ซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียว (SiC) ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการขัดเวเฟอร์เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวซึ่งมีข้อได้เปรียบหลายประการเหนือวัสดุขัดชนิดอื่น เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์หรือเพชร ต่อไปนี้คือประโยชน์หลักในการใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียวในการขัดเวเฟอร์:
1. ความแข็งสูง (Mohs ~9.3)
SiC สีเขียวมีความแข็งมากกว่าอะลูมิเนียมออกไซด์ (Mohs ~9) และแข็งเกือบเท่าโบรอนคาร์ไบด์ (Mohs ~9.5) จึงทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการขัดวัสดุแข็ง เช่น เวเฟอร์ซิลิกอน แซฟไฟร์ และเซรามิก
แม้ว่าจะไม่แข็งเท่าเพชร (Mohs 10) แต่ก็ถือเป็นทางเลือกที่คุ้มต้นทุนสำหรับการใช้งานต่างๆ มากมาย
2. อนุภาคขัดที่มีความคมและเหลี่ยมมุม
เมล็ดพืชจะแตกได้ง่ายในระหว่างการขัด ทำให้เกิดขอบตัดใหม่ที่รักษาอัตราการขจัดวัสดุที่สม่ำเสมอ
คุณสมบัติในการลับคมอัตโนมัตินี้ช่วยให้มีประสิทธิภาพการขัดถูที่ยาวนาน
3. ความคงตัวทางเคมีและความบริสุทธิ์
Green SiC ได้รับการสังเคราะห์ด้วยความบริสุทธิ์สูง (≥99%) ช่วยลดความเสี่ยงจากการปนเปื้อนในการประมวลผลเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์
เป็นสารเฉื่อยทางเคมีในสภาพแวดล้อมการขัดเงาหลายประเภท จึงลดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์กับพื้นผิวเวเฟอร์
4. การตกแต่งพื้นผิวแบบควบคุม
ให้ความสมดุลระหว่างอัตราการขจัดวัสดุและความเรียบของพื้นผิว จึงเหมาะกับขั้นตอนการขัดทั้งแบบหยาบและแบบละเอียด
สร้างความเสียหายใต้ผิวน้อยลงเมื่อเปรียบเทียบกับสารกัดกร่อนที่หยาบกว่า เช่น SiC สีดำ
5. การนำความร้อนและการทนความร้อน
การนำความร้อนสูงช่วยระบายความร้อนในระหว่างการขัดเงา ช่วยลดความเครียดจากความร้อนบนเวเฟอร์
มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ป้องกันการเสื่อมสภาพในระหว่างการขัดด้วยความเร็วสูง
6. ความคุ้มทุน
ราคาไม่แพงกว่าสารกัดกร่อนเพชร แต่ยังคงให้ประสิทธิภาพสูงสำหรับเวเฟอร์หลายประเภท (เช่น ซิลิกอน ควอตซ์ และแก้ว)
7. ความคล่องตัวในการใช้งาน
ใช้สำหรับขัดเวเฟอร์ซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์และโพลีคริสตัลไลน์ รวมถึงวัสดุที่ไม่ใช่เซมิคอนดักเตอร์ เช่น กระจกออปติคอลและเซรามิก
ใช้งานได้กับทั้งสารละลายขัดถูแบบอิสระและแผ่นขัดถูแบบคงที่
การเปรียบเทียบกับสารกัดกร่อนชนิดอื่น
คุณสมบัติ | กรีน ซิลิกอน | แบล็กซิลิกอน | อะลูมินา (Al₂O₃) | เพชร |
---|---|---|---|---|
ความแข็ง (โมห์ส) | 9.3 | 9.2 | 9.0 | 10 |
ความบริสุทธิ์ | สูงมาก | ปานกลาง | สูง | สูงสุด |
ค่าใช้จ่าย | ปานกลาง | ต่ำ | ต่ำ | สูงมาก |
กรณีการใช้งานที่ดีที่สุด | การขัดเงาให้ละเอียด | การเจียรแบบหยาบ | งานขัดเงาทั่วไป | ความแม่นยำสูง |
บทสรุป
ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขัดเวเฟอร์ซึ่งต้องใช้ความแข็ง ความบริสุทธิ์ และการกำจัดวัสดุที่ควบคุมได้ ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างอะลูมินาที่คุ้มต้นทุนกับสารกัดกร่อนเพชรที่มีราคาแพงมาก ทำให้ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และออปติก