레이저 슬라이싱은 미래에 8인치 실리콘 탄화물을 절단하는 주류 기술이 될 것입니다.
Q: 실리콘 카바이드 슬라이싱 처리에 대한 주요 기술은 무엇입니까?
A: 실리콘 탄화수소 는 다이아몬드 에 이어 두 번째로 딱딱 하며, 딱딱 하고 부서지기 쉬운 물질 이다.자란 결정 을 잎 으로 잘라내는 과정 은 오래 걸리고 찢어지기 쉽다실리콘 카바이드 단일 결정의 가공의 첫 번째 과정으로서, 슬라이싱의 성능은 후속 밀링, 롤링, 희석 및 기타 가공 수준을 결정합니다.슬라이싱 처리는 웨이퍼의 표면과 하부 표면에 균열을 일으킬 가능성이 있습니다., 웨이퍼의 깨지기 속도와 제조 비용을 증가시킵니다. 따라서,웨이퍼 슬라이싱의 표면 균열 손상을 제어하는 것은 실리콘 카바이드 장치 제조 기술의 개발을 촉진하는 데 큰 의미가 있습니다.현재 보고된 실리콘 카바이드 슬라이싱 처리 기술에는 주로 통합, 자유 가려진 슬라이싱, 레이저 절단, 냉 분리 및 전기 방출 슬라이싱,그 중 다이아몬드 통합 가려진 복수선 절단 (reciprocating diamond consolidated abrasive multi-wire cutting) 은 실리콘 카바이드 단일 결정의 가공에 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.크리스탈 링고트의 크기가 8인치 이상이면, 와이어 절단 장비에 대한 요구 사항은 매우 높고, 비용은 또한 매우 높고, 효율은 너무 낮습니다.새로운 절단 기술 개발이 절단 기술 개발이 절단 기술, 저손실과 높은 효율성.
ZMSH의 SiC 크리스탈 잉글릿
Q: 전통적인 다선 절단 기술에 비해 레이저 절단 기술의 장점은 무엇입니까?
A: 전통적인 와이어 절단 과정에서는 실리콘 카바이드 잉글릿을 특정 방향으로 몇 백 미크론의 두께의 얇은 시트로 절단해야합니다.이 시트 다음 다이아몬드 밀링 액체로 깎아 도구 표시와 표면 하부 균열 손상을 제거하고 필요한 두께에 도달그 후, CMP 롤링은 글로벌 평형화를 달성하기 위해 수행되며 마지막으로 실리콘 카바이드 웨이퍼가 청소됩니다.실리콘카바이드가 고강도와 깨지기 쉬운 물질이기 때문에, 그것은 절단, 밀링 및 닦는 동안 왜곡과 균열에 유연하며 이는 웨이퍼의 깨지기 속도와 제조 비용을 증가시킵니다.표면 및 인터페이스 거칠성이 높습니다., 그리고 오염은 심각합니다 (먼지와 폐수와 같이). 또한, 멀티 와이어 절단 처리 주기는 길고 생산량은 낮습니다.전통적인 다선 절단 방법은 전체 재료 활용률이 50%에 불과하다고 추정됩니다., 닦고 닦은 후 절단 손실 비율은 75%에 달합니다. 해외의 초기 생산 통계는 24 시간 연속 병렬 생산으로,약 273일이 걸립니다.1,000개, 이는 비교적 긴 시간입니다.
