半導體 碳化矽(SiC)：螺旋擴孔研磨加工

📈 工件品質 - 改善表面粗糙度 (Sa) 72% | ⚙️ 刀具壽命 - 改善刀具積屑問題
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碳化矽（Silicon Carbide，SiC）螺旋擴孔研磨加工：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MOCVD反應腔體中，使用碳化矽承載盤來承載基板，承載盤必須有效吸收熱能幫助薄膜成長，並避免與氣體發生反應，因此承載盤的產品品質會直接影響到半導體薄膜磊晶層的品質。

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。尤其針對碳化矽晶圓承載盤工件的螺旋擴孔研磨加工，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，容易導致表面粗糙度不佳．可能影響到晶圓製程的整體產品良率。

 
 

☑️ 碳化矽（Silicon Carbide，SiC）螺旋擴孔研磨加工資訊

 
    碳化矽（Silicon Carbide，SiC）加工資訊          
  材料   碳化矽（Silicon Carbide, SiC）
  特徵   Φ27 x 1mm_擴孔
  *工件尺寸 Φ110mm
  工法   螺旋擴孔研磨加工  (粗磨)
  超音波刀把   　     BT30-R04-10 大振幅刀把
  加工參數   (繞孔) S10,000rpm; F200mm/min; pitch 0.01mm   
  (擴孔) S10,000rpm; F400mm/min; Ae 0.04mm; Ap 1mm    
  選用刀具              #150 Φ6mm 金屬法鑽石磨棒                                                  

 
使用漢鼎BT30模組輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工
(圖1. 使用漢鼎BT30模組輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工)


漢鼎超音波輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 目視下改善加工面刀痕
(圖2. 漢鼎超音波輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 目視下改善加工面刀痕)


 

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


針對碳化矽（Silicon Carbide，SiC）的超音波輔助螺旋擴孔研磨加工測試，目標為透過超音波輔助磨削機制，在粗磨製程中，改善工件加工面之表面粗糙度，同時降低刀具磨耗，以幫助客戶提升效率、品質，並降低生產成本。





 

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

 

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）螺旋擴孔研磨加工：工件品質

漢鼎超音波輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 工件表面粗糙度(Sa)改善72%, 且有效改善刀痕
(圖3. 漢鼎超音波輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 工件表面粗糙度(Sa)改善72%, 且有效改善刀痕)

 
  • 使用漢鼎超音波輔助磨削加工，高頻率微振動幫助降低磨削時的阻力，有效改善工件加工面之表面粗糙度（Sa）及刀痕，工件表面品質提升72%。
  • 超音波輔助磨削加工，粗磨製程即可改善表面粗糙度與刀痕，減少後續製程處理時間，提升加工效率。




使用漢鼎BT30模組輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 於粗磨製程工件表面粗糙度(Sa)降低72%, 除了提升工件品質外, 也減少後續製程處理時間
(圖4. 使用漢鼎BT30模組輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 於粗磨製程工件表面粗糙度(Sa)降低72%, 除了提升工件品質外, 也減少後續製程處理時間)




 

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）螺旋擴孔研磨加工：刀具壽命

漢鼎超音波輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 改善磨棒積屑問題, 有效降低刀具磨耗
(圖5. 漢鼎超音波輔助碳化矽SiC螺旋擴孔研磨加工, 改善磨棒積屑問題, 有效降低刀具磨耗)

 
  • 使用漢鼎超音波輔助磨削加工，提供刀具Z軸方向的微振動，加工時，刀具反覆提刀，使切削液更容易流入，幫助排屑，有效改善磨棒積屑問題。
  • 磨棒不易積屑，磨削阻力下降，除了降低刀具磨耗之外，也提升工件表面品質。




 

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



📈 工件品質 - 改善表面粗糙度 (Sa) 72%
⚙️ 刀具壽命 - 改善刀具積屑問題

 

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）螺旋擴孔研磨加工：產業應用



碳化矽（Silicon Carbide，SiC）螺旋擴孔研磨特徵經常應用在半導體產業，特別是用在MOCVD製程中，作為SiC晶圓承載盤（Wafer Susceptor）。


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。在MOCVD反應腔體中，使用碳化矽承載盤來承載基板，承載盤必須有效吸收熱能幫助薄膜成長，並避免與氣體發生反應，因此承載盤的產品品質會直接影響到半導體薄膜磊晶層的品質。



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！



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