1. Vai trò của cacbua silic xanh
SiC xanh cứng hơn và giòn hơn SiC đen, tạo ra các vết nứt sắc nét hơn. Điều này làm cho nó lý tưởng để loại bỏ vật liệu thừa và tạo hình silicon trước khi đánh bóng chính xác cuối cùng. Nó được sử dụng ở dạng bùn mài mòn tự do (các hạt rời trộn với chất lỏng mang) trong các quy trình mài phẳng.
2. Kích thước hạt mài thường dùng
Quy trình này sử dụng một chuỗi các hạt mài có độ mịn tăng dần. SiC xanh được sử dụng trong các bước mài thô hơn:
-
Mài phẳng sơ bộ (làm phẳng ban đầu): F220 (~ 63 µm) đến F500 (~ 20 µm) . Bước này loại bỏ các vết cưa và tạo độ phẳng cơ bản.
-
Đánh bóng trung gian: F800 (~ 12 µm) đến F1200 (~ 3 µm) . Bước này giúp tinh chỉnh bề mặt hơn nữa, loại bỏ các hư hại từ bước trước và giảm độ sâu hư hại dưới bề mặt.
Quan trọng: Sự chuyển tiếp từ “mài phẳng” sang “đánh bóng” được xác định bởi việc loại bỏ các hư hại dưới bề mặt. Sau bước SiC thô mịn nhất, bề mặt sẽ mờ và có vết xước, nhưng phẳng hơn nhiều.
3. Giai đoạn đánh bóng cuối cùng (Các bước tiếp theo sau SiC)
SiC xanh không được sử dụng cho lớp phủ gương cuối cùng . Độ cứng của nó sẽ gây ra hư hỏng dưới bề mặt và độ nhám bề mặt không thể chấp nhận được đối với các ứng dụng bán dẫn hoặc quang học.
-
Bước đánh bóng cuối cùng sử dụng dung dịch keo silica với các hạt mài mòn cực mịn (trong khoảng từ 0,02 µm đến 0,1 µm , hay 20-100 nanomet).
-
Hỗn hợp dạng sệt này, kết hợp với một miếng đệm polyurethane mềm xốp, tạo ra tác động đánh bóng hóa học-cơ học (CMP) giúp loại bỏ vật liệu ở cấp độ nguyên tử, tạo ra bề mặt gương không trầy xước, sẵn sàng cho quá trình epitaxy.
Bảng tóm tắt quy trình
| Sân khấu | Mục tiêu chính | Chất mài mòn điển hình | Kích thước hạt (µm) | Kết quả bề mặt |
|---|---|---|---|---|
| 1. Mài thô | Loại bỏ vết cưa, đảm bảo bề mặt phẳng. | Silicon Carbide xanh | F220 – F500 (63 – 20 µm) | Mờ đục, bị trầy xước nặng |
| 2. Mài bóng tinh | Giảm thiểu hư hại dưới bề mặt, cải thiện chất lượng hoàn thiện. | Silicon Carbide xanh | F800 – F1200 (12 – 3 µm) | bề mặt mờ đồng nhất |
| 3. Đánh bóng | Loại bỏ mọi hư hỏng, đạt được độ hoàn thiện quang học. | Nhôm oxit hoặc xeri oxit | ~1 µm trở xuống | Đánh bóng sơ bộ, độ bóng vừa phải |
| 4. Đánh bóng cuối cùng / CMP | Độ mịn ở cấp độ nguyên tử, sẵn sàng cho lớp phủ. | Silica dạng keo | 0,02 – 0,1 µm | Bề mặt gương hoàn hảo |
Những yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn
-
Hư hỏng dưới bề mặt (SSD): Mỗi loại hạt mài thô hơn sẽ tạo ra các vết nứt bên dưới bề mặt. Loại hạt mài mịn hơn tiếp theo phải loại bỏ vật liệu đến độ sâu lớn hơn lớp SSD của bước trước đó. Điều này quyết định trình tự tiến hành.
-
Thông số kỹ thuật tấm wafer: Tình trạng ban đầu (cắt bằng dây, mài) và ứng dụng cuối cùng (pin mặt trời, wafer IC, MEMS) sẽ quyết định số bước và loại giấy nhám cần thiết.
-
Tính nhất quán: Đối với sản xuất công nghiệp, các loại bột có kích thước micron được phân loại chặt chẽ (ví dụ: W7, W10, W14 tương ứng với ~7µm, 10µm, 14µm) thường được sử dụng thay vì các loại bột có kích thước hạt FEPA không đồng đều để kiểm soát tốt hơn.
Phần kết luận
Để trả lời trực tiếp câu hỏi của bạn: Silicon carbide màu xanh lá cây với kích thước hạt từ ~60 µm (F220) đến ~3 µm (F1200) được sử dụng trong các giai đoạn mài phẳng để chuẩn bị silicon đơn tinh thể. Tuy nhiên, bước đánh bóng gương cuối cùng hoàn toàn yêu cầu chuyển sang chất mài mòn mịn hơn, mềm hơn nhiều như silica dạng keo trong quy trình CMP. Kích thước hạt mài bắt đầu và kết thúc chính xác cho các bước sử dụng SiC màu xanh lá cây phụ thuộc vào tình trạng ban đầu của tấm wafer và chất lượng cuối cùng yêu cầu.
