கே: SiC வேஃபர் ஸ்லைசிங் மற்றும் செயலாக்கத்தில் பயன்படுத்தப்படும் முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள் யாவை?
A:சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) வைரத்திற்கு அடுத்தபடியாக கடினத்தன்மை கொண்டது, மேலும் இது மிகவும் கடினமான மற்றும் உடையக்கூடிய பொருளாகக் கருதப்படுகிறது. வளர்ந்த படிகங்களை மெல்லிய செதில்களாக வெட்டுவதை உள்ளடக்கிய துண்டு துண்டாக வெட்டுதல் செயல்முறை நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளும் மற்றும் சிப்பிங் செய்ய வாய்ப்புள்ளது. முதல் படியாகஎஸ்ஐசிஒற்றை படிக செயலாக்கத்தில், வெட்டலின் தரம் அடுத்தடுத்த அரைத்தல், மெருகூட்டல் மற்றும் மெலிதல் ஆகியவற்றை கணிசமாக பாதிக்கிறது. வெட்டுவது பெரும்பாலும் மேற்பரப்பு மற்றும் நிலத்தடி விரிசல்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது, இது வேஃபர் உடைப்பு விகிதங்கள் மற்றும் உற்பத்தி செலவுகளை அதிகரிக்கிறது. எனவே, வெட்டும்போது மேற்பரப்பு விரிசல் சேதத்தை கட்டுப்படுத்துவது SiC சாதன உற்பத்தியை முன்னேற்றுவதற்கு மிக முக்கியமானது.
தற்போது அறிவிக்கப்பட்டுள்ள SiC ஸ்லைசிங் முறைகளில் நிலையான-சிராய்ப்பு, இலவச-சிராய்ப்பு ஸ்லைசிங், லேசர் வெட்டுதல், அடுக்கு பரிமாற்றம் (குளிர் பிரிப்பு) மற்றும் மின் வெளியேற்ற ஸ்லைசிங் ஆகியவை அடங்கும். இவற்றில், நிலையான வைர சிராய்ப்புகளுடன் பல-கம்பி ஸ்லைசிங் பரிமாற்றம் என்பது SiC ஒற்றை படிகங்களை செயலாக்குவதற்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறையாகும். இருப்பினும், இங்காட் அளவுகள் 8 அங்குலம் மற்றும் அதற்கு மேல் எட்டும்போது, அதிக உபகரண தேவைகள், செலவுகள் மற்றும் குறைந்த செயல்திறன் காரணமாக பாரம்பரிய கம்பி அறுக்கும் நடைமுறை குறைவாகவே உள்ளது. குறைந்த விலை, குறைந்த இழப்பு, அதிக திறன் கொண்ட ஸ்லைசிங் தொழில்நுட்பங்களுக்கான அவசரத் தேவை உள்ளது.
கே: பாரம்பரிய மல்டி-வயர் கட்டிங் மீது லேசர் ஸ்லைசிங்கின் நன்மைகள் என்ன?
A: பாரம்பரிய கம்பி அறுக்கும் முறைSiC இங்காட்ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் பல நூறு மைக்ரான் தடிமன் கொண்ட துண்டுகளாக வெட்டப்படுகின்றன. பின்னர் துண்டுகள் வைரக் குழம்புகளைப் பயன்படுத்தி அரைக்கப்பட்டு, ரம்பக் குறிகள் மற்றும் நிலத்தடி சேதங்களை நீக்குகின்றன, அதைத் தொடர்ந்து உலகளாவிய பிளானரைசேஷனை அடைய வேதியியல் இயந்திர மெருகூட்டல் (CMP) செய்யப்படுகிறது, இறுதியாக SiC செதில்களைப் பெற சுத்தம் செய்யப்படுகிறது.
