1. 친환경 탄화규소의 역할
녹색 SiC는 검은색 SiC보다 단단하고 취성이 강하여 더 날카로운 파괴면을 생성합니다. 이러한 특성 덕분에 최종 정밀 연마 전에 실리콘 소재를 제거하고 모양을 다듬는 데 이상적입니다 . 래핑 공정에서는 자유 연마 슬러리 형태(운반 유체와 혼합된 느슨한 입자) 로 사용됩니다 .
2. 일반적으로 사용되는 사포 입자 크기
이 공정은 점점 더 미세해지는 입자 크기를 순차적으로 사용합니다. 거친 입자 크기에는 그린 SiC가 사용됩니다.
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초거대 연마(초기 평탄화): F220(~63µm)에서 F500(~20µm)까지 . 이 과정을 통해 톱 자국을 제거하고 기본적인 평탄도를 확보합니다.
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중간 연마: F800(~12µm)에서 F1200(~3µm)으로 . 이 공정을 통해 표면이 더욱 정밀해지고 이전 단계의 손상이 제거되며 표면 아래 손상 깊이가 줄어듭니다.
중요: “래핑”에서 “폴리싱”으로의 전환은 표면 아래 손상 제거를 통해 정의됩니다. 가장 미세한 녹색 SiC 단계를 거친 후, 표면은 무광택이고 긁힌 자국이 있지만 훨씬 평평해집니다.
3. 최종 연마 단계 (SiC 다음 단계)
녹색 SiC는 최종 거울 마감 처리에 사용되지 않습니다 . 녹색 SiC의 경도가 너무 높아 반도체 또는 광학 응용 분야에 적합하지 않은 허용할 수 없는 표면 손상 및 표면 거칠기를 유발하기 때문입니다.
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최종 연마 단계에서는 매우 미세한 연마 입자( 0.02µm~0.1µm , 또는 20~100나노미터 범위)를 포함하는 콜로이드 실리카 슬러리를 사용합니다.
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이 슬러리는 부드럽고 다공성인 폴리우레탄 패드와 결합하여 화학 기계적 연마(CMP) 작용을 일으켜 원자 수준에서 재료를 제거함으로써 흠집이 없고 에피택시 공정에 적합한 거울 표면을 만들어냅니다.
프로세스 요약표
| 단계 | 주요 목표 | 일반적인 연마재 | 입자 크기(µm) | 표면 결과 |
|---|---|---|---|---|
| 1. 거친 래핑 | 톱 자국을 제거하고 평탄도를 확보하십시오. | 녹색 탄화규소 | F220 – F500 (63 – 20 µm) | 불투명하고 심하게 긁힌 자국이 있음 |
| 2. 정밀 연마 | 표면 손상을 줄이고 마감 품질을 향상시키세요. | 녹색 탄화규소 | F800 – F1200 (12 – 3 µm) | 균일한 무광 마감 |
| 3. 광택 작업 | 모든 손상을 제거하고 광학적 완성도를 높이십시오. | 산화알루미늄 또는 산화세륨 | 약 1µm 이하 | 사전 광택 처리, 반광택 |
| 4. 최종 다듬기/CMP | 원자 수준의 매끄러움, 에피네프린팅 준비 완료 | 콜로이드 실리카 | 0.02 – 0.1 µm | 완벽한 거울 마감 |
선정 시 주요 고려 사항
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표면 아래 손상(SSD): 입자가 굵어질수록 표면 아래에 균열이 발생합니다. 다음으로 미세한 입자의 연마재는 이전 단계의 SSD 층보다 더 깊은 곳까지 재료를 제거해야 합니다. 이것이 연마 진행 순서를 결정합니다.
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웨이퍼 사양: 초기 상태(와이어 절단, 접지)와 최종 용도(태양 전지, IC 웨이퍼, MEMS)에 따라 필요한 공정 단계 수와 연마 입자 크기가 결정됩니다.
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일관성: 산업 생산에서는 더 나은 관리를 위해 느슨한 FEPA 입자 크기 지정 대신 W7, W10, W14(약 7µm, 10µm, 14µm에 해당)와 같이 입자 크기가 미세하게 분류된 미크론 크기의 분말이 자주 사용됩니다.
결론
질문에 직접적으로 답변드리자면, 단결정 실리콘을 준비하는 래핑 단계에서는 약 60µm(F220)에서 약 3µm(F1200) 범위의 입자 크기를 가진 녹색 실리콘 카바이드(SiC)가 사용됩니다. 그러나 최종적인 거울처럼 매끄러운 연마를 위해서는 CMP 공정에서 콜로이드 실리카와 같은 훨씬 더 미세하고 부드러운 연마재로 바꿔야 합니다 . 녹색 SiC 단계에서 사용되는 정확한 시작 및 최종 입자 크기는 초기 웨이퍼 상태와 요구되는 최종 품질에 따라 달라집니다.
