Лазерна технологія веде трансформацію технології обробки підкладки з карбіду кремнію

 

1. Оглядпідкладка з карбіду кремніютехнологія обробки

Поточнийпідкладка з карбіду кремнію Етапи обробки включають: шліфування зовнішнього кола, нарізання, зняття фаски, шліфування, полірування, очищення тощо. Нарізання є важливим етапом у обробці напівпровідникової підкладки та ключовим етапом у перетворенні злитка на підкладку. В даний час проводиться розрізка спідкладки з карбіду кремніюв основному різання дроту. Різання шламу кількома дротами є найкращим методом різання дроту на даний момент, але все ще існують проблеми низької якості різання та великих втрат при різанні. Втрати при різанні дроту збільшаться зі збільшенням розміру підкладки, що не сприяєпідкладка з карбіду кремніювиробників для досягнення зниження витрат і підвищення ефективності. В процесі різання8-дюймовий карбід кремнію підкладки, форма поверхні підкладки, отриманої різанням дроту, погана, а числові характеристики, такі як WARP і BOW, погані.

Нарізка є ключовим етапом у виробництві напівпровідникової підкладки. Промисловість постійно випробовує нові методи різання, такі як різання алмазним дротом і лазерне зачищення. Технологія лазерної зачистки останнім часом користується великим попитом. Впровадження цієї технології зменшує втрати при різанні та підвищує ефективність різання з технічного принципу. Рішення для лазерної зачистки висуває високі вимоги до рівня автоматизації та вимагає, щоб технологія тонкої обробки співпрацювала з ним, що відповідає майбутньому напрямку розвитку обробки підкладок з карбіду кремнію. Вихід зрізу традиційного розчинного дроту зазвичай становить 1,5-1,6. Запровадження технології лазерної зачистки може збільшити вихід шматочків приблизно до 2,0 (див. обладнання DISCO). У майбутньому, оскільки зрілість технології лазерного видалення буде зростати, вихід зрізу може бути ще більше покращений; в той же час, лазерна зачистка також може значно підвищити ефективність нарізки. Згідно з дослідженнями ринку, лідер галузі DISCO нарізає шматок приблизно за 10-15 хвилин, що набагато ефективніше, ніж поточне різання дротом із розчину, яке триває 60 хвилин на шматок.

Етапи процесу традиційного дротяного різання підкладок з карбіду кремнію: різання дроту – грубе шліфування – тонке шліфування – грубе полірування та тонке полірування. Після того, як процес лазерної зачистки замінює різання дроту, процес потоншення використовується для заміни процесу шліфування, що зменшує втрати зрізів і покращує ефективність обробки. Процес лазерного зачистки різання, шліфування та полірування підкладок з карбіду кремнію поділяється на три етапи: лазерне сканування поверхні – зачистка підкладки – вирівнювання зливка: лазерне сканування поверхні полягає у використанні надшвидких лазерних імпульсів для обробки поверхні зливка для формування модифікованої форми. шар всередині злитка; зачистка підкладки полягає у відділенні підкладки над модифікованим шаром від злитка фізичними методами; сплющування зливка полягає у видаленні модифікованого шару на поверхні зливка для забезпечення рівності поверхні зливка.
Процес лазерного зняття карбіду кремнію

 

2. Міжнародний прогрес у технології лазерного видалення та промислові компанії-учасники

Процес лазерної зачистки вперше застосували закордонні компанії: у 2016 році японська DISCO розробила нову технологію лазерного нарізання KABRA, яка утворює розділовий шар і відокремлює пластини на заданій глибині шляхом постійного опромінення зливка лазером, який можна використовувати для різних типи злитків SiC. У листопаді 2018 року Infineon Technologies придбала Siltectra GmbH, стартап з виробництва пластин, за 124 мільйони євро. Останній розробив процес холодного розщеплення, який використовує запатентовану лазерну технологію для визначення діапазону розщеплення, покриття спеціальних полімерних матеріалів, системи контролю напруги, спричиненої охолодженням, точного розколювання матеріалів, а також шліфування та очищення для різання пластин.

В останні роки деякі вітчизняні компанії також вийшли на виробництво обладнання для лазерної зачистки: основними компаніями є Han's Laser, Delong Laser, West Lake Instrument, Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation та Інститут напівпровідників Китайської академії наук. Серед них компанії Han's Laser і Delong Laser, зареєстровані на біржі, вже давно розробляються, і їхня продукція перевіряється клієнтами, але компанія має багато продуктових ліній, а обладнання для лазерної зачистки є лише одним із їхніх видів діяльності. Продукти нових зірок, таких як West Lake Instrument, отримали офіційні замовлення; Universal Intelligence, China Electronics Technology Group Corporation 2, Інститут напівпровідників Китайської академії наук та інші компанії також оприлюднили прогрес обладнання.

 

3. Рушійні фактори для розвитку технології лазерного видалення та ритм виведення на ринок

Зниження ціни на 6-дюймові підкладки з карбіду кремнію стимулює розвиток технології лазерного видалення: наразі ціна на 6-дюймові підкладки з карбіду кремнію впала нижче 4000 юанів за штуку, наближаючись до собівартості деяких виробників. Процес лазерного видалення має високу продуктивність і високу прибутковість, що сприяє збільшенню рівня проникнення технології лазерного видалення.

Потоншення 8-дюймових підкладок з карбіду кремнію стимулює розвиток технології лазерного видалення: товщина 8-дюймових підкладок з карбіду кремнію наразі становить 500 мкм і поступово досягає 350 мкм. Процес різання дроту неефективний при обробці 8-дюймового карбіду кремнію (поверхня підкладки погана), а значення BOW і WARP значно погіршилися. Лазерне зачищення вважається необхідною технологією обробки для обробки підкладки з карбіду кремнію розміром 350 мкм, що підвищує швидкість проникнення технології лазерного зачищення.

Очікування ринку: Обладнання для лазерного видалення підкладки SiC виграє від розширення 8-дюймового SiC та зниження вартості 6-дюймового SiC. Поточна критична точка галузі наближається, і розвиток галузі значно прискориться.