ප්‍ර: SiC වේෆර් පෙති කැපීම සහ සැකසීමේදී භාවිතා කරන ප්‍රධාන තාක්ෂණයන් මොනවාද?
A:සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) දියමන්ති වලට පමණක් දෙවැනි වන දෘඪතාවක් ඇති අතර එය ඉතා දෘඩ හා බිඳෙන සුළු ද්‍රව්‍යයක් ලෙස සැලකේ. වැඩුණු ස්ඵටික තුනී වේෆර් වලට කැපීම ඇතුළත් වන පෙති කැපීමේ ක්‍රියාවලිය කාලය ගතවන අතර චිප් වීමට ඉඩ ඇත. පළමු පියවර ලෙසසික්තනි ස්ඵටික සැකසීමේදී, පෙති කැපීමේ ගුණාත්මකභාවය පසුකාලීන ඇඹරීම, ඔප දැමීම සහ තුනී කිරීම සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. පෙති කැපීම බොහෝ විට මතුපිට සහ භූගත ඉරිතැලීම් හඳුන්වා දෙයි, වේෆර් කැඩීමේ අනුපාත සහ නිෂ්පාදන පිරිවැය වැඩි කරයි. එබැවින්, පෙති කැපීමේදී මතුපිට ඉරිතැලීම් හානිය පාලනය කිරීම SiC උපාංග නිෂ්පාදනය ඉදිරියට ගෙන යාම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.
දැනට වාර්තා වී ඇති SiC පෙති කැපීමේ ක්‍රම අතරට ස්ථාවර-උල්ෙල්ඛ, නිදහස්-උල්ෙල්ඛ පෙති කැපීම, ලේසර් කැපීම, ස්ථර මාරු කිරීම (සීතල වෙන් කිරීම) සහ විද්‍යුත් විසර්ජන පෙති කැපීම ඇතුළත් වේ. මේවා අතර, ස්ථාවර දියමන්ති උල්ෙල්ඛ සමඟ බහු-වයර් පෙති කැපීම යනු SiC තනි ස්ඵටික සැකසීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමයයි. කෙසේ වෙතත්, ඉන්ගෝට් ප්‍රමාණයන් අඟල් 8 සහ ඊට වැඩි වන විට, ඉහළ උපකරණ ඉල්ලුම, පිරිවැය සහ අඩු කාර්යක්ෂමතාව හේතුවෙන් සාම්ප්‍රදායික වයර් කැපීම අඩු ප්‍රායෝගික වේ. අඩු වියදම්, අඩු පාඩු, ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් පෙති කැපීමේ තාක්ෂණයන් සඳහා හදිසි අවශ්‍යතාවයක් පවතී.
ප්‍ර: සාම්ප්‍රදායික බහු-වයර් කැපීමට වඩා ලේසර් පෙති කැපීමේ වාසි මොනවාද?
A: සාම්ප්‍රදායික වයර් කැපීම මගින් කපනු ලබන්නේSiC ඉන්ගෝට්නිශ්චිත දිශාවකට මයික්‍රෝන සිය ගණනක් ඝනකම ඇති පෙති බවට පත් කරන්න. ඉන්පසු පෙති දියමන්ති පොහොර භාවිතයෙන් කියත් සලකුණු සහ භූගත හානි ඉවත් කර, ගෝලීය තලීයකරණය ලබා ගැනීම සඳහා රසායනික යාන්ත්‍රික ඔප දැමීම (CMP) සිදු කර, අවසානයේ SiC වේෆර් ලබා ගැනීම සඳහා පිරිසිදු කරනු ලැබේ.
