې د الماس لوی ذرات، د سطحې سکریچونو لومړني لاملونه دي.

۱.۴ د سړې جلا کولو ټیکنالوژي

د SiC واحد کرسټالونو سړه جلا کول د دریم نسل سیمیکمډکټر موادو پروسس کولو په برخه کې یو نوښتګر پروسه ده. په وروستیو کلونو کې، دا د حاصلاتو ښه کولو او د موادو ضایع کمولو کې د پام وړ ګټو له امله د پام وړ پاملرنه راجلب کړې ده. ټیکنالوژي له دریو اړخونو څخه تحلیل کیدی شي: د کار اصل، د پروسې جریان، او اصلي ګټې.

د کرسټال د موقعیت ټاکل او د بهرني قطر ګرینډ کول: د پروسس کولو دمخه، د SiC انګوټ د کرسټال موقعیت باید وټاکل شي. بیا انګوټ د بهرني قطر ګرینډ کولو له لارې په سلنډر جوړښت (معمولا د SiC پک په نوم یادیږي) کې شکل ورکول کیږي. دا ګام د راتلونکو لارښوونو پرې کولو او ټوټې کولو لپاره بنسټ ږدي.

د څو تارونو پرې کول: دا طریقه د سلنډر انګوټ د پرې کولو لپاره د پرې کولو تارونو سره یوځای شوي کثافاتي ذرات کاروي. په هرصورت، دا د پام وړ د کیرف ضایع کیدو او د سطحې نا مساوي کیدو ستونزو سره مخ دی.

د لیزر پرې کولو ټیکنالوژي: د لیزر څخه کار اخیستل کیږي ترڅو د کرسټال دننه یو تعدیل شوی طبقه جوړه کړي، چې له هغې څخه پتلي ټوټې جلا کیدی شي. دا طریقه د موادو ضایع کموي او د پروسس موثریت لوړوي، چې دا د SiC ویفر پرې کولو لپاره یو نوی امید ورکوونکی لار جوړوي.

د پرې کولو پروسې اصلاح کول

ثابت کثافات څو تاره پرې کول: دا اوس مهال د عامو ټیکنالوژیو څخه دی، چې د SiC د لوړ سختۍ ځانګړتیاو لپاره مناسب دی.

د بریښنایی خارجولو ماشین (EDM) او د سړې جلا کولو ټیکنالوژي: دا میتودونه د ځانګړو اړتیاو سره سم متنوع حلونه چمتو کوي.

د پالش کولو پروسه: د موادو د لرې کولو کچه او د سطحې زیان متوازن کول اړین دي. کیمیاوي میخانیکي پالش کول (CMP) د سطحې یووالي ښه کولو لپاره کارول کیږي.

په ریښتیني وخت کې څارنه: د آنلاین تفتیش ټیکنالوژۍ معرفي شوي ترڅو په ریښتیني وخت کې د سطحې ناهموارۍ څارنه وکړي.

د لیزر پرې کول: دا تخنیک د کیرف ضایع کموي او د پروسس دورې لنډوي، که څه هم د تودوخې اغیزمن شوی زون یوه ننګونه پاتې ده.

د هایبرډ پروسس کولو ټیکنالوژي: د میخانیکي او کیمیاوي میتودونو ترکیب د پروسس موثریت لوړوي.

دې ټکنالوژۍ دمخه صنعتي غوښتنلیک ترلاسه کړی دی. د مثال په توګه، انفینون، سلټیکترا ترلاسه کړ او اوس د 8 انچه ویفرونو د ډله ایز تولید ملاتړ کونکي اصلي پیټینټونه لري. په چین کې، د ډیلونګ لیزر په څیر شرکتونو د 6 انچه ویفر پروسس کولو لپاره د هر انګټ 30 ویفرونو د تولید موثریت ترلاسه کړی، چې د دودیزو میتودونو په پرتله 40٪ ښه والی استازیتوب کوي.

لکه څنګه چې د کورني تجهیزاتو تولید ګړندی کیږي، تمه کیږي چې دا ټیکنالوژي به د SiC سبسټریټ پروسس کولو لپاره اصلي حل شي. د سیمیکمډکټر موادو د زیاتیدونکي قطر سره، دودیز پرې کولو میتودونه زوړ شوي دي. د اوسني انتخابونو په مینځ کې، د الماس تار آری ټیکنالوژي د غوښتنلیک ترټولو امید لرونکې امکانات ښیې. د لیزر پرې کول، د راڅرګندیدونکي تخنیک په توګه، د پام وړ ګټې وړاندې کوي او تمه کیږي چې په راتلونکي کې د پرې کولو لومړنۍ طریقه شي.

