Применение карбида бора в полировке кремниевых пластин

Применение карбида бора в полировке кремниевых пластин

Преимущества карбида бора (B₄C) для полировки полупроводниковых пластин

Благодаря сверхвысокой твердости (твердость по шкале Мооса: 9,3–9,5), высокой химической стабильности, кислото- и щелочестойкости, острым кромкам зерен и высокой эффективности удаления материала, высокочистый ультрадисперсный порошок карбида бора широко используется для прецизионной притирки, односторонней/двусторонней тонкой полировки и снятия фаски с кромок различных твердых пластин.
  1. Его твердость находится между твердостью карбида кремния и алмаза, обеспечивая умеренную режущую способность с меньшим количеством глубоких царапин и сколов кромки.
  2. Обладая химической инертностью, он не вступает в реакцию с подложками в процессе полировки, эффективно снижая загрязнение поверхности.
  3. Его можно перерабатывать в сверхтонкий порошок субмикронного и наноразмерного масштаба, отвечающий требованиям сверхточной зеркальной полировки кремниевых пластин.
  4. Превосходная термическая стабильность; не происходит размягчения или агломерации под воздействием тепла, выделяющегося при притирке и полировке.

Применимые типы пластин

  1. Кремниевые карбидные (SiC) пластины

    Карбид бора, являющийся основным субстратом для полупроводников третьего поколения, служит одним из основных абразивов для грубой и тонкой шлифовки кремниевых пластин. Он обеспечивает стабильную скорость удаления материала при значительно меньших затратах, чем алмазная пыль.

  2. Сапфировые (Al₂O₃) пластины

    Основной материал для эпитаксиальных пластин светодиодов, используемый для утонения, двусторонней шлифовки, снятия фаски с кромок и предварительной полировки после нарезки.

  3. Керамические пластины из нитрида алюминия, нитрида галлия и оксида алюминия.

    Применяется для грубой и промежуточной полировки подложек силовых устройств и подложек для отвода тепла.

  4. Кварцевые и кремниевые пластины (предварительная шероховатая шлифовка)

    Используется для нарезки и утонения кремниевых пластин, а также для грубой полировки; частично заменяет зеленый карбид кремния, повышая эффективность притирки.

Специализированные приложения для обработки данных

  1. Черновая шлифовка пластин после нарезки

    Использование порошка карбида бора микронного размера позволяет устранить следы от проволочной пилы, неровности поверхности и подповерхностные повреждения, а также быстро выровнять толщину пластины.

  2. Двусторонняя тонкая притирка

    Контролировать общее изменение толщины (TTV) и значение деформации, улучшать параллельность пластин и использовать в качестве предварительной обработки перед химико-механической полировкой (CMP).

  3. Притирка фаски кромки пластины

    Для предотвращения растрескивания и сколов кромок в последующих процессах используется суспензия карбида бора, применяемая для влажной снятия фаски на кромочных шлифовальных станках.

  4. Промежуточная предварительная полировка

    Расположенная между грубой притиркой и окончательной полировкой методом химико-механической полировки, она быстро снижает шероховатость поверхности и сокращает расход расходных материалов для последующей полировки.

  5. Обработка поверхности керамических держателей и присосок.

    Необходимо обеспечить выравнивание плоскостей притирочных пластин и керамических подложек, чтобы гарантировать точность плоскостности при обработке кремниевых пластин.

Требования к качеству карбида бора полупроводникового класса

  1. Высокая чистота: Чрезвычайно низкое содержание свободного углерода и металлических примесей (Fe, Al, Ca, Mg) во избежание загрязнения подложек ионами металлов.
  2. Узкое распределение частиц по размерам: отсутствие частиц слишком большого размера предотвращает появление царапин на поверхности пластин.
  3. Контролируемое формирование/сфероидизация частиц: Порошок может быть изменен по мере необходимости для достижения баланса между скоростью удаления материала и шероховатостью поверхности.
  4. Превосходная диспергируемость: устойчива к осаждению и агломерации при добавлении в полировальные суспензии на водной основе.

Сравнительные преимущества по сравнению с алмазом и карбидом кремния.

  1. По сравнению с алмазным порошком: Заметное преимущество в стоимости при массовой черновой и промежуточной притирке, позволяющее избежать глубоких повреждений под поверхностью, вызванных чрезмерной обработкой алмазными абразивами.
  2. По сравнению с зеленым карбидом кремния: более высокая твердость и более высокая скорость удаления материала, демонстрирующие выдающиеся результаты на сверхтвердых подложках, таких как карбид кремния и сапфир.
Пролистать наверх