இருப்பினும், SiC இன் அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் உடையக்கூடிய தன்மை காரணமாக, இந்தப் படிகள் எளிதில் சிதைவு, விரிசல், அதிகரித்த உடைப்பு விகிதங்கள், அதிக உற்பத்தி செலவுகள் மற்றும் அதிக மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மற்றும் மாசுபாட்டை (தூசி, கழிவுநீர் போன்றவை) ஏற்படுத்தும். கூடுதலாக, கம்பி அறுக்கும் செயல்முறை மெதுவாக உள்ளது மற்றும் குறைந்த மகசூலைக் கொண்டுள்ளது. பாரம்பரிய மல்டி-வயர் ஸ்லைசிங் சுமார் 50% பொருள் பயன்பாட்டை மட்டுமே அடைகிறது என்றும், பாலிஷ் செய்து அரைத்த பிறகு 75% வரை பொருள் இழக்கப்படுகிறது என்றும் மதிப்பீடுகள் காட்டுகின்றன. ஆரம்பகால வெளிநாட்டு உற்பத்தித் தரவுகள் 10,000 வேஃபர்களை உற்பத்தி செய்ய தோராயமாக 273 நாட்கள் தொடர்ச்சியான 24 மணி நேர உற்பத்தியை எடுக்கலாம் என்பதைக் குறிக்கிறது - இது மிகவும் நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளும்.
உள்நாட்டில், பல SiC படிக வளர்ச்சி நிறுவனங்கள் உலை திறனை அதிகரிப்பதில் கவனம் செலுத்துகின்றன. இருப்பினும், உற்பத்தியை விரிவுபடுத்துவதற்குப் பதிலாக, இழப்புகளை எவ்வாறு குறைப்பது என்பதைக் கருத்தில் கொள்வது மிகவும் முக்கியம் - குறிப்பாக படிக வளர்ச்சி மகசூல் இன்னும் உகந்ததாக இல்லாதபோது.
லேசர் ஸ்லைசிங் உபகரணங்கள் பொருள் இழப்பைக் கணிசமாகக் குறைத்து மகசூலை மேம்படுத்தலாம். உதாரணமாக, ஒற்றை 20 மிமீ பயன்படுத்திSiC இங்காட்:கம்பி அறுக்கும் முறை 350 μm தடிமன் கொண்ட சுமார் 30 செதில்களை உற்பத்தி செய்யும்.லேசர் வெட்டுதல் முறை 50 க்கும் மேற்பட்ட செதில்களை உற்பத்தி செய்யும்.செதில் தடிமன் 200 μm ஆகக் குறைக்கப்பட்டால், அதே இங்காட்டிலிருந்து 80 க்கும் மேற்பட்ட செதில்களை உற்பத்தி செய்யலாம்.6 அங்குலங்கள் மற்றும் சிறிய செதில்களுக்கு கம்பி அறுக்கும் முறை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், 8-அங்குல SiC இங்காட்டை வெட்டுவதற்கு பாரம்பரிய முறைகளுடன் 10-15 நாட்கள் ஆகலாம், உயர்நிலை உபகரணங்கள் தேவைப்படுகின்றன மற்றும் குறைந்த செயல்திறனுடன் அதிக செலவுகள் ஏற்படுகின்றன. இந்த நிலைமைகளின் கீழ், லேசர் வெட்டுதலின் நன்மைகள் தெளிவாகின்றன, இது 8-அங்குல செதில்களுக்கான முக்கிய எதிர்கால தொழில்நுட்பமாக அமைகிறது.
லேசர் வெட்டுதல் மூலம், 8-இன்ச் வேஃபருக்கு வெட்டுதல் நேரம் 20 நிமிடங்களுக்கும் குறைவாக இருக்கும், ஒரு வேஃபருக்கு 60 μm க்கும் குறைவான பொருள் இழப்பு இருக்கும்.
சுருக்கமாக, பல கம்பி வெட்டுதலுடன் ஒப்பிடும்போது, லேசர் வெட்டுதல் அதிக வேகம், சிறந்த மகசூல், குறைந்த பொருள் இழப்பு மற்றும் தூய்மையான செயலாக்கத்தை வழங்குகிறது.