۲،د SiC واحد کرسټال پیس کول

د دریم نسل سیمیکمډکټرونو د استازي په توګه، سیلیکون کاربایډ (SiC) د خپل پراخ بینډ ګیپ، لوړ ماتیدونکي بریښنایی ساحې، لوړ سنتریت الکترون ډریفت سرعت، او غوره حرارتي چالکتیا له امله د پام وړ ګټې وړاندې کوي. دا ځانګړتیاوې SiC په ځانګړي ډول د لوړ ولټاژ غوښتنلیکونو کې ګټور کوي (د مثال په توګه، 1200V چاپیریال). د SiC سبسټریټونو لپاره د پروسس ټیکنالوژي د وسیلې جوړولو یوه بنسټیزه برخه ده. د سبسټریټ سطحې کیفیت او دقت په مستقیم ډول د ایپیټیکسیل پرت کیفیت او د وروستي وسیلې فعالیت اغیزه کوي.

د ګرینډینګ پروسې اصلي موخه د سطحې د آرې نښې او د ټوټې کولو پرمهال رامینځته شوي زیان لرونکي طبقو لرې کول دي، او د پرې کولو پروسې لخوا رامینځته شوي خرابوالي سمول دي. د SiC خورا لوړ سختۍ ته په پام سره، ګرینډینګ د سختو کثافاتو لکه بوران کاربایډ یا الماس کارولو ته اړتیا لري. دودیز ګرینډینګ معمولا په غټ ګرینډینګ او ښه ګرینډینګ ویشل کیږي.

۲.۱ غټ او ښه پیس کول

د پیسولو کار د کثافاتو د ذراتو د اندازې پر بنسټ طبقه بندي کیدی شي:

غټې ټوټې کول: په عمده توګه د اره نښو او د ټوټې کولو پرمهال رامینځته شوي زیان لرونکو طبقو د لرې کولو لپاره لوی کثافات کاروي، د پروسس موثریت ښه کوي.

ښه ګرینډینګ: د سخت ګرینډینګ له امله پاتې شوي زیان لرونکي طبقې لرې کولو، د سطحې ناهموارۍ کمولو او د سطحې کیفیت لوړولو لپاره د ښه زنګ وهلو موادو څخه کار اخلي.

ډیری کورني SiC سبسټریټ جوړونکي د لوی پیمانه تولید پروسې کاروي. یو عام میتود د کاسټ اوسپنې پلیټ او مونوکرسټالین الماس سلیري په کارولو سره دوه اړخیزه پیس کول شامل دي. دا پروسه په مؤثره توګه د تار د اره کولو له امله پاتې شوي زیان طبقه لرې کوي، د ویفر شکل سموي، او د TTV (د ټول ضخامت بدلون)، کمان او وارپ کموي. د موادو د لرې کولو کچه مستحکم ده، معمولا 0.8-1.2 μm/min ته رسیږي. په هرصورت، پایله لرونکی ویفر سطح میټ دی چې نسبتا لوړ ناهموار دی - معمولا شاوخوا 50 nm - کوم چې په راتلونکو پالش کولو مرحلو کې لوړې غوښتنې تحمیلوي.

۲.۲ یو اړخیزه پیسه کول

یو اړخیزه ګرینډینګ په یو وخت کې د ویفر یوازې یو اړخ پروسس کوي. د دې پروسې په جریان کې، ویفر په فولادي پلیټ کې موم سره ایښودل کیږي. د پلي شوي فشار لاندې، سبسټریټ لږ خرابوالی تجربه کوي، او پورتنۍ سطحه فلیټ کیږي. د ګرینډینګ وروسته، ښکته سطحه برابر کیږي. کله چې فشار لرې شي، پورتنۍ سطحه بیرته خپل اصلي شکل ته راستنیږي، کوم چې دمخه د ځمکې لاندې ښکته سطحه هم اغیزه کوي — چې دواړه اړخونه یې تاووي او په فلیټ کې خرابیږي.

