Verarbeitungsprodukte und technischer Hintergrund
Ein Hersteller von Halbleitergeräten hat kürzlich ein Lokalisierungsprojekt für Siliziumkarbid-Sprühplatten gestartet, das die Verarbeitung von zwei Arten von Array-Mikrolöchern mit D0,5×6,5 mm (Tiefe-zu-Durchmesserverhältnis 13:1) und D1×6,5 mm auf einem Siliziumkarbidsubstrat mit einer Härte von HV2.700 erfordert. Als Kernkomponente der Halbleiter-Ätzausrüstung der dritten -Generation war diese Komponente lange Zeit auf Importe angewiesen. Seine Verarbeitungsgenauigkeit wirkt sich direkt auf die Chip-Herstellungsausbeute aus, und die Chip-Kontrolle und der Durchbruch beim Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser bei der Verarbeitung von Mikrolöchern sind zu den größten Engpässen für die inländische Substitution geworden.
Industrie verarbeitet Schwachstellen
Herkömmliche Verarbeitungslösungen stehen vor drei Herausforderungen:
Erstens liegt die Härte von Siliziumkarbid nahe an der von Diamant, und gewöhnliche Bohrer können nur 3–5 Löcher bearbeiten, bevor sie abgenutzt sind.
Zweitens macht es das Verhältnis von Tiefe-zu-Durchmesser von 13:1 schwierig, Späne zu entfernen, was leicht zu Kratzern an der Lochwand oder sogar zum Bruch des Bohrers führen kann;
Drittens betragen die Kosten für importierte OEMs bis zu 28.000 Yuan pro Stück und der Lieferzyklus beträgt bis zu sechs Monate, was die Sicherheit der inländischen Lieferkette für Halbleiterausrüstung erheblich einschränkt.
BISHENLösungen
Angesichts der ultraharten und spröden Eigenschaften von Siliziumkarbid hat das Forschungs- und Entwicklungsteam von BISHEN das Verbundverfahren „Ultraschallvibration + integrierter PKD-Bohrer“ innovativ übernommen:
Die hochfrequente 20-kHz-Ultraschallvibration reduziert den Schneidwiderstand um 45 % und sorgt in Zusammenarbeit mit dem unabhängig entwickelten PCD-Bohrer (polykristalliner Diamant) für eine kontinuierliche und stabile Bearbeitung von 102 D0,5-mm-Mikrolöchern. Die Lebensdauer eines einzelnen Bohrers wird um das 20-fache erhöht
Mithilfe des Ultraschallkavitationseffekts zur Verbesserung des Eindringens des Kühlmittels wird das Abplatzen der Lochmündung auf 0,018 mm kontrolliert, was besser ist als der Industriestandard von 0,03 mm
Das ursprüngliche Design des spiralförmigen Spanentfernungspfads stellt sicher, dass die Lochwandrauheit Ra kleiner oder gleich 0,4 μm des Verhältnisses von Tiefe-zu-Durchmesser des Mikrolochs von 13:1 ist und die Reinheitsanforderungen auf Halbleiterebene-erfüllt
Technischer Durchbruchswert
Diese Verarbeitungsüberprüfung hat zwei wichtige Meilensteine erreicht: Zum ersten Mal wurden die Verarbeitungskosten für inländische Siliziumkarbid-Sprühplatten-Mikrolöcher auf 1/3 des Importpreises gesenkt und der Lieferzyklus auf 15 Tage verkürzt; Noch bahnbrechender: Die Verarbeitungsgrenze für das Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser wurde von branchenüblich 8:1 auf 13:1 erhöht, was eine unabhängige und kontrollierbare Teilegarantie für fortschrittliche Prozesschipgeräte unter 5 nm bietet.
