Продукты переработки и технический фон
Производитель полупроводникового оборудования недавно запустил проект по локализации напыляющих пластин из карбида кремния, который требует обработки двух типов микроотверстий массива D0,5×6,5 мм (соотношение глубины-к-диаметру 13:1) и D1×6,5 мм на подложке из карбида кремния с твердостью HV2700. Являясь основным компонентом оборудования для травления полупроводников третьего-поколения, этот компонент уже давно зависит от импорта. Точность его обработки напрямую влияет на производительность производства чипов, а контроль над стружкой и прорыв в соотношении глубины-к-диаметру при обработке микроотверстий стали ключевыми узкими местами для внутренней замены.
Болевые точки перерабатывающей промышленности
Традиционные технологические решения сталкиваются с тремя проблемами:
Во-первых, твердость карбида кремния близка к твердости алмаза, а обычные сверла могут обработать только 3-5 отверстий, прежде чем изнашиваются;
Во-вторых, соотношение глубины-к-диаметру 13:1 затрудняет удаление стружки, которая может легко вызвать царапины на стенке отверстия или даже поломку сверла;
В-третьих, стоимость импортного OEM-производителя достигает 28 000 юаней за штуку, а цикл поставки составляет до 6 месяцев, что серьезно ограничивает безопасность отечественной цепочки поставок полупроводникового оборудования.
БИШЕНрешения
Учитывая сверх-твердые и хрупкие характеристики карбида кремния, группа исследований и разработок BISHEN инновационно внедрила композитный процесс «ультразвуковая вибрация + встроенное сверло PCD»:
Ультразвуковая высокочастотная-вибрация 20 кГц снижает сопротивление резанию на 45 % и в сочетании с независимо разработанным сверлом PCD (поликристаллический алмаз) обеспечивает непрерывную и стабильную обработку 102 микроотверстий диаметром 0,5 мм, а срок службы одного сверла увеличивается в 20 раз.
Используя эффект ультразвуковой кавитации для улучшения проникновения охлаждающей жидкости, выкрашивание устья отверстия контролируется в пределах 0,018 мм, что лучше, чем отраслевой стандарт 0,03 мм.
Оригинальная конструкция спирального пути удаления стружки гарантирует, что шероховатость стенки отверстия Ra менее или равна 0,4 мкм при соотношении глубины-к-диаметру микроотверстия 13:1 соответствует требованиям чистоты полупроводникового-уровня.
Технический прорыв
Эта проверка обработки позволила достичь двух важных целей: впервые стоимость обработки отечественных микроотверстий распылительной пластины из карбида кремния была снижена до 1/3 от импортной цены, а цикл доставки был сокращен до 15 дней; Еще одним прорывом стало то, что предел обработки по соотношению глубины-к-диаметру был увеличен с общепринятого в отрасли 8:1 до 13:1, что обеспечивает независимую и контролируемую гарантию на детали для передового технологического оборудования, изготовленного по технологии менее 5 нм.
