1. Aperçu desubstrat en carbure de siliciumtechnologie de traitement
Le courantsubstrat en carbure de silicium Les étapes de traitement comprennent : le meulage du cercle extérieur, le tranchage, le chanfreinage, le meulage, le polissage, le nettoyage, etc. Le tranchage est une étape importante du traitement des substrats semi-conducteurs et une étape clé de la conversion du lingot en substrat. Actuellement, la découpesubstrats en carbure de siliciumIl s'agit principalement de découpe au fil. La découpe multifils par coulis est actuellement la meilleure méthode de découpe au fil, mais elle présente encore des problèmes de mauvaise qualité et de pertes de coupe importantes. Les pertes de découpe au fil augmentent avec la taille du substrat, ce qui est défavorable à la découpe.substrat en carbure de siliciumfabricants pour réduire leurs coûts et améliorer leur efficacité. En cours de réductioncarbure de silicium de 8 pouces substrats, la forme de surface du substrat obtenue par découpe au fil est médiocre et les caractéristiques numériques telles que WARP et BOW ne sont pas bonnes.
Le tranchage est une étape clé dans la fabrication de substrats semi-conducteurs. L'industrie teste constamment de nouvelles méthodes de découpe, telles que la découpe au fil diamanté et le décapage laser. La technologie de décapage laser est très recherchée ces derniers temps. Son introduction réduit les pertes de coupe et améliore l'efficacité de la découpe. La solution de décapage laser exige un niveau d'automatisation élevé et nécessite une technologie d'amincissement pour fonctionner, ce qui s'inscrit dans l'évolution future du traitement des substrats en carbure de silicium. Le rendement de coupe d'une découpe traditionnelle au fil mortier est généralement de 1,5 à 1,6. L'introduction de la technologie de décapage laser peut porter ce rendement à environ 2,0 (voir l'équipement DISCO). À l'avenir, avec la maturité croissante de la technologie de décapage laser, le rendement de coupe pourrait encore être amélioré ; parallèlement, le décapage laser peut également améliorer considérablement l'efficacité du tranchage. Selon une étude de marché, DISCO, leader du secteur, coupe une tranche en 10 à 15 minutes environ, ce qui est bien plus efficace que la découpe actuelle au fil mortier qui prend 60 minutes par tranche.
Les étapes du procédé traditionnel de découpe au fil des substrats en carbure de silicium sont les suivantes : découpe au fil, rectification grossière, rectification fine, polissage grossier et polissage fin. Après le décapage laser, le meulage est remplacé par un procédé d'amincissement, réduisant ainsi les pertes de tranches et améliorant l'efficacité de l'usinage. Le procédé de découpe, de rectification et de polissage des substrats en carbure de silicium se divise en trois étapes : balayage de surface laser, décapage du substrat et aplanissement du lingot. Le balayage de surface laser utilise des impulsions laser ultra-rapides pour traiter la surface du lingot afin de former une couche modifiée à l'intérieur ; le décapage du substrat consiste à séparer le substrat au-dessus de la couche modifiée du lingot par des méthodes physiques ; l'aplanissement du lingot consiste à retirer la couche modifiée à la surface du lingot afin d'assurer sa planéité.
Procédé de décapage laser au carbure de silicium
2. Progrès internationaux dans la technologie de décapage laser et entreprises participantes du secteur
Le procédé de décapage laser a été adopté pour la première fois par des entreprises étrangères : en 2016, l'entreprise japonaise DISCO a développé une nouvelle technologie de découpe laser, KABRA, qui forme une couche de séparation et sépare les plaquettes à une profondeur spécifiée par irradiation continue du lingot au laser. Cette technologie peut être utilisée pour différents types de lingots de SiC. En novembre 2018, Infineon Technologies a acquis Siltectra GmbH, une start-up spécialisée dans la découpe de plaquettes, pour 124 millions d'euros. Cette dernière a développé le procédé Cold Split, qui utilise une technologie laser brevetée pour définir la plage de séparation, revêtir des matériaux polymères spéciaux, contrôler les contraintes induites par le refroidissement du système, séparer les matériaux avec précision, ainsi que meuler et nettoyer pour réaliser la découpe des plaquettes.
Ces dernières années, plusieurs entreprises nationales se sont également lancées dans le secteur des équipements de décapage laser : les principales sont Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation et l'Institut des semi-conducteurs de l'Académie chinoise des sciences. Parmi elles, Han's Laser et Delong Laser, sociétés cotées en bourse, sont implantées depuis longtemps et leurs produits sont testés par leurs clients. Cependant, l'entreprise propose de nombreuses gammes de produits et les équipements de décapage laser ne constituent qu'une de ses activités. Les produits de sociétés émergentes comme West Lake Instrument ont enregistré des commandes officielles ; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, l'Institut des semi-conducteurs de l'Académie chinoise des sciences et d'autres entreprises ont également annoncé des progrès en matière d'équipements.
3. Facteurs déterminants du développement de la technologie de décapage laser et rythme d'introduction sur le marché
La baisse du prix des substrats en carbure de silicium de 6 pouces stimule le développement de la technologie de décapage laser. Actuellement, le prix des substrats en carbure de silicium de 6 pouces est tombé sous la barre des 4 000 yuans/pièce, approchant le prix de revient de certains fabricants. Le procédé de décapage laser offre un rendement élevé et une forte rentabilité, ce qui favorise la pénétration de cette technologie.
L'amincissement des substrats en carbure de silicium de 8 pouces stimule le développement de la technologie de décapage laser : l'épaisseur des substrats en carbure de silicium de 8 pouces est actuellement de 500 µm et tend vers 350 µm. Le procédé de découpe au fil est inefficace pour l'usinage du carbure de silicium de 8 pouces (la surface du substrat est dégradée), et les valeurs BOW et WARP se sont considérablement dégradées. Le décapage laser est considéré comme une technologie d'usinage nécessaire pour l'usinage des substrats en carbure de silicium de 350 µm, ce qui favorise l'augmentation du taux de pénétration de la technologie de décapage laser.
Attentes du marché : Les équipements de décapage laser de substrats SiC bénéficient de l'essor du SiC 8 pouces et de la réduction des coûts du SiC 6 pouces. Le point critique actuel de l'industrie approche et son développement sera considérablement accéléré.
Date de publication : 08/07/2024