කෙසේ වෙතත්, SiC හි ඉහළ දෘඪතාව සහ බිඳෙනසුලු බව නිසා, මෙම පියවර පහසුවෙන් විකෘති වීම, ඉරිතැලීම්, කැඩී යාමේ අනුපාත වැඩි වීම, නිෂ්පාදන පිරිවැය ඉහළ යාම සහ ඉහළ මතුපිට රළුබව සහ දූෂණය (දූවිලි, අපජලය ආදිය) ඇති කළ හැකිය. ඊට අමතරව, වයර් කැපීම මන්දගාමී වන අතර අඩු අස්වැන්නක් ඇත. ඇස්තමේන්තුවලින් පෙනී යන්නේ සාම්ප්‍රදායික බහු-වයර් පෙති කැපීම මඟින් ද්‍රව්‍යමය භාවිතය 50% ක් පමණ පමණක් ලබා ගන්නා බවත්, ඔප දැමීමෙන් සහ ඇඹරීමෙන් පසු ද්‍රව්‍යයෙන් 75% ක් දක්වා අහිමි වන බවත්ය. මුල් විදේශීය නිෂ්පාදන දත්ත පෙන්වා දුන්නේ වේෆර් 10,000 ක් නිෂ්පාදනය කිරීමට ආසන්න වශයෙන් දින 273 ක අඛණ්ඩ පැය 24 ක නිෂ්පාදනයක් අවශ්‍ය විය හැකි බවයි - ඉතා කාලය ගතවන.
දේශීය වශයෙන්, බොහෝ SiC ස්ඵටික වර්ධන සමාගම් උදුන ධාරිතාව වැඩි කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. කෙසේ වෙතත්, නිමැවුම පුළුල් කිරීම වෙනුවට, පාඩු අඩු කර ගන්නේ කෙසේද යන්න සලකා බැලීම වඩා වැදගත් වේ - විශේෂයෙන් ස්ඵටික වර්ධන අස්වැන්න තවමත් ප්‍රශස්ත නොවන විට.
ලේසර් පෙති කැපීමේ උපකරණ මඟින් ද්‍රව්‍යමය අලාභය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කර අස්වැන්න වැඩි දියුණු කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, තනි 20 මි.මී.SiC ඉන්ගෝට්: වයර් කැපීමෙන් 350 μm ඝනකමකින් යුත් වේෆර් 30ක් පමණ ලබා ගත හැක. ලේසර් කැපීමෙන් වේෆර් 50කට වඩා ලබා ගත හැක. වේෆර් ඝණකම 200 μm දක්වා අඩු කළහොත්, එම ඉන්ගෝට් එකෙන් වේෆර් 80කට වඩා නිපදවිය හැක. වයර් කැපීම අඟල් 6ක් හෝ ඊට අඩු වේෆර් සඳහා බහුලව භාවිතා වන අතර, සාම්ප්‍රදායික ක්‍රම සමඟ අඟල් 8ක SiC ඉන්ගෝට් එකක් කැපීමට දින 10-15ක් ගත විය හැකි අතර, ඉහළ මට්ටමේ උපකරණ අවශ්‍ය වන අතර අඩු කාර්යක්ෂමතාවයකින් ඉහළ පිරිවැයක් දැරීමට සිදුවේ. මෙම තත්වයන් යටතේ, ලේසර් කැපීමේ වාසි පැහැදිලි වන අතර, එය අඟල් 8 වේෆර් සඳහා ප්‍රධාන ධාරාවේ අනාගත තාක්ෂණය බවට පත් කරයි.
ලේසර් කැපීම සමඟ, අඟල් 8 වේෆරයකට පෙති කැපීමේ කාලය මිනිත්තු 20 ට අඩු විය හැකි අතර, වේෆරයකට ද්‍රව්‍යමය අලාභය 60 μm ට අඩු විය හැකිය.
සාරාංශයක් ලෙස, බහු-වයර් කැපීම හා සසඳන විට, ලේසර් පෙති කැපීම වැඩි වේගයක්, වඩා හොඳ අස්වැන්නක්, අඩු ද්‍රව්‍ය අලාභයක් සහ පිරිසිදු සැකසුම් ලබා දෙයි.
ප්‍ර: SiC ලේසර් පෙති කැපීමේදී ඇති ප්‍රධාන තාක්ෂණික අභියෝග මොනවාද?