سربېره پردې، د ګرینډینګ پلیټ په لنډ وخت کې مقعر کیدی شي، چې د ویفر محدب کیدو لامل کیږي. د پلیټ د فلیټ ساتلو لپاره، په مکرر ډول پوښل اړین دي. د ټیټ موثریت او ضعیف ویفر فلیټ کیدو له امله، یو اړخیز پیس کول د ډله ایز تولید لپاره مناسب ندي.

معمولا، د ښه ګرینډ کولو لپاره #8000 ګرینډینګ ویلونه کارول کیږي. په جاپان کې، دا پروسه نسبتا پخه ده او حتی د #30000 پالش کولو ویلونو څخه کار اخلي. دا د پروسس شوي ویفرونو د سطحې ناهموارۍ ته اجازه ورکوي چې د 2 nm څخه ښکته شي، چې ویفرونه د اضافي پروسس پرته د وروستي CMP (کیمیاوي میخانیکي پالش کولو) لپاره چمتو کوي.

۲.۳ د یو اړخیزه نري کولو ټیکنالوژي

د الماس د یو اړخیزه نري کولو ټیکنالوژي د یو اړخیزه پیس کولو یوه نوې طریقه ده. لکه څنګه چې په 5 شکل کې ښودل شوي (دلته نه ښودل کیږي)، دا پروسه د الماس سره تړلي پیس کولو پلیټ کاروي. ویفر د ویکیوم جذب له لارې تنظیم شوی، پداسې حال کې چې ویفر او د الماس د پیس کولو څرخ دواړه په ورته وخت کې ګرځي. د پیس کولو څرخ په تدریجي ډول ښکته حرکت کوي ترڅو ویفر د هدف ضخامت ته پتلی کړي. وروسته له دې چې یو اړخ بشپړ شي، ویفر د بل اړخ پروسس کولو لپاره فلپ کیږي.

د نري کولو وروسته، د 100 ملي میتر ویفر کولی شي ترلاسه کړي:

کمان < ​​5 μm

ټي ټي وي < ۲ مایکرو متر

د سطحې ناهموارۍ < 1 nm

د واحد ویفر پروسس کولو دا طریقه لوړ ثبات، غوره ثبات، او د موادو د لرې کولو لوړه کچه وړاندې کوي. د دودیز دوه اړخیزه پیس کولو په پرتله، دا تخنیک د پیس کولو موثریت له 50٪ څخه ډیر ښه کوي.

۲.۴ دوه اړخیزه پیسه کول

دوه اړخیزه ګرینډینګ د پورتنۍ او ښکته ګرینډینګ پلیټ دواړه کاروي ترڅو د سبسټریټ دواړه خواوې په ورته وخت کې ګرینډ کړي، چې په دواړو خواوو کې د سطحې غوره کیفیت ډاډمن کوي.

د پروسې په جریان کې، د ګرینډینګ پلیټونه لومړی د ورک پیس په لوړو نقطو فشار اچوي، چې په دې نقطو کې د خرابوالي او تدریجي موادو لرې کیدو لامل کیږي. لکه څنګه چې لوړ ځایونه برابر کیږي، په سبسټریټ باندې فشار په تدریجي ډول ډیر یونیفورم کیږي، چې په پایله کې په ټوله سطحه کې دوامداره خرابوالي رامینځته کیږي. دا دواړه پورتنۍ او ښکته سطحې ته اجازه ورکوي چې په مساوي ډول ځمکه شي. یوځل چې ګرینډینګ بشپړ شي او فشار خوشې شي، د سبسټریټ هره برخه د مساوي فشار له امله چې تجربه شوې وه په مساوي ډول بیرته راګرځي. دا لږترلږه وارپینګ او ښه فلیټ کیدو لامل کیږي.

د ګرینډ کولو وروسته د ویفر سطحې ناهمواروالی د کثافاتو ذراتو اندازې پورې اړه لري — کوچني ذرات نرمې سطحې تولیدوي. کله چې د دوه اړخیزه ګرینډ کولو لپاره 5 μm کثافات وکاروئ، د ویفر فلیټنس او ​​ضخامت توپیر د 5 μm دننه کنټرول کیدی شي. د اتومي ځواک مایکروسکوپي (AFM) اندازه کول د سطحې ناهمواروالی (Rq) شاوخوا 100 nm ښیې، د ګرینډ کولو کندې تر 380 nm ژورې او د کثافاتو عمل له امله د لیدو وړ خطي نښې لري.

