Tre typer av polering av SiC

Enkristallin SiC är ett tredje generationens material för halvledarkomponenter. För att uppfylla branschspecifikationerna för tillverkning av kraftanordningar med detta material måste precisionspolering användas för att uppnå en extremt slät yta som är fri från repor och skador under ytan (SSD). Enbart polering kan inte åstadkomma en sådan atomär ytfinish.

Lee [25] genomförde experiment med en alkalisk MAS för att polera 6H-SiC och fann en högre MRR än med traditionell kolloidal kiselslurry, samt bevis för att prestandan kunde förbättras ytterligare med en oxidationstillsats.

Kemisk mekanisk polering (CMP)

CMP använder kemisk och fysikalisk slipning på en waferyta för att kombinera kemisk och fysikalisk slipning för utjämning och planarisering, till skillnad från ren fysikalisk slipning som kan skada känsliga waferstrukturer och lämna efter sig ojämnheter som inte kan korrigeras. Kemisk etsning gör materialet mjukare för mekanisk nötning och avlägsnar det mer effektivt än enbart fysisk nötning skulle göra. CMP kan med lätthet hantera material som sträcker sig från kiseldioxid till koppar.

STI (Shallow Trench Isolation) är en effektiv teknik som används för att elektriskt isolera aktiva områden på mikroprocessorchip. Tekniken använder etsade diken fyllda med odopat CVD-polysilikon eller kiseldioxid som elektrisk isolering mellan dessa regioner och substratet, och har blivit den självklara metoden inom kiselkretsdesign på grund av dess överlägsna prestanda, kostnadseffektivitet och miljövänlighet.

Ingenjörer som vill undvika dishing, en form av planariseringsfel som uppstår när olika material avlägsnas i olika takt, måste förstå hur en wafer interagerar med polerslammet och den relativa borttagningshastigheten för alla lager på ett chip.

QSense Quantum Cathode Microscopy-D (QCM-D) gör det möjligt för ingenjörer att i realtid observera hur olika slurrytillsatser, abrasiva partiklar och blandningar interagerar med wafers under CMP-processer. Den omfattande information som erhålls genom QCM-D-analys gör det möjligt för ingenjörer att optimera slurrysammansättningen och samtidigt förbättra CMP-processerna.

Fysisk abrasiv polering (PAP)

Fysisk slipande polering är ett ekonomiskt och mångsidigt sätt att skapa släta ytor och passar utmärkt för olika material som metall, keramik och till och med trä. Det kan också användas med både grova korn för grovbearbetning/formning och finare korn för polering. Skyddsglasögon och handskar bör också bäras för att undvika skador under denna process.

Som en del av denna poleringsprocess är det absolut nödvändigt att skivans yta är deformationsfri och fri från repor för att mikrostrukturen ska kunna återges korrekt vid efterföljande testning, analys eller tolkning. En deformationsfri yta reducerar också främmande strukturer som gropar, utdragna inneslutningar eller kometstjärtar som annars kan uppstå under analys, provning eller tolkning.

För att få optimala resultat vid polering av material med olika hårdhet måste slipkornens hårdhet motsvara målmaterialets hårdhet. För att få optimala resultat med varje typ av slipmedel och minska riskerna för skador eller kontaminering kan det dessutom vara klokt att blanda olika slipmedel - på så sätt kan de spela ut sina styrkor samtidigt som man drar nytta av de fördelar som varje typ av slipmedel erbjuder.

Valet av lämpligt slipmedel är avgörande för att kunna tillhandahålla poleringstjänster av hög kvalitet. Att arbeta med en pålitlig leverantör säkerställer att de levererar specifika material som krävs för varje uppgift och erbjuder teknisk support och certifieringar som bevis på deras kvalitet, samtidigt som de ger råd om vilka slipmedel som bäst passar specifika applikationer.

Elektrokemisk mekanisk polering (ECMP)

Elektrokemisk polering avser olika processer som används för att förfina metallytor genom kontrollerade kemiska reaktioner. Elektrokemisk polering kan ofta fungera som en effektiv ersättning för komplexa mekaniska polerings- eller passiveringsförfaranden eftersom den kräver mindre fysisk slipning samtidigt som den ger jämförbara resultat med lägre grovhetsvärden och ökad ytkvalitet.

ECMP är ett miljövänligt alternativ till traditionella poleringsmetoder, som förlitar sig på starka kemikalier som perklorsyra som är svåra att göra sig av med och förorenar miljön. Istället använder ECMP djupa eutektiska lösningsmedel (DES) som kolinklorid och etylenglykol som har minimal miljöpåverkan och toxicitetsnivåer.

ECMP är en process som används för att avlägsna orenheter, skräp och oljor som är inbäddade i den mikroskopiska ytstrukturen på komponenter av rostfritt stål och ge dem en högblank, blank yta som är mer korrosionsbeständig än passiveringsskiktet vid kemisk polering. ECMP kan användas på många material och är därför idealisk för applikationer som tankar, rörledningar och kopplingar i rostfritt stål, nickellegeringar som Hastelloy samt stora delar och ytor som måste vara korrosionsbeständiga.

ECMP avlägsnar inte bara ojämnheter från rostfria ytor utan ökar också korrosionsbeständigheten genom att skapa en förbättrad oxidfilm med ett högre förhållande mellan kromoxid och järnoxid och tjockare än standardförkromning - något som är särskilt relevant för industrier som använder rostfritt stål av 316L-kvalitet, t.ex. läkemedels- och biofarmaceutiska tillverkningsanläggningar.

Ultraljudsvibrationsassisterad polering

Ultraljudsvibrationsassisterad polering kan användas för att förbättra ytkvaliteten hos olika arbetsstycken. Den ultraljuds-vibrationsassisterade poleringsprocessen kombinerar fördelarna från både fysisk nötning och kemisk mekanisk polering; dess resultat överträffar endera metoden ensam. Dessutom kan denna typ av polering automatiseras på bearbetningscentra för effektivitet och repeterbarhet samt användas för svårpolerade material som STAVAX formstål.

[2] genomförde en prediktiv modellering och experimentell forskning om förbrukningsmodellen för UVAP-poleringsslurry. Amplitud, arbetsfrekvens, spindelhastighet, kornstorlek på de slipmedel som användes och koncentration var de mest inflytelserika faktorerna som påverkade UVAP:s lokala ytprofiler under poleringsprocessen. För att identifiera optimala poleringsparametrar med hjälp av Taguchi-metoden.

Kiselkarbid (SiC) och bindemedelsfri volframkarbid (WC) är mycket eftertraktade formmaterial för glasgjutning av mikrostrukturerade optiska element tack vare sina överlägsna fysikaliska och mekaniska egenskaper, men de ger svårbearbetade ytor med högkvalitativa galler eller pyramider via konventionella slipningsprocesser. I den här studien tillämpades dock UVAP-processen på dessa två material med stor framgång, vilket förbättrade deras ytkvalitet avsevärt - och till och med gav förbättrade pyramidytor! Speciellt för SiC och WC. I båda fallen förbättrade tillämpningen av UVAP-processen ytkvalitetsförbättringen för dessa två formmaterial, vilket avsevärt förbättrade båda deras ytkvaliteter för glasgjutning av mikrostrukturerade optiska element genom glasformningsprocesser.