Application du carbure de bore au polissage des plaquettes

Avantages du carbure de bore (B₄C) pour le polissage des plaquettes semi-conductrices

1. Sa dureté se situe entre celle du carbure de silicium et celle du diamant, offrant une capacité de coupe modérée avec moins de rayures profondes et d’ébréchures sur les bords.
2. Chimiquement inerte, il ne réagira pas avec les substrats de plaquettes lors du polissage, réduisant ainsi efficacement la contamination de surface.
3. Il peut être transformé en poudre ultrafine submicronique et nanométrique pour répondre aux exigences du polissage miroir ultra-précis des plaquettes.
4. Excellente stabilité thermique ; aucun ramollissement ni agglomération ne se produit sous l’effet de la chaleur générée lors du rodage et du polissage.

Types de plaquettes applicables

1. Plaquettes de carbure de silicium (SiC)

   En tant que substrat essentiel des semi-conducteurs de troisième génération, le carbure de bore est l’un des abrasifs les plus utilisés pour le rodage grossier et fin des plaquettes de SiC. Il garantit un taux d’enlèvement de matière stable à un coût bien inférieur à celui de la poudre de diamant.

2. Plaquettes de saphir (Al₂O₃)

   Matériau de base pour plaquettes épitaxiales LED, utilisé pour l’amincissement, le rodage double face, le chanfreinage des bords et le pré-polissage après découpe.

3. Plaquettes de céramique en nitrure d’aluminium, nitrure de gallium et alumine

   Utilisé pour le polissage grossier et intermédiaire des substrats de dispositifs de puissance et des substrats de dissipation thermique.

4. Plaquettes de quartz et plaquettes de silicium (traitement de pré-rodage grossier)

   Utilisé pour le découpage et l’amincissement du polissage grossier des plaquettes de silicium ; remplace partiellement le carbure de silicium vert pour améliorer l’efficacité du rodage.

Applications de traitement spécifiques

1. Rodage grossier des plaquettes après découpe

   Éliminez les lignes de scie à fil, les irrégularités de surface et les couches endommagées sous la surface, et égalisez rapidement l’épaisseur de la plaquette en adoptant une poudre de carbure de bore de taille micrométrique.

2. Rodage fin double face

   Contrôlez la TTV (variation d’épaisseur totale) et la valeur de déformation, améliorez le parallélisme des plaquettes et servez de prétraitement avant le polissage chimico-mécanique CMP.

3. Rodage des chanfreins des bords de plaquettes

   Pour éviter les fissures et l’écaillage des bords lors des opérations ultérieures, une suspension de carbure de bore est appliquée pour le chanfreinage humide sur les rectifieuses de bords.

4. Pré-polissage intermédiaire

   Positionné entre le rodage grossier et le polissage CMP final, il réduit rapidement la rugosité de surface et diminue la consommation de consommables de polissage ultérieurs.

5. Revêtement de surface pour supports en céramique et mandrins à ventouses

   Garantir la planéité des plateaux de rodage et des plaques de support en céramique, afin de garantir la précision de la planéité lors du traitement des plaquettes.

Exigences de qualité pour le carbure de bore de qualité semi-conducteur

1. Haute pureté : teneur extrêmement faible en carbone libre et en impuretés métalliques (Fe, Al, Ca, Mg) afin d’éviter la contamination des plaquettes par des ions métalliques.
2. Distribution granulométrique étroite : exempte de particules surdimensionnées afin d’éviter les rayures sur les surfaces des plaquettes.
3. Mise en forme/sphéroïdisation contrôlable des particules : la forme de la poudre peut être modifiée à la demande pour équilibrer le taux d’enlèvement de matière et la rugosité de surface.
4. Excellente dispersibilité : Résiste à la sédimentation et à l’agglomération lorsqu’il est formulé dans une suspension de polissage à base d’eau.

Avantages comparatifs par rapport au diamant et au carbure de silicium

1. Comparé à la poudre de diamant : avantage économique remarquable pour l’ébauche en série et le rodage intermédiaire, évitant les dommages profonds sous la surface causés par une coupe excessive d’abrasifs diamantés.
2. Comparé au carbure de silicium vert : dureté supérieure et taux d’enlèvement de matière plus rapide, affichant des performances exceptionnelles sur des substrats ultra-durs tels que le carbure de silicium et le saphir.