1. Overzicht vansiliciumcarbide substraatverwerkingstechnologie
De huidigesiliciumcarbide substraat De verwerkingsstappen omvatten: het slijpen van de buitenste cirkel, snijden, afschuinen, slijpen, polijsten, reinigen, enz. Snijden is een belangrijke stap in de verwerking van halfgeleidersubstraten en een cruciale stap in de omzetting van de ingot naar het substraat. Momenteel wordt het snijden vansiliciumcarbide substratenHet gaat voornamelijk om draadsnijden. Meervoudig draadsnijden met een slurry is momenteel de beste draadsnijmethode, maar er zijn nog steeds problemen met een slechte snijkwaliteit en een groot snijverlies. Het verlies bij het draadsnijden neemt toe naarmate de substraatgrootte toeneemt, wat niet bevorderlijk is voor desiliciumcarbide substraatfabrikanten om kosten te verlagen en de efficiëntie te verbeteren. Tijdens het snijproces8-inch siliciumcarbide substratenDe oppervlaktevorm van het substraat dat door draadsnijden wordt verkregen, is slecht, en de numerieke eigenschappen zoals WARP en BOW zijn niet goed.
Het snijden is een cruciale stap in de productie van halfgeleidersubstraten. De industrie experimenteert voortdurend met nieuwe snijmethoden, zoals diamantdraadsnijden en laserstrippen. Laserstrippen is de laatste tijd zeer gewild. De introductie van deze technologie vermindert snijverlies en verbetert de snij-efficiëntie. Laserstrippen stelt hoge eisen aan de mate van automatisering en vereist een bijbehorende verdunningstechnologie, wat aansluit bij de toekomstige ontwikkelingsrichting van de verwerking van siliciumcarbidesubstraten. De snijopbrengst van traditioneel draadsnijden ligt doorgaans tussen de 1,5 en 1,6. De introductie van laserstrippen kan de snijopbrengst verhogen tot ongeveer 2,0 (zie DISCO-apparatuur). Naarmate laserstrippen verder wordt ontwikkeld, kan de snijopbrengst in de toekomst verder verbeteren; tegelijkertijd kan laserstrippen ook de snij-efficiëntie aanzienlijk verhogen. Volgens marktonderzoek snijdt marktleider DISCO een plak in ongeveer 10-15 minuten, wat veel efficiënter is dan de huidige snijtijd van 60 minuten per plak met draadsnijden.
De processtappen van traditioneel draadsnijden van siliciumcarbidesubstraten zijn: draadsnijden - grof slijpen - fijn slijpen - grof polijsten en fijn polijsten. Nadat het laserstrippen het draadsnijden heeft vervangen, wordt het dunner maken gebruikt in plaats van het slijpen, waardoor het verlies aan materiaal wordt verminderd en de verwerkingsefficiëntie wordt verbeterd. Het laserstrippen van siliciumcarbidesubstraten, inclusief snijden, slijpen en polijsten, is onderverdeeld in drie stappen: laserscannen van het oppervlak - substraatstrippen - vlakken van de staaf: bij laserscannen worden ultrasnelle laserpulsen gebruikt om het oppervlak van de staaf te bewerken en een gemodificeerde laag in de staaf te vormen; bij substraatstrippen wordt het substraat boven de gemodificeerde laag fysiek van de staaf gescheiden; bij vlakken van de staaf wordt de gemodificeerde laag van het oppervlak verwijderd om de vlakheid van het staafoppervlak te garanderen.
Laserstrippingproces van siliciumcarbide
2. Internationale vooruitgang in laserstriptechnologie en deelnemende bedrijven in de industrie.
Het laserstripproces werd voor het eerst toegepast door buitenlandse bedrijven: in 2016 ontwikkelde het Japanse DISCO een nieuwe lasersnijtechnologie, KABRA, die een scheidingslaag vormt en wafers op een bepaalde diepte scheidt door de ingot continu met een laser te bestralen. Deze technologie kan worden gebruikt voor verschillende soorten SiC-ingots. In november 2018 nam Infineon Technologies Siltectra GmbH, een startup voor wafersnijden, over voor 124 miljoen euro. Siltectra GmbH ontwikkelde het Cold Split-proces, dat gebruikmaakt van gepatenteerde lasertechnologie om het splitsingsbereik te bepalen, speciale polymeermaterialen aan te brengen, door koeling geïnduceerde spanning te beheersen, materialen nauwkeurig te splitsen en te slijpen en te reinigen om wafers te snijden.
De afgelopen jaren zijn ook enkele Chinese bedrijven actief geworden in de markt voor laserstripapparatuur. De belangrijkste bedrijven zijn Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation en het Instituut voor Halfgeleiders van de Chinese Academie van Wetenschappen. De beursgenoteerde bedrijven Han's Laser en Delong Laser zijn al geruime tijd actief en hun producten worden door klanten gewaardeerd. Deze bedrijven hebben echter een breed productassortiment en laserstripapparatuur is slechts één van hun kernactiviteiten. Producten van opkomende bedrijven zoals West Lake Instrument hebben al officiële orderleveringen ontvangen; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation, het Instituut voor Halfgeleiders van de Chinese Academie van Wetenschappen en andere bedrijven hebben eveneens nieuwe apparatuur op de markt gebracht.
3. Drijfveren voor de ontwikkeling van laserstriptechnologie en het tempo van marktintroductie
De prijsdaling van 6-inch siliciumcarbidesubstraten stimuleert de ontwikkeling van laserstriptechnologie: de prijs van 6-inch siliciumcarbidesubstraten is momenteel gedaald tot onder de 4.000 yuan per stuk, waarmee ze de kostprijs voor sommige fabrikanten benaderen. Het laserstripproces heeft een hoge opbrengst en een sterke winstgevendheid, wat de toenemende toepassing van laserstriptechnologie bevordert.
De afname van de dikte van 8-inch siliciumcarbidesubstraten stimuleert de ontwikkeling van laserstriptechnologie: de dikte van 8-inch siliciumcarbidesubstraten bedraagt momenteel 500 µm en evolueert naar 350 µm. Het draadsnijproces is niet effectief bij de verwerking van 8-inch siliciumcarbide (het substraatoppervlak is niet goed) en de BOW- en WARP-waarden zijn aanzienlijk verslechterd. Laserstrippen wordt beschouwd als een noodzakelijke verwerkingstechnologie voor de verwerking van 350 µm siliciumcarbidesubstraten, wat de penetratiesnelheid van laserstriptechnologie stimuleert.
Marktverwachtingen: Laserstrippingapparatuur voor SiC-substraten profiteert van de uitbreiding van 8-inch SiC en de kostenverlaging van 6-inch SiC. Het huidige kritieke punt in de sector nadert, waardoor de ontwikkeling ervan aanzienlijk zal versnellen.
Geplaatst op: 8 juli 2024