1. Aperçu desubstrat en carbure de siliciumtechnologie de traitement
Le courantsubstrat en carbure de silicium les étapes de traitement comprennent : le meulage du cercle extérieur, le tranchage, le chanfreinage, le meulage, le polissage, le nettoyage, etc. Le tranchage est une étape importante dans le traitement du substrat semi-conducteur et une étape clé dans la conversion du lingot en substrat. À l'heure actuelle, la coupe desubstrats en carbure de siliciumest principalement la coupe au fil. La découpe de boues multifils est actuellement la meilleure méthode de découpe au fil, mais il existe encore des problèmes de mauvaise qualité de découpe et de pertes de découpe importantes. La perte de coupe du fil augmentera avec l'augmentation de la taille du substrat, ce qui n'est pas propice à lasubstrat en carbure de siliciumfabricants pour parvenir à une réduction des coûts et à une amélioration de l’efficacité. En train de couperCarbure de silicium de 8 pouces substrats, la forme de la surface du substrat obtenu par découpe au fil est mauvaise et les caractéristiques numériques telles que WARP et BOW ne sont pas bonnes.
Le découpage est une étape clé dans la fabrication des substrats semi-conducteurs. L'industrie essaie constamment de nouvelles méthodes de coupe, telles que la coupe au fil diamanté et le dénudage au laser. La technologie de décapage au laser a été très recherchée récemment. L'introduction de cette technologie réduit les pertes de coupe et améliore l'efficacité de coupe du point de vue technique. La solution de décapage laser a des exigences élevées en matière de niveau d'automatisation et nécessite une technologie d'amincissement pour coopérer avec elle, ce qui est conforme à l'orientation future du développement du traitement des substrats en carbure de silicium. Le rendement en tranches de la coupe traditionnelle au fil de mortier est généralement de 1,5 à 1,6. L'introduction de la technologie de décapage au laser peut augmenter le rendement des tranches jusqu'à environ 2,0 (voir l'équipement DISCO). À l'avenir, à mesure que la maturité de la technologie de décapage laser augmentera, le rendement des tranches pourrait être encore amélioré ; dans le même temps, le décapage au laser peut également améliorer considérablement l’efficacité du tranchage. Selon une étude de marché, le leader du secteur DISCO coupe une tranche en 10 à 15 minutes environ, ce qui est beaucoup plus efficace que la découpe actuelle au fil de mortier de 60 minutes par tranche.
Les étapes du processus de coupe au fil traditionnel des substrats en carbure de silicium sont : coupe au fil-meulage grossier-meulage fin-polissage grossier et polissage fin. Une fois que le processus de dénudage au laser remplace la coupe au fil, le processus d'amincissement est utilisé pour remplacer le processus de meulage, ce qui réduit la perte de tranches et améliore l'efficacité du traitement. Le processus de décapage laser de découpe, de meulage et de polissage des substrats en carbure de silicium est divisé en trois étapes : balayage laser de la surface-décapage du substrat-aplatissement du lingot : le balayage laser de la surface consiste à utiliser des impulsions laser ultrarapides pour traiter la surface du lingot afin de former un couche à l'intérieur du lingot ; le décapage du substrat consiste à séparer le substrat au-dessus de la couche modifiée du lingot par des méthodes physiques ; l'aplatissement du lingot consiste à éliminer la couche modifiée à la surface du lingot pour garantir la planéité de la surface du lingot.
Processus de décapage laser au carbure de silicium
2. Progrès internationaux dans la technologie de décapage laser et entreprises participantes de l’industrie
Le processus de décapage au laser a été adopté pour la première fois par des entreprises étrangères : en 2016, la société japonaise DISCO a développé une nouvelle technologie de découpage au laser KABRA, qui forme une couche de séparation et sépare les tranches à une profondeur spécifiée en irradiant continuellement le lingot avec un laser, qui peut être utilisée pour divers types de lingots de SiC. En novembre 2018, Infineon Technologies a acquis Siltectra GmbH, une startup de découpe de plaquettes, pour 124 millions d'euros. Ce dernier a développé le procédé Cold Split, qui utilise une technologie laser brevetée pour définir la plage de division, recouvrir des matériaux polymères spéciaux, contrôler les contraintes induites par le refroidissement du système, diviser avec précision les matériaux, puis meuler et nettoyer pour réaliser la découpe des plaquettes.
Ces dernières années, certaines entreprises nationales se sont également lancées dans l'industrie des équipements de dénudage laser : les principales entreprises sont Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation et l'Institut des semi-conducteurs de l'Académie chinoise des sciences. Parmi elles, les sociétés cotées Han's Laser et Delong Laser sont en activité depuis longtemps et leurs produits sont vérifiés par les clients, mais la société possède de nombreuses gammes de produits et l'équipement de décapage laser n'est qu'une de leurs activités. Les produits d'étoiles montantes telles que West Lake Instrument ont réalisé des expéditions de commandes formelles ; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, l'Institut des semi-conducteurs de l'Académie chinoise des sciences et d'autres sociétés ont également publié des progrès en matière d'équipement.
3. Facteurs déterminants pour le développement de la technologie de dénudage laser et rythme d’introduction sur le marché
La baisse des prix des substrats en carbure de silicium de 6 pouces stimule le développement de la technologie de décapage laser : à l'heure actuelle, le prix des substrats en carbure de silicium de 6 pouces est tombé en dessous de 4 000 yuans/pièce, se rapprochant du prix de revient de certains fabricants. Le processus de dénudage laser a un taux de rendement élevé et une forte rentabilité, ce qui entraîne une augmentation du taux de pénétration de la technologie de dénudage laser.
L'amincissement des substrats en carbure de silicium de 8 pouces est à l'origine du développement de la technologie de décapage laser : l'épaisseur des substrats en carbure de silicium de 8 pouces est actuellement de 500 um et évolue vers une épaisseur de 350 um. Le processus de coupe au fil n'est pas efficace dans le traitement du carbure de silicium de 8 pouces (la surface du substrat n'est pas bonne) et les valeurs BOW et WARP se sont considérablement détériorées. Le décapage laser est considéré comme une technologie de traitement nécessaire pour le traitement des substrats en carbure de silicium 350 um, ce qui entraîne une augmentation du taux de pénétration de la technologie de décapage laser.
Attentes du marché : les équipements de dénudage laser de substrat SiC bénéficient de l'expansion du SiC de 8 pouces et de la réduction des coûts du SiC de 6 pouces. Le point critique actuel de l’industrie approche et le développement de l’industrie sera considérablement accéléré.
Heure de publication : 08 juillet 2024