A: ලේසර් පෙති කැපීමේ ක්‍රියාවලියට ප්‍රධාන පියවර දෙකක් ඇතුළත් වේ: ලේසර් වෙනස් කිරීම සහ වේෆර් වෙන් කිරීම.
ලේසර් වෙනස් කිරීමේ හරය වන්නේ කදම්භ හැඩගැස්වීම සහ පරාමිති ප්‍රශස්තිකරණයයි. ලේසර් බලය, ස්ථාන විෂ්කම්භය සහ ස්කෑන් වේගය වැනි පරාමිතීන් සියල්ලම ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමේ ගුණාත්මක භාවයට සහ පසුව වේෆර් වෙන් කිරීමේ සාර්ථකත්වයට බලපායි. වෙනස් කරන ලද කලාපයේ ජ්‍යාමිතිය මතුපිට රළුබව සහ වෙන්වීමේ දුෂ්කරතාවය තීරණය කරයි. ඉහළ මතුපිට රළුබව පසුව ඇඹරීම සංකීර්ණ කරන අතර ද්‍රව්‍ය අලාභය වැඩි කරයි.
වෙනස් කිරීමෙන් පසු, වේෆර් වෙන් කිරීම සාමාන්‍යයෙන් සිදු කරනු ලබන්නේ සීතල අස්ථි බිඳීම හෝ යාන්ත්‍රික ආතතිය වැනි කැපුම් බලවේග හරහා ය. සමහර ගෘහස්ථ පද්ධති වෙන් කිරීම සඳහා කම්පන ඇති කිරීමට අතිධ්වනික පරිවර්තක භාවිතා කරයි, නමුත් මෙය චිපින් සහ දාර දෝෂ ඇති කළ හැකි අතර අවසාන අස්වැන්න අඩු කරයි.
මෙම පියවර දෙක නෛසර්ගිකව අපහසු නොවූවත්, විවිධ වර්ධන ක්‍රියාවලීන්, මාත්‍රණ මට්ටම් සහ අභ්‍යන්තර ආතති ව්‍යාප්තිය හේතුවෙන් ස්ඵටික ගුණාත්මක භාවයේ නොගැලපීම් - පෙති කැපීමේ අපහසුතාවයට, අස්වැන්නට සහ ද්‍රව්‍යමය අලාභයට සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. ගැටළු සහිත ප්‍රදේශ හඳුනා ගැනීම සහ ලේසර් ස්කෑනිං කලාප සකස් කිරීම පමණක් ප්‍රතිඵල සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු නොකළ හැකිය.
පුළුල් ලෙස භාවිතා කිරීමේ යතුර වන්නේ විවිධ නිෂ්පාදකයින්ගෙන් පුළුල් පරාසයක ස්ඵටික ගුණාංගවලට අනුවර්තනය විය හැකි නව්‍ය ක්‍රම සහ උපකරණ සංවර්ධනය කිරීම, ක්‍රියාවලි පරාමිතීන් ප්‍රශස්ත කිරීම සහ විශ්වීය භාවිතයක් සහිත ලේසර් පෙති කැපීමේ පද්ධති ගොඩනැගීමයි.
ප්‍රශ්නය: SiC වලට අමතරව අනෙකුත් අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය සඳහා ලේසර් පෙති කැපීමේ තාක්ෂණය යෙදිය හැකිද?
A: ලේසර් කැපීමේ තාක්ෂණය ඓතිහාසිකව පුළුල් පරාසයක ද්‍රව්‍ය සඳහා යොදාගෙන ඇත. අර්ධ සන්නායකවල, එය මුලින් වේෆර් ඩයිසිං සඳහා භාවිතා කරන ලද අතර එතැන් සිට විශාල තොග තනි ස්ඵටික පෙති කැපීම දක්වා ව්‍යාප්ත වී ඇත.
