ウェーハの傷を解決：グリーンSiCがRa≤0.1μmの表面仕上げを実現する方法

ウェーハ傷の危機：従来の研磨材が機能しない理由

3nmノードでは、300mmウェーハに0.13μmを超える傷が1つ発生するごとに、23,000ドルの損失が発生します。従来のソリューションは根本的な限界に達しました。

ダイヤモンド：炭素残留物が残る → 電子移動度の低下

アルミナ：ランダムな結晶破壊 → 表面下損傷（SSD >15nm）

セリア：アルカリスラリー中での凝集 → コメットテール型欠陥

グリーンSiC：完璧な物理

原子レベルの切断メカニズム

グリーンSiCの六方晶α結晶はシリコンの<111>面と整合しているため、脆性破壊ではなく方向性のある劈開が可能になります。

摩擦化学反応：Si（ウェーハ） + 2H₂O + SiC → SiO₂（軟質層） + CH₄ + H₂

軟化した酸化物層は0.07～0.09μmの深さで剥離します。これは機械的研磨の5分の1の深さです。

傷に対する3重の防御

粒子分布制御

空気分級によるD99 <7.2μm（レーザー回折法による検証済み）

大きすぎる粒子による傷を90%除去

静電安定化

pH 10.5のスラリーでゼータ電位-45mVを実現

72時間以上連続して凝集を防止

熱調和

120W/m·Kの導電率はシリコンと同等 → 熱応力によるクラック発生ゼロ

3nm製造における実績

TSMC認定データ

Samsungファウンドリでの導入

課題：GaNウェーハのエッジチッピングによるスクラップ率1.2%

解決策：ハイブリッドレーザースコアリング + F2000 SiC研磨

結果：

チップアウトを0.3μmに低減（ベースライン1.8μmに対して）

廃棄ウェーハで年間1,860万ドルを削減

傷のない表面を実現する4ステッププロトコル

スラリー配合

アミンフリーキャリア（pH 10.5±0.2）にF1800 SiCを25～28重量%含有

装置構成

パッドコンディショニング：ダイヤモンド粒子径≤15μm

ダウンフォース：2.5～3.2psi

プロセス制御

温度：20℃±0.5℃（ペルチェ冷却プラテン）

流量： 250 ml/分

Q&A テスト

原子間力顕微鏡（AFM）：Ra ≤ 0.08 μm を検証

TXRF分光法：Fe/Ni <1E10 atoms/cm² を確認

シリコンの先へ：次世代材料アプリケーション

SiCウェハ：F3000 SiCスラリーは転位ピットなしでRa 0.05μmを実現

GaAs RFチップ：ゼータ制御分散によりヒ素の浸出を防止

2D材料：単層MoS₂を0.02nm RMS粗さで研磨

トップファブがYUMOのグリーンSiCを選ぶ理由

サ​​ブppb純度：プラズマ精製SiC（Fe<0.02ppb、Cu<0.01ppb）

CMP対応スラリー：ASML/Applied Materialsの装置向けに事前最適化済み

研究開発パートナーシップ：新規基板向けプロセスパラメータの共同開発