1. Tổng quan vềchất nền cacbua siliccông nghệ xử lý
Hiện tạichất nền cacbua silic Các bước gia công bao gồm: mài vòng ngoài, cắt lát, vát cạnh, mài, đánh bóng, làm sạch, v.v. Cắt lát là một bước quan trọng trong quá trình gia công chất nền bán dẫn và là bước then chốt trong việc chuyển đổi phôi thành chất nền. Hiện nay, việc cắt látchất nền cacbua silicPhương pháp này chủ yếu là cắt dây. Cắt bằng dung dịch hàn đa dây hiện là phương pháp cắt dây tốt nhất, nhưng vẫn còn tồn tại các vấn đề về chất lượng cắt kém và tổn thất cắt lớn. Tổn thất khi cắt dây sẽ tăng lên khi kích thước vật liệu tăng, điều này không có lợi cho việc gia công.chất nền cacbua silicCác nhà sản xuất cần đạt được mục tiêu giảm chi phí và nâng cao hiệu quả. Trong quá trình cắt giảmcacbua silic 8 inch chất nềnBề mặt của chất nền thu được bằng phương pháp cắt dây có hình dạng kém, và các đặc tính số như độ cong vênh (WARP) và độ võng (BOW) cũng không tốt.
Cắt lát là một bước quan trọng trong sản xuất chất nền bán dẫn. Ngành công nghiệp liên tục thử nghiệm các phương pháp cắt mới, chẳng hạn như cắt bằng dây kim cương và bóc tách bằng laser. Công nghệ bóc tách bằng laser gần đây được săn đón rất nhiều. Về nguyên lý kỹ thuật, việc ứng dụng công nghệ này giúp giảm tổn thất khi cắt và nâng cao hiệu quả cắt. Giải pháp bóc tách bằng laser đòi hỏi mức độ tự động hóa cao và cần có công nghệ làm mỏng đi kèm, phù hợp với hướng phát triển tương lai của quá trình gia công chất nền silicon carbide. Tỷ lệ lát cắt thành phẩm của phương pháp cắt dây truyền thống thường là 1,5-1,6. Việc ứng dụng công nghệ bóc tách bằng laser có thể tăng tỷ lệ lát cắt thành phẩm lên khoảng 2,0 (tham khảo thiết bị của DISCO). Trong tương lai, khi công nghệ bóc tách bằng laser ngày càng hoàn thiện, tỷ lệ lát cắt thành phẩm có thể được cải thiện hơn nữa; đồng thời, bóc tách bằng laser cũng có thể nâng cao đáng kể hiệu quả cắt lát. Theo nghiên cứu thị trường, công ty hàng đầu trong ngành là DISCO cắt một lát trong khoảng 10-15 phút, hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp cắt dây truyền thống hiện nay là 60 phút/lát.
Các bước trong quy trình cắt dây truyền thống đối với chất nền silicon carbide bao gồm: cắt dây - mài thô - mài tinh - đánh bóng thô và đánh bóng tinh. Sau khi quy trình bóc tách bằng laser thay thế cho cắt dây, quy trình làm mỏng được sử dụng để thay thế quy trình mài, giúp giảm thiểu sự hao hụt lát cắt và nâng cao hiệu quả gia công. Quy trình bóc tách bằng laser để cắt, mài và đánh bóng chất nền silicon carbide được chia thành ba bước: quét bề mặt bằng laser - bóc tách chất nền - làm phẳng phôi: quét bề mặt bằng laser sử dụng các xung laser siêu nhanh để xử lý bề mặt phôi, tạo thành một lớp biến tính bên trong phôi; bóc tách chất nền là tách chất nền phía trên lớp biến tính ra khỏi phôi bằng các phương pháp vật lý; làm phẳng phôi là loại bỏ lớp biến tính trên bề mặt phôi để đảm bảo độ phẳng của bề mặt phôi.
