લેસર ટેકનોલોજી સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજીના પરિવર્તન તરફ દોરી જાય છે

 

૧. ઝાંખીસિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટપ્રક્રિયા ટેકનોલોજી

વર્તમાનસિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ પ્રક્રિયાના પગલાંમાં શામેલ છે: બાહ્ય વર્તુળને પીસવું, કાપવું, ચેમ્ફરિંગ, ગ્રાઇન્ડીંગ, પોલિશિંગ, સફાઈ, વગેરે. કાપણી એ સેમિકન્ડક્ટર સબસ્ટ્રેટ પ્રક્રિયામાં એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે અને ઇનગોટને સબસ્ટ્રેટમાં રૂપાંતરિત કરવામાં એક મુખ્ય પગલું છે. હાલમાં, કાપણીસિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ્સમુખ્યત્વે વાયર કટીંગ છે. મલ્ટી-વાયર સ્લરી કટીંગ હાલમાં વાયર કટીંગ પદ્ધતિ શ્રેષ્ઠ છે, પરંતુ હજુ પણ નબળી કટીંગ ગુણવત્તા અને મોટા કટીંગ નુકશાનની સમસ્યાઓ છે. સબસ્ટ્રેટના કદમાં વધારો સાથે વાયર કટીંગનું નુકસાન વધશે, જે તેના માટે અનુકૂળ નથી.સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટઉત્પાદકો ખર્ચ ઘટાડા અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો હાંસલ કરવા માટે. કાપવાની પ્રક્રિયામાં૮-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ્સ, વાયર કટીંગ દ્વારા મેળવેલા સબસ્ટ્રેટની સપાટીનો આકાર નબળો છે, અને WARP અને BOW જેવી સંખ્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓ સારી નથી.

સેમિકન્ડક્ટર સબસ્ટ્રેટ ઉત્પાદનમાં સ્લાઇસિંગ એક મુખ્ય પગલું છે. ઉદ્યોગ સતત નવી કટીંગ પદ્ધતિઓનો પ્રયાસ કરી રહ્યો છે, જેમ કે ડાયમંડ વાયર કટીંગ અને લેસર સ્ટ્રિપિંગ. લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજી તાજેતરમાં ખૂબ માંગવામાં આવી છે. આ ટેકનોલોજીનો પરિચય કટીંગ નુકશાન ઘટાડે છે અને તકનીકી સિદ્ધાંતથી કટીંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. લેસર સ્ટ્રિપિંગ સોલ્યુશનમાં ઓટોમેશનના સ્તર માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ છે અને તેની સાથે સહકાર આપવા માટે થિનિંગ ટેકનોલોજીની જરૂર છે, જે સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ પ્રોસેસિંગની ભાવિ વિકાસ દિશા સાથે સુસંગત છે. પરંપરાગત મોર્ટાર વાયર કટીંગની સ્લાઇસ ઉપજ સામાન્ય રીતે 1.5-1.6 છે. લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીનો પરિચય સ્લાઇસ ઉપજને લગભગ 2.0 સુધી વધારી શકે છે (DISCO સાધનોનો સંદર્ભ લો). ભવિષ્યમાં, જેમ જેમ લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીની પરિપક્વતા વધે છે, તેમ તેમ સ્લાઇસ ઉપજમાં વધુ સુધારો થઈ શકે છે; તે જ સમયે, લેસર સ્ટ્રિપિંગ સ્લાઇસિંગની કાર્યક્ષમતામાં પણ ઘણો સુધારો કરી શકે છે. બજાર સંશોધન મુજબ, ઉદ્યોગ અગ્રણી DISCO લગભગ 10-15 મિનિટમાં સ્લાઇસ કાપે છે, જે વર્તમાન મોર્ટાર વાયર કટીંગ પ્રતિ સ્લાઇસ 60 મિનિટ કરતાં ઘણી વધુ કાર્યક્ષમ છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટના પરંપરાગત વાયર કટીંગના પ્રક્રિયા પગલાં છે: વાયર કટીંગ-રફ ગ્રાઇન્ડીંગ-ફાઇન ગ્રાઇન્ડીંગ-રફ પોલિશિંગ અને ફાઇન પોલિશિંગ. લેસર સ્ટ્રિપિંગ પ્રક્રિયા વાયર કટીંગને બદલે છે તે પછી, ગ્રાઇન્ડીંગ પ્રક્રિયાને બદલવા માટે પાતળા કરવાની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે સ્લાઇસેસનું નુકસાન ઘટાડે છે અને પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટને કાપવા, ગ્રાઇન્ડીંગ અને પોલિશ કરવાની લેસર સ્ટ્રિપિંગ પ્રક્રિયાને ત્રણ તબક્કામાં વહેંચવામાં આવી છે: લેસર સપાટી સ્કેનિંગ-સબસ્ટ્રેટ સ્ટ્રિપિંગ-ઇંગોટ ફ્લેટનિંગ: લેસર સપાટી સ્કેનિંગ એ ઇન્ગોટની સપાટી પર પ્રક્રિયા કરવા માટે અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર પલ્સનો ઉપયોગ કરવાનો છે જેથી ઇન્ગોટની અંદર એક સુધારેલ સ્તર બનાવવામાં આવે; સબસ્ટ્રેટ સ્ટ્રિપિંગ એ ઇન્ગોટથી સુધારેલા સ્તરની ઉપરના સબસ્ટ્રેટને ભૌતિક પદ્ધતિઓ દ્વારા અલગ કરવાનો છે; ઇન્ગોટ ફ્લેટનિંગ એ ઇન્ગોટની સપાટી પરના સુધારેલા સ્તરને દૂર કરવાનો છે જેથી ઇન્ગોટ સપાટીની સપાટતા સુનિશ્ચિત થાય.
સિલિકોન કાર્બાઇડ લેસર સ્ટ્રિપિંગ પ્રક્રિયા