கே: SiC லேசர் ஸ்லைசிங்கில் உள்ள முக்கிய தொழில்நுட்ப சவால்கள் என்ன?
A:லேசர் வெட்டுதல் செயல்முறை இரண்டு முக்கிய படிகளை உள்ளடக்கியது: லேசர் மாற்றம் மற்றும் வேஃபர் பிரிப்பு.
லேசர் மாற்றத்தின் மையக்கரு பீம் வடிவமைத்தல் மற்றும் அளவுரு உகப்பாக்கம் ஆகும். லேசர் சக்தி, புள்ளி விட்டம் மற்றும் ஸ்கேன் வேகம் போன்ற அளவுருக்கள் அனைத்தும் பொருள் நீக்கத்தின் தரத்தையும் அடுத்தடுத்த வேஃபர் பிரிப்பின் வெற்றியையும் பாதிக்கின்றன. மாற்றியமைக்கப்பட்ட மண்டலத்தின் வடிவியல் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையையும் பிரிப்பின் சிரமத்தையும் தீர்மானிக்கிறது. அதிக மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை பின்னர் அரைப்பதை சிக்கலாக்குகிறது மற்றும் பொருள் இழப்பை அதிகரிக்கிறது.
மாற்றத்திற்குப் பிறகு, செதில் பிரிப்பு பொதுவாக குளிர் முறிவு அல்லது இயந்திர அழுத்தம் போன்ற வெட்டு விசைகள் மூலம் அடையப்படுகிறது. சில உள்நாட்டு அமைப்புகள் பிரிப்புக்காக அதிர்வுகளைத் தூண்டுவதற்கு மீயொலி மின்மாற்றிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, ஆனால் இது சிப்பிங் மற்றும் விளிம்பு குறைபாடுகளை ஏற்படுத்தி, இறுதி மகசூலைக் குறைக்கும்.
இந்த இரண்டு படிகளும் இயல்பாகவே கடினமானவை அல்ல என்றாலும், வெவ்வேறு வளர்ச்சி செயல்முறைகள், ஊக்கமருந்து நிலைகள் மற்றும் உள் அழுத்த விநியோகங்கள் காரணமாக படிக தரத்தில் உள்ள முரண்பாடுகள் - வெட்டுவதில் சிரமம், மகசூல் மற்றும் பொருள் இழப்பை கணிசமாக பாதிக்கின்றன. சிக்கல் பகுதிகளை அடையாளம் கண்டு லேசர் ஸ்கேனிங் மண்டலங்களை சரிசெய்வது மட்டுமே முடிவுகளை கணிசமாக மேம்படுத்தாது.
பல்வேறு உற்பத்தியாளர்களிடமிருந்து பரந்த அளவிலான படிக குணங்களுக்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்கக்கூடிய புதுமையான முறைகள் மற்றும் உபகரணங்களை உருவாக்குதல், செயல்முறை அளவுருக்களை மேம்படுத்துதல் மற்றும் உலகளாவிய பொருந்தக்கூடிய லேசர் ஸ்லைசிங் அமைப்புகளை உருவாக்குதல் ஆகியவற்றில் பரவலான ஏற்றுக்கொள்ளலுக்கான திறவுகோல் உள்ளது.
கே: SiC தவிர மற்ற குறைக்கடத்தி பொருட்களுக்கும் லேசர் ஸ்லைசிங் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்த முடியுமா?
A:லேசர் வெட்டும் தொழில்நுட்பம் வரலாற்று ரீதியாக பல்வேறு வகையான பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குறைக்கடத்திகளில், இது ஆரம்பத்தில் வேஃபர் டைசிங்கிற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது, பின்னர் பெரிய மொத்த ஒற்றை படிகங்களை வெட்டுவதற்கு விரிவடைந்துள்ளது.
