加工製品と技術背景
ある半導体装置メーカーは最近、炭化ケイ素スプレープレートの局在化プロジェクトを開始しました。このプロジェクトでは、硬度 HV2,700 の炭化ケイ素基板上に D0.5×6.5mm (深さ-対-の直径比 13:1) と D1×6.5mm の 2 種類のアレイ微細穴を加工する必要があります。このコンポーネントは第 3 世代半導体エッチング装置の中核コンポーネントとして、長い間輸入に依存してきました。{10}その加工精度はチップの製造歩留まりに直接影響し、微細穴加工におけるチッピング制御と深さ対直径比の画期的な進歩が、国内での代替品の主要なボトルネックとなっています。
業界の処理の問題点
従来の処理ソリューションは 3 つの課題に直面しています。
まず、炭化ケイ素の硬度はダイヤモンドに近く、通常のドリルビットでは磨耗するまでに 3 ～ 5 個の穴しか加工できません。
第二に、深さ-と-の比率が 13:1 であるため、切りくずの除去が難しくなり、穴の壁に傷がついたり、ドリルビットが破損したりする可能性が高くなります。
第三に、輸入 OEM のコストは 1 個あたり 28,000 元と高く、納期は 6 か月と長いため、国内の半導体装置サプライチェーンの安全性が著しく制限されます。
ビシェンソリューション
炭化ケイ素の超硬くて脆い特性を考慮して、BISHEN 研究開発チームは「超音波振動 + 一体型 PCD ドリル」複合プロセスを革新的に採用しました。-
20kHzの超音波高周波振動により切削抵抗が45%低減され、独自設計のPCD（多結晶ダイヤモンド）ドリルと連携してD0.5mmの微細穴102個の連続安定加工を実現し、1本のドリルビットの寿命が20倍向上しました。
超音波キャビテーション効果によりクーラントの浸透を高め、穴口欠けを業界標準の0.03mmを上回る0.018mm以内に抑制
独自のスパイラルチップ除去パス設計により、深さ-対直径比13:1の微細孔の孔壁粗さRa 0.4μm以下が半導体-レベルの清浄度要件を満たすことが保証されます。
技術的な画期的な価値
今回の加工検証では、2つの大きなマイルストーンを達成した。国産炭化ケイ素スプレープレートの微細穴の加工コストが輸入価格の1/3に初めて削減され、納期が15日に短縮された。さらなる画期的な点として、深さ-対-の比率の処理限界が業界一般的な 8:1 から 13:1 に増加し、5nm 未満の高度なプロセス チップ機器に対して独立した制御可能な部品保証が提供されます。
