សំណួរ៖ តើបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗដែលប្រើប្រាស់ក្នុងការកាត់ និងកែច្នៃ SiC wafer មានអ្វីខ្លះ?
A:ស៊ីលីកុនកាបូន (SiC) មានភាពរឹងទីពីរបន្ទាប់ពីពេជ្រ ហើយត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវត្ថុធាតុរឹង និងផុយខ្លាំង។ ដំណើរការកាត់ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការកាត់គ្រីស្តាល់ដែលធំធាត់ចូលទៅក្នុង wafers ស្តើង គឺចំណាយពេលច្រើន ហើយងាយនឹងកាត់។ ជាជំហានដំបូងនៅក្នុងស៊ី.ស៊ីដំណើរការគ្រីស្តាល់តែមួយ គុណភាពនៃចំណិតមានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើការកិន ប៉ូលា និងការស្តើង។ Slicing ជាញឹកញាប់ណែនាំពីការប្រេះលើផ្ទៃ និងផ្ទៃ បង្កើនអត្រាបំបែក wafer និងថ្លៃដើមផលិតកម្ម។ ដូច្នេះ ការគ្រប់គ្រងការខូចខាតលើផ្ទៃកំឡុងពេលកាត់គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការជំរុញការផលិតឧបករណ៍ SiC ។
វិធីសាស្រ្តកាត់ SiC ដែលត្រូវបានរាយការណ៍នាពេលថ្មីៗនេះ រួមមានការកាត់ជាប់ថេរ ការកាត់ដោយសេរី ការកាត់ឡាស៊ែរ ការផ្ទេរស្រទាប់ (ការបំបែកដោយត្រជាក់) និងការកាត់ផ្តាច់ចរន្តអគ្គិសនី។ ក្នុងចំណោមទាំងនេះ ការកាត់ខ្សែច្រើនខ្សែជាមួយសារធាតុ abrasives ពេជ្រថេរ គឺជាវិធីសាស្រ្តដែលប្រើជាទូទៅបំផុតសម្រាប់ដំណើរការគ្រីស្តាល់ SiC តែមួយ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារទំហំ ingot ឈានដល់ 8 អ៊ីង និងខ្ពស់ជាងនេះ ការកាត់ខ្សែភ្លើងបែបប្រពៃណី កាន់តែមានការអនុវត្តតិចជាងមុន ដោយសារតម្រូវការឧបករណ៍ខ្ពស់ ការចំណាយ និងប្រសិទ្ធភាពទាប។ មានតម្រូវការបន្ទាន់សម្រាប់បច្ចេកវិជ្ជាកាត់ដែលមានតម្លៃទាប ការបាត់បង់ទាប និងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។
សំណួរ: តើអ្វីជាគុណសម្បត្តិនៃការកាត់ឡាស៊ែរលើការកាត់ពហុខ្សែបែបបុរាណ?
