1. Panoramica disubstrato di carburo di siliciotecnologia di elaborazione
Il correntesubstrato di carburo di silicio Le fasi di lavorazione includono: rettifica del cerchio esterno, taglio, smussatura, molatura, lucidatura, pulizia, ecc. Il taglio è una fase importante nella lavorazione del substrato semiconduttore e un passaggio chiave nella conversione del lingotto nel substrato. Attualmente, il taglio disubstrati di carburo di silicioè principalmente il taglio a filo. Il taglio a slurry multifilo è attualmente il metodo migliore, ma persistono ancora problemi di scarsa qualità di taglio e di elevate perdite di taglio. La perdita di taglio a filo aumenterà con l'aumento delle dimensioni del substrato, il che non favoriscesubstrato di carburo di silicioproduttori per ottenere una riduzione dei costi e un miglioramento dell'efficienza. Nel processo di tagliocarburo di silicio da 8 pollici substrati, la forma superficiale del substrato ottenuto mediante taglio a filo è scarsa e le caratteristiche numeriche come WARP e BOW non sono buone.
Il taglio a fette è una fase fondamentale nella produzione di substrati semiconduttori. L'industria sta costantemente sperimentando nuovi metodi di taglio, come il taglio a filo diamantato e la strippatura laser. La tecnologia di strippatura laser è stata recentemente molto richiesta. L'introduzione di questa tecnologia riduce le perdite di taglio e migliora l'efficienza di taglio dal punto di vista tecnico. La soluzione di strippatura laser presenta elevati requisiti in termini di livello di automazione e richiede una tecnologia di assottigliamento che la supporti, in linea con la futura direzione di sviluppo della lavorazione dei substrati in carburo di silicio. La resa del taglio a fette del tradizionale filo di malta è generalmente di 1,5-1,6. L'introduzione della tecnologia di strippatura laser può aumentare la resa a fette a circa 2,0 (fare riferimento alle apparecchiature DISCO). In futuro, con l'aumentare della maturità della tecnologia di strippatura laser, la resa a fette potrebbe essere ulteriormente migliorata; allo stesso tempo, la strippatura laser può anche migliorare notevolmente l'efficienza del taglio a fette. Secondo una ricerca di mercato, DISCO, leader del settore, taglia una fetta in circa 10-15 minuti, un tempo molto più efficiente rispetto all'attuale taglio a filo di malta che richiede 60 minuti per fetta.
Le fasi del processo di taglio a filo tradizionale dei substrati in carburo di silicio sono: taglio a filo, sgrossatura, sgrossatura, lucidatura e lucidatura. Dopo che il processo di stripping laser sostituisce il taglio a filo, il processo di assottigliamento viene utilizzato al posto del processo di rettifica, riducendo la perdita di strati e migliorando l'efficienza di lavorazione. Il processo di stripping laser, che comprende taglio, rettifica e lucidatura dei substrati in carburo di silicio, si articola in tre fasi: scansione laser della superficie, stripping del substrato e appiattimento del lingotto: la scansione laser della superficie utilizza impulsi laser ultraveloci per elaborare la superficie del lingotto e formare uno strato modificato al suo interno; lo stripping del substrato consiste nel separare il substrato sopra lo strato modificato dal lingotto con metodi fisici; l'appiattimento del lingotto consiste nel rimuovere lo strato modificato dalla superficie del lingotto per garantirne la planarità.
Processo di stripping laser al carburo di silicio
2. Progressi internazionali nella tecnologia di stripping laser e aziende partecipanti al settore
Il processo di stripping laser è stato adottato per la prima volta da aziende straniere: nel 2016, la giapponese DISCO ha sviluppato una nuova tecnologia di taglio laser, KABRA, che forma uno strato di separazione e separa i wafer a una profondità specifica irradiando continuamente il lingotto con il laser, e può essere utilizzata per vari tipi di lingotti di SiC. Nel novembre 2018, Infineon Technologies ha acquisito Siltectra GmbH, una startup specializzata nel taglio dei wafer, per 124 milioni di euro. Quest'ultima ha sviluppato il processo Cold Split, che utilizza una tecnologia laser brevettata per definire l'intervallo di separazione, rivestire materiali polimerici speciali, controllare le sollecitazioni indotte dal raffreddamento del sistema, separare con precisione i materiali e macinare e pulire per ottenere il taglio dei wafer.
Negli ultimi anni, anche alcune aziende nazionali sono entrate nel settore delle apparecchiature di stripping laser: le principali sono Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation e l'Istituto dei Semiconduttori dell'Accademia Cinese delle Scienze. Tra queste, le società quotate Han's Laser e Delong Laser sono presenti sul mercato da molto tempo e i loro prodotti sono stati verificati dai clienti, ma l'azienda dispone di numerose linee di prodotto e le apparecchiature di stripping laser sono solo una delle loro attività. I prodotti di stelle nascenti come West Lake Instrument hanno ricevuto ordini formali; anche Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, l'Istituto dei Semiconduttori dell'Accademia Cinese delle Scienze e altre aziende hanno pubblicato i progressi delle loro apparecchiature.
3. Fattori trainanti per lo sviluppo della tecnologia di stripping laser e ritmo di introduzione sul mercato
La riduzione del prezzo dei substrati in carburo di silicio da 6 pollici stimola lo sviluppo della tecnologia di stripping laser: attualmente, il prezzo dei substrati in carburo di silicio da 6 pollici è sceso sotto i 4.000 yuan/pezzo, avvicinandosi al prezzo di costo di alcuni produttori. Il processo di stripping laser offre un'elevata resa e una solida redditività, il che ne favorisce l'aumento del tasso di penetrazione.
L'assottigliamento dei substrati in carburo di silicio da 8 pollici guida lo sviluppo della tecnologia di stripping laser: lo spessore dei substrati in carburo di silicio da 8 pollici è attualmente di 500 µm e si sta sviluppando verso uno spessore di 350 µm. Il processo di taglio a filo non è efficace nella lavorazione del carburo di silicio da 8 pollici (la superficie del substrato non è buona) e i valori di BOW e WARP si sono deteriorati significativamente. Lo stripping laser è considerato una tecnologia di lavorazione necessaria per la lavorazione di substrati in carburo di silicio da 350 µm, il che determina un aumento del tasso di penetrazione della tecnologia di stripping laser.
Aspettative di mercato: le apparecchiature per lo stripping laser dei substrati in SiC traggono vantaggio dall'espansione del SiC da 8 pollici e dalla riduzione dei costi del SiC da 6 pollici. L'attuale punto critico del settore si sta avvicinando e lo sviluppo del settore subirà una forte accelerazione.
Data di pubblicazione: 08-07-2024