Η τεχνολογία λέιζερ οδηγεί στον μετασχηματισμό της τεχνολογίας επεξεργασίας υποστρώματος καρβιδίου του πυριτίου

 

1. Επισκόπηση τουυπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίουτεχνολογία επεξεργασίας

Το ρεύμαυπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίου Τα βήματα επεξεργασίας περιλαμβάνουν: λείανση του εξωτερικού κύκλου, τεμαχισμό, λοξότμηση, λείανση, στίλβωση, καθαρισμός κ.λπ. Ο τεμαχισμός είναι ένα σημαντικό βήμα στην επεξεργασία του υποστρώματος ημιαγωγών και ένα βασικό βήμα για τη μετατροπή του πλινθώματος στο υπόστρωμα. Προς το παρόν, η κοπή τουυποστρώματα καρβιδίου του πυριτίουείναι κυρίως κοπή καλωδίων. Η κοπή με πολτό με πολλά σύρματα είναι η καλύτερη μέθοδος κοπής καλωδίων επί του παρόντος, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν προβλήματα κακής ποιότητας κοπής και μεγάλης απώλειας κοπής. Η απώλεια της κοπής του σύρματος θα αυξηθεί με την αύξηση του μεγέθους του υποστρώματος, το οποίο δεν ευνοεί τουπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίουκατασκευαστές να επιτύχουν μείωση κόστους και βελτίωση της απόδοσης. Στη διαδικασία κοπήςΚαρβίδιο του πυριτίου 8 ιντσών υποστρώματα, το σχήμα της επιφάνειας του υποστρώματος που λαμβάνεται με την κοπή σύρματος είναι φτωχό και τα αριθμητικά χαρακτηριστικά όπως το WARP και το BOW δεν είναι καλά.

Ο τεμαχισμός είναι ένα βασικό βήμα στην κατασκευή υποστρώματος ημιαγωγών. Η βιομηχανία δοκιμάζει συνεχώς νέες μεθόδους κοπής, όπως η κοπή συρμάτων με διαμάντια και η απογύμνωση με λέιζερ. Η τεχνολογία απογύμνωσης με λέιζερ έχει αναζητηθεί ιδιαίτερα πρόσφατα. Η εισαγωγή αυτής της τεχνολογίας μειώνει τις απώλειες κοπής και βελτιώνει την απόδοση κοπής από την τεχνική αρχή. Η λύση απογύμνωσης λέιζερ έχει υψηλές απαιτήσεις για το επίπεδο αυτοματισμού και απαιτεί τεχνολογία αραίωσης για να συνεργαστεί μαζί της, η οποία είναι σύμφωνη με τη μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης της επεξεργασίας υποστρώματος καρβιδίου του πυριτίου. Η απόδοση σε φέτες της παραδοσιακής κοπής σύρματος κονιάματος είναι γενικά 1,5-1,6. Η εισαγωγή της τεχνολογίας απογύμνωσης με λέιζερ μπορεί να αυξήσει την απόδοση της φέτας σε περίπου 2,0 (ανατρέξτε στον εξοπλισμό DISCO). Στο μέλλον, καθώς αυξάνεται η ωριμότητα της τεχνολογίας απογύμνωσης με λέιζερ, η απόδοση της φέτας μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω. Ταυτόχρονα, η απογύμνωση με λέιζερ μπορεί επίσης να βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα του τεμαχισμού. Σύμφωνα με έρευνα αγοράς, η κορυφαία εταιρεία του κλάδου DISCO κόβει μια φέτα σε περίπου 10-15 λεπτά, η οποία είναι πολύ πιο αποτελεσματική από την τρέχουσα κοπή σύρματος κονιάματος 60 λεπτών ανά φέτα.

Τα στάδια της διαδικασίας της παραδοσιακής κοπής σύρματος υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου είναι: κοπή σύρματος-τραχύ λείανση-λεπτή λείανση-τραχύ γυάλισμα και λεπτό γυάλισμα. Αφού η διαδικασία απογύμνωσης με λέιζερ αντικαταστήσει την κοπή σύρματος, η διαδικασία αραίωσης χρησιμοποιείται για την αντικατάσταση της διαδικασίας λείανσης, η οποία μειώνει την απώλεια φετών και βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας. Η διαδικασία απογύμνωσης με λέιζερ της κοπής, λείανσης και στίλβωσης υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου χωρίζεται σε τρία στάδια: σάρωση επιφάνειας με λέιζερ - απογύμνωση υποστρώματος - ισοπέδωση πλινθίων: Η σάρωση επιφάνειας λέιζερ είναι η χρήση εξαιρετικά ταχέων παλμών λέιζερ για την επεξεργασία της επιφάνειας του πλινθώματος για να σχηματιστεί ένα τροποποιημένο στρώμα στο εσωτερικό του πλινθώματος. Η απογύμνωση του υποστρώματος είναι ο διαχωρισμός του υποστρώματος πάνω από το τροποποιημένο στρώμα από το πλινθίο με φυσικές μεθόδους. Η ισοπέδωση του πλινθώματος είναι η αφαίρεση του τροποποιημένου στρώματος στην επιφάνεια του πλινθώματος για να διασφαλιστεί η επιπεδότητα της επιφάνειας του πλινθώματος.
Διαδικασία απογύμνωσης με λέιζερ καρβιδίου του πυριτίου