ចម្លើយ៖ ការកាត់ខ្សែភ្លើងបែបប្រពៃណីស៊ីស៊ីស៊ីតាមទិសជាក់លាក់មួយជាចំណិតជាច្រើនរយមីក្រុនក្រាស់។ បន្ទាប់មក បំណែកទាំងនោះត្រូវបានកិនដោយប្រើសារធាតុរអិលពេជ្រ ដើម្បីលុបស្នាមប្រេះ និងការខូចខាតលើផ្ទៃ បន្ទាប់មកដោយការប៉ូលាមេកានិកគីមី (CMP) ដើម្បីសម្រេចបាននូវការរៀបចំផែនការសកល ហើយចុងក្រោយត្រូវបានសម្អាតដើម្បីទទួលបាន SiC wafers ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារភាពរឹង និងផុយខ្លាំងរបស់ SiC ជំហានទាំងនេះអាចបង្កឱ្យមានភាពរដុប ការប្រេះស្រាំ អត្រាបំបែកកើនឡើង ថ្លៃដើមផលិតកម្មខ្ពស់ ហើយនាំឱ្យមានភាពរដុបលើផ្ទៃខ្ពស់ និងការចម្លងរោគ (ធូលី ទឹកសំណល់ ។ល។)។ លើសពីនេះទៀតការកាត់ខ្សែគឺយឺតនិងមានទិន្នផលទាប។ ការប៉ាន់ប្រមាណបង្ហាញថាការកាត់ខ្សែច្រើនបែបប្រពៃណីសម្រេចបានការប្រើប្រាស់សម្ភារៈត្រឹមតែ 50% ហើយរហូតដល់ 75% នៃសម្ភារៈត្រូវបានបាត់បង់បន្ទាប់ពីការខាត់ និងកិន។ ទិន្នន័យផលិតកម្មបរទេសដំបូងបានបង្ហាញថាវាអាចចំណាយពេលប្រហែល 273 ថ្ងៃនៃការបន្ត 24 ម៉ោងដើម្បីផលិត 10,000 wafers ដែលចំណាយពេលច្រើនណាស់។
ក្នុងស្រុក ក្រុមហ៊ុនរីកចម្រើនគ្រីស្តាល់ SiC ជាច្រើនផ្តោតលើការបង្កើនសមត្ថភាពឡ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជំនួសឱ្យការពង្រីកទិន្នផល វាមានសារៈសំខាន់ជាងក្នុងការគិតគូរពីវិធីកាត់បន្ថយការខាតបង់ ជាពិសេសនៅពេលដែលទិន្នផលគ្រីស្តាល់លូតលាស់មិនទាន់ល្អប្រសើរនៅឡើយ។
ឧបករណ៍កាត់ឡាស៊ែរអាចកាត់បន្ថយការបាត់បង់សម្ភារៈយ៉ាងច្រើន និងបង្កើនទិន្នផល។ ឧទហរណ៍ ប្រើតែមួយ 20 mmស៊ីស៊ីស៊ី: ការកាត់ខ្សែអាចផ្តល់ទិន្នផលប្រហែល 30 wafers នៃកម្រាស់ 350 μm។ ការកាត់ឡាស៊ែរអាចផ្តល់ទិន្នផលច្រើនជាង 50 wafers ។ ប្រសិនបើកម្រាស់ wafer ត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 200 μm នោះ wafers ច្រើនជាង 80 អាចត្រូវបានផលិតចេញពី ingot ដូចគ្នា។ ខណៈពេលដែល sawing wire ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ wafers 6 inch និងតូចជាង។ ingot អាចចំណាយពេលពី 10 ទៅ 15 ថ្ងៃជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តប្រពៃណី ទាមទារឧបករណ៍កម្រិតខ្ពស់ និងទទួលបានការចំណាយខ្ពស់ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពទាប។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ គុណសម្បត្តិនៃការកាត់ឡាស៊ែរបានក្លាយទៅជាច្បាស់លាស់ ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបច្ចេកវិជ្ជាអនាគតដ៏សំខាន់សម្រាប់ wafers 8 អ៊ីញ។
ជាមួយនឹងការកាត់ឡាស៊ែរ ពេលវេលាកាត់ក្នុងមួយ wafer 8 អ៊ីញអាចស្ថិតនៅក្រោម 20 នាទីជាមួយនឹងការបាត់បង់សម្ភារៈក្នុងមួយ wafer ក្រោម 60 μm។
សរុបមក បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការកាត់ច្រើនខ្សែ ការកាត់ឡាស៊ែរផ្តល់នូវល្បឿនខ្ពស់ ទិន្នផលប្រសើរជាង ការបាត់បង់សម្ភារៈទាប និងដំណើរការស្អាតជាង។
សំណួរ៖ តើអ្វីជាបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបច្ចេកទេសសំខាន់ៗក្នុងការកាត់ឡាស៊ែរ SiC?
