Đâu là giải pháp tối ưu đánh bóng tấm wafer bán dẫn?

Giải pháp đánh bóng tấm wafer bán dẫn do AMS cung cấp cho các nhà sản xuất tập trung vào việc tối ưu hiệu suất, chi phí và mang tính bền vững khi giảm chất thải hóa học. Trong bối cảnh cạnh tranh, các nhà sản xuất hầu hết đối mặt với các thách thức đều như nhau, vậy đâu là những giải pháp tối ưu các phân đoạn sản xuất nhằm tạo nên lợi thế cạnh tranh? Đặc biệt là thị trường ngách như sản xuất wafer bán dẫn thì tối ưu đánh bóng sẽ mang lại những lợi ích kinh tế như thế nào? Khám phá chi tiết ngay bài viết bên dưới!

1. Tổng quan thị trường thiết bị đánh bóng và mài wafer bán dẫn

A. Động lực thúc đẩy thị trường toàn cầu

Thị trường thiết bị đánh bóng và mài wafer được dự báo tăng trưởng tích cực và có nhiều điểm sáng do xu hướng gia tăng của các ngành hàng thiết bị điện tử. Theo phân tích thị trường của Mordor Intelligence thì nhu cầu ngày càng tăng về MEMS, sản xuất vi mạch, quang học và chất bán dẫn phức hợp sẽ thúc đẩy quá trình phẳng hóa trong các thiết bị bán dẫn. Trong bối cảnh thị trường hiện tại, vì hầu hết tất cả các thiết bị điện tử, bao gồm máy tính xách tay, điện thoại thông minh, máy tính, v.v., đều sử dụng IC Silicon và các gói phụ thuộc vào tấm bán dẫn khác, nên nhu cầu về máy mài và đánh bóng tiên tiến luôn tăng lên.

Ngoài lĩnh vực thiết bị điện tử, sự tăng trưởng của ngành ô tô điện cũng kéo theo nhu cầu gia tăng tấm bán dẫn bởi IC bán dẫn điện cho các ứng dụng ô tô. Theo DoE Hoa Kỳ, doanh số bán xe điện đã tăng 85% từ năm 2020 đến năm 2021, trong khi doanh số bán xe điện hybrid cắm điện (PHEV) đã tăng hơn gấp đôi vào năm 2021, tăng 138% so với năm trước. Chất bán dẫn tạo thành một yếu tố cốt lõi trong bối cảnh xe điện dành cho các bộ phận của hệ thống truyền động điện khí hóa như bộ sạc, bộ biến tần DC sang DC và bộ biến tần truyền động lực kéo.

B. Động lực thúc đẩy thị trường Việt Nam

Việt Nam cũng là 1 quốc gia nằm trong xu hướng phát triển toàn cầu. Động lực thúc đẩy sự phát triển của ngành mài và đánh bóng wafer đến từ các lĩnh vực sản xuất khác nhau. Quy mô thị trường xe điện Việt Nam ước tính đạt 2,93 tỷ USD vào năm 2025 và dự kiến sẽ đạt 6,69 tỷ USD vào năm 2030, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 18% trong giai đoạn dự báo (2025-2030).

Thị trường bán dẫn Việt Nam được dự báo sẽ đạt quy mô 7,01 tỷ USD vào năm 2028 (theo Hiệp hội Bán dẫn toàn cầu - SEMI), còn trong chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam thì mục tiêu quy mô doanh thu công nghiệp bán dẫn tại Việt Nam đạt trên 25 tỷ USD/năm (giai đoạn 2024-2030). Các dự báo thị trường đang mở ra những cơ hội đầy tiềm năng cho ngành mài và đánh bóng.

2. Tấm Silicon được đánh bóng thế nào?

Wafer là một miếng silicon mỏng chừng 30 mil (0.76 mm) được cắt ra từ thanh silicon hình trụ. Thiết bị này được sử dụng với tư cách là vật liệu nền để sản xuất vi mạch tích hợp (người ta “cấy” lên trên đó những vật liệu khác nhau để tạo ra những vi mạch với những đặc tính khác nhau).

Để sản xuất được tấm bán dẫn thì cần có silicon, tấm silicon được đánh bóng để có bề mặt phẳng, mịn, độ hoàn thiện như gương. Có hai loại đánh bóng chính: đánh bóng cơ học hóa học (CMP) và lắng đọng hơi vật lý (PVD). CMP liên quan đến việc sử dụng dung dịch hóa học để loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt tấm bán dẫn, trong khi PVD sử dụng quy trình vật lý để lắng đọng các màng mỏng lên bề mặt tấm bán dẫn. Các nhà sản xuất thường sử dụng phương pháp CMP để đánh bóng tấm silicon vì phương pháp này thường đạt được độ chính xác cao hơn.

>> Xem thêm: Ứng dụng và phân loại các hợp chất đánh bóng Hyperion

3. CPM và thách thức mà các nhà sản xuất wafer đối mặt

Đánh bóng wafer cơ học hóa học là một quá trình sử dụng kết hợp hóa chất và đánh bóng cơ học để loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt của wafer bán dẫn. Thành phần hóa học của CMP phản ứng với bề mặt được đánh bóng, trong khi thành phần cơ học loại bỏ vật liệu thông qua mài mòn vật lý. CMP là một quy trình được kiểm soát chặt chẽ và các biến thể trong thành phần của dung dịch hóa học cũng như loại miếng đánh bóng có thể dẫn đến tốc độ loại bỏ vật liệu khác nhau.

