Technologia laserowa wyznacza trendy w technologii obróbki podłoży z węglika krzemu

 

1. Przeglądpodłoże z węglika krzemutechnologia przetwarzania

Obecnypodłoże z węglika krzemu Etapy przetwarzania obejmują: szlifowanie zewnętrznego okręgu, krojenie, fazowanie, szlifowanie, polerowanie, czyszczenie itp. Krojenie jest ważnym etapem w obróbce podłoża półprzewodnikowego i kluczowym etapem w przekształcaniu wlewka w podłoże. Obecnie cięciepodłoża z węglika krzemuTo głównie cięcie drutem. Cięcie wielodrutowe jest obecnie najlepszą metodą cięcia drutem, ale nadal występują problemy z niską jakością cięcia i dużymi stratami. Straty na cięciu drutem rosną wraz ze wzrostem rozmiaru podłoża, co nie sprzyjapodłoże z węglika krzemuproducenci w celu osiągnięcia redukcji kosztów i poprawy wydajności. W procesie cięcia8-calowy węglik krzemu podłoża, kształt powierzchni podłoża uzyskany poprzez cięcie drutem jest niezadowalający, a parametry liczbowe, takie jak WARP i BOW, nie są dobre.

Cięcie jest kluczowym etapem w produkcji podłoży półprzewodnikowych. Branża stale testuje nowe metody cięcia, takie jak cięcie drutem diamentowym i usuwanie izolacji laserowej. Technologia usuwania izolacji laserowej cieszy się ostatnio dużym zainteresowaniem. Wprowadzenie tej technologii zmniejsza straty podczas cięcia i poprawia wydajność cięcia. Rozwiązanie z usuwaniem izolacji laserowej stawia wysokie wymagania co do poziomu automatyzacji i wymaga współpracy z technologią pocieniania, co jest zgodne z przyszłym kierunkiem rozwoju obróbki podłoży z węglika krzemu. Wydajność cięcia tradycyjnego drutu zaprawowego wynosi zazwyczaj 1,5-1,6. Wprowadzenie technologii usuwania izolacji laserowej może zwiększyć wydajność cięcia do około 2,0 (patrz urządzenia DISCO). W przyszłości, wraz ze wzrostem dojrzałości technologii usuwania izolacji laserowej, wydajność cięcia może ulec dalszej poprawie; jednocześnie usuwanie izolacji laserowej może również znacznie poprawić wydajność cięcia. Według badań rynkowych, lider branży, DISCO, tnie plaster w około 10-15 minut, co jest znacznie bardziej wydajne niż obecne cięcie drutem zaprawowym, które trwa 60 minut na plaster.

Etapy procesu tradycyjnego cięcia drutem podłoży z węglika krzemu to: cięcie drutem – szlifowanie zgrubne – szlifowanie precyzyjne – polerowanie zgrubne i dokładne. Po zastąpieniu cięcia drutem przez proces usuwania powłoki laserowej, proces szlifowania zastępuje proces ścinania, co zmniejsza straty warstw i poprawia wydajność obróbki. Proces usuwania powłoki laserowej, polegający na cięciu, szlifowaniu i polerowaniu podłoży z węglika krzemu, składa się z trzech etapów: laserowe skanowanie powierzchni – usuwanie powłoki z podłoża – spłaszczanie wlewka: laserowe skanowanie powierzchni polega na wykorzystaniu ultraszybkich impulsów laserowych do obróbki powierzchni wlewka w celu utworzenia wewnątrz wlewka zmodyfikowanej warstwy; usuwanie powłoki z podłoża polega na oddzieleniu podłoża nad warstwą modyfikacji od wlewka metodami fizycznymi; spłaszczanie wlewka polega na usunięciu zmodyfikowanej warstwy z powierzchni wlewka, aby zapewnić jego płaskość.
Proces laserowego usuwania powłoki z węglika krzemu

 

2. Międzynarodowy postęp w technologii strippingu laserowego i firmy biorące udział w tym przemyśle

Proces strippingu laserowego został po raz pierwszy wdrożony przez firmy zagraniczne: w 2016 roku japońska firma DISCO opracowała nową technologię cięcia laserowego KABRA, która tworzy warstwę separacyjną i rozdziela wafle na określonej głębokości poprzez ciągłe naświetlanie wlewka laserem. Technologia ta może być stosowana do różnych typów wlewków SiC. W listopadzie 2018 roku firma Infineon Technologies przejęła Siltectra GmbH, startup zajmujący się cięciem wafli, za 124 miliony euro. Ten ostatni opracował proces Cold Split, który wykorzystuje opatentowaną technologię laserową do definiowania zakresu dzielenia, powlekania specjalnych materiałów polimerowych, kontroli naprężeń wywołanych chłodzeniem systemu, precyzyjnego dzielenia materiałów oraz szlifowania i czyszczenia w celu cięcia wafli.

W ostatnich latach kilka krajowych firm również weszło na rynek urządzeń do usuwania izolacji laserowej: głównymi firmami są Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation oraz Instytut Półprzewodników Chińskiej Akademii Nauk. Wśród nich notowane na giełdzie spółki Han's Laser i Delong Laser działają od dawna, a ich produkty są weryfikowane przez klientów. Firma ma jednak wiele linii produktowych, a urządzenia do usuwania izolacji laserowej to tylko jedna z nich. Produkty wschodzących gwiazd, takich jak West Lake Instrument, otrzymały już formalne zamówienia; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Instytut Półprzewodników Chińskiej Akademii Nauk i inne firmy również opublikowały informacje o postępach w rozwoju sprzętu.

 

3. Czynniki napędzające rozwój technologii stripingu laserowego i tempo wprowadzania na rynek

Spadek cen 6-calowych podłoży z węglika krzemu napędza rozwój technologii usuwania powłok laserowych: Obecnie cena 6-calowych podłoży z węglika krzemu spadła poniżej 4000 juanów za sztukę, zbliżając się do kosztów produkcji niektórych producentów. Proces usuwania powłok laserowych charakteryzuje się wysoką wydajnością i wysoką rentownością, co napędza wzrost penetracji technologii usuwania powłok laserowych.

Pocienianie 8-calowych podłoży z węglika krzemu napędza rozwój technologii laserowego usuwania powłoki: grubość 8-calowych podłoży z węglika krzemu wynosi obecnie 500 µm i rośnie w kierunku 350 µm. Proces cięcia drutem nie jest skuteczny w obróbce 8-calowych podłoży z węglika krzemu (powierzchnia podłoża jest słaba), a wartości BOW i WARP uległy znacznemu pogorszeniu. Usuwanie powłoki laserowej jest uważane za niezbędną technologię obróbki w przypadku podłoży z węglika krzemu o grubości 350 µm, co napędza wzrost szybkości penetracji technologii laserowego usuwania powłoki.

Oczekiwania rynku: Urządzenia do laserowego usuwania powłoki z podłoży SiC korzystają z rozwoju technologii SiC 8-calowej i redukcji kosztów technologii SiC 6-calowej. Zbliża się obecny punkt krytyczny branży, a jej rozwój ulegnie znacznemu przyspieszeniu.