ចម្លើយ៖ ដំណើរការកាត់ឡាស៊ែរពាក់ព័ន្ធនឹងជំហានសំខាន់ពីរ៖ ការកែប្រែឡាស៊ែរ និងការបំបែក wafer ។
ស្នូលនៃការកែប្រែឡាស៊ែរគឺការកែទម្រង់ធ្នឹម និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចជាថាមពលឡាស៊ែរ អង្កត់ផ្ចិតកន្លែង និងល្បឿនស្កេន សុទ្ធតែប៉ះពាល់ដល់គុណភាពនៃការរំលាយសម្ភារៈ និងភាពជោគជ័យនៃការបំបែក wafer ជាបន្តបន្ទាប់។ ធរណីមាត្រនៃតំបន់ដែលបានកែប្រែកំណត់ភាពរដុបនៃផ្ទៃ និងការលំបាកនៃការបំបែក។ ភាពរដុបលើផ្ទៃខ្ពស់ធ្វើឱ្យមានភាពស្មុគស្មាញដល់ការកិននៅពេលក្រោយ និងបង្កើនការបាត់បង់សម្ភារៈ។
បន្ទាប់ពីការកែប្រែ ការបំបែក wafer ជាធម្មតាត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈកម្លាំងកាត់ ដូចជាការបាក់ឆ្អឹងត្រជាក់ ឬភាពតានតឹងមេកានិច។ ប្រព័ន្ធក្នុងស្រុកមួយចំនួនប្រើឧបករណ៍បំប្លែង ultrasonic ដើម្បីបង្កើតរំញ័រសម្រាប់ការបំបែក ប៉ុន្តែនេះអាចបណ្តាលឱ្យមានស្នាមប្រេះ និងខូចគែម ដែលកាត់បន្ថយទិន្នផលចុងក្រោយ។
ខណៈពេលដែលជំហានទាំងពីរនេះមិនមែនជាការពិបាកនោះទេ ភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានៃគុណភាពគ្រីស្តាល់—ដោយសារតែដំណើរការលូតលាស់ខុសៗគ្នា កម្រិតសារធាតុ doping និងការបែងចែកភាពតានតឹងខាងក្នុង—ប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ការលំបាកក្នុងការកាត់ ទិន្នផល និងការបាត់បង់សម្ភារៈ។ គ្រាន់តែកំណត់អត្តសញ្ញាណតំបន់ដែលមានបញ្ហា និងការកែតម្រូវតំបន់ស្កេនឡាស៊ែរ ប្រហែលជាមិនធ្វើអោយលទ្ធផលប្រសើរឡើងនោះទេ។
គន្លឹះក្នុងការទទួលយកយ៉ាងទូលំទូលាយគឺនៅក្នុងការបង្កើតវិធីសាស្រ្តច្នៃប្រឌិត និងឧបករណ៍ដែលអាចសម្របខ្លួនទៅនឹងគុណភាពគ្រីស្តាល់ដ៏ធំទូលាយពីក្រុមហ៊ុនផលិតផ្សេងៗ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ និងការកសាងប្រព័ន្ធកាត់ឡាស៊ែរជាមួយនឹងការអនុវត្តជាសកល។
សំណួរ៖ តើបច្ចេកវិទ្យាកាត់ឡាស៊ែរអាចត្រូវបានអនុវត្តទៅលើសម្ភារៈ semiconductor ផ្សេងទៀតក្រៅពី SiC ដែរឬទេ?
ចម្លើយ៖ បច្ចេកវិទ្យាកាត់ឡាស៊ែរត្រូវបានអនុវត្តជាប្រវត្តិសាស្ត្រចំពោះសម្ភារៈជាច្រើនប្រភេទ។ នៅក្នុង semiconductors វាត្រូវបានគេប្រើដំបូងសម្រាប់ wafer dicing ហើយចាប់តាំងពីពេលនោះមកបានពង្រីកទៅ slicing គ្រីស្តាល់តែមួយដុំធំ។
លើសពី SiC ការកាត់ឡាស៊ែរក៏អាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់វត្ថុរឹង ឬផុយផ្សេងទៀតដូចជា ពេជ្រ ហ្គាលីញ៉ូម នីត្រាត (GaN) និងហ្គាលីយ៉ូមអុកស៊ីដ (Ga₂O₃)។ ការសិក្សាបឋមលើសម្ភារៈទាំងនេះបានបង្ហាញពីលទ្ធភាព និងគុណសម្បត្តិនៃការកាត់ឡាស៊ែរសម្រាប់កម្មវិធី semiconductor ។
សំណួរ៖ តើបច្ចុប្បន្នមានផលិតផលឧបករណ៍កាត់ឡាស៊ែរក្នុងស្រុកចាស់ទុំទេ? តើការស្រាវជ្រាវរបស់អ្នកស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលណា?
