Silicon Carbide (SiC) cho ứng dụng cắt bán dẫn
Silic cacbua (SiC) là vật liệu mài mòn quan trọng được sử dụng trong quá trình cắt chính xác các tấm bán dẫn, bao gồm đế silicon (Si), silicon cacbua (SiC) và các vật liệu cứng khác như sapphire (Al₂O₃). Nhờ độ cứng và độ ổn định hóa học cực cao, SiC được sử dụng rộng rãi trong các quy trình cưa nhiều dây trên nền bùn và cắt dây kim cương .
1. Tại sao nên sử dụng SiC để cắt bán dẫn?
Độ cứng (9,2 Mohs) : Chỉ đứng sau kim cương, lý tưởng để cắt các vật liệu cứng.
Độ ổn định nhiệt và hóa học : Chống lại nhiệt và phản ứng hóa học trong quá trình cắt.
Hình dạng hạt được kiểm soát : Các hạt sắc nhọn, góc cạnh giúp tăng hiệu quả cắt.
Độ tinh khiết cao (≥99%) : Giảm thiểu ô nhiễm trong sản xuất chất bán dẫn.
2. Các loại vật liệu mài mòn SiC để cắt
| Kiểu | Đặc trưng | Ứng dụng |
|---|---|---|
| SiC xanh | Độ tinh khiết cao hơn (>99%), hạt sắc nét hơn | Tấm wafer silicon, sapphire, tấm wafer SiC |
| SiC đen | Độ tinh khiết thấp hơn một chút (~97-98%), rẻ hơn | Cắt đa năng |
| SiC phủ | Được xử lý bề mặt để phân tán tốt hơn | Công thức bùn tiên tiến |
3. Thông số kỹ thuật chính của SiC cấp bán dẫn
Kích thước hạt : Thông thường là 5–50 µm (lưới F200–F1500).
Độ tinh khiết : ≥99%, có hàm lượng tạp chất kim loại thấp (Fe, Al, Ca < 100 ppm).
Hình dạng : Hình khối hoặc góc cạnh để loại bỏ vật liệu hiệu quả.
Hạt từ tính : <0,1 ppm để tránh khuyết tật ở tấm wafer.
4. SiC trong các phương pháp cắt khác nhau
A. Cưa dây bằng bùn (Phương pháp truyền thống)
Quy trình : Vật liệu mài mòn SiC trộn với bùn PEG (polyethylene glycol).
Ưu điểm : Tiết kiệm chi phí cho thỏi silicon.
Nhược điểm : Chậm hơn, tạo ra nhiều chất thải hơn.
B. Cắt dây kim cương (Phương pháp hiện đại)
Quy trình : Dây phủ kim cương + chất làm mát (SiC có thể được sử dụng trong quy trình kết hợp).
Ưu điểm : Nhanh hơn, chính xác hơn, ít bị mất rãnh hơn.