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 200 毫米（8 英寸），由非常純凈的材料制成，在制造過程中，必須對其進行拋光以獲得非常平整和光滑的表面。這個結(jié)果可以通過應(yīng)用研磨、拋光和研磨技術(shù)來實現(xiàn)。研磨是一種機械技術(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，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，因為它具有大約 2，600 維氏的異常硬度和單晶晶格結(jié)構(gòu)。 SiC 晶片其中每個方塊都是一個微芯片，其中包含小規(guī)模的晶體管和電路。單個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)濟的產(chǎn)品。流程的擁有成本對我們很重要，因為它對客戶很重要。現(xiàn)在我們正在研究下一代 200 毫米碳化硅晶片，它遲早會出現(xiàn)”，Bollina 說。

Pureon 金剛石懸浮液可實現(xiàn)出色的表面處理

表面精加工至關(guān)重要，因為不可能使用任何類型的磨料來對碳化硅進行精加工。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）可實現(xiàn)極其精細的表面光潔度，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，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?！坝斜匾_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)計用于拋光和精加工各種對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。

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

審核編輯：郭婷