یوه پرمختللې طریقه د پولی کریسټالین الماس سلری سره یوځای د پولیوریتان فوم پیډونو په کارولو سره دوه اړخیزه پیس کول شامل دي. دا پروسه د سطحې خورا ټیټې کچې سره ویفرونه تولیدوي، د Ra < 3 nm ترلاسه کوي، کوم چې د SiC سبسټریټونو وروسته پالش کولو لپاره خورا ګټور دی.

په هرصورت، د سطحې سکریچ کول یوه نا حل شوې مسله پاتې ده. سربیره پردې، په دې پروسه کې کارول شوي پولی کریسټالین الماس د چاودیدونکو موادو ترکیب له لارې تولید کیږي، کوم چې تخنیکي پلوه ننګونکی دی، ټیټ مقدار تولیدوي، او خورا ګران دی.

د SiC واحد کرسټالونو پالش کول

د سیلیکون کاربایډ (SiC) ویفرونو کې د لوړ کیفیت پالش شوي سطحې ترلاسه کولو لپاره، پالش کول باید په بشپړه توګه د ګرینډینګ کندې او د نانومیټر پیمانه سطحې انډولیشنونه لرې کړي. هدف دا دی چې یو نرم، له عیب څخه پاک سطح تولید شي پرته له ککړتیا یا تخریب، د ځمکې لاندې زیان، او د سطحې پاتې فشار.

۳.۱ د SiC ویفرونو میخانیکي پالش کول او CMP

د SiC واحد کرسټال انګټ د ودې وروسته، د سطحې نیمګړتیاوې د ایپیټیکسیل ودې لپاره د مستقیم کارولو مخه نیسي. له همدې امله، نور پروسس ته اړتیا ده. انګټ لومړی د ګرد کولو له لارې په معیاري سلنډر شکل کې شکل ورکول کیږي، بیا د تار پرې کولو په کارولو سره په ویفرونو کې پرې کیږي، وروسته د کرسټاللوګرافیک سمت تصدیق کیږي. پالش کول د ویفر کیفیت ښه کولو لپاره یو مهم ګام دی، د کرسټال ودې نیمګړتیاو او د پروسس کولو مخکینیو مرحلو له امله د احتمالي سطحې زیان په نښه کول.

په SiC کې د سطحې زیان لرونکو طبقو د لرې کولو لپاره څلور اصلي میتودونه شتون لري:

میخانیکي پالش کول: ساده خو خراشونه پریږدي؛ د لومړني پالش کولو لپاره مناسب.

کیمیاوي میخانیکي پالش کول (CMP): د کیمیاوي ایچنګ له لارې سکریچونه لرې کوي؛ د دقیق پالش کولو لپاره مناسب.

د هایدروجن ایچنګ: پیچلي تجهیزاتو ته اړتیا لري، چې معمولا د HTCVD پروسو کې کارول کیږي.

د پلازما په مرسته پالش کول: پیچلي او په ندرت سره کارول کیږي.

یوازې میخانیکي پالش کول د سکریچونو لامل کیږي، پداسې حال کې چې یوازې کیمیاوي پالش کول کولی شي د نا مساوي ایچینګ لامل شي. CMP دواړه ګټې سره یوځای کوي او یو اغیزمن، ارزانه حل وړاندې کوي.

د CMP کاري اصل

CMP د څرخیدونکي پالش کولو پیډ په وړاندې د ټاکل شوي فشار لاندې ویفر ګرځولو سره کار کوي. دا نسبي حرکت، په سلیري کې د نانو اندازې کثافاتو څخه میخانیکي کثافاتو او د تعامل کونکو اجنټانو کیمیاوي عمل سره یوځای، د سطحې پلانر کولو ته وده ورکوي.

کارول شوي مهم توکي:

د پالش کولو سلیري: د کثافاتو او کیمیاوي ریجنټونو لرونکي دي.

د پالش کولو پیډ: د کارولو پرمهال خرابیږي، د سوریو اندازه کموي او د سلیري رسولو موثریت کموي. منظم پوښاک، معمولا د الماس ډریسر په کارولو سره، د ناهموارۍ بیرته راګرځولو لپاره اړین دی.

