1. Panoramica disubstrato di carburo di siliciotecnologia di elaborazione
Il correntesubstrato di carburo di silicio Le fasi di lavorazione includono: molatura del cerchio esterno, taglio, smussatura, molatura, lucidatura, pulizia, ecc. Il taglio è una fase importante nella lavorazione dei substrati semiconduttori e una fase chiave nella conversione del lingotto in substrato. Attualmente, il taglio disubstrati di carburo di silicioè principalmente il taglio a filo. Il taglio a sospensione multifilo è attualmente il miglior metodo di taglio a filo, ma ci sono ancora problemi di scarsa qualità di taglio e grandi perdite di taglio. La perdita di taglio a filo aumenterà con l'aumento delle dimensioni del substrato, il che non è favorevole alsubstrato di carburo di silicioproduttori per conseguire una riduzione dei costi e un miglioramento dell'efficienza. Nel processo di tagliocarburo di silicio da 8 pollici substratiLa forma della superficie del substrato ottenuta mediante taglio a filo è scadente e le caratteristiche numeriche come WARP e BOW non sono buone.
Il taglio è una fase cruciale nella produzione di substrati per semiconduttori. L'industria è costantemente alla ricerca di nuovi metodi di taglio, come il taglio con filo diamantato e la rimozione laser. La tecnologia di rimozione laser è diventata molto popolare negli ultimi tempi. L'introduzione di questa tecnologia riduce le perdite di materiale durante il taglio e migliora l'efficienza del processo. La soluzione di rimozione laser richiede un elevato livello di automazione e necessita di 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 in fette del taglio tradizionale con filo diamantato è generalmente di 1,5-1,6. L'introduzione della tecnologia di rimozione laser può aumentare la resa in fette a circa 2,0 (si veda l'apparecchiatura DISCO). In futuro, con il progressivo perfezionamento della tecnologia di rimozione laser, la resa in fette potrebbe essere ulteriormente migliorata; allo stesso tempo, la rimozione laser può anche incrementare notevolmente l'efficienza del taglio. Secondo le ricerche di mercato, l'azienda leader del settore DISCO taglia una fetta in circa 10-15 minuti, un tempo di gran lunga superiore ai 60 minuti necessari per il taglio tradizionale con filo diamantato.
Le fasi del processo tradizionale di taglio a filo di substrati in carburo di silicio sono: taglio a filo, sgrossatura, levigatura fine, lucidatura grossolana e lucidatura fine. Dopo che il processo di assottigliamento laser ha sostituito il taglio a filo, il processo di assottigliamento viene utilizzato per sostituire il processo di rettifica, il che riduce la perdita di materiale e migliora l'efficienza di lavorazione. Il processo di assottigliamento laser per il taglio, la rettifica e la lucidatura di substrati in carburo di silicio è suddiviso in tre fasi: scansione laser della superficie, rimozione del substrato e spianatura del lingotto: la scansione laser della superficie consiste nell'utilizzare impulsi laser ultrarapidi per lavorare la superficie del lingotto e formare uno strato modificato all'interno del lingotto; la rimozione del substrato consiste nel separare il substrato sopra lo strato modificato dal lingotto mediante metodi fisici; la spianatura del lingotto consiste nel rimuovere lo strato modificato dalla superficie del lingotto per garantire la planarità della superficie del lingotto.
processo di rimozione della resina tramite laser al carburo di silicio
2. Progressi internazionali nella tecnologia di rimozione laser e aziende del settore partecipanti
Il processo di separazione laser è stato inizialmente adottato da aziende estere: 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 un 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 di 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 con speciali materiali polimerici, controllare le sollecitazioni indotte dal sistema di raffreddamento, separare con precisione i materiali e levigare e pulire per ottenere il taglio del wafer.
Negli ultimi anni, anche alcune aziende nazionali sono entrate nel settore delle apparecchiature per la rimozione laser di metalli: 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 in fase di progettazione da tempo e i loro prodotti sono stati testati dai clienti, ma l'azienda ha molte linee di prodotto e le apparecchiature per la rimozione laser di metalli rappresentano solo una delle sue attività. I prodotti di aziende emergenti come West Lake Instrument hanno già ottenuto ordini ufficiali; anche Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, l'Istituto dei Semiconduttori dell'Accademia Cinese delle Scienze e altre aziende hanno presentato aggiornamenti sui progressi nello sviluppo delle loro apparecchiature.
3. Fattori trainanti per lo sviluppo della tecnologia di rimozione 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 rimozione laser: attualmente, il prezzo dei substrati in carburo di silicio da 6 pollici è sceso sotto i 4.000 yuan/pezzo, avvicinandosi al costo di produzione di alcuni produttori. Il processo di rimozione laser presenta un'elevata resa e una forte redditività, il che contribuisce ad aumentarne la diffusione.
L'assottigliamento dei substrati in carburo di silicio da 8 pollici stimola lo sviluppo della tecnologia di stripping laser: lo spessore attuale dei substrati in carburo di silicio da 8 pollici è di 500 µm e si sta evolvendo 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 di buona qualità) e i valori 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 spinge ad aumentare il tasso di penetrazione di questa tecnologia.
Aspettative di mercato: le apparecchiature per la rimozione laser di substrati in SiC beneficiano dell'espansione del SiC da 8 pollici e della riduzione dei costi del SiC da 6 pollici. Ci stiamo avvicinando al punto critico del settore e lo sviluppo del settore subirà una forte accelerazione.
Data di pubblicazione: 08-lug-2024