Si bien el micropolvo de carburo de silicio (SiC) verde es un abrasivo común para moler materiales duros como cerámicas (por ejemplo, AlN, zafiro), no se suele utilizar para pulir obleas , especialmente para obleas de semiconductores (Si, GaAs, SiC, etc.)
1. ¿Por qué el SiC verde no es adecuado para el pulido de obleas?
Daño superficial :
el micropolvo de SiC (incluso los de calidad fina como #2000+) es más duro que la mayoría de las obleas (Mohs 9,2 frente a Si ~7, GaAs ~4,5), lo que provoca grietas y rayones profundos debajo de la superficie.Riesgo de contaminación :
las partículas de SiC pueden incrustarse en obleas más blandas (por ejemplo, silicio) o reaccionar con superficies, degradando las propiedades eléctricas.Falta de precisión a escala nanométrica :
incluso el SiC submicrónico carece de la uniformidad necesaria para la planarización a nivel atómico (Ra < 0,5 nm requerido para nodos avanzados).
2. Abrasivos preferidos para el pulido de obleas
A. Obleas de silicio (Si) y germanio (Ge)
Pulido final :
Sílice coloidal (SiO₂) : suaviza químicamente la superficie para obtener acabados sin defectos (Ra ~0,1 nm).
Ceria (CeO₂) : Se utiliza en pulido químico mecánico (CMP) para lograr altas tasas de eliminación de material (MRR).
Pulido grueso/intermedio :
Alúmina (Al₂O₃) : Menos agresivo que el SiC, se utiliza para prepulido.
B. Obleas de carburo de silicio (SiC)
Micropolvo de diamante :
el único abrasivo más duro que el SiC (Mohs 10), utilizado en lodos para esmerilado/lapeado (por ejemplo, granos de 1–10 μm).Diamante + CMP :
Combina la eliminación mecánica (diamante) con la oxidación química (por ejemplo, lodos a base de H₂O₂).
C. Arseniuro de galio (GaAs) y otras obleas III-V
Sílice coloidal/Ceria :
Pulido a baja presión para evitar daños en los cristales.Soluciones de bromo-metanol :
grabar químicamente después del pulido mecánico.
3. Cuándo podría utilizarse el SiC verde para obleas
Etapas muy tempranas (por ejemplo, modelado de obleas/rectificado de bordes):
SiC grueso (#400–#800) para eliminación rápida de material, pero se cambió a abrasivos más suaves lo antes posible.Sustratos de zafiro (Al₂O₃) :
se puede utilizar SiC para lapeado, pero el pulido final requiere diamante o sílice.
4. Parámetros clave para el pulido de obleas
Tamaño abrasivo :
el pulido final utiliza partículas de 10 a 100 nm (por ejemplo, sílice coloidal).pH y química :
Las suspensiones CMP tienen un pH controlado (por ejemplo, alcalino para Si, ácido para metales).Presión/Velocidad :
Baja presión (<5 psi) para minimizar el daño al subsuelo.
5. Alternativas al SiC para aplicaciones sensibles al coste
Lodos de alúmina (Al₂O₃) :
más baratos que el diamante pero menos agresivos que el SiC.Procesos híbridos :
SiC para pulido basto → Alúmina para prepulido → Sílice/Ceria para pulido final.