1. Oversigt oversiliciumcarbidsubstratforarbejdningsteknologi
Den nuværendesiliciumcarbidsubstrat Bearbejdningstrinene omfatter: slibning af den ydre cirkel, skæring, affasning, slibning, polering, rengøring osv. Skæring er et vigtigt trin i behandling af halvledersubstrater og et nøgletrin i omdannelsen af barren til substratet. I øjeblikket udføres skæringen afsiliciumcarbidsubstraterer primært trådskæring. Flertrådsslamskæring er den bedste trådskæringsmetode i øjeblikket, men der er stadig problemer med dårlig skærekvalitet og stort skæretab. Tabet ved trådskæring vil stige med stigende substratstørrelse, hvilket ikke er befordrende forsiliciumcarbidsubstratproducenter for at opnå omkostningsreduktion og effektivitetsforbedring. I processen med at skære ned8-tommer siliciumkarbid substrater, overfladeformen af substratet opnået ved trådskæring er dårlig, og de numeriske egenskaber såsom WARP og BOW er ikke gode.
Skæring er et vigtigt trin i fremstillingen af halvledersubstrater. Industrien afprøver konstant nye skæremetoder, såsom diamanttrådsskæring og laserafisolering. Laserafisoleringsteknologi har været meget efterspurgt for nylig. Introduktionen af denne teknologi reducerer skæretab og forbedrer skæreeffektiviteten ud fra det tekniske princip. Laserafisoleringsløsningen har høje krav til automatiseringsniveauet og kræver udtyndingsteknologi for at samarbejde med den, hvilket er i tråd med den fremtidige udviklingsretning for siliciumcarbidsubstratbehandling. Skiveudbyttet ved traditionel mørteltrådsskæring er generelt 1,5-1,6. Introduktionen af laserafisoleringsteknologi kan øge skiveudbyttet til omkring 2,0 (se DISCO-udstyr). I fremtiden, efterhånden som modenheden af laserafisoleringsteknologien stiger, kan skiveudbyttet forbedres yderligere; samtidig kan laserafisolering også forbedre effektiviteten af skæringen betydeligt. Ifølge markedsundersøgelser skærer branchelederen DISCO en skive på omkring 10-15 minutter, hvilket er meget mere effektivt end den nuværende mørteltrådsskæring på 60 minutter pr. skive.
Processtrinnene ved traditionel trådskæring af siliciumcarbidsubstrater er: trådskæring-grovslibning-finslibning-grovpolering og finpolering. Efter at laserafisoleringsprocessen har erstattet trådskæring, anvendes udtyndingsprocessen til at erstatte slibeprocessen, hvilket reducerer tabet af skiver og forbedrer forarbejdningseffektiviteten. Laserafisoleringsprocessen til skæring, slibning og polering af siliciumcarbidsubstrater er opdelt i tre trin: laseroverfladescanning-substratafisolering-barrefladning: laseroverfladescanning er at bruge ultrahurtige laserpulser til at bearbejde barrens overflade for at danne et modificeret lag inde i barren; substratafisolering er at adskille substratet over det modificerede lag fra barren ved hjælp af fysiske metoder; barrefladning er at fjerne det modificerede lag på barrens overflade for at sikre barrens fladhed.
Siliciumkarbid laserstrippingsproces
2. Internationale fremskridt inden for laserstrippingsteknologi og virksomheder, der deltager i branchen
Laserstripningsprocessen blev først taget i brug af udenlandske virksomheder: I 2016 udviklede japanske DISCO en ny laserskæringsteknologi, KABRA, som danner et separationslag og separerer wafere i en bestemt dybde ved kontinuerligt at bestråle barren med laser, hvilket kan bruges til forskellige typer SiC-barrer. I november 2018 erhvervede Infineon Technologies Siltectra GmbH, en waferskæringsstartup, for 124 millioner euro. Sidstnævnte udviklede Cold Split-processen, som bruger patenteret laserteknologi til at definere opdelingsområdet, belægge specielle polymermaterialer, styre systemets køleinducerede stress, præcist opdele materialer og male og rense for at opnå waferskæring.
I de senere år er nogle indenlandske virksomheder også gået ind i laserstrippingsudstyrsbranchen: De vigtigste virksomheder er Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation og Institute of Semiconductors of the Chinese Academy of Sciences. Blandt dem har de børsnoterede virksomheder Han's Laser og Delong Laser været under udvikling i lang tid, og deres produkter bliver verificeret af kunder, men virksomheden har mange produktlinjer, og laserstrippingsudstyr er kun én af deres forretninger. Produkter fra stigende stjerner som West Lake Instrument har opnået formelle ordreleverancer; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Institute of Semiconductors of the Chinese Academy of Sciences og andre virksomheder har også offentliggjort udstyrsfremskridt.
3. Drivfaktorer for udviklingen af laserstrippingsteknologi og rytmen i markedsintroduktionen
Prisfaldet på 6-tommer siliciumcarbidsubstrater driver udviklingen af laserstrippingteknologi: I øjeblikket er prisen på 6-tommer siliciumcarbidsubstrater faldet til under 4.000 yuan/stk. og nærmer sig kostprisen for nogle producenter. Laserstripningsprocessen har et højt udbytte og en stærk rentabilitet, hvilket driver laserstrippingteknologiens penetrationsrate til at stige.
Udtyndingen af 8-tommer siliciumcarbidsubstrater driver udviklingen af laserstrippingteknologi: Tykkelsen af 8-tommer siliciumcarbidsubstrater er i øjeblikket 500 µm og udvikler sig mod en tykkelse på 350 µm. Trådskæringsprocessen er ikke effektiv ved 8-tommer siliciumcarbidbehandling (substratoverfladen er ikke god), og BOW- og WARP-værdierne er forringet betydeligt. Laserstripping betragtes som en nødvendig behandlingsteknologi til 350 µm siliciumcarbidsubstratbehandling, hvilket driver penetrationshastigheden for laserstrippingteknologi til at øge.
Markedsforventninger: SiC-substratlaserstrippingsudstyr drager fordel af udvidelsen af 8-tommer SiC og omkostningsreduktionen af 6-tommer SiC. Det nuværende kritiske punkt i branchen nærmer sig, og branchens udvikling vil blive kraftigt accelereret.
Opslagstidspunkt: 8. juli 2024