게르마늄(Ge) 웨이퍼 그라인딩 과정에서 재료 자체의 물리화학적 특성(낮은 경도, 높은 취성, 쉬운 산화, 온도 민감성 등)으로 인해 전용 Ge 웨이퍼
랩핑 머신으로 그라인딩할 때 표면 손상, 치수 정밀도 편차, 오염 등의 문제가 발생하기 쉽습니다.
표면 스크래치 (거친 스크래치, 미세 스크래치)원인:
- 그라인딩 액체에 큰 연마 입자 또는 불순물이 존재 (예: 연마제 응집, 외부 먼지 혼입).
- 연마제 경도 불일치 (과도하게 높은 경도는 쉽게 스크래치를 유발하고, 너무 낮은 경도는 효율을 감소시킴).
해결책:
- 분산성이 좋은 고순도 연마제 (다이아몬드 미분말, SiC 연마제 등) 선택. 사용 전 초음파 분산으로 그라인딩 액체를 처리하여 연마제 응집 방지.
- 그라인딩 액체를 정기적으로 여과하여 불순물과 큰 입자 제거; 필요시 새 액체로 교체.
- Ge 웨이퍼 랩핑 머신의 그라인딩 플레이트를 정기적으로 드레싱 (다이아몬드 드레서로 평탄화 등)하고 플레이트 표면에 박힌 입자를 청소하여 평탄도 확보.
- Ge 웨이퍼 경도에 맞는 적절한 경도의 연마제 선택. 그라인딩 초기에는 조립 연마제를 사용하여 효율을 높이고, 후기에는 미립 연마제로 전환하여 스크래치 감소.
표면 칩핑 및 노치원인:
- Ge 웨이퍼의 높은 취성, 과도한 그라인딩 압력 또는 불균일한 압력 분포.
- 그라인딩 플레이트의 회전 속도가 너무 높아 Ge 웨이퍼와 플레이트 간의 과도한 마찰 발생.
- Ge 웨이퍼 가장자리에 전처리가 없음 (예: 슬라이싱 후 가장자리에 미세 균열).
해결책:
- 세그먼트 압력 제어 채택: 초기 단계에는 저압으로 달성하고, 나중에 점진적으로 압력을 조절하여 균일한 압력 확보.
- 그라인딩 플레이트의 회전 속도를 낮추고 연마 입자 크기에 따라 매개변수 조절 (거친 그라인딩은 약간 높은 속도, 미세 그라인딩은 낮은 속도).
- 슬라이싱 후 Ge 웨이퍼 가장자리에 모따기 가공을 수행하여 가장자리 미세 균열을 제거하고 그라인딩 중 응력 집중으로 인한 칩핑 방지.
두께 불균일 및 평탄도 편차원인:
- 그라인딩 플레이트의 평탄도가 허용 오차를 초과하여 Ge 웨이퍼의 각 영역에서 그라인딩량이 불균일.
- Ge 웨이퍼의 클램핑 방법이 부적절함 (예: 단점 압력, 느슨한 클램핑).
- 그라인딩 액체 분포가 불균일하여 국부 영역에서 연마제 부족 또는 열 방출 불량.
해결책:
- 그라인딩 플레이트의 평탄도를 정기적으로 검사. 다이아몬드 드레서 또는 주철 그라인딩 블록을 사용하여 평탄화하여 평탄도 오차가 허용 범위 내에 있도록 보장.
- 다점 압력, 진공 흡착 또는 픽스처 클램핑을 채택하여 Ge 웨이퍼와 그라인딩 플레이트 간의 완전한 접촉, 균일한 힘 및 느슨한 클램핑 방지.
- 그라인딩 액체 분사 시스템을 최적화하여 균일한 분사 확보; 필요시 교반 장치를 추가하여 연마제 침전 방지.
그라인딩 효율 저하원인:
- 연마 입자 크기가 너무 작거나 농도가不足.
- 그라인딩 압력 및 회전 속도가 너무 낮음.
- 그라인딩 플레이트의 재료가 부적절함 (예: 표면이 너무 부드러워 연마제가 절단하는 대신 내장).
해결책:
- 연마 입자 크기 합리적 선택: 초기 단계에는 조립 (예: 10-20μm)을 사용하여 여유량을 빠르게 제거하고, 나중에 점진적으로 미립으로 전환.
- 손상 없이 그라인딩 압력 및 회전 속도를 적절히 증가시키면서 열 방출 보장.
- 중간 경도의 그라인딩 플레이트 (예: 주철 플레이트, 레진 결합 다이아몬드 그라인딩 플레이트) 선택 및 연마제 유형과 일치시켜 절단 효율 향상.
Ge 웨이퍼의 그라인딩은 저경도 및 고취성의 재료 특성을 고려하여 연마제 선택 및 처리 최적화, 그라인딩 압력 및 회전 속도 제어, 그라인딩 플레이트의 정확성 및 클램핑의 합리성 보장을 통해 표면 손상, 치수 편차 및 저효율 등의 문제를 해결해야 합니다.
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