 

2. લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીમાં આંતરરાષ્ટ્રીય પ્રગતિ અને ઉદ્યોગમાં ભાગ લેતી કંપનીઓ

લેસર સ્ટ્રિપિંગ પ્રક્રિયા સૌપ્રથમ વિદેશી કંપનીઓ દ્વારા અપનાવવામાં આવી હતી: 2016 માં, જાપાનની DISCO એ એક નવી લેસર સ્લાઇસિંગ ટેકનોલોજી KABRA વિકસાવી, જે એક અલગ સ્તર બનાવે છે અને લેસર વડે ઇન્ગોટને સતત ઇરેડિયેટ કરીને ચોક્કસ ઊંડાઈએ વેફર્સને અલગ કરે છે, જેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના SiC ઇન્ગોટ્સ માટે થઈ શકે છે. નવેમ્બર 2018 માં, ઇન્ફિનિયોન ટેક્નોલોજીસે 124 મિલિયન યુરોમાં વેફર કટીંગ સ્ટાર્ટઅપ સિલ્ટેક્રા GmbH હસ્તગત કરી. બાદમાં કોલ્ડ સ્પ્લિટ પ્રક્રિયા વિકસાવી, જે સ્પ્લિટિંગ રેન્જને વ્યાખ્યાયિત કરવા, ખાસ પોલિમર મટિરિયલ્સને કોટ કરવા, કંટ્રોલ સિસ્ટમ કૂલિંગ પ્રેરિત તણાવ, સચોટ રીતે વિભાજીત સામગ્રી અને વેફર કટીંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે ગ્રાઇન્ડ અને ક્લીન કરવા માટે પેટન્ટ લેસર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, કેટલીક સ્થાનિક કંપનીઓએ લેસર સ્ટ્રિપિંગ સાધનો ઉદ્યોગમાં પણ પ્રવેશ કર્યો છે: મુખ્ય કંપનીઓ હાન્સ લેસર, ડેલોંગ લેસર, વેસ્ટ લેક ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ, યુનિવર્સલ ઇન્ટેલિજન્સ, ચાઇના ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ટેક્નોલોજી ગ્રુપ કોર્પોરેશન અને ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ સેમિકન્ડક્ટર્સ છે. તેમાંથી, લિસ્ટેડ કંપનીઓ હાન્સ લેસર અને ડેલોંગ લેસર લાંબા સમયથી લેઆઉટમાં છે, અને તેમના ઉત્પાદનો ગ્રાહકો દ્વારા ચકાસવામાં આવી રહ્યા છે, પરંતુ કંપની પાસે ઘણી પ્રોડક્ટ લાઇન છે, અને લેસર સ્ટ્રિપિંગ સાધનો તેમના વ્યવસાયોમાંથી એક છે. વેસ્ટ લેક ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ જેવા ઉભરતા તારાઓના ઉત્પાદનોએ ઔપચારિક ઓર્ડર શિપમેન્ટ પ્રાપ્ત કર્યા છે; યુનિવર્સલ ઇન્ટેલિજન્સ, ચાઇના ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ટેક્નોલોજી ગ્રુપ કોર્પોરેશન 2, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ સેમિકન્ડક્ટર્સ અને અન્ય કંપનીઓએ પણ સાધનોની પ્રગતિ જાહેર કરી છે.

 

૩. લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીના વિકાસ અને બજારમાં પ્રવેશની લય માટેના પ્રેરક પરિબળો

6-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટની કિંમતમાં ઘટાડો લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીના વિકાસને આગળ ધપાવે છે: હાલમાં, 6-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટની કિંમત 4,000 યુઆન/પીસથી નીચે આવી ગઈ છે, જે કેટલાક ઉત્પાદકોની કિંમતની નજીક છે. લેસર સ્ટ્રિપિંગ પ્રક્રિયામાં ઉચ્ચ ઉપજ દર અને મજબૂત નફાકારકતા છે, જે લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીના પ્રવેશ દરમાં વધારો કરે છે.

8-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટને પાતળા કરવાથી લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીનો વિકાસ થાય છે: 8-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટની જાડાઈ હાલમાં 500um છે, અને તે 350um ની જાડાઈ તરફ વિકાસ પામી રહી છે. 8-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રોસેસિંગમાં વાયર કાપવાની પ્રક્રિયા અસરકારક નથી (સબસ્ટ્રેટ સપાટી સારી નથી), અને BOW અને WARP મૂલ્યો નોંધપાત્ર રીતે બગડ્યા છે. 350um સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ પ્રોસેસિંગ માટે લેસર સ્ટ્રિપિંગને જરૂરી પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજી તરીકે ગણવામાં આવે છે, જે લેસર સ્ટ્રિપિંગ ટેકનોલોજીના પ્રવેશ દરમાં વધારો કરે છે.

બજારની અપેક્ષાઓ: 8-ઇંચ SiC ના વિસ્તરણ અને 6-ઇંચ SiC ના ખર્ચ ઘટાડાથી SiC સબસ્ટ્રેટ લેસર સ્ટ્રિપિંગ સાધનોને ફાયદો થાય છે. વર્તમાન ઉદ્યોગનો મહત્વપૂર્ણ મુદ્દો નજીક આવી રહ્યો છે, અને ઉદ્યોગનો વિકાસ ખૂબ જ ઝડપી બનશે.