Aplicação de carboneto de boro no polimento de wafers

Vantagens do carboneto de boro (B₄C) para o polimento de wafers semicondutores

1. A sua dureza situa-se entre a do carboneto de silício e a do diamante, proporcionando uma capacidade de corte moderada com menos riscos profundos e lascas nas arestas de corte.
2. Quimicamente inerte, não reage com os substratos de wafer durante o polimento, reduzindo eficazmente a contaminação da superfície.
3. Pode ser processado em pó ultrafino submicrométrico e nanométrico para satisfazer os requisitos de polimento espelhado de ultraprecisão de wafers.
4. Excelente estabilidade térmica; não ocorre amolecimento ou aglomeração sob o calor gerado durante o lapidação e o polimento.

Tipos de wafers aplicáveis

1. Pastilhas de carboneto de silício (SiC)

   Como substrato principal para semicondutores de terceira geração, o carboneto de boro é um dos abrasivos mais utilizados para o desbaste e o polimento de wafers de SiC. Garante uma taxa de remoção de material estável a um custo muito menor do que o pó de diamante.

2. Lâminas de safira (Al₂O₃)

   Material base para wafers epitaxiais LED, utilizado para adelgaçamento, dupla lapidação, biselamento de arestas e pré-polimento após corte.

3. Pastilhas cerâmicas de nitreto de alumínio, nitreto de gálio e alumina

   Aplicado para polimento grosseiro e intermédio de substratos de dispositivos de potência e substratos de dissipação de calor.

4. Wafers de quartzo e wafers de silício (tratamento de pré-lapidação)

   Utilizado para fatiar e afinar o material para o polimento grosseiro de wafers de silício; substitui parcialmente o carboneto de silício verde para melhorar a eficiência do processo de lapidação.

Aplicações de Processamento Específicas

1. Polimento grosseiro de wafers após corte

   Elimine marcas de serra de fio, irregularidades na superfície e camadas danificadas subsuperficiais, e nivele rapidamente a espessura do wafer adotando pó de carboneto de boro de tamanho micrométrico.

2. Lapidação fina de dupla face

   Controlar a variação total da espessura (TTV) e o valor de empenamento, melhorar o paralelismo do wafer e servir como pré-tratamento antes do polimento químico-mecânico (CMP).

3. Lapidação de chanfro de bordo de wafer

   Para evitar fissuras e lascas nas arestas em processos subsequentes, é aplicada uma pasta de carboneto de boro para biselar as arestas em máquinas de retificação húmida.

4. Pré-polimento intermédio

   Posicionado entre o desbaste inicial e o polimento CMP final, reduz rapidamente a rugosidade da superfície e diminui o consumo de materiais de polimento subsequentes.

5. Revestimento de superfície para suportes cerâmicos e mandris de sucção

   Ajustar a planicidade das placas de lapidação e das placas de suporte cerâmica, de forma a garantir a precisão da planicidade no processamento de wafers.

Requisitos de qualidade para o carboneto de boro de grau semicondutor

1. Alta pureza: Teor extremamente baixo de carbono livre e impurezas metálicas (Fe, Al, Ca, Mg) para evitar a contaminação por iões metálicos nos wafers.
2. Distribuição granulométrica estreita: Isenta de partículas de tamanho excessivo para evitar riscos na superfície do wafer.
3. Moldagem/esferoidização controlável de partículas: O pó pode ter a sua forma modificada a pedido para equilibrar a taxa de remoção de material e a rugosidade da superfície.
4. Excelente dispersibilidade: Resiste à sedimentação e aglomeração quando formulado em pasta de polimento à base de água.

Vantagens comparativas em relação ao diamante e ao carboneto de silício

1. Em comparação com o pó de diamante: Apresenta uma notável vantagem de custo para desbaste e lapidação intermédia em massa, evitando danos profundos na subsuperfície causados ​​pelo corte excessivo de abrasivos diamantados.
2. Em comparação com o carboneto de silício verde: Maior dureza e taxa de remoção de material mais rápida, apresentando um desempenho excecional em substratos ultraduros, como o carboneto de silício e a safira.