단결정 및 다결정 실리콘 웨이퍼의 연삭 및 연마에 판상 산화알루미늄 적용
판상 산화알루미늄 (판상/육각형 판상 α-Al₂O₃, 일본 후지미 PWA 시리즈와 유사)은 종횡비를 조절할 수 있고 모서리가 뭉툭한 고순도 평면 육각형 결정입니다. 실리콘 웨이퍼 절단 후 박막화, 연삭 및 전처리 연마 공정에 사용되는 주류 정밀 연마재입니다. 단결정 실리콘 웨이퍼 및 태양광 등급 다결정 실리콘 웨이퍼의 양면 연삭, 모서리 모따기 및 CMP 전처리 연마 공정에 널리 사용되며, 긁힘이 발생하기 쉽고 표면 아래 손상이 큰 일반 코런덤 연마재의 단점을 완벽하게 해결합니다.
1. 판상 알루미늄 산화물의 특성
1. 결정상 및 순도: 결정 형태는 α-Al2O3이며 모스 경도는 9입니다. 순도는 99% 이상으로 나트륨, 철, 자성 불순물이 적어 실리콘 웨이퍼의 금속 이온 오염을 방지합니다. 또한 화학적으로 매우 안정적이며 수성 연마 슬러리에서 가수분해되지 않습니다.
2. 독특한 판상 입자 형태: 이 입자들은 가장자리가 매끄럽고 날카로운 모서리가 없는 평평한 육각형 웨이퍼 형태입니다. 연삭 과정에서 입자들은 평평한 상태로 실리콘 웨이퍼 표면에 밀착되어, 날카로운 모서리를 이용한 미세 절삭 대신 평면 슬라이딩 연삭 방식을 사용합니다. 압력이 고르게 분산되어 입자가 쉽게 파손되지 않으며, 미세한 흠집이나 깊은 표면 아래 손상층이 현저히 줄어듭니다.
3. 입자 크기 제어성: 입자 크기를 정밀하게 조절할 수 있으며, 입자 크기 분포 범위가 좁고 분쇄 균일성이 높으며 과분쇄 결함 발생 가능성이 낮습니다.
2. 단결정 실리콘 웨이퍼에 다중 공정 기술의 적용
1. 썬 후, 양쪽 면을 거칠게 갈아주세요.
적용 분야: 내부 원형 절단 및 와이어 절단으로 인한 표면 불규칙성 및 절단 손상층을 제거하고 실리콘 웨이퍼의 전체 두께 편차를 제어하는 데 사용됩니다.
연마재 선택: 1.5-5 μm 크기의 평면 알루미나를 수성 연삭 현탁액으로 제조하여 양면 연삭기의 주철 연삭 디스크에 사용합니다.
공정 효과: 일반 백색 코런덤과 비교하여 재료 제거율이 더욱 안정적이며, 표면 아래 손상층의 두께가 8~12μm에서 3~5μm로 감소합니다. 실리콘 웨이퍼 표면에 조밀한 미세 스크래치가 발생하지 않아 후속 연마 시간이 30% 이상 단축되고, 연마재 소모량이 40% 감소하며, 장비 연삭 디스크의 마모가 줄어듭니다.
2. 단결정 실리콘 웨이퍼 모서리 모따기 및 모서리 연삭
실리콘 웨이퍼의 가장자리는 응력 집중 영역이며, 백색 코런덤이나 녹색 탄화규소와 같은 기존 연마재는 가장자리 파손 및 미세 균열을 쉽게 유발할 수 있습니다. 평면 알루미나 입자는 실리콘 웨이퍼 가장자리에 부드럽고 균일한 절삭력을 제공하여 가장자리 미세 균열 발생을 효과적으로 억제하고 후속 고온 에피택시 및 접합 공정의 수율을 향상시킵니다. 따라서 반도체 웨이퍼 가장자리 연마 전용 연마재입니다.
3. 사전 연마 (CMP 사전 연삭)
선택 사항: 화학 기계적 연마 전 평탄화 공정으로 초미세 평면 알루미나와 폴리우레탄 연마 패드를 함께 사용합니다.
목표: 표면 조도 Ra를 0.8~1.5nm로 낮추고, 최종 실리카 CMP 슬러리의 연마 시간을 크게 단축하며, CMP 소모품 비용을 절감하고, 스크래치 결함을 줄이고, 웨이퍼 수율을 99% 이상으로 향상시키는 것.
3. 대규모 광전 변환용 다결정 실리콘 웨이퍼 적용
다결정 실리콘 잉곳을 정사각형으로 자른 후, 실리콘 블록을 절단합니다. 태양광용 다결정 실리콘 웨이퍼의 대량 생산 분쇄에는 크게 두 가지 시나리오가 있습니다.
1. 다결정 실리콘 웨이퍼의 양면 평탄화 및 연삭: 기존의 연마제는 불규칙한 알루미나를 사용하여 다결정 실리콘의 결정립계에 쉽게 미세한 흠집을 발생시킵니다. 반면, 평면 알루미나 슬라이딩 연삭은 부드러운 작용으로 결정립계를 따라 홈 결함을 발생시키지 않아 다결정 실리콘 웨이퍼 전체의 두께를 균일하게 유지하고, 은 페이스트 인쇄 시 라인 끊김 문제를 줄여주며, PERC 및 TOPCon 셀 실리콘 웨이퍼의 전처리 공정에 적합합니다.
2. 초박형 다결정 실리콘 웨이퍼 연삭: 초박형 실리콘 웨이퍼의 경우, 평면 연마재의 절삭력이 부드러워 실리콘 웨이퍼의 변형 및 균열을 효과적으로 방지하고 초박형 실리콘 웨이퍼 연삭의 합격률을 크게 향상시킵니다.
