1. Überblick überSiliziumkarbid-SubstratVerarbeitungstechnik
Die jetzigeSiliziumkarbid-Substrat Zu den Verarbeitungsschritten gehören: Schleifen des Außenkreises, Schneiden, Anfasen, Schleifen, Polieren, Reinigen usw. Das Schneiden ist ein wichtiger Schritt bei der Verarbeitung von Halbleitersubstraten und ein wichtiger Schritt bei der Umwandlung des Barrens in das Substrat. Derzeit ist das Schneiden vonSiliziumkarbid-Substrateist hauptsächlich Drahtschneiden. Das Mehrdraht-Schleifschneiden ist derzeit die beste Drahtschneidemethode, es gibt jedoch immer noch Probleme mit schlechter Schnittqualität und großem Schnittverlust. Der Verlust beim Drahtschneiden nimmt mit zunehmender Substratgröße zu, was dem nicht förderlich istSiliziumkarbid-SubstratHerstellern dabei helfen, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern. Im Prozess des Schneidens8-Zoll-Siliziumkarbid Substrate, ist die Oberflächenform des durch Drahtschneiden erhaltenen Substrats schlecht und die numerischen Eigenschaften wie WARP und BOW sind nicht gut.
Das Schneiden ist ein wichtiger Schritt bei der Herstellung von Halbleitersubstraten. Die Industrie probiert ständig neue Schneidmethoden aus, beispielsweise das Diamantdrahtschneiden und das Laserabisolieren. Die Laser-Stripping-Technologie erfreut sich in letzter Zeit großer Beliebtheit. Die Einführung dieser Technologie reduziert den Schnittverlust und verbessert die Schnitteffizienz aus technischer Sicht. Die Laser-Stripping-Lösung stellt hohe Anforderungen an den Automatisierungsgrad und erfordert die Zusammenarbeit mit der Ausdünnungstechnologie, was der zukünftigen Entwicklungsrichtung der Siliziumkarbid-Substratbearbeitung entspricht. Die Scheibenausbeute beim traditionellen Mörteldrahtschneiden beträgt im Allgemeinen 1,5–1,6. Durch die Einführung der Laser-Stripping-Technologie kann die Scheibenausbeute auf etwa 2,0 erhöht werden (siehe DISCO-Ausrüstung). In Zukunft kann die Scheibenausbeute mit zunehmender Reife der Laser-Stripping-Technologie weiter verbessert werden. Gleichzeitig kann das Laser-Strippen auch die Effizienz des Schneidens erheblich verbessern. Laut Marktforschung schneidet der Branchenführer DISCO eine Scheibe in etwa 10–15 Minuten, was deutlich effizienter ist als das derzeitige Mörteldrahtschneiden von 60 Minuten pro Scheibe.
Die Prozessschritte des herkömmlichen Drahtschneidens von Siliziumkarbidsubstraten sind: Drahtschneiden – Grobschleifen – Feinschleifen – Grobpolieren und Feinpolieren. Nachdem der Laser-Abisolierprozess das Drahtschneiden ersetzt hat, wird der Dünnungsprozess anstelle des Schleifprozesses verwendet, was den Scheibenverlust reduziert und die Verarbeitungseffizienz verbessert. Der Laser-Strippprozess zum Schneiden, Schleifen und Polieren von Siliziumkarbid-Substraten ist in drei Schritte unterteilt: Laser-Oberflächenscannen – Substrat-Strippen – Blockabflachung: Beim Laser-Oberflächenscannen werden ultraschnelle Laserimpulse verwendet, um die Oberfläche des Blocks zu bearbeiten, um eine modifizierte Form zu bilden Schicht innerhalb des Barrens; Beim Substratablösen wird das Substrat über der modifizierten Schicht durch physikalische Methoden vom Barren getrennt. Beim Abflachen des Barrens wird die modifizierte Schicht auf der Oberfläche des Barrens entfernt, um die Ebenheit der Barrenoberfläche sicherzustellen.
Siliziumkarbid-Laser-Strippprozess
2. Internationaler Fortschritt in der Laser-Stripping-Technologie und beteiligte Unternehmen der Branche
Das Laser-Stripping-Verfahren wurde erstmals von ausländischen Unternehmen übernommen: Im Jahr 2016 entwickelte das japanische Unternehmen DISCO eine neue Laser-Slicing-Technologie KABRA, die eine Trennschicht bildet und Wafer in einer bestimmten Tiefe trennt, indem sie den Barren kontinuierlich mit Laser bestrahlt, was für verschiedene Zwecke verwendet werden kann Arten von SiC-Barren. Im November 2018 erwarb Infineon Technologies für 124 Millionen Euro die Siltectra GmbH, ein Wafer-Schneid-Startup. Letzterer entwickelte das Cold-Split-Verfahren, das eine patentierte Lasertechnologie nutzt, um den Spaltbereich zu definieren, spezielle Polymermaterialien zu beschichten, durch Systemkühlung verursachte Spannungen zu kontrollieren, Materialien präzise zu spalten und zu schleifen und zu reinigen, um das Schneiden von Wafern zu erreichen.
In den letzten Jahren sind auch einige inländische Unternehmen in die Branche der Laserabisoliergeräte eingestiegen: Die wichtigsten Unternehmen sind Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation und das Institut für Halbleiter der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Unter ihnen sind die börsennotierten Unternehmen Han's Laser und Delong Laser schon seit langem im Aufbau und ihre Produkte werden von Kunden überprüft, aber das Unternehmen verfügt über viele Produktlinien und Laser-Abisoliergeräte sind nur eines ihrer Geschäftsfelder. Die Produkte von aufstrebenden Stars wie West Lake Instrument wurden offiziell ausgeliefert; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, das Institut für Halbleiter der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und andere Unternehmen haben ebenfalls Fortschritte bei der Ausrüstung veröffentlicht.
3. Treibende Faktoren für die Entwicklung der Laser-Stripping-Technologie und der Rhythmus der Markteinführung
Die Preissenkung bei 6-Zoll-Siliziumkarbid-Substraten treibt die Entwicklung der Laser-Stripping-Technologie voran: Derzeit ist der Preis für 6-Zoll-Siliziumkarbid-Substrate unter 4.000 Yuan/Stück gefallen und nähert sich damit dem Selbstkostenpreis einiger Hersteller an. Der Laser-Stripping-Prozess weist eine hohe Ausbeute und hohe Rentabilität auf, was die Durchdringungsrate der Laser-Stripping-Technologie erhöht.
Das Ausdünnen von 8-Zoll-Siliziumkarbid-Substraten treibt die Entwicklung der Laser-Stripping-Technologie voran: Die Dicke von 8-Zoll-Siliziumkarbid-Substraten beträgt derzeit 500 µm und entwickelt sich in Richtung einer Dicke von 350 µm. Der Drahtschneideprozess ist bei der 8-Zoll-Siliziumkarbidverarbeitung nicht effektiv (die Substratoberfläche ist nicht gut) und die BOW- und WARP-Werte haben sich erheblich verschlechtert. Das Laser-Stripping gilt als notwendige Verarbeitungstechnologie für die Bearbeitung von 350-um-Siliziumkarbid-Substraten, was die Durchdringungsrate der Laser-Stripping-Technologie erhöht.
Markterwartungen: Laser-Entfernungsanlagen für SiC-Substrate profitieren von der Erweiterung von 8-Zoll-SiC und der Kostenreduzierung von 6-Zoll-SiC. Der aktuelle kritische Punkt der Branche rückt näher und die Entwicklung der Branche wird sich erheblich beschleunigen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.07.2024