د CMP عادي پروسه

خړوبونکی: 0.5 μm د الماس سلیري

د هدف سطحې ناهمواروالی: ~0.7 nm

کیمیاوي میخانیکي پالش کول:

د پالش کولو وسایل: AP-810 یو اړخیز پالش کوونکی

فشار: ۲۰۰ ګرامه/سانتي متره

د پلیټ سرعت: ۵۰ rpm

د سیرامیک هولډر سرعت: 38 rpm

د سلري ترکیب:

SiO₂ (۳۰ واټ٪، pH = ۱۰.۱۵)

۰–۷۰ واټه٪ H₂O₂ (۳۰ واټه٪، د ریجنټ درجه)

د 5 wt% KOH او 1 wt% HNO₃ په کارولو سره pH 8.5 ته تنظیم کړئ.

د سلري د جریان کچه: ۳ لیتره/ دقیقه، بیا گردش شوی

دا پروسه په مؤثره توګه د SiC ویفر کیفیت ښه کوي او د ښکته جریان پروسو اړتیاوې پوره کوي.

په میخانیکي پالش کولو کې تخنیکي ننګونې

SiC، د پراخ بینډ ګیپ سیمیکمډکټر په توګه، د بریښنایی صنعت کې مهم رول لوبوي. د غوره فزیکي او کیمیاوي ملکیتونو سره، د SiC واحد کرسټالونه د سختو چاپیریالونو لپاره مناسب دي، لکه د لوړې تودوخې، لوړې فریکونسۍ، لوړ ځواک، او د وړانګو مقاومت. په هرصورت، د دې سخت او ماتیدونکی طبیعت د ګرینډینګ او پالش کولو لپاره لوی ننګونې وړاندې کوي.

لکه څنګه چې مخکښ نړیوال تولیدونکي د 6 انچه څخه 8 انچه ویفرونو ته لیږدوي، د پروسس پرمهال د درزیدو او ویفر زیان په څیر مسلې ډیرې مهمې شوي، چې د حاصلاتو په پام وړ اغیزه کوي. د 8 انچه SiC سبسټریټ تخنیکي ننګونو ته رسیدګي اوس د صنعت پرمختګ لپاره یو مهم معیار دی.

د 8 انچه په دوره کې، د SiC ویفر پروسس کول له ګڼ شمېر ننګونو سره مخ دي:

د ویفر سکیلینګ د هر بیچ د چپ تولید زیاتولو، د څنډې ضایع کمولو، او د تولید لګښتونو کمولو لپاره اړین دی - په ځانګړي توګه د بریښنایی موټرو غوښتنلیکونو کې د مخ په زیاتیدونکي غوښتنې په پام کې نیولو سره.

پداسې حال کې چې د 8 انچه SiC واحد کرسټالونو وده پاخه شوې، د پیسولو او پالش کولو په څیر د شاته پای پروسې لاهم له خنډونو سره مخ دي، چې پایله یې ټیټ حاصلات (یوازې 40-50٪) دي.

لوی ویفرونه د فشار ډیر پیچلي ویش تجربه کوي، چې د پالش کولو فشار او د حاصلاتو ثبات اداره کولو کې ستونزې زیاتوي.

که څه هم د 8 انچه ویفرونو ضخامت د 6 انچه ویفرونو ته نږدې کیږي، دوی د فشار او وارپینګ له امله د سمبالولو پرمهال د زیان سره ډیر مخ دي.

د پرې کولو پورې اړوند فشار، وارپاج، او درزونو کمولو لپاره، د لیزر پرې کول په زیاتیدونکي توګه کارول کیږي. په هرصورت:

د اوږد طول موج لیزرونه د تودوخې زیان لامل کیږي.

د لنډ طول موج لیزرونه درانه کثافات تولیدوي او د زیان طبقه ژوروي، د پالش کولو پیچلتیا زیاتوي.

د SiC لپاره میخانیکي پالش کولو کاري جریان

د عمومي پروسې جریان کې شامل دي:

د لارښوونې پرې کول

غټ پیس کول

ښه پیس کول

میخانیکي پالش کول

کیمیاوي میخانیکي پالش کول (CMP) د وروستي ګام په توګه

د CMP میتود انتخاب، د پروسې لارې ډیزاین، او د پیرامیټرونو اصلاح کول خورا مهم دي. د سیمیکمډکټر تولید کې، CMP د الټرا-سموت، عیب څخه پاک، او زیان څخه پاک سطحو سره د SiC ویفرونو تولید لپاره ټاکونکی ګام دی، کوم چې د لوړ کیفیت ایپیټیکسیل ودې لپاره اړین دي.

