Лазерные технологии возглавляют трансформацию технологий обработки подложек из карбида кремния.

 

1. Обзорподложка из карбида кремниятехнология обработки

Электрический токподложка из карбида кремния Этапы обработки включают: шлифовку внешнего круга, нарезку, снятие фаски, шлифовку, полировку, очистку и т. д. Нарезка является важным этапом в обработке полупроводниковых подложек и ключевым этапом преобразования слитка в подложку. В настоящее время резкаподложки из карбида кремнияВ основном используется проволочная резка. Многопроволочная резка с использованием суспензии является лучшим методом проволочной резки на сегодняшний день, но все еще существуют проблемы низкого качества резки и больших потерь при резке. Потери при резке проволокой увеличиваются с увеличением размера обрабатываемого материала, что не способствует...подложка из карбида кремнияПроизводители стремятся к снижению затрат и повышению эффективности. В процессе резки8-дюймовый карбид кремния субстратыФорма поверхности подложки, полученной методом проволочной резки, неудовлетворительна, а численные характеристики, такие как WARP и BOW, неудовлетворительны.

Нарезка является ключевым этапом в производстве полупроводниковых подложек. В отрасли постоянно пробуют новые методы резки, такие как алмазная проволочная резка и лазерная зачистка. Технология лазерной зачистки в последнее время пользуется большим спросом. Внедрение этой технологии снижает потери при резке и повышает эффективность резки с точки зрения технических принципов. Решение с лазерной зачисткой предъявляет высокие требования к уровню автоматизации и требует использования технологии утонения, что соответствует будущему направлению развития обработки подложек из карбида кремния. Выход готовой продукции при традиционной резке проволокой обычно составляет 1,5-1,6. Внедрение технологии лазерной зачистки может увеличить выход готовой продукции примерно до 2,0 (см. оборудование DISCO). В будущем, по мере развития технологии лазерной зачистки, выход готовой продукции может быть дополнительно улучшен; одновременно лазерная зачистка также может значительно повысить эффективность нарезки. Согласно исследованиям рынка, лидер отрасли DISCO выполняет резку одной пластины примерно за 10-15 минут, что значительно эффективнее, чем текущая резка проволокой, занимающая 60 минут на одну пластину.

Традиционная проволочная резка подложек из карбида кремния включает следующие этапы: проволочная резка – черновая шлифовка – тонкая шлифовка – черновая полировка и тонкая полировка. После замены проволочной резки на лазерную зачистку, вместо шлифовки используется процесс утонения, что снижает потери материала и повышает эффективность обработки. Процесс лазерной зачистки, резки, шлифовки и полировки подложек из карбида кремния делится на три этапа: лазерное сканирование поверхности – зачистка подложки – выравнивание слитка: лазерное сканирование поверхности – это обработка поверхности слитка сверхбыстрыми лазерными импульсами для формирования модифицированного слоя внутри слитка; зачистка подложки – это отделение подложки над модифицированным слоем от слитка физическими методами; выравнивание слитка – это удаление модифицированного слоя с поверхности слитка для обеспечения его плоскостности.
процесс лазерной зачистки карбида кремния

 

2. Международный прогресс в технологии лазерной зачистки и компании-участники отрасли.

Процесс лазерной резки впервые был внедрен зарубежными компаниями: в 2016 году японская компания DISCO разработала новую технологию лазерной резки KABRA, которая формирует разделительный слой и разделяет пластины на заданной глубине путем непрерывного облучения слитка лазером, что позволяет использовать ее для различных типов слитков SiC. В ноябре 2018 года компания Infineon Technologies приобрела стартап Siltectra GmbH, занимающийся резкой пластин, за 124 миллиона евро. Последний разработал процесс Cold Split, который использует запатентованную лазерную технологию для определения диапазона разделения, нанесения специальных полимерных материалов, контроля напряжений, возникающих при охлаждении системы, точного разделения материалов, а также шлифовки и очистки для получения готовой пластины.

В последние годы некоторые отечественные компании также вышли на рынок оборудования для лазерной зачистки: к основным относятся Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation и Институт полупроводников Китайской академии наук. Среди них компании Han's Laser и Delong Laser, акции которых котируются на бирже, существуют уже давно, и их продукция пользуется доверием клиентов, однако у этих компаний множество производственных линий, и оборудование для лазерной зачистки — лишь одна из них. Продукция таких восходящих звезд, как West Lake Instrument, уже получила официальные заказы на поставку; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Институт полупроводников Китайской академии наук и другие компании также представили свою продукцию.

 

3. Факторы, определяющие развитие технологии лазерной зачистки и темпы выхода на рынок.

Снижение цен на 6-дюймовые подложки из карбида кремния стимулирует развитие технологии лазерной зачистки: в настоящее время цена на 6-дюймовые подложки из карбида кремния упала ниже 4000 юаней за штуку, приблизившись к себестоимости продукции некоторых производителей. Процесс лазерной зачистки отличается высокой производительностью и рентабельностью, что способствует росту распространения технологии лазерной зачистки.

Уменьшение толщины 8-дюймовых подложек из карбида кремния стимулирует развитие технологии лазерной зачистки: толщина 8-дюймовых подложек из карбида кремния в настоящее время составляет 500 мкм и развивается в направлении достижения толщины 350 мкм. Процесс проволочной резки неэффективен при обработке 8-дюймовых подложек из карбида кремния (поверхность подложки имеет плохое качество), и значения BOW и WARP значительно ухудшились. Лазерная зачистка рассматривается как необходимая технология обработки для подложек из карбида кремния толщиной 350 мкм, что стимулирует увеличение доли лазерной зачистки в этой технологии.

Ожидания рынка: Оборудование для лазерной обработки подложек из карбида кремния (SiC) выигрывает от расширения производства 8-дюймовых подложек из SiC и снижения стоимости 6-дюймовых. Приближается критический момент в развитии отрасли, и темпы её развития значительно ускорятся.