SiC க்கு அப்பால், வைரம், காலியம் நைட்ரைடு (GaN) மற்றும் காலியம் ஆக்சைடு (Ga₂O₃) போன்ற கடினமான அல்லது உடையக்கூடிய பொருட்களுக்கும் லேசர் ஸ்லைசிங் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த பொருட்கள் குறித்த ஆரம்ப ஆய்வுகள் குறைக்கடத்தி பயன்பாடுகளுக்கான லேசர் ஸ்லைசிங்கின் சாத்தியக்கூறு மற்றும் நன்மைகளை நிரூபித்துள்ளன.
கே: தற்போது முதிர்ந்த உள்நாட்டு லேசர் ஸ்லைசிங் உபகரண தயாரிப்புகள் உள்ளதா? உங்கள் ஆராய்ச்சி எந்த நிலையில் உள்ளது?
A:பெரிய விட்டம் கொண்ட SiC லேசர் ஸ்லைசிங் கருவிகள் 8-இன்ச் SiC வேஃபர் உற்பத்தியின் எதிர்காலத்திற்கான முக்கிய உபகரணமாக பரவலாகக் கருதப்படுகிறது. தற்போது, ஜப்பான் மட்டுமே இத்தகைய அமைப்புகளை வழங்க முடியும், மேலும் அவை விலை உயர்ந்தவை மற்றும் ஏற்றுமதி கட்டுப்பாடுகளுக்கு உட்பட்டவை.
SiC உற்பத்தித் திட்டங்கள் மற்றும் தற்போதுள்ள கம்பி ரம்பம் திறன் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், லேசர் ஸ்லைசிங்/மெல்லிய அமைப்புகளுக்கான உள்நாட்டு தேவை சுமார் 1,000 யூனிட்களாக இருக்கும் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. முக்கிய உள்நாட்டு நிறுவனங்கள் மேம்பாட்டில் அதிக அளவில் முதலீடு செய்துள்ளன, ஆனால் முதிர்ச்சியடைந்த, வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய உள்நாட்டு உபகரணங்கள் இன்னும் தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்கு வரவில்லை.
ஆராய்ச்சி குழுக்கள் 2001 முதல் தனியுரிம லேசர் லிஃப்ட்-ஆஃப் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கி வருகின்றன, இப்போது இதை பெரிய விட்டம் கொண்ட SiC லேசர் ஸ்லைசிங் மற்றும் மெலிதாக்குதல் வரை விரிவுபடுத்தியுள்ளன. அவர்கள் ஒரு முன்மாதிரி அமைப்பு மற்றும் ஸ்லைசிங் செயல்முறைகளை உருவாக்கியுள்ளனர்: 4–6 அங்குல அரை-இன்சுலேடிங் SiC செதில்களை வெட்டுதல் மற்றும் மெலிதாக்குதல் 6–8 அங்குல கடத்தும் SiC இங்காட்களை வெட்டுதல் செயல்திறன் அளவுகோல்கள்: 6–8 அங்குல அரை-இன்சுலேடிங் SiC: ஸ்லைசிங் நேரம் 10–15 நிமிடங்கள்/வேஃபர்; பொருள் இழப்பு <30 μm6–8 அங்குல கடத்தும் SiC: ஸ்லைசிங் நேரம் 14–20 நிமிடங்கள்/வேஃபர்; பொருள் இழப்பு <60 μm
மதிப்பிடப்பட்ட வேஃபர் மகசூல் 50% க்கும் அதிகமாக அதிகரித்துள்ளது
வெட்டப்பட்ட பிறகு, அரைத்து மெருகூட்டிய பிறகு, வேஃபர்கள் வடிவவியலுக்கான தேசிய தரநிலைகளை பூர்த்தி செய்கின்றன. லேசர் தூண்டப்பட்ட வெப்ப விளைவுகள் வேஃபர்களில் அழுத்தம் அல்லது வடிவவியலை கணிசமாக பாதிக்காது என்பதையும் ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன.
வைரம், GaN மற்றும் Ga₂O₃ ஒற்றைப் படிகங்களை வெட்டுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளைச் சரிபார்க்கவும் இதே உபகரணங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
இடுகை நேரம்: மே-23-2025