۱. نقش کاربید سیلیکون سبز
SiC سبز سختتر و شکنندهتر از SiC سیاه است و شکستگیهای تیزتری ایجاد میکند. این امر آن را برای حذف مواد اولیه و شکلدهی سیلیکون قبل از پولیش دقیق نهایی ایدهآل میکند. این ماده به شکل دوغاب ساینده آزاد (دانههای شل مخلوط با یک سیال حامل) در فرآیندهای صیقلکاری استفاده میشود .
۲. اندازههای معمول دانهبندی مورد استفاده
این فرآیند از دانههای ریزتر به صورت تصاعدی استفاده میکند. در مراحل درشتتر از SiC سبز استفاده میشود:
-
پرداخت بسیار ناهموار (صافکاری اولیه): F220 (~ 63 میکرومتر) تا F500 (~ 20 میکرومتر) . این کار رد اره را از بین میبرد و صافی اولیه را ایجاد میکند.
-
صیقلکاری متوسط: F800 (حدود ۱۲ میکرومتر) تا F1200 (حدود ۳ میکرومتر) . این مرحله سطح را بیشتر اصلاح میکند، آسیبهای ناشی از مرحله قبل را از بین میبرد و عمق آسیبهای زیرسطحی را کاهش میدهد.
مهم: گذار از “لایهبرداری” به “پولیش” با حذف آسیبهای زیرسطحی تعریف میشود. پس از بهترین مرحله SiC سبز، سطح مات و خراشیده میشود، اما بسیار صافتر است.
۳. مرحله نهایی پولیش (بعد از SiC چه اتفاقی میافتد)
SiC سبز برای پرداخت نهایی آینهای استفاده نمیشود . سختی آن باعث آسیب زیرسطحی غیرقابل قبول و زبری سطح برای کاربردهای نیمههادی یا نوری میشود.
-
در پرداخت نهایی از دوغاب سیلیس کلوئیدی با ذرات ساینده بسیار ریز (در محدوده 0.02 میکرومتر تا 0.1 میکرومتر یا 20 تا 100 نانومتر) استفاده میشود.
-
این دوغاب، همراه با یک پد پلی اورتان متخلخل نرم، یک عمل صیقلدهی شیمیایی-مکانیکی (CMP) ایجاد میکند که مواد را در سطح اتمی حذف میکند و در نتیجه یک سطح آینهای بدون خراش و آماده برای اپیتاکسی ایجاد میکند.
جدول خلاصه فرآیند
| صحنه | هدف اصلی | ساینده معمولی | اندازه دانه (میکرومتر) | نتیجه سطح |
|---|---|---|---|---|
| ۱. لپینگ خشن | رد اره را پاک کنید، سطح را صاف کنید | کاربید سیلیکون سبز | F220 – F500 (63 – 20 میکرومتر) | مات، به شدت خراشیده شده |
| ۲. لپینگ دقیق | کاهش آسیب زیرسطحی، بهبود پرداخت نهایی | کاربید سیلیکون سبز | F800 – F1200 (12 – 3 میکرومتر) | روکش مات یکنواخت |
| ۳. پرداخت | تمام آسیبها را برطرف کنید، به جلوه بصری برسید | اکسید آلومینیوم یا اکسید سریم | ~۱ میکرومتر و کمتر | پیش پولیش، نیمه براق |
| ۴. پرداخت نهایی / CMP | صافی در سطح اتمی، آماده برای اپی | سیلیس کلوئیدی | 0.02 – 0.1 میکرومتر | روکش آینهای بینقص |
ملاحظات کلیدی برای انتخاب
-
آسیب زیرسطحی (SSD): هر دانه درشتتر باعث ایجاد ترکهایی در زیر سطح میشود. دانه ریزتر بعدی باید مواد را تا عمق بیشتری نسبت به لایه SSD مرحله قبل حذف کند. این امر توالی پیشرفت را تعیین میکند.
-
مشخصات ویفر: شرایط شروع (ارهکاری سیمی، اتصال زمین) و کاربرد نهایی (سلول خورشیدی، ویفر IC، MEMS) تعیین میکند که چند مرحله و کدام دانهبندیها لازم است.
-
غلظت: برای تولید صنعتی، اغلب به جای دانهبندیهای نامنظم FEPA، از پودرهای با دانهبندی دقیق میکرونی (مثلاً W7، W10، W14 که معادل حدود ۷ میکرومتر، ۱۰ میکرومتر، ۱۴ میکرومتر هستند) برای کنترل بهتر استفاده میشود.
نتیجهگیری
برای پاسخ مستقیم به سوال شما: کاربید سیلیکون سبز در اندازههایی از حدود ۶۰ میکرومتر (F220) تا حدود ۳ میکرومتر (F1200) در مراحل صیقلکاری برای تهیه سیلیکون تک کریستالی استفاده میشود. با این حال، صیقل آینهای نهایی کاملاً نیاز به تغییر به یک ساینده بسیار ریزتر و نرمتر مانند سیلیس کلوئیدی در فرآیند CMP دارد. اندازه دقیق دانهبندی اولیه و پایانی برای مراحل SiC سبز به شرایط اولیه ویفر و کیفیت نهایی مورد نیاز بستگی دارد.