SiC වලින් ඔබ්බට, ලේසර් පෙති කැපීම දියමන්ති, ගැලියම් නයිට්‍රයිඩ් (GaN) සහ ගැලියම් ඔක්සයිඩ් (Ga₂O₃) වැනි අනෙකුත් දෘඩ හෝ බිඳෙන සුළු ද්‍රව්‍ය සඳහා ද භාවිතා කළ හැකිය. මෙම ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ මූලික අධ්‍යයනයන් මගින් අර්ධ සන්නායක යෙදුම් සඳහා ලේසර් පෙති කැපීමේ ශක්‍යතාව සහ වාසි පෙන්නුම් කර ඇත.
ප්‍ර: දැනට පරිණත දේශීය ලේසර් පෙති කැපීමේ උපකරණ නිෂ්පාදන තිබේද? ඔබේ පර්යේෂණය කුමන අවධියේද?
A:විශාල විෂ්කම්භයක් සහිත SiC ලේසර් පෙති කැපීමේ උපකරණ, අනාගතයේ 8-අඟල් SiC වේෆර් නිෂ්පාදනය සඳහා මූලික උපකරණ ලෙස පුළුල් ලෙස සැලකේ. වර්තමානයේ, එවැනි පද්ධති සැපයිය හැක්කේ ජපානයට පමණක් වන අතර, ඒවා මිල අධික වන අතර අපනයන සීමාවන්ට යටත් වේ.
SiC නිෂ්පාදන සැලසුම් සහ පවතින වයර් කියත් ධාරිතාව මත පදනම්ව, ලේසර් පෙති කැපීමේ/තුනී කිරීමේ පද්ධති සඳහා දේශීය ඉල්ලුම ඒකක 1,000 ක් පමණ වනු ඇතැයි ඇස්තමේන්තු කර ඇත. ප්‍රධාන දේශීය සමාගම් සංවර්ධනය සඳහා විශාල වශයෙන් ආයෝජනය කර ඇත, නමුත් පරිණත, වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි දේශීය උපකරණ තවමත් කාර්මික යෙදවීමට ළඟා වී නොමැත.
පර්යේෂණ කණ්ඩායම් 2001 සිට හිමිකාර ලේසර් එසවුම් තාක්ෂණය සංවර්ධනය කරමින් සිටින අතර දැන් මෙය විශාල විෂ්කම්භයකින් යුත් SiC ලේසර් පෙති කැපීම සහ තුනී කිරීම දක්වා ව්‍යාප්ත කර ඇත. ඔවුන් පහත සඳහන් දෑ කළ හැකි මූලාකෘති පද්ධතියක් සහ පෙති කැපීමේ ක්‍රියාවලීන් සංවර්ධනය කර ඇත: අඟල් 4–6 අර්ධ-පරිවාරක SiC වේෆර් කැපීම සහ තුනී කිරීම අඟල් 6–8 සන්නායක SiC ඉන්ගෝට් පෙති කැපීම කාර්ය සාධන මිණුම් සලකුණු: අඟල් 6–8 අර්ධ-පරිවාරක SiC: පෙති කැපීමේ කාලය මිනිත්තු 10–15/වේෆරය; ද්‍රව්‍ය අලාභය <30 μm6–8 අඟල් සන්නායක SiC: පෙති කැපීමේ කාලය මිනිත්තු 14–20/වේෆරය; ද්‍රව්‍ය අලාභය <60 μm
ඇස්තමේන්තුගත වේෆර් අස්වැන්න 50%කට වඩා වැඩි විය
පෙති කැපීමෙන් පසු, වේෆර් ඇඹරීමෙන් සහ ඔප දැමීමෙන් පසු ජ්‍යාමිතිය සඳහා ජාතික ප්‍රමිතීන් සපුරාලයි. අධ්‍යයනවලින් පෙනී යන්නේ ලේසර් ප්‍රේරිත තාප බලපෑම් වේෆර්වල ආතතියට හෝ ජ්‍යාමිතියට සැලකිය යුතු ලෙස බලපාන්නේ නැති බවයි.
දියමන්ති, GaN සහ Ga₂O₃ තනි ස්ඵටික කැපීම සඳහා ශක්‍යතාව සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා ද එම උපකරණයම භාවිතා කර ඇත.
පළ කිරීමේ කාලය: 2025 මැයි-23