1. Overzicht vansiliciumcarbide substraatverwerkingstechnologie
De huidigesiliciumcarbide substraat 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 bij het omzetten van de ingot in het substraat. Momenteel wordt het snijden vansiliciumcarbide substratenHet gaat voornamelijk om draadsnijden. Meerdraads slurrysnijden is momenteel de beste draadsnijmethode, maar er zijn nog steeds problemen met slechte snijkwaliteit en groot snijverlies. Het verlies van draadsnijden zal toenemen met de toename van de substraatgrootte, wat niet bevorderlijk is voor desiliciumcarbide substraatfabrikanten om kostenbesparing en efficiëntieverbetering te bereiken. In het proces van snijden8-inch siliciumcarbide substratende oppervlaktevorm van het substraat verkregen door draadsnijden is slecht en de numerieke karakteristieken zoals WARP en BOW zijn niet goed.
Snijden is een belangrijke stap in de productie van halfgeleidersubstraten. De industrie probeert voortdurend nieuwe snijmethoden uit, zoals het snijden met diamantdraad en laserstrippen. Laserstriptechnologie is de laatste tijd zeer gewild. De introductie van deze technologie vermindert snijverlies en verbetert de snij-efficiëntie vanuit een technisch principe. De laserstripoplossing stelt hoge eisen aan de mate van automatisering en vereist verdunningstechnologie om ermee samen te werken, wat in lijn is met de toekomstige ontwikkelingsrichting van siliciumcarbidesubstratenverwerking. De snijopbrengst van traditioneel snijden met morteldraad is over het algemeen 1,5-1,6. De introductie van laserstriptechnologie kan de snijopbrengst verhogen tot ongeveer 2,0 (zie DISCO-apparatuur). Naarmate de laserstriptechnologie zich verder ontwikkelt, kan de snijopbrengst in de toekomst verder worden verbeterd; tegelijkertijd kan laserstrippen ook de snij-efficiëntie aanzienlijk verbeteren. Volgens marktonderzoek snijdt marktleider DISCO een plak in ongeveer 10-15 minuten, wat veel efficiënter is dan het huidige snijden met morteldraad van 60 minuten per plak.
De processtappen van traditioneel draadsnijden van siliciumcarbidesubstraten zijn: draadsnijden - ruw slijpen - fijn slijpen - ruw polijsten en fijn polijsten. Nadat het laserstripproces het draadsnijden heeft vervangen, wordt het verdunningsproces gebruikt ter vervanging van het slijpproces, wat het verlies van plakjes vermindert en de verwerkingsefficiëntie verbetert. Het laserstripproces van snijden, slijpen en polijsten van siliciumcarbidesubstraten is onderverdeeld in drie stappen: laseroppervlakscannen - substraatstrippen - ingots afvlakken: laseroppervlakscannen is het gebruiken van ultrasnelle laserpulsen om het oppervlak van de ingot te bewerken om een gemodificeerde laag in de ingot te vormen; substraatstrippen is het scheiden van het substraat boven de gemodificeerde laag van de ingot door middel van fysieke methoden; ingots afvlakken is het verwijderen van de gemodificeerde laag van het oppervlak van de ingot om de vlakheid van het ingotoppervlak te garanderen.
Laserstripproces met 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 laserslicingtechnologie, 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 over, een startup in wafersnijden, voor 124 miljoen euro. Deze laatste ontwikkelde het Cold Split-proces, dat gepatenteerde lasertechnologie gebruikt om het splitsbereik te definiëren, speciale polymeermaterialen te coaten, de door koeling geïnduceerde spanning van het systeem te controleren, materialen nauwkeurig te splitsen en te slijpen en te reinigen om wafers te snijden.
De afgelopen jaren zijn ook enkele binnenlandse bedrijven toegetreden tot de sector voor laserstrippingapparatuur: de belangrijkste bedrijven zijn Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation en het Institute of Semiconductors van de Chinese Academie van Wetenschappen. Onder hen bevinden zich de beursgenoteerde bedrijven Han's Laser en Delong Laser, die al lange tijd actief zijn en waarvan de producten door klanten worden geverifieerd. Het bedrijf heeft echter meerdere productlijnen en laserstrippingapparatuur is slechts één van hun activiteiten. Producten van opkomende sterren zoals West Lake Instrument hebben officiële bestellingen ontvangen; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation, het Institute of Semiconductors van de Chinese Academie van Wetenschappen en andere bedrijven hebben ook de voortgang van hun apparatuur bekendgemaakt.
3. Drijvende factoren voor de ontwikkeling van laserstriptechnologie en het ritme van de marktintroductie
De prijsverlaging van 6-inch siliciumcarbidesubstraten stimuleert de ontwikkeling van laserstriptechnologie: momenteel is de prijs van 6-inch siliciumcarbidesubstraten gedaald tot onder de 4.000 yuan per stuk, waarmee de kostprijs van sommige fabrikanten wordt benaderd. Het laserstripproces kent een hoge opbrengst en een sterke winstgevendheid, wat de penetratiegraad van laserstriptechnologie stimuleert.
De verdunning van siliciumcarbidesubstraten van 8 inch stimuleert de ontwikkeling van laserstriptechnologie: de dikte van siliciumcarbidesubstraten van 8 inch bedraagt momenteel 500 µm en ontwikkelt zich naar een dikte van 350 µm. Het draadsnijproces is niet effectief bij de verwerking van siliciumcarbide van 8 inch (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 siliciumcarbidesubstraten van 350 µm, wat de penetratiegraad van laserstriptechnologie verhoogt.
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 industrie nadert en de ontwikkeling van de industrie zal sterk versnellen.
Plaatsingstijd: 08-07-2024