Teknologi laser menerajui transformasi teknologi pemprosesan substrat silikon karbida

 

1. Gambaran keseluruhan tentangsubstrat silikon karbidateknologi pemprosesan

arussubstrat silikon karbida langkah-langkah pemprosesan termasuk: mengisar bulatan luar, menghiris, chamfering, mengisar, menggilap, membersihkan, dan lain-lain. Menghiris adalah langkah penting dalam pemprosesan substrat semikonduktor dan langkah utama dalam menukar jongkong kepada substrat. Pada masa ini, pemotongansubstrat silikon karbidaterutamanya pemotongan wayar. Pemotongan buburan pelbagai wayar adalah kaedah pemotongan wayar terbaik pada masa ini, tetapi masih terdapat masalah kualiti pemotongan yang lemah dan kehilangan pemotongan yang besar. Kehilangan pemotongan wayar akan meningkat dengan peningkatan saiz substrat, yang tidak kondusif untuksubstrat silikon karbidapengilang untuk mencapai pengurangan kos dan peningkatan kecekapan. Dalam proses memotong8-inci silikon karbida substrat, bentuk permukaan substrat yang diperoleh melalui pemotongan wayar adalah buruk, dan ciri berangka seperti WARP dan BOW adalah tidak baik.

Menghiris adalah langkah utama dalam pembuatan substrat semikonduktor. Industri sentiasa mencuba kaedah pemotongan baharu, seperti pemotongan wayar berlian dan pelucutan laser. Teknologi pelucutan laser telah sangat dicari baru-baru ini. Pengenalan teknologi ini mengurangkan kehilangan pemotongan dan meningkatkan kecekapan pemotongan daripada prinsip teknikal. Penyelesaian pelucutan laser mempunyai keperluan yang tinggi untuk tahap automasi dan memerlukan teknologi penipisan untuk bekerjasama dengannya, yang selaras dengan arah pembangunan masa depan pemprosesan substrat silikon karbida. Hasil hirisan pemotongan dawai mortar tradisional biasanya 1.5-1.6. Pengenalan teknologi pelucutan laser boleh meningkatkan hasil kepingan kepada kira-kira 2.0 (rujuk peralatan DISCO). Pada masa hadapan, apabila kematangan teknologi pelucutan laser meningkat, hasil hirisan boleh dipertingkatkan lagi; pada masa yang sama, pelucutan laser juga boleh meningkatkan kecekapan penghirisan. Menurut penyelidikan pasaran, peneraju industri DISCO memotong sekeping dalam kira-kira 10-15 minit, yang jauh lebih cekap daripada pemotongan wayar mortar semasa selama 60 minit setiap keping.

Langkah-langkah proses pemotongan dawai tradisional substrat silikon karbida ialah: pemotongan wayar-pengisaran kasar-pengisaran halus-penggilap kasar dan penggilap halus. Selepas proses pelucutan laser menggantikan pemotongan wayar, proses penipisan digunakan untuk menggantikan proses pengisaran, yang mengurangkan kehilangan kepingan dan meningkatkan kecekapan pemprosesan. Proses pelucutan laser pemotongan, pengisaran dan penggilapan substrat silikon karbida dibahagikan kepada tiga langkah: pengimbasan permukaan laser-pelucutan substrat-perataan jongkong: pengimbasan permukaan laser adalah menggunakan denyutan laser ultrafast untuk memproses permukaan jongkong untuk membentuk yang diubah suai. lapisan di dalam jongkong; pelucutan substrat adalah untuk memisahkan substrat di atas lapisan yang diubah suai daripada jongkong dengan kaedah fizikal; meratakan jongkong adalah untuk mengeluarkan lapisan yang diubah suai pada permukaan jongkong untuk memastikan kerataan permukaan jongkong.
Proses pelucutan laser silikon karbida

 

2. Kemajuan antarabangsa dalam teknologi pelucutan laser dan syarikat yang mengambil bahagian dalam industri

Proses pelucutan laser pertama kali diterima pakai oleh syarikat luar negara: Pada 2016, DISCO Jepun membangunkan teknologi penghirisan laser baharu KABRA, yang membentuk lapisan pemisah dan memisahkan wafer pada kedalaman tertentu dengan menyinari jongkong secara berterusan dengan laser, yang boleh digunakan untuk pelbagai jenis jongkong SiC. Pada November 2018, Infineon Technologies memperoleh Siltectra GmbH, sebuah syarikat permulaan pemotongan wafer, dengan harga 124 juta euro. Yang terakhir membangunkan proses Cold Split, yang menggunakan teknologi laser yang dipatenkan untuk menentukan julat pemisahan, menyalut bahan polimer khas, tekanan akibat penyejukan sistem kawalan, bahan pecah dengan tepat, dan mengisar dan bersih untuk mencapai pemotongan wafer.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa syarikat domestik juga telah memasuki industri peralatan pelucutan laser: syarikat utama ialah Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation dan Institut Semikonduktor Akademi Sains China. Antaranya, syarikat tersenarai Han's Laser dan Delong Laser telah lama berada dalam susun atur, dan produk mereka sedang disahkan oleh pelanggan, tetapi syarikat itu mempunyai banyak barisan produk, dan peralatan pelucutan laser hanyalah salah satu daripada perniagaan mereka. Produk bintang yang semakin meningkat seperti West Lake Instrument telah mencapai penghantaran pesanan rasmi; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Institut Semikonduktor Akademi Sains China dan syarikat lain juga telah mengeluarkan kemajuan peralatan.

 

3. Faktor pemacu untuk pembangunan teknologi pelucutan laser dan rentak pengenalan pasaran

Pengurangan harga substrat silikon karbida 6 inci memacu perkembangan teknologi pelucutan laser: Pada masa ini, harga substrat silikon karbida 6 inci telah jatuh di bawah 4,000 yuan/keping, menghampiri harga kos sesetengah pengeluar. Proses pelucutan laser mempunyai kadar hasil yang tinggi dan keuntungan yang kukuh, yang mendorong kadar penembusan teknologi pelucutan laser meningkat.

Penipisan substrat silikon karbida 8-inci memacu pembangunan teknologi pelucutan laser: Ketebalan substrat silikon karbida 8-inci pada masa ini ialah 500um, dan berkembang ke arah ketebalan 350um. Proses pemotongan wayar tidak berkesan dalam pemprosesan silikon karbida 8 inci (permukaan substrat tidak baik), dan nilai BOW dan WARP telah merosot dengan ketara. Pelucutan laser dianggap sebagai teknologi pemprosesan yang diperlukan untuk pemprosesan substrat silikon karbida 350um, yang mendorong kadar penembusan teknologi pelucutan laser meningkat.

Jangkaan pasaran: Peralatan pelucutan laser substrat SiC mendapat manfaat daripada pengembangan SiC 8 inci dan pengurangan kos SiC 6 inci. Titik kritikal industri semasa semakin hampir, dan pembangunan industri akan dipercepatkan dengan pesat.