 

2. Διεθνής πρόοδος στην τεχνολογία απογύμνωσης λέιζερ και εταιρείες που συμμετέχουν στη βιομηχανία

Η διαδικασία απογύμνωσης με λέιζερ υιοθετήθηκε για πρώτη φορά από υπερπόντιες εταιρείες: Το 2016, η DISCO της Ιαπωνίας ανέπτυξε μια νέα τεχνολογία κοπής λέιζερ KABRA, η οποία σχηματίζει ένα στρώμα διαχωρισμού και διαχωρίζει τις γκοφρέτες σε καθορισμένο βάθος ακτινοβολώντας συνεχώς το πλινθίο με λέιζερ, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορα τύπους πλινθωμάτων SiC. Τον Νοέμβριο του 2018, η Infineon Technologies εξαγόρασε τη Siltectra GmbH, μια startup κοπής γκοφρετών, έναντι 124 εκατομμυρίων ευρώ. Ο τελευταίος ανέπτυξε τη διαδικασία Cold Split, η οποία χρησιμοποιεί πατενταρισμένη τεχνολογία λέιζερ για να ορίσει το εύρος διαχωρισμού, να επικαλύψει ειδικά πολυμερή υλικά, το σύστημα ελέγχου που προκαλείται από ψύξη της πίεσης, να μοιράσει με ακρίβεια τα υλικά και να αλέσει και να καθαρίσει για να πετύχει την κοπή γκοφρέτας.

Τα τελευταία χρόνια, ορισμένες εγχώριες εταιρείες έχουν εισέλθει επίσης στη βιομηχανία εξοπλισμού απογύμνωσης λέιζερ: οι κύριες εταιρείες είναι η Han's Laser, η Delong Laser, η West Lake Instrument, η Universal Intelligence, η China Electronics Technology Group Corporation και το Institute of Semiconductors της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών. Μεταξύ αυτών, οι εισηγμένες εταιρείες Han's Laser και Delong Laser είναι σε διάταξη εδώ και πολύ καιρό και τα προϊόντα τους επαληθεύονται από πελάτες, αλλά η εταιρεία έχει πολλές σειρές προϊόντων και ο εξοπλισμός απογύμνωσης λέιζερ είναι μόνο μία από τις επιχειρήσεις τους. Τα προϊόντα ανερχόμενων αστεριών όπως η West Lake Instrument έχουν επιτύχει επίσημες αποστολές παραγγελιών. Η Universal Intelligence, η China Electronics Technology Group Corporation 2, το Ινστιτούτο Ημιαγωγών της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και άλλες εταιρείες έχουν επίσης δημοσιεύσει την πρόοδο του εξοπλισμού.

 

3. Οδηγοί για την ανάπτυξη της τεχνολογίας απογύμνωσης με λέιζερ και ο ρυθμός εισαγωγής στην αγορά

Η μείωση της τιμής των υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου 6 ιντσών οδηγεί την ανάπτυξη της τεχνολογίας απογύμνωσης λέιζερ: Προς το παρόν, η τιμή των υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου 6 ιντσών έχει πέσει κάτω από 4.000 γιουάν/τεμάχιο, πλησιάζοντας την τιμή κόστους ορισμένων κατασκευαστών. Η διαδικασία απογύμνωσης με λέιζερ έχει υψηλό ποσοστό απόδοσης και ισχυρή κερδοφορία, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του ποσοστού διείσδυσης της τεχνολογίας απογύμνωσης λέιζερ.

Η αραίωση των υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου 8 ιντσών οδηγεί στην ανάπτυξη της τεχνολογίας απογύμνωσης με λέιζερ: Το πάχος των υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου 8 ιντσών είναι επί του παρόντος 500um και αναπτύσσεται σε πάχος 350um. Η διαδικασία κοπής σύρματος δεν είναι αποτελεσματική στην επεξεργασία καρβιδίου του πυριτίου 8 ιντσών (η επιφάνεια του υποστρώματος δεν είναι καλή) και οι τιμές BOW και WARP έχουν επιδεινωθεί σημαντικά. Η απογύμνωση με λέιζερ θεωρείται ως απαραίτητη τεχνολογία επεξεργασίας για την επεξεργασία υποστρώματος καρβιδίου του πυριτίου 350 m, η οποία οδηγεί σε αύξηση του ρυθμού διείσδυσης της τεχνολογίας απογύμνωσης λέιζερ.

Προσδοκίες αγοράς: Ο εξοπλισμός απογύμνωσης λέιζερ υποστρώματος SiC επωφελείται από την επέκταση του SiC 8 ιντσών και τη μείωση του κόστους του SiC 6 ιντσών. Το τρέχον κρίσιμο σημείο του κλάδου πλησιάζει και η ανάπτυξη του κλάδου θα επιταχυνθεί σημαντικά.