半導體碳化矽(SiC)：研磨加工

🕜 加工效率 - 縮短近2倍總製程時間 | 📈 工件品質 - 大幅減少脆裂邊 | ⚙️ 刀具壽命 - 減少近4倍刀具磨耗量

加工困難點
加工實際成效
用途與產業應用
回列表

- 加工困難點

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：加工痛點

碳化矽（SiC, Silicon Carbide）材料的硬度僅次於金剛石和碳化硼，具高硬度及高耐磨性。碳化矽材料在化學、機械上性能穩定，其低耗能、高功率、耐高溫、耐腐蝕及耐磨耗的特性，使其成為熱門的第三代半導體材料之一。

在半導體相關製程（如蝕刻、薄膜等），常使用碳化矽作為製程腔體內精密零組件（如showerheads、靜電吸盤、基板、晶圓承載盤等）的材料。

然而，碳化矽的高硬度材料特性為許多加工業者帶來極大的挑戰。尤其針對碳化矽工件表面的降面研磨加工，若沒有適當的排屑機制，容易造成磨棒氣孔嚴重填塞陶瓷粉塵，影響磨削的自修銳機制，使磨棒的磨削力大幅下降，刀具磨耗增加，磨削阻力也增加，容易導致工件出現嚴重脆裂邊．可能影響到整個晶圓製程的產品良率。

☑️ 碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工資訊

	碳化矽（Silicon Carbide，SiC）加工資訊
材料	碳化矽（Silicon Carbide, SiC）
特徵	降面 Ap 0.6mm *工件尺寸 Φ107mm
工法	研磨加工
超音波刀把	BT30-R04-10 大振幅刀把
機台轉速	4,000 ~ 6,000 rpm

選用刀具

#80 D20 金屬法鑽石磨棒

- 加工實際成效

(圖1. 使用漢鼎BT30超音波模組輔助碳化矽SiC研磨加工)

【漢鼎超音波】碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：測試目標

針對碳化矽（Silicon Carbide，SiC）的超音波輔助研磨加工測試，目標為透過超音波輔助加工機制，縮短整體製程時間，減少刀具磨耗，同時維持良好工件品質。

【漢鼎超音波】碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：加工結果

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：加工效率

(圖2. 使用漢鼎BT30超音波模組輔助碳化矽SiC研磨加工, 加工過程刀具無須修銳, 縮短近2倍的總製程時間)

使用漢鼎超音波輔助加工，在參數優化後，配合超音波的高頻率Z軸方向微振動，刀具反覆提刀，加工時，刀具間接性接觸工件，幫助排除研磨時產生的陶瓷粉塵，使磨棒氣孔不易填塞陶瓷積屑，因此加工過程中，無須進行刀具修銳，成功縮短近2倍的總製程時間。
在相同參數配置下進行無超音波加工，因刀具長時間接觸工件，容易導致陶瓷粉塵的二次研磨，加速磨棒氣孔嚴重填塞陶瓷積屑，使磨棒的磨削力大幅下降，因此需要不斷進行刀具修銳，才能繼續研磨加工，除了加速刀具磨耗之外，也嚴重影響工件品質。因此在本次加工過程中，共進行4次的刀具修銳，延長總製程時間。

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：工件品質

(圖3. 漢鼎超音波輔助碳化矽SiC研磨加工, 工件邊角平滑完整, 且刀具受力均勻, 呈現大小一致的刀痕紋路)

使用漢鼎超音波輔助加工，高頻率的Z軸方向微振動，幫助排除研磨時產生的陶瓷粉塵，使磨棒氣孔不易填塞陶瓷積屑，幫助降低磨削時的阻力，加工過程中刀具的受力穩定，工件表面呈現大小一致的刀痕紋路，有效減少脆裂邊，工件邊角平滑完整。
在相同參數配置下進行無超音波加工，因刀具長時間接觸工件，容易導致陶瓷粉塵的二次研磨，加速磨棒氣孔嚴重填塞陶瓷積屑，磨削阻力過大，且加工過程中刀具受力不均，工件表面上出現大小不一的刀痕，工件邊角也出現嚴重脆裂邊。

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：刀具壽命

(圖4. 漢鼎超音波輔助碳化矽SiC研磨加工, 高頻微振動幫助排屑, 磨棒氣孔不易積屑, 加工過程刀具無須修銳)

使用漢鼎超音波輔助加工，高頻率的Z軸方向微振動，幫助排除陶瓷粉塵，磨棒氣孔不易填塞陶瓷積屑，在積屑填入磨棒氣孔速度緩慢的情況下，磨粒鈍化後，受力增加，觸發磨削自修銳機制，使新鑽露出，即可繼續加工，成功改善積屑問題，加工過程中不須進行刀具修銳，因此刀具總磨耗來自於加工時的磨耗量。
在相同參數配置下進行無超音波加工，刀具長時間接觸工件，容易導致陶瓷粉塵的二次研磨，磨削阻力增加；即便磨粒鈍化後，觸發自修銳機制，但因陶瓷積屑填塞氣孔的速度過快，加速刀具磨耗，自修銳機制無法幫助刀具恢復磨削力，導致在本次加工過程中，共進行4次刀具修銳，增加刀具總磨耗量。

(圖5. 使用漢鼎BT30超音波模組輔助碳化矽SiC研磨加工, 磨棒氣孔不易填塞積屑, 因此加工過程刀具無須修銳, 減少近4倍的刀具磨耗量)

【漢鼎超音波】碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：超音波效益

🕜 加工效率 - 縮短近2倍總製程時間
📈 工件品質 - 大幅減少脆裂邊
⚙️ 刀具壽命 - 減少近4倍刀具磨耗量

- 用途與產業應用

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）研磨加工：產業應用

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）表面降面研磨特徵經常應用在半導體產業及LED產業，特別是用在半導體製程中，作為晶圓代工業關鍵零組件之材料，如SiC靜電吸盤（ESC，E-Chuck，Electrostatic Chuck）、SiC晶圓承載盤（Wafer Susceptor）等。

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）的莫氏硬度約為9，僅次於金剛石和碳化硼，具高硬度及高耐磨性。碳化矽材料在化學、機械上性能穩定，其低耗能、高功率、耐高溫、耐腐蝕及耐磨耗的特性，使其成為熱門的第三代半導體材料之一。

在半導體相關製程（如蝕刻、薄膜等），常使用碳化矽作為製程腔體內精密零組件（如showerheads、基板、靜電吸盤、晶圓座、晶圓承載盤等）的材料。由於半導體產業重視製程及產品品質的穩定性與高良率，因此製程中的關鍵零組件，像是晶圓承載盤、基板、靜電吸盤等，會與晶圓直接接觸的產品零件，其表面或鑽孔品質，對於維持製程及產品品質的高良率而言至關重要。

漢鼎智慧科技的超音波加工模組為新材料的加工帶來全新的解決方案！漢鼎的超音波輔助加工技術可以達到有效提升加工效率，節省整體加工時間，同時在擁有穩定的工件品質下，提升刀具壽命，為客戶降低整體生產成本。不僅符合客戶端需求之標準，更能為客戶創造出多重價值！

💡 了解更多漢鼎超音波加工應用案例

💡 漢鼎超音波輔助加工硬脆材料之相關介紹

石英玻璃加工：在半導體及光學產業中，如鑽石般的存在

半導體 碳化矽(SiC)：研磨加工