현재 대부분의 국내 실리콘 카바이드 결정 성장 기업은 "생산을 어떻게 증가시킬 것인가"의 접근 방식을 채택하고 결정 성장 오븐의 수를 크게 증가시킵니다. 사실,크리스탈 성장 기술이 아직 완전히 성숙하지 않은 상태에서 상대적으로 낮은 수확률레이저 슬라이싱 장비의 도입은 손실을 크게 줄이고 생산 효율성을 높일 수 있습니다.예를 들어 20mm의 SiC 잉글을 한 개로 들자면, 30 350um 웨이퍼는 철톱을 사용하여 생산 할 수 있으며, 50 개 이상의 웨이퍼는 레이저 슬라이싱 기술을 사용하여 생산 할 수 있습니다.레이저 슬라이싱으로 생산된 웨이퍼의 더 나은 기하학적 특성으로 인해, 단일 웨이퍼의 두께는 200um까지 줄일 수 있으며, 이는 웨이퍼의 수를 더욱 증가시킵니다. 하나의 20mm SiC 잉글로는 80개가 넘는 웨이퍼를 생산할 수 있습니다.전통적인 멀티 와이어 절단 기술은 6 인치 이하의 실리콘 탄화물에서 널리 적용되었습니다하지만, 8인치 실리콘 카바이드 절단에는 10~15일이 걸립니다.대용량 레이저 슬라이싱의 기술적 이점은 명백해지고 미래에 8인치 절단의 주류 기술이 될 것입니다.8인치 실리콘 카바이드 잉글의 레이저 절개는 조각 당 20분 미만의 단일 조각 절단 시간을 달성 할 수 있으며, 단일 조각 절단 손실은 60um 내에 제어됩니다.
ZMSH의 SiC 크리스탈 잉글릿
전반적으로, 멀티 와이어 절단 기술에 비해 레이저 절단 기술은 높은 효율성과 속도, 높은 절단 속도, 낮은 재료 손실 및 청결성 등의 장점이 있습니다.
Q: 실리콘 탄화물 레이저 절단 기술의 주요 어려움은 무엇입니까?
A: 실리콘 카비드 레이저 절단 기술의 주요 과정은 레이저 수정 및 웨이퍼 분리 두 단계로 구성됩니다.
레이저 수정의 핵심은 레이저 빔을 형성하고 최적화하는 것입니다. 레이저 전력, 점 지름,그리고 스캔 속도 모두 실리콘 탄화물 절제 수정 및 후속 웨이퍼 분리 효과에 영향을변형 구역의 기하학적 차이는 표면 거칠성과 그 후 분리 난이도를 결정합니다.높은 표면 거칠기는 후속 밀링의 어려움을 증가하고 재료 손실을 증가시킬 것입니다.
레이저 수정 후 웨이퍼의 분리 주로 절단 힘에 의존하여 냉각 균열 및 기계적 팽창 힘과 같은 절단 웨이퍼를 인고트에서 벗겨냅니다. 현재,국내 제조업체의 연구 개발은 주로 울타리 변환기를 사용하여 진동으로 분리합니다., 분해와 칩링과 같은 문제를 초래할 수 있으며, 이로 인해 완제품의 양이 감소합니다.
위의 두 단계는 대부분의 연구 개발 부대에 큰 어려움을 초래하지 않을 것입니다.다양한 결정 성장 제조업체에서 결정 잉크의 다른 과정과 도핑으로 인해또는, 단일 결정 진구의 내부 도핑과 스트레스가 불균형이라면, 그것은 결정 진구의 조각의 어려움을 증가시킬 것입니다.손실을 증가시키고 완제품의 생산량을 줄입니다.다양한 탐지 방법을 통해 식별하고 지역 레이저 스캔 슬라이싱을 수행하는 것만으로 효율성과 슬라이스 품질을 향상시키는 데 중요한 영향을 미치지 않을 수 있습니다.혁신적인 방법과 기술을 개발하는 방법, 절단 프로세스 매개 변수를 최적화그리고 개발 레이저 썰기 장비와 다양한 제조업체의 다양한 품질의 크리스탈 잉크를 위한 보편적인 프로세스를 가진 기술을 대규모 응용의 핵심입니다.
질문: 실리콘 탄화물 이외에도 레이저 썰기 기술을 다른 반도체 재료의 절단에 적용 할 수 있습니까?
A: 초기 레이저 절단 기술은 다양한 재료 분야에서 적용되었습니다. 반도체 분야에서 주로 칩 웨이퍼를 쪼개는데 사용되었습니다. 현재,그것은 큰 크기의 단일 결정의 슬라이싱으로 확장되었습니다실리콘 탄화물 외에도 다이아몬드, 갈륨 질소 및 갈륨 산화질과 같은 싱글 크리스탈 물질과 같은 고 강도 또는 부서지기 쉬운 물질을 잘라내는 데 사용할 수 있습니다.난징대학교의 연구팀은 이 여러 반도체 단일 결정들을 잘라내는 데 많은 예비 작업을 했습니다., 반도체 단일 크리스탈에 대한 레이저 슬라이싱 기술의 실현 가능성과 장점을 확인합니다.