(a) د مصلوب څخه د SiC انګوټ لرې کړئ؛

(ب) د بهرني قطر د ګرینډ کولو په کارولو سره لومړني شکل ورکول ترسره کړئ؛

(ج) د کرسټال سمت د سمون فلیټ یا نوچونو په کارولو سره مشخص کړئ؛

(د) د څو تارونو د اره کولو په کارولو سره د رګ ټوټې په نریو ویفرونو کې پرې کړئ؛

(ه) د پیس کولو او پالش کولو مرحلو له لارې د هندارې په څیر سطحې نرمښت ترلاسه کړئ.

د پروسس مرحلو لړۍ بشپړولو وروسته، د SiC ویفر بهرنۍ څنډه ډیری وختونه تیزه کیږي، کوم چې د سمبالولو یا کارولو پرمهال د چپ کیدو خطر زیاتوي. د دې ډول نازکوالي څخه مخنیوي لپاره، د څنډې پیس کول اړین دي.

د دودیزو ټوټې کولو پروسو سربیره، د SiC ویفرونو چمتو کولو لپاره یوه نوښتګره طریقه د بانډنګ ټیکنالوژي شامله ده. دا طریقه د یو پتلي SiC واحد کرسټال طبقې سره د یو متفاوت سبسټریټ (ملاتړ کونکي سبسټریټ) سره د تړلو له لارې د ویفر جوړونې ته اجازه ورکوي.

شکل ۳ د پروسې جریان ښیي:

لومړی، د هایدروجن ایون امپلانټیشن یا ورته تخنیکونو له لارې د SiC واحد کرسټال په سطحه په یوه ټاکلې ژوروالي کې د ډیلامینیشن طبقه جوړیږي. پروسس شوی SiC واحد کرسټال بیا د فلیټ ملاتړ کونکي سبسټریټ سره تړل کیږي او د فشار او تودوخې سره مخ کیږي. دا د ملاتړ کونکي سبسټریټ ته د SiC واحد کرسټال طبقې بریالي لیږد او جلا کولو ته اجازه ورکوي.

جلا شوې SiC طبقه د اړتیا وړ فلیټنس ترلاسه کولو لپاره د سطحې درملنې څخه تیریږي او په راتلونکو تړلو پروسو کې بیا کارول کیدی شي. د SiC کرسټالونو دودیز ټوټې کولو په پرتله، دا تخنیک د ګران موادو غوښتنه کموي. که څه هم تخنیکي ننګونې پاتې دي، څیړنه او پراختیا په فعاله توګه پرمختګ کوي ترڅو د ټیټ لګښت ویفر تولید فعال کړي.

د SiC لوړ سختۍ او کیمیاوي ثبات ته په پام سره - کوم چې دا د خونې په تودوخه کې د عکس العملونو په وړاندې مقاومت کوي - میخانیکي پالش کول اړین دي ترڅو د ښه پیس کولو کندې لرې کړي، د سطحې زیان کم کړي، سکریچونه، کندې او د نارنجي پوستکي نیمګړتیاوې له منځه یوسي، د سطحې ناهموارۍ کم کړي، فلیټوالی ښه کړي، او د سطحې کیفیت لوړ کړي.

د لوړ کیفیت لرونکي پالش شوي سطحې ترلاسه کولو لپاره، دا اړینه ده چې:

د کثافاتو ډولونه تنظیم کړئ،

د ذراتو اندازه کمه کړئ،

د پروسې پیرامیټونه اصلاح کړئ،

د پالش کولو مواد او پیډونه غوره کړئ چې کافي سختۍ ولري.

شکل ۷ ښیي چې د ۱ μm کثافاتو سره دوه اړخیزه پالش کول کولی شي د ۱۰ μm دننه فلیټ او ضخامت توپیر کنټرول کړي، او د سطحې ناهموارۍ شاوخوا ۰.۲۵ nm ته راټیټ کړي.

۳.۲ کیمیاوي میخانیکي پالش کول (CMP)

کیمیاوي میخانیکي پالش کول (CMP) د الټرافاینټ ذراتو خارښت د کیمیاوي ایچینګ سره یوځای کوي ترڅو د پروسس شوي موادو په اړه یو نرم، پلنر سطح جوړ کړي. اساسي اصل دا دی:

د پالش کولو سلیري او ویفر سطحې ترمنځ کیمیاوي تعامل واقع کیږي، چې یو نرم طبقه جوړوي.