Với quy trình trên, các nhà sản xuất đều hướng đến việc loại bỏ vật liệu trên bề mặt tấm wafer một cách đồng đều, giảm mức tác động gây hư hại bề mặt ở mức tối thiểu. SiC cực kỳ cứng và giòn. Silicon carbide (SiC) đã đặt ra những thách thức đáng kể cho các nhà sản xuất về việc tìm cách khắc phục những thách thức về hiệu quả trong gia công chất bán dẫn, đánh bóng tối ưu nhưng không làm hư hỏng bề mặt.

• Khi kết hợp với vật liệu không phù hợp hoặc lực quá lớn trong quá trình gia công, wafer có thể bị nứt, lỗi và sứt mẻ, có khả năng dẫn đến mất doanh thu đáng kể.

• Bước CMP tốn kém đáng kể đối với các nhà sản xuất wafer, chiếm tới 50% tổng chi phí hoàn thiện wafer do chất thải hóa học và thời gian đánh bóng.

4. Tác động của kim cương trong việc tăng cường hiệu suất xử lý wafer SiC

Kim cương, vật liệu cứng nhất trên thế giới, được sử dụng ngay từ đầu trong suốt quá trình wafer SiC để loại bỏ vật liệu SiC trước các bước đánh bóng cuối cùng. Bước quan trọng này loại bỏ các khuyết tật bề mặt có thể có trong wafer SiC. Tuy nhiên, nó rất nhạy cảm với thời gian và thường đóng vai trò là nút thắt ảnh hưởng đến hiệu suất đầu ra.

Hiểu được điều đó, Hyperion đã nghiên cứu một loại bùn kim cương siêu mịn mới với bề mặt kim cương được khắc vi mô. Với bề mặt cải tiến chứa nhiều điểm cắt, dung dịch siêu mịn này giúp tăng thời gian xử lý khi đánh bóng các tấm wafer SiC, giảm thời gian cần thiết để tạo ra một tấm wafer epi-ready. Bằng cách tăng cường đáng kể hiệu suất xử lý với chất lượng bề mặt đặc biệt trong các giai đoạn sau của quy trình SiC, kim cương siêu mịn của Hyperion đưa ra một lựa chọn hấp dẫn để giảm các giai đoạn CMP dài truyền thống.

Với giải pháp phát triển Quantis™ Polishing Slurries, một loạt các loại bùn kim cương vi khắc độc đáo với tỷ lệ loại bỏ vật liệu cực cao để cải tiến quy trình đánh bóng silicon carbide cuối cùng. Quantis đảm bảo các lớp epitaxial chất lượng cao đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của ngành công nghiệp bán dẫn đồng thời giảm độ nhám bề mặt và tăng tốc thời gian đánh bóng của các tấm wafer nền siêu cứng. Bằng cách triển khai quy trình đánh bóng hai bước với Quantis Polishing Slurries, các nhà sản xuất wafer có thể tiết kiệm tới 70% chi phí sản xuất, giúp hoạt động của họ hiệu quả hơn về mặt chi phí.

5. Tại sao nên chọn giải pháp đánh bóng tại AMS?

AMS tự hào về hành trình lịch sử của chúng tôi trên thị trường cơ khí chính xác, qua hơn 2 thập kỷ, AMS luôn là người bạn quen thuộc, đối tác đáng tin cậy của hàng loạt nhà sản xuất có tên tuổi tại Việt Nam với đa dạng các ngành sản xuất, bao gồm khuôn mẫu, nhựa, ô tô, gas, thiết bị tiêu dùng,...

Chứng kiến thị trường sản xuất wafer và chất bán dẫn Việt Nam đang có những chuyển biến tích cực, AMS càng tin rằng sứ mệnh của chúng tôi không chỉ dừng lại ở bất kỳ lĩnh vực nào, mà cần phải lan tỏa mạnh mẽ và chia sẻ giải pháp mà chúng tôi cùng với thương hiệu mà chúng tôi đang phân phối tại Việt Nam tiếp cận đến các nhà sản xuất trong lĩnh vực bán dẫn mạnh mẽ hơn nữa.

Cùng với giải pháp sản phẩm tối ưu, bài toán mà AMS giải quyết còn nằm ở chính sách mua hàng linh hoạt, giao dịch minh bạch, rõ ràng, thủ tục quy trình nhanh chóng, tinh gọn. Lựa chọn giải pháp đánh bóng tại AMS là lựa chọn tối ưu nhất của bạn, chúng tôi hoàn toàn cam kết!

6. Kết luận

Giải pháp tối ưu đánh bóng tấm wafer bán dẫn là giải pháp được Hyperion nghiên cứu phát triển và được phân phối bởi AMS Việt Nam. Cảm ơn các nhà sản xuất đã quan tâm theo dõi bài đọc và liên hệ AMS ngay nếu có bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến giải pháp hoặc cần tư vấn thêm!

Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Kỹ thuật A.M.S
243/9/10D Tô Hiến Thành, phường 13, quận 10
Hot line: 028.3868 3738/3903 - Fax: 028.3868 3797