1. دور كربيد السيليكون الأخضر
يتميز كربيد السيليكون الأخضر بصلابة وهشاشة أكبر من كربيد السيليكون الأسود، مما ينتج عنه كسور أكثر حدة. وهذا يجعله مثالياً لإزالة المواد وتشكيل السيليكون قبل عملية التلميع الدقيق النهائية. ويُستخدم في عمليات التجليخ على شكل معجون كاشط حر (حبيبات سائبة ممزوجة بسائل حامل).
2. أحجام الحبيبات النموذجية المستخدمة
تعتمد هذه العملية على استخدام حبيبات متدرجة النعومة. ويُستخدم كربيد السيليكون الأخضر في المراحل الأكثر خشونة.
-
الصقل الخشن جداً (التسوية الأولية): من F220 (حوالي 63 ميكرومتر) إلى F500 (حوالي 20 ميكرومتر) . يزيل هذا علامات المنشار ويحقق التسطيح الأساسي.
-
الصقل المتوسط: من F800 (حوالي 12 ميكرومتر) إلى F1200 (حوالي 3 ميكرومتر) . يعمل هذا على تحسين السطح بشكل أكبر، وإزالة التلف الناتج عن الخطوة السابقة وتقليل عمق التلف تحت السطح.
هام: يتم تحديد الانتقال من مرحلة “التلميع” إلى مرحلة “الصقل” بإزالة التلف الموجود تحت السطح. بعد استخدام أدق طبقة من كربيد السيليكون الأخضر، يصبح السطح غير لامع ومخدوشًا، ولكنه أكثر استواءً.
3. مرحلة التلميع النهائية (ما يأتي بعد كربيد السيليكون)
لا يُستخدم كربيد السيليكون الأخضر في التشطيب النهائي للمرآة . فصلابته ستؤدي إلى تلف غير مقبول تحت السطح وخشونة سطحية غير مناسبة لتطبيقات أشباه الموصلات أو التطبيقات البصرية.
-
تستخدم عملية التلميع النهائية معلق السيليكا الغرواني مع جزيئات كاشطة دقيقة للغاية (في نطاق 0.02 ميكرومتر إلى 0.1 ميكرومتر ، أو 20-100 نانومتر).
-
هذا المعجون، بالإضافة إلى وسادة البولي يوريثان المسامية الناعمة، يخلق عملية تلميع كيميائي ميكانيكي (CMP) تزيل المواد على المستوى الذري، مما ينتج عنه سطح مرآة خالٍ من الخدوش وجاهز للنمو الطبقي.
جدول ملخص العملية
| منصة | الهدف الرئيسي | المواد الكاشطة النموذجية | حجم الحبيبات (ميكرومتر) | النتيجة السطحية |
|---|---|---|---|---|
| 1. التلميع الخشن | قم بإزالة آثار المنشار، وتأكد من استواء السطح. | كربيد السيليكون الأخضر | F220 – F500 (63 – 20 ميكرومتر) | معتم، مليء بالخدوش |
| 2. الصقل الدقيق | تقليل الأضرار تحت السطح، وتحسين التشطيب | كربيد السيليكون الأخضر | F800 – F1200 (12 – 3 ميكرومتر) | لمسة نهائية غير لامعة موحدة |
| 3. التلميع | أزل جميع الأضرار، وحقق لمسة نهائية بصرية. | أكسيد الألومنيوم أو أكسيد السيريوم | ~1 ميكرومتر وما دونه | قبل التلميع، شبه لامع |
| 4. التلميع النهائي / CMP | نعومة فائقة على المستوى الذري، جاهزة للاستخدام مع البشرة السمراء | السيليكا الغروية | 0.02 – 0.1 ميكرومتر | لمسة نهائية مثالية تشبه المرآة |
الاعتبارات الرئيسية للاختيار
-
التلف تحت السطحي (SSD): كل حبيبة خشنة تُحدث تشققات تحت السطح. يجب أن تزيل الحبيبة الأنعم التالية المادة إلى عمق أكبر من طبقة التلف تحت السطحي من الخطوة السابقة. هذا يُحدد تسلسل التقدم.
-
مواصفات الرقاقة: تحدد حالة البداية (القطع السلكي، الأرض) والتطبيق النهائي (الخلايا الشمسية، رقاقة الدوائر المتكاملة، الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة) عدد الخطوات وأنواع الحبيبات اللازمة.
-
الاتساق: بالنسبة للإنتاج الصناعي، غالبًا ما يتم استخدام المساحيق ذات الحجم الميكروني المتدرج بدقة (مثل W7 و W10 و W14 والتي تتوافق مع ~7 ميكرومتر و 10 ميكرومتر و 14 ميكرومتر) بدلاً من تصنيفات حبيبات FEPA السائبة لتحسين التحكم.
خاتمة
للإجابة مباشرةً على سؤالك: يُستخدم كربيد السيليكون الأخضر بأحجام تتراوح من حوالي 60 ميكرومتر (F220) إلى حوالي 3 ميكرومتر (F1200) في مراحل الصقل لتحضير السيليكون أحادي البلورة. مع ذلك، يتطلب التلميع النهائي للحصول على سطح عاكس استخدام مادة كاشطة أدق وأكثر نعومة، مثل السيليكا الغروية، في عملية التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP). يعتمد حجم حبيبات البداية والنهاية الدقيق لخطوات كربيد السيليكون الأخضر على حالة الرقاقة الأولية والجودة النهائية المطلوبة.