د کثافاتو ذراتو او نرم طبقې ترمنځ رګونه مواد لرې کوي.

د CMP ګټې:

د خالص میخانیکي یا کیمیاوي پالش کولو نیمګړتیاوې لرې کوي،

نړیوال او محلي پلان جوړونه ترلاسه کوي،

د لوړ هموارۍ او ټیټ ناهموارۍ سره سطحې تولیدوي،

سطحې یا لاندې سطحې ته هیڅ زیان نه پریږدي.

په تفصیل سره:

ویفر د فشار لاندې د پالش کولو پیډ په پرتله حرکت کوي.

په سلیري کې د نانومیټر پیمانه کثافات (د مثال په توګه، SiO₂) د پرې کولو، د Si–C کوویلنټ بانډونو کمزوري کولو او د موادو لرې کولو ته وده ورکولو کې برخه اخلي.

د CMP تخنیکونو ډولونه:

وړیا کثافات پالش کول: کثافات (د مثال په توګه، SiO₂) په سلیري کې ځړول شوي دي. د موادو لرې کول د درې بدن کثافاتو (وفر-پډ-کثافاتو) له لارې ترسره کیږي. د کثافاتو اندازه (معمولا 60-200 nm)، pH، او تودوخه باید په دقیق ډول کنټرول شي ترڅو یووالي ښه شي.

ثابت کثافات پالش کول: کثافات د پالش کولو په پیډ کې ځای پر ځای شوي ترڅو د راټولیدو مخه ونیسي — د لوړ دقت پروسس لپاره مثالی.

د پالش کولو وروسته پاکول:

پالش شوي ویفرونه لاندې کارونه ترسره کوي:

کیمیاوي پاکول (د DI اوبو او د سلیري پاتې شونو لرې کول په شمول)،

د اوبو مینځل، او

د نایتروجن ګرم وچول

د سطحې ککړتیاوې کمولو لپاره.

د سطحې کیفیت او فعالیت

د سطحې ناهمواروالی د Ra < 0.3 nm ته راټیټ کیدی شي، چې د سیمیکمډکټر ایپیټیکسي اړتیاوې پوره کوي.

نړیوال پلانر کول: د کیمیاوي نرمولو او میخانیکي لرې کولو ترکیب د سکریچونو او نا مساوي نقاشۍ کموي، چې خالص میخانیکي یا کیمیاوي میتودونو څخه غوره فعالیت کوي.

لوړ موثریت: د سختو او ماتیدونکو موادو لکه SiC لپاره مناسب، د موادو د لرې کولو کچه د 200 nm/h څخه پورته ده.

د پالش کولو نور نوي تخنیکونه

د CMP سربیره، بدیل میتودونه وړاندیز شوي، په شمول د:

الیکټرو کیمیکل پالش کول، د کتلست په مرسته پالش کول یا ایچ کول، او

د ټریبو کیمیکل پالش کول.

په هرصورت، دا طریقې لاهم د څیړنې په مرحله کې دي او د SiC د ننګونکو موادو ملکیتونو له امله ورو ورو وده کړې ده.

په پای کې، د SiC پروسس کول د سطحې کیفیت ښه کولو لپاره د وار پاڼې او ناهموارۍ کمولو تدریجي پروسه ده، چیرې چې د هرې مرحلې په اوږدو کې د فلیټ او ناهموارۍ کنټرول خورا مهم دی.

د پروسس کولو ټیکنالوژي

د ویفر ګرینډینګ مرحلې په جریان کې، د مختلفو ذراتو اندازو سره د الماس سلیري کارول کیږي ترڅو ویفر اړین فلیټ او سطحې ناهموارۍ ته پیس کړي. دا د پالش کولو سره تعقیب کیږي، د میخانیکي او کیمیاوي میخانیکي پالش کولو (CMP) تخنیکونو په کارولو سره د زیان څخه پاک پالش شوي سیلیکون کاربایډ (SiC) ویفرونه تولیدوي.

