Yenilikçi taşlama teknolojisi

Frankfurt am Main, 20 Mart 2026 – Yarı iletken pazarı hızla büyüyor. Mikroçipler sadece elektrikli araçlar ve şarj istasyonları için değil, aynı zamanda güneş ve rüzgar enerjisi santrallerinde ve tüm iletişim teknolojisi yelpazesinde de önemli bir rol oynuyor. Yıllık %30'un üzerinde beklenen büyüme oranlarıyla, milyarlarca dolarlık bu pazar, taşlama teknolojisi için ilginç fırsatlar sunuyor. VDW (Alman Makine Aletleri Üreticileri Birliği) tarafından 5-8 Mayıs 2026 tarihleri arasında Stuttgart'ta düzenlenen GrindingHub fuarında, ziyaretçiler angstrom aralığında üretim, makineler ve hassas taşlama süreçleri hakkında bilgi edinebilirler. Kesin olan bir şey var: Avrupa, yarı iletken endüstrisinde Asya ve ABD'ye yetişmek istiyorsa, üretim süreci de dahil olmak üzere birçok şeyin daha hızlı gerçekleşmesi gerekecek.

Waferlar, mikroçiplerin üretimi için temel oluşturan ince disklerdir. Waferlar, çeşitli işleme adımlarında üretilir. Yarı iletken endüstrisinde silikon (Si) veya silisyum karbür (SiC) kullanmak için, tek kristal halinde yetiştirilmesi gerekir. Daha sonra külçe ve yuvarlak levhalar işlenerek boş bir disk haline getirilir. Dilimlenen levhalar ince bir şekilde öğütülür, parlatılır ve fotolitografi işlemine hazırlanmaları için epitaksiyel bir tabaka ile kaplanır. Devre desenleri, uygun maskeler ve ışık kullanılarak levhaya işlenir. Son olarak, levhadan tek tek mikroçipler kesilebilir.

Önemli Büyüme Potansiyeli

İsviçreli makine üreticisi Kellenberger'in (https://kellenberger.com) Goldach'taki Mühendislik Başkan Yardımcısı Michael Egeter için, son müşterilerden gelen talebin sürekli artması ve yeni süreçler ve teknolojiler, yarı iletken pazarına katılımın son derece değerli görünmesini sağlıyor. "Gerçek alt tabaka işlemenin yanı sıra - yani ham kristallerin ön öğütülmesi ve kesilmesi, temel levha geometrisinin oluşturulması - yarı iletken işleme ekipmanı alanı, öğütme teknolojisi ve çözümleri sağlamak için de iyi fırsatlar sunuyor," diyor. Ayrıca, taşlama uzmanları, özelleştirilmiş çözümler sunarak müşteriler nezdinde kendilerini ön plana çıkarabilirler. Kellenberger bu amaçla özel özelleştirme ekipleri oluşturmuştur. Uzman, "Özellikle ölçeklenebilir oldukları için, özelleştirilmiş çözümler yüksek büyüme potansiyeli sunuyor" diye vurguluyor.

(Yarı iletken) seramiklerden korkmayın

Silisyum karbür (SiC), yarı iletken üretiminde giderek daha çok tercih edilen bir alt tabaka haline geliyor. Halle'deki (Saale) Fraunhofer CSP'ye (Silisyum Fotovoltaik Merkezi, https://www.csp.fraunhofer.de) göre, silisyum ve karbon kombinasyonundan yapılan bir yarı iletken, saf silisyumdan yapılan bir yarı iletkene kıyasla geniş bir bant aralığı sunar. Bu, elektriksel iletkenlik için belirleyici bir faktördür ve yarı iletkenin yüksek sıcaklıklar, yüksek voltajlar ve yüksek frekanslar gibi aşırı koşullar altında kullanılabileceği anlamına gelir.

Ancak, Michael Egeter'in belirttiği gibi, alt tabaka taşlama için bir zorluk teşkil ediyor: "Daha önce neredeyse tamamen metalik malzemelerle çalışan taşlamacılar arasında saygılı bir isteksizlik fark ettik," diye bildiriyor. Seramikler üzerindeki taşlama işleminin işleme davranışı tamamen farklıdır. Bu eşik aşıldığında, teknik seramikler ve tek kristalli yarı iletken alt tabakalar için sürekli büyüyen uygulama alanı, taşlama teknolojisi için muazzam bir potansiyel ortaya çıkaracaktır. Egeter, "SiC, belirli performans sınıfları için yarı iletken sektöründe mutlak bir ölçüt olarak kendini zaten kanıtlamıştır," diyor.