A: ឧបករណ៍កាត់ឡាស៊ែរ SiC អង្កត់ផ្ចិតធំត្រូវបានចាត់ទុកថាជាឧបករណ៍ស្នូលសម្រាប់អនាគតនៃការផលិត SiC wafer 8 អ៊ីញនាពេលអនាគត។ បច្ចុប្បន្ននេះ មានតែប្រទេសជប៉ុនទេដែលអាចផ្តល់ប្រព័ន្ធបែបនេះបាន ហើយពួកវាមានតម្លៃថ្លៃ និងស្ថិតក្រោមការរឹតបន្តឹងការនាំចេញ។
តម្រូវការក្នុងស្រុកសម្រាប់ប្រព័ន្ធកាត់ឡាស៊ែរ/ស្តើងត្រូវបានគេប៉ាន់ប្រមាណថាមានប្រហែល 1,000 គ្រឿង ដោយផ្អែកលើផែនការផលិតកម្ម SiC និងសមត្ថភាពកាត់ខ្សែដែលមានស្រាប់។ ក្រុមហ៊ុនក្នុងស្រុកធំៗបានបណ្តាក់ទុនយ៉ាងច្រើនក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ ប៉ុន្តែមិនទាន់មានឧបករណ៍ក្នុងស្រុកដែលមានភាពចាស់ទុំ និងអាចធ្វើពាណិជ្ជកម្មបានឈានដល់ការដាក់ពង្រាយឧស្សាហកម្មនៅឡើយ។
ក្រុមស្រាវជ្រាវបាននិងកំពុងអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាលើកឡាស៊ែរដែលមានកម្មសិទ្ធិតាំងពីឆ្នាំ 2001 ហើយឥឡូវនេះបានពង្រីកវាទៅជាការកាត់ឡាស៊ែរ SiC ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតធំ និងស្តើង។ ពួកគេបានបង្កើតប្រព័ន្ធគំរូ និងដំណើរការកាត់ដែលមានសមត្ថភាព៖ កាត់ និងស្តើង 4-6 អ៊ីញ wafers SiC ពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់ កាត់ 6-8 អ៊ីង conductive SiC ingots លក្ខណៈស្តង់ដារ: 6-8 អ៊ីញពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់ SiC: ពេលវេលាកាត់ 10-15 នាទី / wafer; ការបាត់បង់សម្ភារៈ <30 μm6–8 អ៊ីង conductive SiC: slicing time 14–20 នាទី/wafer; ការបាត់បង់សម្ភារៈ <60 μm
ការប៉ាន់ស្មានទិន្នផល wafer កើនឡើងជាង 50%
ក្រោយការកាត់, wafers បំពេញតាមស្តង់ដារជាតិសម្រាប់ធរណីមាត្របន្ទាប់ពីកិន និងប៉ូលា។ ការសិក្សាក៏បង្ហាញផងដែរថាឥទ្ធិពលកម្ដៅដែលបណ្ដាលមកពីឡាស៊ែរមិនប៉ះពាល់ដល់ភាពតានតឹង ឬធរណីមាត្រនៅក្នុង wafers ខ្លាំងនោះទេ។
ឧបករណ៍ដូចគ្នានេះក៏ត្រូវបានគេប្រើដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធភាពសម្រាប់ការកាត់ពេជ្រ, GaN, និង Ga₂O₃ គ្រីស្តាល់តែមួយ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី២៣ ខែឧសភា ឆ្នាំ២០២៥