半導(dǎo)體是電子電路中使用最廣泛的元件之一，它們保證了可靠性、高電阻和低成本。半導(dǎo)體器件的制造過程通常用于創(chuàng)建集成電路，包括一系列多個(gè)照相和化學(xué)處理步驟，在此過程中，電子電路逐漸在純半導(dǎo)體材料的晶片上創(chuàng)建。盡管硅仍然是使用最廣泛的半導(dǎo)體材料，但還有其他半導(dǎo)體（例如寬帶隙材料）可以提供優(yōu)于硅的性能。

晶圓加工解決方案

晶圓的尺寸逐漸增加，可達(dá) 200 毫米（8 英寸），由非常純凈的材料制成，在制造過程中，必須對(duì)其進(jìn)行拋光以獲得非常平整和光滑的表面。這個(gè)結(jié)果可以通過應(yīng)用研磨、拋光和研磨技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。研磨是一種機(jī)械技術(shù)，使用墊和拋光液從晶片基板上去除多余的硅，留下暗灰色、半反射的表面。研磨有助于去除晶圓正面和背面的缺陷，同時(shí)還可以減少在晶錠切片過程中可能產(chǎn)生的應(yīng)力。拋光是一種熱化學(xué)機(jī)械工藝，可降低表面粗糙度，在晶片基板上獲得鏡面般的光潔度。適用于雙方，

晶圓質(zhì)量主要取決于晶體的純度和晶格結(jié)構(gòu)的無缺陷性質(zhì)，以及表面尺寸和表面質(zhì)量的均勻厚度。通過晶圓研磨去除晶圓正面和背面的表面缺陷。背面研磨消除了一系列微小階段中的材料，從而使晶圓顯著更薄。

Pureon 高科技材料的表面處理解決方案

Pureon 是為高科技材料提供表面處理解決方案的領(lǐng)先公司之一，其總部位于瑞士，其全球網(wǎng)絡(luò)包括在德國、美國、日本和中國的生產(chǎn)基地和辦事處。Pureon 提供一整套用于表面處理的產(chǎn)品，例如微米級(jí)金剛石粉、研磨和拋光漿料、化合物、研磨墊和砂輪、拋光墊、切片和線鋸。

“我們有藍(lán)寶石上硅、碳化硅、氮化鎵、砷化鎵、銦、磷化物、玻璃、光學(xué)材料的應(yīng)用。任何需要切割、研磨、研磨、拋光的硬質(zhì)材料，這就是我們的切入點(diǎn)，提供滿足晶圓制造過程所有這些不同方面的不同解決方案”，首席安全官兼執(zhí)行委員會(huì)成員 Ravi Bollina 博士說在普里昂。

碳化硅——高性能電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料

碳化硅 （SiC） 等寬帶隙半導(dǎo)體早已成為硅基器件的可行替代品，尤其是在電源應(yīng)用中，它們可以在更高的電壓、頻率和溫度下工作，提供高可靠性和低成本。這種半導(dǎo)體材料為高性能電子產(chǎn)品的開發(fā)樹立了新的標(biāo)桿。碳化硅只能用金剛石處理，因?yàn)樗哂写蠹s 2，600 維氏的異常硬度和單晶晶格結(jié)構(gòu)。 SiC 晶片其中每個(gè)方塊都是一個(gè)微芯片，其中包含小規(guī)模的晶體管和電路。單個(gè)芯片是從這樣的晶圓上切下來的，主要用于大功率器件，如MOSFET、二極管和功率模塊。

碳化硅晶圓加工所涉及的步驟可概括如下：

多線鋸 （MWS）

雙面粗拋光（DSP）

雙面拋光精（DSP）

化學(xué)機(jī)械拋光 （CMP）

由于 Pureon 專門為此目的而制造的創(chuàng)新、高質(zhì)量懸浮液，可以有效地計(jì)劃和執(zhí)行此過程，并在晶片幾何形狀和表面質(zhì)量方面取得出色的結(jié)果。雙面拋光是制造商的主要關(guān)鍵步驟之一，單面 CMP 也是如此。

“我們正在為客戶提供使碳化硅晶片更高效、更經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。流程的擁有成本對(duì)我們很重要，因?yàn)樗鼘?duì)客戶很重要?，F(xiàn)在我們正在研究下一代 200 毫米碳化硅晶片，它遲早會(huì)出現(xiàn)”，Bollina 說。

Pureon 金剛石懸浮液可實(shí)現(xiàn)出色的表面處理

表面精加工至關(guān)重要，因?yàn)椴豢赡苁褂萌魏晤愋偷哪チ蟻韺?duì)碳化硅進(jìn)行精加工。唯一比碳化硅硬的就是金剛石，所以我們需要使用金剛石懸浮液，而墊和金剛石懸浮液的組合是Pureon的秘方。用于拋光的金剛石懸浮液、墊和它們的組合具有出色的表面光潔度，表面粗糙度小于 5 納米。這意味著該工藝（見圖 2）可實(shí)現(xiàn)極其精細(xì)的表面光潔度，晶片的總厚度變化 （TTV） 小于 0.001 微米。這種創(chuàng)新工藝非常經(jīng)濟(jì)，而且很容易適應(yīng)客戶的要求。

圖 2：碳化硅多線鋸切工藝示意圖

在這個(gè)過程中，可靠性與一致性嚴(yán)格相關(guān)。所有處理后的晶片應(yīng)具有相同的表面光潔度、相同的材料去除率，并且沒有亞表面損傷。“有必要確保 150 毫米晶圓具有盡可能多的清潔區(qū)域，這樣您就可以減少損耗并增加可以構(gòu)建設(shè)備的區(qū)域。因此，對(duì)我們而言，可靠性意味著客戶生產(chǎn)的每塊晶圓都具有相同的表面光潔度和相同的 TTV，”Bollina 說。

使用 IRINO-PRO-C 研磨和拋光超硬材料

用于SiC晶圓加工的Pureon產(chǎn)品還包括聚氨酯拋光墊MHN15A和復(fù)合拋光墊IRINO-PRO-C。MH 拋光墊專門設(shè)計(jì)用于拋光和精加工各種對(duì)平整度和超精密表面光潔度至關(guān)重要的表面，例如半導(dǎo)體晶片。通過將磨料嵌入墊的頂面，MH 結(jié)構(gòu)最大限度地提高了磨料的切割作用，同時(shí)限制了可能導(dǎo)致劃痕的松散顆粒。新型復(fù)合拋光墊IRINO-PRO-C最適用于碳化硅等超硬材料的研磨拋光。

對(duì)于所有客戶來說，最重要的是 Pureon 可以利用最先進(jìn)的表面實(shí)驗(yàn)室，在那里可以為客戶執(zhí)行所有相關(guān)的測(cè)試和試驗(yàn)。所有的測(cè)試都可以在內(nèi)部完成，為客戶提供了一個(gè)既減少了過程時(shí)間又減少了消耗品成本的解決方案。

審核編輯：郭婷