1. Översikt överkiselkarbidsubstratbearbetningsteknik
Den nuvarandekiselkarbidsubstrat Bearbetningsstegen inkluderar: slipning av den yttre cirkeln, skivning, fasning, slipning, polering, rengöring etc. Skivning är ett viktigt steg i bearbetning av halvledarsubstrat och ett nyckelsteg i att omvandla götet till substratet. För närvarande är skärningen avkiselkarbidsubstratär huvudsakligen trådskärning. Flertrådsslurrykapning är den bästa trådskärningsmetoden för närvarande, men det finns fortfarande problem med dålig skärkvalitet och stora skärförluster. Förlusten vid trådskärning ökar med ökande substratstorlek, vilket inte bidrar tillkiselkarbidsubstrattillverkare för att uppnå kostnadsminskningar och effektivitetsförbättringar. I processen att skära ner8-tums kiselkarbid substrat, är ytformen på substratet som erhålls genom trådskärning dålig, och de numeriska egenskaperna såsom WARP och BOW är inte bra.
Skivning är ett viktigt steg i tillverkningen av halvledarsubstrat. Industrin provar ständigt nya skärmetoder, såsom diamanttrådsskärning och laseravskalning. Laseravskalningsteknik har varit mycket eftertraktad på senare tid. Införandet av denna teknik minskar skärförluster och förbättrar skäreffektiviteten ur den tekniska principen. Laseravskalningslösningen har höga krav på automatiseringsnivå och kräver att gallringsteknik samarbetar med den, vilket är i linje med den framtida utvecklingsriktningen för bearbetning av kiselkarbidsubstrat. Skivutbytet för traditionell murbrukstrådsskärning är i allmänhet 1,5-1,6. Införandet av laseravskalningsteknik kan öka skivutbytet till cirka 2,0 (se DISCO-utrustning). I framtiden, allt eftersom laseravskalningsteknikens mognad ökar, kan skivutbytet förbättras ytterligare; samtidigt kan laseravskalning också avsevärt förbättra skivningseffektiviteten. Enligt marknadsundersökningar skär branschledaren DISCO en skiva på cirka 10-15 minuter, vilket är mycket effektivare än den nuvarande murbrukstrådsskärningen på 60 minuter per skiva.
Processstegen för traditionell trådskärning av kiselkarbidsubstrat är: trådskärning-grovslipning-finslipning-grovpolering och finpolering. Efter att laseravskalningsprocessen ersatt trådskärning används gallringsprocessen för att ersätta slipningsprocessen, vilket minskar förlusten av skivor och förbättrar bearbetningseffektiviteten. Laserskärningsprocessen för skärning, slipning och polering av kiselkarbidsubstrat är indelad i tre steg: laseryteskanning-substratavskalning-gjuttillplattning: laseryteskanning är att använda ultrasnabba laserpulser för att bearbeta gjutytan för att bilda ett modifierat lager inuti gjutet; substratavskalning är att separera substratet ovanför det modifierade lagret från gjutet genom fysiska metoder; gjuttillplattning är att ta bort det modifierade lagret på gjutytan för att säkerställa gjutytans planhet.
Laserstripningsprocess för kiselkarbid
2. Internationella framsteg inom laserstrippningsteknik och industriföretag
Laserstripningsprocessen antogs först av utländska företag: År 2016 utvecklade japanska DISCO en ny laserskärningsteknik, KABRA, som bildar ett separationsskikt och separerar wafers på ett specificerat djup genom att kontinuerligt bestråla götet med laser, vilket kan användas för olika typer av SiC-göt. I november 2018 förvärvade Infineon Technologies Siltectra GmbH, en waferskärningsstartup, för 124 miljoner euro. Den senare utvecklade Cold Split-processen, som använder patenterad laserteknik för att definiera klyvningsområdet, belägga speciella polymermaterial, styra kylningsinducerad spänning i systemet, noggrant klyva material samt slipa och rengöra för att uppnå waferskärning.
Under senare år har även några inhemska företag gett sig in i branschen för laserstrippningsutrustning: de viktigaste företagen är Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation och Institute of Semiconductors of the Chinese Academy of Sciences. Bland dem har de börsnoterade företagen Han's Laser och Delong Laser varit under utveckling under en längre tid, och deras produkter verifieras av kunder, men företaget har många produktlinjer, och laserstrippningsutrustning är bara en av deras verksamheter. Produkter från stigande stjärnor som West Lake Instrument har uppnått formella orderleveranser; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Institute of Semiconductors of the Chinese Academy of Sciences och andra företag har också släppt utrustningsframsteg.
3. Drivande faktorer för utvecklingen av laserstrippningsteknik och rytmen för marknadsintroduktionen
Prissänkningen på 6-tums kiselkarbidsubstrat driver utvecklingen av laserstrippningsteknik: För närvarande har priset på 6-tums kiselkarbidsubstrat sjunkit under 4 000 yuan/styck och närmar sig inköpspriset för vissa tillverkare. Laserstripningsprocessen har en hög avkastningsgrad och stark lönsamhet, vilket driver på att penetrationsgraden för laserstrippningsteknik ökar.
Uttunningen av 8-tums kiselkarbidsubstrat driver utvecklingen av laserstrippningsteknik: Tjockleken på 8-tums kiselkarbidsubstrat är för närvarande 500 µm och utvecklas mot en tjocklek på 350 µm. Trådskärningsprocessen är inte effektiv vid 8-tums kiselkarbidbearbetning (substratytan är inte bra), och BOW- och WARP-värdena har försämrats avsevärt. Laserstrippning betraktas som en nödvändig bearbetningsteknik för 350 µm kiselkarbidsubstratbearbetning, vilket driver på penetrationshastigheten för laserstrippningstekniken att öka.
Marknadsförväntningar: Laseravskalningsutrustning för SiC-substrat gynnas av expansionen av 8-tums SiC och kostnadsminskningen av 6-tums SiC. Den nuvarande kritiska punkten i branschen närmar sig, och utvecklingen av branschen kommer att accelereras kraftigt.
Publiceringstid: 8 juli 2024