ซิลิกอนคาร์ไบด์สำหรับการตัดเซมิคอนดักเตอร์

ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) สำหรับการใช้งานการตัดเซมิคอนดักเตอร์

ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุขัดถูสำคัญที่ใช้ในการตัดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์อย่างแม่นยำ ซึ่งรวมถึงแผ่นซิลิคอน (Si) แผ่นซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และวัสดุแข็งอื่นๆ เช่น แซฟไฟร์ (Al₂O₃) ด้วยความแข็งและความเสถียรทางเคมีระดับสูง ซิลิกอนคาร์ไบด์จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายใน  กระบวนการ เลื่อยลวดหลายเส้นแบบสารละลาย  และ   กระบวนการตัดลวดเพชร

1. เหตุใดจึงใช้ SiC สำหรับการตัดเซมิคอนดักเตอร์?

• ความแข็ง (9.2 โมห์ส) : รองจากเพชร ทำให้เหมาะสำหรับการหั่นวัสดุแข็ง

• เสถียรภาพทางความร้อนและเคมี : ทนทานต่อความร้อนและปฏิกิริยาเคมีในระหว่างการตัด

• รูปร่างของอนุภาคที่ควบคุมได้ : เมล็ดพืชที่แหลมคมและเป็นเหลี่ยมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตัด

• ความบริสุทธิ์สูง (≥99%) : ลดการปนเปื้อนในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ให้เหลือน้อยที่สุด

2. ประเภทของสารกัดกร่อน SiC สำหรับการตัด

3. ข้อมูลจำเพาะหลักสำหรับ SiC เกรดเซมิคอนดักเตอร์

• ขนาดอนุภาค : โดยทั่วไปคือ  5–50 µm  (ตาข่าย F200–F1500)

• ความบริสุทธิ์ : ≥99% โดยมีสิ่งเจือปนโลหะต่ำ (Fe, Al, Ca < 100 ppm)

• รูปทรง : ทรงเหลี่ยมหรือเหลี่ยมมุม เพื่อการกำจัดวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพ

• อนุภาคแม่เหล็ก : <0.1 ppm เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในเวเฟอร์

4. SiC ในวิธีการตัดที่แตกต่างกัน

ก. การเลื่อยลวดแบบใช้สารละลาย (วิธีดั้งเดิม)

• กระบวนการ : สารกัดกร่อน SiC ผสมกับสารละลาย PEG (โพลีเอทิลีนไกลคอล)

• ข้อดี : คุ้มต้นทุนสำหรับแท่งซิลิคอน

• ข้อเสีย : ช้ากว่า ก่อให้เกิดขยะมากขึ้น

ข. การตัดลวดเพชร (วิธีการสมัยใหม่)

• กระบวนการ : ลวดเคลือบเพชร + น้ำหล่อเย็น (อาจใช้ SiC ในกระบวนการไฮบริด)

• ข้อดี : เร็วกว่า แม่นยำกว่า การสูญเสียรอยตัดน้อยลง