실리콘 웨이퍼를 연마하는 방법

사전 연마 준비

실제 연마 과정을 시작하기 전에 몇 가지 중요한 준비 단계가 있습니다.

청소

웨이퍼 표면을 철저히 청소하여 래핑이나 에칭과 같은 이전 공정에서 잔류 입자나 화학 잔류물을 제거합니다. 오염은 연마 중에 표면 결함을 유발할 수 있습니다. 다음을 통해 청소하는 것이 좋습니다.

SC-1 깨끗함- 뜨거운 수산화암모늄, 과산화수소, 물을 1:1:5 비율로 75도에서 10분간 가열

SC-2 깨끗함- 뜨거운 염산, 과산화수소, 물을 1:1:6 비율로 75도에서 10분간 가열

빠른 덤프 린스(QDR)- 각각 2-3분 동안 DI 물이 넘치는 여러 욕조

점검

명시야 모드를 사용하여 청소 후 웨이퍼 표면을 주의 깊게 검사하여 다음 사항을 확인하십시오.

잔여 입자 또는 얼룩

이전 공정으로 인한 구덩이, 긁힘 또는 지하 손상

가장자리 칩/균열과 같은 기타 물리적 결함

결함이 악화되는 것을 방지하려면 연마하기 전에 이 단계에서 문제를 해결하십시오.

백업 레이어 적용

연마 중에 균일한 지지력을 제공하고 뒷면 손상을 방지하기 위해 웨이퍼 뒷면에 접착 백킹 레이어를 적용합니다.

UV 경화형 접착제를 1-2겹 도포합니다.

폴리싱 전 완전히 경화되었는지 확인하세요.

표 1. 권장 백킹 레이어

연마 장비

주요 기능:

최대 120rpm의 가변 스핀들 속도

최대 8psi까지 프로그래밍 가능한 다운포스/압력

실시간 토크 모니터링

자동화된 슬러리 분배/공급

통합된 연마 후 클리닝 스테이션

폴리싱 공정 단계

주요 연마 단계는 다음과 같습니다.

연마 패드 준비/드레싱

적절한 패드 재료 선택(나중에 권장 사항 참조)

다이아몬드 함침으로 새 패드 컨디셔닝

매번 달리기 전에 표면을 새로 고치기 위해 다이아몬드 디스크가 있는 드레스 패드

마운트 웨이퍼

웨이퍼 척/캐리어에 웨이퍼를 단단히 고정합니다.

균일한 연마를 보장하기 위해 웨이퍼를 적절하게 중앙에 배치

프로세스 매개변수 설정

스핀들 속도 -30-60rpm전형적인

압력 -3-5psi전형적인

슬러리 공급 속도 -100-250ml/분

공정 기간 - 필요한 재료 제거에 따라 다름

폴리싱 사이클 시작

스핀들 회전 시작

패드 중앙에 슬러리를 연속적으로 도포합니다.

설정된 압력에 따라 웨이퍼 척을 낮추고 패드를 맞물림

프로세스 전반에 걸쳐 토크 모니터링

광택 후 청소

잔여물을 제거하고 결함을 최소화하려면 연마 후 철저한 청소가 중요합니다.

1차 세척- 수산화암모늄 또는 아세테이트 기반 용액을 사용하여 웨이퍼 표면을 브러시로 문지릅니다.

2차 클린- 화학 잔류물을 제거하기 위해 HF 또는 기타 산성 용액에 잠깐 담그십시오.

QDR - 각각 3-5분 동안 여러 오버플로 수조

세척 후 완성된 웨이퍼를 다시 검사합니다. 다음 공정 단계를 진행하기 전에 필요한 부분을 재작업/재연마하십시오.

실리콘 웨이퍼 연마 공정 최적화

웨이퍼 연마 공정을 최적화하기 위해 조정할 수 있는 몇 가지 주요 매개변수가 있습니다.

적용된 다운포스/압력

압력이 높을수록 연마/재료 제거 속도가 증가합니다.

너무 많은 압력을 가하면 가장자리가 둥글게 뭉개지거나 미세 균열이 발생합니다.

대부분의 응용 분야에 최적인 3-5psi

회전 속도

패드-웨이퍼 인터페이스 온도 증가

속도가 높을수록 연마 속도가 어느 정도 증가합니다.

30-60rpm대부분의 배치 공정에 적합

패드 재료

패드 재료 선택은 연마 속도, 표면 마감, 결함 수준과 같은 주요 요소에 영향을 미칩니다.

표 2. 패드 재질 비교

패드가 부드러울수록 절단 속도가 빨라지지만 마무리가 매끄럽지 않음

단단한 패드는 연마 속도가 느리고 광택은 더 높습니다.

더 단단한 최종 패드를 사용하는 이상적인 다단계 프로세스

슬러리 최적화

연마재 함량/화학성분/pH/유속의 균형이 중요함

애플리케이션 및 패드 재료에 맞게 슬러리 제형을 맞춤화합니다.

최적의 결과를 위해 슬러리를 지속적으로 테스트하고 개선합니다.

연마 후 분석

사양을 충족하고 공정 개선 사항을 파악하려면 연마 후 웨이퍼 품질을 평가하고 분석하는 것이 필수적입니다. 주요 분석에는 다음이 포함됩니다.

표면 거칠기

Ra, RMS, PSD 및 HF 데이터 측정

장파장 수치/평탄도 모니터링

긁힌 자국, 구덩이, 입자를 식별하고 추가 연마가 필요함

필름 두께

필요한 두께 레이어 제거 확인

웨이퍼 표면 전체의 두께 균일성을 확인하세요.

안개 수준

헤이즈 % 및 분포 측정

적용 사양에 따라 잔류 표면 손상을 최소화합니다.

결함검사

명시야, 암시야 등을 사용하여 남아 있는 결함 확인

연마 전 및 연마 후 결함 수준/유형 비교

패드, 슬러리, 매개변수 조정을 위한 피드백 데이터

당사의 통합 계측 도구는 최적의 공정 제어를 위한 포괄적인 분석 기능을 제공합니다.

표면 마감

라< 1옹스트롬 가능

RMS< 2옹스트롬 일반 사양

공정 최적화를 통한 미세거칠기 최소화

총 두께 변화(TTV)

웨이퍼 직경 전반에 걸쳐 TTV < 1um 쉽게 달성 가능

대형 광학 장치에 대한 TIR < 3 arc-sec 가능

나노미터 이하의 두께 균일성 입증

결함 밀도

패드 컨디셔닝, 피드 최적화를 통한 나노 스크래치 제로

< 5 defects/cm^2 over large areas

입자 감지 및 최소화<0.1 um

기술 요구 사항을 검토하려면 당사 엔지니어링 팀에 문의하세요. 가장 엄격한 사양도 충족할 수 있도록 포괄적인 연마 프로세스를 맞춤화해 드리겠습니다.