1. 소개
반도체 및 최첨단 응용 분야의 더 높은 성능과 신뢰성을 추구하면서 질화규소(Si₃N₄)는 탁월한 특성 조합으로 인해 상당한 주목을 받아 왔습니다. 높은 경도, 우수한 파괴인성, 우수한 화학적 안정성, 낮은 열팽창계수 및 뛰어난 전기 절연성을 제공합니다. 이러한 특성으로 인해 고성능 세라믹 베어링, 반도체 공정의 절연층, 열 관리 기판 및 광학 창과 같은 핵심 부품 제조에 이상적인 소재입니다.
Hemei Corporation은 탄화규소 및 사파이어와 같은 단단하고 부서지기 쉬운 재료를 연마하는 데 있어 깊은 경험을 활용하여 특히 질화규소 기판을 위한 성숙한 연마 공정을 개발했습니다. 이 프로세스는 질화규소 웨이퍼를 "에피택시-준비" 등급의 매우 매끄러운 표면으로 효율적이고 일관되게 처리하여 가장 엄격한 응용 분야 요구 사항을 충족합니다.
2. 지원자격
질화규소 웨이퍼의 연마 목표는 다른 고급 세라믹 재료의 목표와 일치합니다. 즉, 기판을 목표 두께로 얇게 하는 동시에 총 두께 변화(TTV)를 ±2 마이크로미터 이상으로 엄격하게 제어하고 표면 거칠기(Ra)를 2 나노미터 미만으로 크게 개선하는 것입니다.
이러한 목표를 달성하기 위해 Hemei 프로세스에서는 먼저 웨이퍼 본딩 시스템을 사용하여 질화규소 웨이퍼를 석영 유리 캐리어 디스크에 일시적으로 본딩하는 작업이 포함됩니다. 이는 처리 중에 안정성과 병렬성을 보장합니다. 이어서, 정밀 래핑 및 연마로 구성된 2{2}단계 방법을 통해 신속한 재료 제거부터 미세 연마까지 전체{3}}공정 제어가 가능합니다.
3. 시스템 사양
Hemei의 모듈식 연마 시스템은 다양한 크기와 배치 수량의 질화규소 웨이퍼를 유연하게 처리할 수 있습니다. 핵심 시스템에는 다음이 포함됩니다.
HSM-L / HSM-LP 시리즈 연삭 장비: 초기 정밀연삭 단계에 사용됩니다.
HSM-CMP 시리즈 화학 기계 연마 시스템: 최종 초정밀 연마에 사용-되어 나노 수준의 표면 마감을 구현합니다.
주요 하위 시스템:
웨이퍼 본딩 유닛(WB): 웨이퍼와 캐리어 디스크의 고정밀-본딩을 보장합니다.
SJ/ASJ 시리즈 정밀 연마 고정구: 안정적이고 신뢰할 수 있는 클램핑 솔루션을 제공합니다.
C-ASJ 드라이브 헤드 하이-스피드 폴리싱 시스템: 효율적이고 균일한 재료 제거가 가능합니다.
4. 처리 흐름
4.1 장착, 고정 및 연삭
본딩: Hemei WB 접합 장치를 사용하여 질화규소 웨이퍼를 석영 유리 지지 디스크에 임시 접합합니다. 이 시스템은 서로 다른 웨이퍼 간의 두께 변화를 보상하여 우수한 초기 병렬성을 보장할 수 있습니다.
고정: 접착된 기판을 SJ 또는 ASJ 시리즈 연마 치구의 진공 척에 장착합니다.
연삭: 웨이퍼의 처리 면이 HSM-L 장비의 연삭 플레이트 아래로 향하도록 고정 장치를 뒤집습니다. 시스템은 최대 130rpm의 속도로 작동하며 정량 펌프는 제어된 유량으로 다이아몬드 연삭 슬러리를 플레이트 표면에 전달합니다. 이 단계는 두께 변화를 사전에 제어하면서 재료의 대량을 빠르고 균일하게 제거하는 것을 목표로 합니다.
4.2 장착, 고정 및 연마
환승: 그라인딩 후 웨이퍼를 깨끗이 닦아 유리 캐리어 디스크에서 꺼냅니다.
정밀 연마:
옵션 A(높은-정밀도 선호): Hemei HSM-CMP 시스템을 사용하세요. 웨이퍼는 물 흡입 또는 진공을 통해 맞춤형 연마 헤드에 직접 고정되므로 2차 결합이 필요하지 않습니다. 이 시스템은 높은 공정 제어성을 제공합니다. 플래튼 속도, 다운포스, 슬러리 유량과 같은 주요 매개변수는 터치스크린 인터페이스를 통해{3}}실시간으로 정밀하게 조정되어 재료 제거율(MRR)과 표면 품질을 최적화할 수 있습니다.
옵션 B(높은-효율성 대안): 고속 연마를 위한 C-ASJ 드라이브 헤드가 장착된 전용 연마 장치에 웨이퍼를 로드합니다.-
5. 결과
질화규소 기판에 Hemei 연마 시스템을 활용하면 후속 박막 증착 또는 접착 공정에 적합한 이상적인 고품질 표면을 얻을 수 있습니다.{0}} 각각의 연마된 웨이퍼는 균일한 재료 제거 및 높은 표면평탄도(매우 높은 표면 평탄도)를 달성합니다.
Hemei 공정은 공정 매개변수(예: 적용 압력)를 최적화함으로써 질화규소에 대한 최적의 재료 제거율(MRR)을 달성할 수 있습니다.1.5 - 3μm/시간, 효율성과 표면 품질 사이의 균형을 유지합니다.
다음 데이터는 HSM-CMP 시스템에서 처리된 10개의 2-인치 질화규소 웨이퍼 배치에서 측정된 결과를 기반으로 합니다.
| 매개변수 | 연마 후(초기) | 연마 후(최종) | 대상 사양 |
|---|---|---|---|
| 표면 거칠기(Ra) | ~110nm | < 1.5 nm | 라 < 2nm |
| TTV | - | < ±1.5 μm | TTV < ±2μm |
| MRR | - | 1.5 - 3 μm/h | - |
| 절하다 | - | < 20 μm | 활 < 25μm |
| 위의 매개변수 결과는 Hemei Semiconductor(Suzhou) Lab의 참고용입니다. |
실리콘 질화물 웨이퍼의 일반적인 결과
직경: 2인치(더 큰 크기로 확장 가능)
재료 제거율(MRR): 1.5 - 3μm/시간
최종 Ra 값: < 1.5nm
평탄도(TTV): < ±1.5μm
활: < 20μm
위의 매개변수 결과는 Hemei Semiconductor(Suzhou) Lab의 참고용입니다.
요약: Hemei의 연마 솔루션은 생산-질화규소 기판에 대해 검증된 처리 경로를 제공하여 나노 수준의 표면 마감과 미크론{1}}수준의 기하학적 정확도를 일관되고 반복적으로 달성할 수 있습니다. 이는 다양한 고급 응용 분야에서 질화규소의 산업화를 강력하게 지원합니다.-