ZMSH의 다이아몬드 웨이퍼 & GaN 웨이퍼
Q: 현재 우리 나라에서 성숙한 레이저 슬라이싱 장비 제품이 있습니까? 현재이 장치의 연구 개발 단계는 무엇입니까?
A: 대형 크기의 실리콘 카바이드 레이저 썰기 장비는 산업계에서 8인치 실리콘 카바이드 잉글릿을 썰기 위한 핵심 장비로 간주됩니다.큰 크기의 실리콘 카비드 잉크 레이저 썰기 장비는 일본에서만 제공 할 수 있습니다.이 장비는 비싸고 중국에 대한 제재 대상이 됩니다. 연구에 따르면, 레이저 슬라이싱/밀어 가공 장비에 대한 국내 수요는 약 1,600만 원에 달할 것으로 추정됩니다.1000개 단위 와이어 절단 단위 수와 계획된 실리콘 카바이드 생산량현재 한의 레이저, 델롱 레이저, 장수 제너럴과 같은 국내 기업들은 관련 제품 개발에 막대한 돈을 투자했습니다.그러나 아직 생산 라인에는 숙련된 국내 상업 장비가 적용되지 않았습니다..
2001년 초, the team led by Academician Zhang Rong and Professor Xiu Xiangqian from Nanjing University developed a laser exfoliation technology for gallium nitride substrates with independent intellectual property rights, 풍부한 연구 기반을 축적했습니다. 지난 1 년 동안 우리는이 기술을 대용량 실리콘 카바이드 레이저 절단 및 희석에 적용했습니다.우리는 프로토타입 장비의 개발과 슬라이싱 프로세스 연구 개발을 완료했습니다., 4-6 인치 반 단열성 실리콘 카바이드 웨이퍼의 절단 및 희석 및 6-8 인치 전도성 실리콘 카바이드 잉글릿의 슬라이싱을 달성합니다.6-8 인치 반 단열성 실리콘 탄화탄의 슬라이싱 시간은 슬라이스 당 10-15 분입니다, 단 조각 손실이 30μm 미만. 6-8 인치 전도성 실리콘 탄화물 잉글릿의 단 조각 절단 시간은 단 조각 손실이 60um 미만인 단 조각 당 14-20 분입니다.생산률은 50% 이상 증가 할 수 있다고 추정됩니다.슬라이싱 및 밀링 및 롤링 후, 실리콘 카바이드 웨이퍼의 기하학적 매개 변수는 국가 표준에 적합합니다.연구 결과는 또한 레이저 썰기 동안 열 효과는 실리콘 카바이드의 스트레스와 기하학적 매개 변수에 중요한 영향을 미치지 않는다는 것을 보여줍니다.이 장비를 이용해서 우리는 다이아몬드, 갈륨 질소, 갈륨 산화물의 단일 결정의 슬라이싱 기술에 대한 타당성 검증 연구를 진행했습니다.
실리콘 카바이드 웨이퍼 가공 기술의 혁신적인 리더로서, ZMSH는 8인치 실리콘 카바이드 레이저 슬라이싱의 핵심 기술을 마스터하는 데 주도권을 잡았습니다.독립적으로 개발된 고 정밀 레이저 변조 시스템과 지능형 열 관리 기술을 통해, 그것은 잘라내는 속도를 50% 이상 증가시키고 재료 손실을 100μm 내로 줄임으로써 업계에서 돌파구를 성공적으로 달성했습니다.우리의 레이저 슬라이싱 솔루션은 자외선 초단 펄스 레이저를 사용 합니다, 절단 깊이와 열에 영향을받는 구역을 정확하게 제어 할 수 있으며, 웨이퍼의 TTV가 5μm 내로 제어되고 오차 밀도가 103cm−2 미만임을 보장합니다.8인치 실리콘 카바이드 기판의 대량 생산에 대한 신뢰할 수 있는 기술 지원을 제공현재 이 기술은 자동차 수준의 검증을 통과했으며 새로운 에너지와 5G 통신 분야에서 산업적으로 적용되고 있습니다.
다음은 SiC 4H-N & SEMI형 ZMSH입니다.
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