Avec la large application du carbure de silicium (SiC) dans les dispositifs à semi-conducteurs, les exigences de qualité des substrats en carbure de silicium sont de plus en plus strictes. Les dispositifs SiC sont soumis à des réglementations strictes concernant le changement d'épaisseur de surface, la rugosité de surface (Ra), les dommages d'usinage et les contraintes résiduelles du film de revêtement. Cependant, le substrat SiC après découpe et dénudage présente souvent des problèmes tels qu'une couche endommagée, une rugosité de surface élevée et une mauvaise planéité. Ces problèmes doivent être résolus par un processus d'aplatissement efficace afin d'obtenir une feuille polie de haute qualité pour le processus d'épitaxie ultérieur. Cet article se concentrera sur la technologie de meulage et de meulage dans le processus d'aplatissement du substrat SiC, et comparera et analysera leurs avantages et leurs inconvénients.
1. Situation actuelle et limitation du processus de broyage
Le processus de meulage détient une part élevée du marché, comprenant deux étapes de meulage grossier et de meulage fin, et nécessite un polissage mécanique sur une seule face (DMP) avant le polissage chimico-mécanique (CMP). Son avantage est que le coût est relativement faible, mais il présente des inconvénients tels que des processus lourds, un faible niveau d'automatisation, un risque de fragmentation élevé, une faible flexibilité et un certain impact sur l'environnement.
2. Avantages et adaptabilité du processus de meulage
Le processus de meulage, en tant qu'alternative au processus de meulage, offre des taux d'enlèvement de matière plus élevés et un meilleur contrôle de l'épaisseur et de la planéité de la plaquette. Il utilise différents abrasifs et techniques de meulage, tels que des meules diamantées, pour obtenir un traitement de surface plus fin et plus uniforme. Le processus de meulage est excellent en termes d'automatisation et de flexibilité, adapté au traitement de puces uniques et peut mieux s'adapter aux besoins de traitement de tranches de grande taille.
Schéma du processus d'aplatissement du substrat SiC
Le processus de meulage comprend généralement deux étapes de meulage grossier et de meulage fin, et la couche endommagée de la surface du substrat est progressivement éliminée par différentes tailles de particules du matériau abrasif pour améliorer la douceur de la surface. Cependant, le processus présente de nombreux problèmes. Tout d'abord, le processus est plus compliqué, du broyage grossier au broyage fin en passant par le DMP et le CMP, nécessite plusieurs étapes, augmentant le temps et le coût de traitement. Deuxièmement, le niveau d’automatisation n’est pas élevé, ce qui entraîne une faible efficacité de production. Pour les grandes tranches, il existe un risque élevé de fragmentation dû aux contraintes mécaniques lors du traitement. De plus, la flexibilité du processus de meulage est faible, ce qui n'est pas propice au traitement d'un seul copeau, et l'utilisation de fluide de meulage a un certain impact sur l'environnement.
Le processus de meulage utilise des abrasifs très efficaces tels que des meules diamantées pour obtenir un aplatissement rapide des substrats SiC avec des taux d'enlèvement de matière plus élevés. Par rapport au processus de broyage, le processus de broyage présente les avantages suivants : premièrement, un degré élevé d'automatisation peut améliorer considérablement l'efficacité de la production ; La seconde est une bonne flexibilité, adaptée au traitement d’une seule pièce, qui peut être personnalisée en fonction de différents besoins ; Troisièmement, il peut mieux s'adapter aux besoins de traitement des tranches de grande taille et réduire le risque de fragmentation. De plus, le processus de meulage permet une finition de surface plus fine et plus uniforme, fournissant ainsi un meilleur substrat pour les processus CMP ultérieurs.
En résumé, les techniques de meulage et de meulage dans le processus d'aplatissement du substrat SiC ont leurs avantages et leurs inconvénients. Bien que le coût du processus de broyage soit faible, le processus est lourd, le niveau d'automatisation n'est pas élevé, le risque de fragmentation est élevé et la flexibilité est faible, ce qui limite son développement ultérieur. En revanche, le processus de meulage présente des avantages évidents en termes d'automatisation, de flexibilité, de taux d'enlèvement de matière et de qualité du traitement de surface, ce qui le rend plus adapté aux exigences de haute qualité des substrats SiC dans l'industrie moderne des semi-conducteurs. Par conséquent, avec les progrès continus de la technologie des semi-conducteurs, le processus de meulage devrait devenir la technologie principale d’aplatissement des substrats SiC. À l'avenir, les paramètres du processus de meulage devraient être encore optimisés pour améliorer l'efficacité et la qualité du traitement afin de répondre aux exigences de plus en plus strictes en matière de substrat des dispositifs SiC.