د پالش کولو وروسته، د SiC ویفرونه د نظري مایکروسکوپونو او ایکس رې ډیفراکټومیټرونو په څیر وسایلو په کارولو سره د کیفیت سخت تفتیش څخه تیریږي ترڅو ډاډ ترلاسه شي چې ټول تخنیکي پیرامیټرونه اړین معیارونه پوره کوي. په پای کې، پالش شوي ویفرونه د ځانګړو پاکولو اجنټانو او الټرا پاکو اوبو په کارولو سره پاکیږي ترڅو د سطحې ککړونکي لرې کړي. بیا دوی د الټرا لوړ پاکوالي نایتروجن ګاز او سپن وچونکو په کارولو سره وچ شوي، چې د تولید ټوله پروسه بشپړوي.

د کلونو هڅو وروسته، په چین کې د SiC واحد کرسټال پروسس کولو کې د پام وړ پرمختګ شوی دی. په کورني ډول، د 100 ملي میتر ډوپ شوي نیمه موصلیت لرونکي 4H-SiC واحد کرسټالونه په بریالیتوب سره رامینځته شوي، او د n-ډول 4H-SiC او 6H-SiC واحد کرسټالونه اوس په بیچونو کې تولید کیدی شي. د ټانک بلو او TYST په څیر شرکتونو دمخه د 150 ملي میتر SiC واحد کرسټالونه رامینځته کړي دي.

د SiC ویفر پروسس کولو ټیکنالوژۍ په برخه کې، کورني ادارې په ابتدايي ډول د کرسټال ټوټې کولو، پیس کولو او پالش کولو لپاره د پروسې شرایط او لارې سپړلي دي. دوی د نمونو تولیدولو توان لري چې اساسا د وسیلې جوړولو اړتیاوې پوره کوي. په هرصورت، د نړیوالو معیارونو په پرتله، د کورني ویفرونو د سطحې پروسس کیفیت لاهم د پام وړ وروسته پاتې دی. ډیری مسلې شتون لري:

د SiC نړیوالې تیورۍ او د پروسس کولو ټیکنالوژي په کلکه خوندي دي او په اسانۍ سره د لاسرسي وړ ندي.

د پروسې د ښه والي او اصلاح لپاره د نظري څېړنو او ملاتړ نشتوالی شتون لري.

د بهرنیو تجهیزاتو او پرزو د واردولو لګښت لوړ دی.

د تجهیزاتو ډیزاین، د پروسس دقت، او موادو په اړه کورني څیړنې لاهم د نړیوالې کچې په پرتله د پام وړ تشې ښیې.

اوس مهال، په چین کې کارول شوي ډیری لوړ دقت لرونکي وسایل وارد شوي دي. د ازموینې تجهیزات او میتودونه هم نور پرمختګ ته اړتیا لري.

د دریم نسل سیمیکمډکټرونو د دوامداره پرمختګ سره، د SiC واحد کرسټال سبسټریټ قطر په دوامداره توګه زیاتیږي، د سطحې پروسس کیفیت لپاره د لوړو اړتیاو سره. د ویفر پروسس کولو ټیکنالوژي د SiC واحد کرسټال ودې وروسته یو له خورا تخنیکي پلوه ننګونکو ګامونو څخه ګرځیدلی.

د پروسس کولو په برخه کې د موجوده ننګونو د حل لپاره، دا اړینه ده چې د پرې کولو، پیس کولو او پالش کولو میکانیزمونو نوره مطالعه وشي، او د SiC ویفر تولید لپاره د مناسبو پروسس میتودونو او لارو پلټنه وشي. په ورته وخت کې، دا اړینه ده چې د پرمختللي نړیوالو پروسس کولو ټیکنالوژیو څخه زده کړه وشي او د لوړ کیفیت سبسټریټ تولید لپاره د عصري الټرا دقیق ماشین کولو تخنیکونو او تجهیزاتو غوره کول.

لکه څنګه چې د ویفر اندازه زیاتیږي، د کرسټال ودې او پروسس کولو ستونزه هم لوړیږي. په هرصورت، د ښکته جریان وسیلو د تولید موثریت د پام وړ ښه کیږي، او د واحد لګښت کم شوی. اوس مهال، په نړیواله کچه د SiC ویفر اصلي عرضه کونکي د 4 انچو څخه تر 6 انچو پورې قطر لرونکي محصولات وړاندې کوي. مخکښ شرکتونه لکه Cree او II-VI لا دمخه د 8 انچه SiC ویفر تولید لینونو پراختیا لپاره پلان جوړونه پیل کړې ده.