Quy trình bóc tách bằng laser silicon carbide
2. Tiến bộ quốc tế trong công nghệ bóc tách bằng laser và các công ty tham gia trong ngành
Quy trình tách bằng laser lần đầu tiên được các công ty nước ngoài áp dụng: Năm 2016, công ty DISCO của Nhật Bản đã phát triển công nghệ cắt lát laser mới KABRA, tạo ra một lớp phân tách và tách các tấm wafer ở độ sâu xác định bằng cách chiếu tia laser liên tục vào phôi, có thể được sử dụng cho nhiều loại phôi SiC khác nhau. Vào tháng 11 năm 2018, Infineon Technologies đã mua lại Siltectra GmbH, một công ty khởi nghiệp về cắt wafer, với giá 124 triệu euro. Công ty này đã phát triển quy trình Cold Split, sử dụng công nghệ laser được cấp bằng sáng chế để xác định phạm vi tách, phủ các vật liệu polymer đặc biệt, kiểm soát ứng suất do làm mát hệ thống gây ra, tách vật liệu chính xác, mài và làm sạch để thực hiện việc cắt wafer.
Trong những năm gần đây, một số công ty trong nước cũng đã tham gia vào ngành công nghiệp thiết bị bóc tách bằng laser: các công ty chính là Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, Tập đoàn Công nghệ Điện tử Trung Quốc và Viện Bán dẫn thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Trong đó, các công ty niêm yết như Han's Laser và Delong Laser đã có kế hoạch kinh doanh từ lâu, sản phẩm của họ đang được khách hàng kiểm chứng, nhưng công ty này có nhiều dòng sản phẩm, và thiết bị bóc tách bằng laser chỉ là một trong số các lĩnh vực kinh doanh của họ. Sản phẩm của các công ty đang lên như West Lake Instrument đã nhận được các đơn đặt hàng chính thức; Universal Intelligence, Tập đoàn Công nghệ Điện tử Trung Quốc, Viện Bán dẫn thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và các công ty khác cũng đã công bố tiến độ sản xuất thiết bị.
3. Các yếu tố thúc đẩy sự phát triển của công nghệ bóc tách bằng laser và nhịp độ giới thiệu ra thị trường
Việc giảm giá các tấm nền silicon carbide 6 inch thúc đẩy sự phát triển của công nghệ bóc tách bằng laser: Hiện nay, giá của các tấm nền silicon carbide 6 inch đã giảm xuống dưới 4.000 nhân dân tệ/chiếc, gần bằng giá thành sản xuất của một số nhà sản xuất. Quá trình bóc tách bằng laser có tỷ lệ sản lượng cao và khả năng sinh lời mạnh mẽ, điều này thúc đẩy tốc độ thâm nhập của công nghệ bóc tách bằng laser ngày càng tăng.
Việc làm mỏng các chất nền silicon carbide 8 inch thúc đẩy sự phát triển của công nghệ bóc tách bằng laser: Độ dày của chất nền silicon carbide 8 inch hiện nay là 500 µm, và đang hướng tới độ dày 350 µm. Quá trình cắt bằng dây không hiệu quả trong gia công silicon carbide 8 inch (bề mặt chất nền không tốt), và các giá trị BOW và WARP đã suy giảm đáng kể. Bóc tách bằng laser được coi là công nghệ gia công cần thiết cho việc gia công chất nền silicon carbide 350 µm, điều này thúc đẩy tốc độ thâm nhập của công nghệ bóc tách bằng laser tăng lên.
Kỳ vọng thị trường: Thiết bị bóc tách lớp nền SiC bằng laser sẽ được hưởng lợi từ sự mở rộng của SiC 8 inch và việc giảm chi phí của SiC 6 inch. Điểm bước ngoặt quan trọng hiện tại của ngành đang đến gần, và sự phát triển của ngành sẽ được đẩy nhanh đáng kể.
Thời gian đăng bài: 08/07/2024