Üretim sürecinde zamandan tasarruf edin

Yarı iletken üretimi zaman alıcıdır. Bu nedenle çiplerin teslimatı, birçok endüstri için sorun yaratan, correspondingly uzun bir teslim süresi gerektirir. Yaklaşık 2400°C'de yüksek sıcaklıkta bir fırında yetiştirilen ham kristalin, yarı mamul bir ürüne dönüştürülebilmesi için iki hafta kadar bir süreye ihtiyacı vardır. "Külçe/toptan diske" olarak adlandırılan bu aşama için, Kellenberger'in de bağlı olduğu Hardinge Grubu bünyesinde, SiC endüstrisi uzmanları ve hammadde tedarikçilerinin desteğiyle mühendisler ve uygulama teknisyenlerinden oluşan bir geliştirme ekibi kuruldu. Ekip, önceki SiC külçe işleme yöntemlerinin verimsizliklerini analiz etti. Bulgular, şu anda geçerli olan tüm SiC külçe spesifikasyonlarını ve çaplarını işleyebilen otomatik, hepsi bir arada 5 eksenli bir makinenin geliştirilmesine dahil edildi. Kellenberger'e göre, otomatik yükleme ve boşaltma ile makine, geleneksel yöntemlerle 24 saatten fazla süren külçe/toptan diske işleme süresini iki ila üç saate indirebiliyor.

Taşlama Aletleri İçin Ultra Hassas Bir Zorluk

Alt tabaka ve taşlama makinesine ek olarak, taşlama aletleri de wafer işlemede belirleyici bir rol oynar. İsviçre'nin Andelfingen kentinde bulunan Meister Abrasives şirketinin (https://www.meister-abrasives.com) yarı iletken sektörü ürün müdürü Carmine Sileno, "Yarı iletkenleri hızla büyüyen bir pazar olarak görüyoruz" diye vurguluyor. Şirket, Alman kardeş şirketi Alfons Schmeier, Helmbrechts ile birlikte, yüksek hassasiyetli taşlama uygulamaları için süper aşındırıcı taşlama aletlerinin geliştirilmesi ve üretimi konusunda uzmanlaşmıştır. Meister Abrasives, ham kristalden bitmiş çipe kadar yarı iletken üretim zincirinin çeşitli aşamaları için, wafer veya çip üretimindeki müşterilerin mevcut ekipmanlarında kullanabileceği çözümler sunmaktadır. Wafer yüzeyleri için geliştirilen elmas taşlama aletleri, Ra 5 angstrom (1A = 0,0001µm) aralığında yüzey kalitesi sağlar. Karşılaştırma için: Bir insan saçının çapı 40-80µm'dir. Carmine Sileno, bu kadar yüksek yüzey kalitesi için kalite güvencesinin ancak beyaz ışık interferometrisi veya atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılarak mümkün olduğunu söylüyor. Örnek olarak, yüzeyleri mikroskop altında incelenebilen yonga levhalarını GrindingHub'a getiriyor.

Meister Abrasives'in Ürün Müdürü, "Homojen nanotopografiye sahip yüzeyler bile çip üreticileri için son derece önemlidir" diye vurguluyor. İsviçreli şirket, ultra ince teknolojisiyle başka bir hedefi de takip ediyor: "Sonraki işlem adımlarını kısaltmak veya ideal olarak tamamen ortadan kaldırmak için mümkün olduğunca ince öğütme yapmak istiyoruz" diyor Sileno. Bu, özellikle zaman alıcı ve maliyetli taşlama ve parlatma işlemleri için geçerlidir.

Bireysel işlem adımlarını ortadan kaldırmak

Yonga levhaları genellikle önce öğütülür ve ardından gerekli yüksek yüzey kalitesini elde etmek için parlatılır. Parlatma için kullanılan bulamaçlar, ince katı parçacıklar ve bir sıvının karışımıdır. Bu parlatma maddesi pahalıdır. "Genellikle parlatma işlemi ne kadar uzun sürerse ve gofret alanı ne kadar büyükse, parlatma işlemini olabildiğince kısaltmak veya tamamen ortadan kaldırmak o kadar ilgi çekici hale gelir," diyor taşlama uzmanı. Sert gofret yüzeylerinin işlenmesindeki en büyük zorluk, mikron altı elmas tanecikleri (< 1 µm) için doğru bağı geliştirmekti. Sileno, Meister Abrasives'in gücünü tam olarak burada görüyor: aşındırıcı kaplama yapısını her uygulama için ayrıntılı olarak özelleştirme yeteneği. Müşteri, kısaltılmış veya hatta gereksiz parlatma işlemleri sayesinde değerli zamandan tasarruf eder, maliyetleri düşürür, daha az altyapı gerektirir ve verimliliği artırır.

Avrupa Birliği, önümüzdeki yıllarda yarı iletken üretimindeki pazar payını mevcut %9'dan %10'a önemli ölçüde artırmayı hedefliyor. Taşlama uzmanları, şirketleri için daha büyük hacimlerde kesinlikle fırsatlar görüyor. Carmine Sileno, "Küresel pazarda birkaç tedarikçinin güçlü hakimiyeti göz önüne alındığında," diyor, "müşteriye özel bir tedarikçi olarak tercih edilen ortaklarız."

Yazar: Cornelia Gewiehs, serbest gazeteci, Rotenburg (Wümme)