1. Visão geral desubstrato de carbeto de silíciotecnologia de processamento
O actualsubstrato de carbeto de silício As etapas de processamento incluem: retificação do círculo externo, fatiamento, chanframento, retificação, polimento, limpeza, etc. O fatiamento é uma etapa importante no processamento de substratos semicondutores e fundamental na conversão do lingote em substrato. Atualmente, o corte desubstratos de carbeto de silícioO corte com fio é o método principal. O corte com fio multifilamento e pasta abrasiva é o melhor método disponível atualmente, mas ainda apresenta problemas como baixa qualidade de corte e grandes perdas. As perdas no corte com fio aumentam com o tamanho do substrato, o que não é favorável à...substrato de carbeto de silíciofabricantes para alcançar redução de custos e melhoria da eficiência. No processo de cortecarboneto de silício de 8 polegadas substratos, a forma da superfície do substrato obtida por corte a fio é ruim, e as características numéricas, como empenamento e curvatura, não são boas.
O corte é uma etapa fundamental na fabricação de substratos semicondutores. A indústria está constantemente buscando novos métodos de corte, como o corte com fio diamantado e a decapagem a laser. A tecnologia de decapagem a laser tem sido muito procurada recentemente. A introdução dessa tecnologia reduz as perdas de corte e melhora a eficiência do processo, do ponto de vista técnico. A solução de decapagem a laser exige um alto nível de automação e requer a integração com tecnologias de adelgaçamento, o que está alinhado com a direção futura do desenvolvimento do processamento de substratos de carbeto de silício. O rendimento de corte com fio diamantado tradicional é geralmente de 1,5 a 1,6. A introdução da tecnologia de decapagem a laser pode aumentar esse rendimento para cerca de 2,0 (ver equipamentos da DISCO). No futuro, à medida que a tecnologia de decapagem a laser amadurecer, o rendimento de corte poderá ser ainda maior; ao mesmo tempo, a decapagem a laser também pode melhorar significativamente a eficiência do corte. De acordo com pesquisas de mercado, a DISCO, líder do setor, corta uma fatia em cerca de 10 a 15 minutos, o que é muito mais eficiente do que os atuais 60 minutos por fatia obtidos com o corte com fio diamantado.
As etapas do processo tradicional de corte a fio de substratos de carbeto de silício são: corte a fio - desbaste - desbaste fino - polimento grosseiro e polimento fino. Com a substituição do corte a fio pelo processo de decapagem a laser, o processo de desbaste substitui o desbaste, reduzindo a perda de material e aumentando a eficiência do processamento. O processo de decapagem a laser, que inclui corte, desbaste e polimento de substratos de carbeto de silício, é dividido em três etapas: escaneamento a laser da superfície - remoção do substrato - aplainamento do lingote: o escaneamento a laser da superfície utiliza pulsos de laser ultrarrápidos para processar a superfície do lingote, formando uma camada modificada em seu interior; a remoção do substrato consiste na separação física do substrato sobre a camada modificada; o aplainamento do lingote remove a camada modificada da superfície do lingote, garantindo sua planicidade.
processo de remoção a laser de carbeto de silício
2. Progresso internacional na tecnologia de remoção a laser e empresas participantes do setor.
O processo de corte a laser foi adotado inicialmente por empresas estrangeiras: em 2016, a japonesa DISCO desenvolveu uma nova tecnologia de corte a laser, a KABRA, que forma uma camada de separação e divide wafers em uma profundidade específica, irradiando continuamente o lingote com laser. Essa tecnologia pode ser usada para diversos tipos de lingotes de SiC. Em novembro de 2018, a Infineon Technologies adquiriu a Siltectra GmbH, uma startup de corte de wafers, por 124 milhões de euros. Esta última desenvolveu o processo Cold Split, que utiliza tecnologia laser patenteada para definir a faixa de divisão, revestir materiais poliméricos especiais, controlar o sistema de resfriamento para reduzir o estresse induzido, dividir os materiais com precisão e realizar o desbaste e a limpeza para obter o corte do wafer.
Nos últimos anos, algumas empresas nacionais também entraram no setor de equipamentos de decapagem a laser: as principais são Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation e o Instituto de Semicondutores da Academia Chinesa de Ciências. Entre elas, as empresas Han's Laser e Delong Laser, que já estão listadas na bolsa de valores, atuam no mercado há bastante tempo e seus produtos são reconhecidos pelos clientes. No entanto, essas empresas possuem diversas linhas de produtos, sendo os equipamentos de decapagem a laser apenas uma delas. Os produtos de empresas em ascensão, como a West Lake Instrument, já receberam pedidos formais; a Universal Intelligence, a China Electronics Technology Group Corporation, o Instituto de Semicondutores da Academia Chinesa de Ciências e outras empresas também divulgaram informações sobre o desenvolvimento de seus equipamentos.
3. Fatores impulsionadores do desenvolvimento da tecnologia de remoção a laser e o ritmo de introdução no mercado.
A redução de preço dos substratos de carbeto de silício de 6 polegadas impulsiona o desenvolvimento da tecnologia de remoção a laser: atualmente, o preço dos substratos de carbeto de silício de 6 polegadas caiu para menos de 4.000 yuans por unidade, aproximando-se do custo de produção de alguns fabricantes. O processo de remoção a laser apresenta alta taxa de rendimento e forte rentabilidade, o que impulsiona o aumento da penetração dessa tecnologia no mercado.
A redução da espessura dos substratos de carbeto de silício de 8 polegadas impulsiona o desenvolvimento da tecnologia de decapagem a laser: a espessura atual desses substratos é de 500 µm, e a tendência é que cheguem a 350 µm. O processo de corte a fio não é eficaz no processamento de carbeto de silício de 8 polegadas (a superfície do substrato não é adequada), e os valores de curvatura (BOW) e empenamento (WARP) deterioram significativamente. A decapagem a laser é considerada uma tecnologia de processamento essencial para substratos de carbeto de silício de 350 µm, o que impulsiona o aumento da penetração dessa tecnologia no mercado.
Expectativas do mercado: Os equipamentos de remoção a laser de substrato de SiC se beneficiam da expansão do SiC de 8 polegadas e da redução de custos do SiC de 6 polegadas. O atual ponto crítico da indústria está se aproximando e o desenvolvimento do setor será significativamente acelerado.
Data da publicação: 08/07/2024