3세대 반도체 실리콘카바이드 등장, 새로운 웨이퍼 커팅 공정에 적용 가능할까?

정보기술의 급속한 발전과 고효율 전자소자에 대한 수요 증가로 인해 실리콘카바이드(SiC)로 대표되는 3세대 반도체 소재는 밴드갭 폭, 유전율, 열전도율, 최대 동작 특성 등의 장점을 가지고 점차 부각되고 있습니다. 온도. 그러나 탄화규소는 전형적인 단단하고 부서지기 쉬운 재료로 경도가 전통적인 실리콘 재료보다 훨씬 높으며 모스 경도는 9.2로 세계에서 가장 단단한 다이아몬드에 이어 두 번째로 높기 때문에 웨이퍼 제조 공정에 특정한 어려움이 있습니다.

현재 탄화규소 웨이퍼의 제조 공정은 절단 - 연삭 - 연마 - 세척으로 구분됩니다. 각 가공 단계에는 표면 손상 및 거칠기에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 이는 탄화 규소 단일 웨이퍼를 가공하는 주요 공정으로 절단하는 것입니다. 처리 품질은 후속 연삭, 연마 처리 수준에 큰 영향을 미치고 칩 성능에 영향을 미칩니다. 현재 산업 생산에서는 탄화 규소 웨이퍼 일반 다중 와이어 절단 방법, 기술의 지속적인 발전으로 물 유도 레이저 절단, 보이지 않는 절단 및 기타 새로운 절단 기술도 우위를 드러냈습니다.

다선 절단 기술

멀티와이어 절단 기술은 이전의 톱날 절단 방식과 비교하여 한 번에 하나의 웨이퍼만 절단해야 하는 단점을 극복하기 위해 현재 주류인 웨이퍼 절단 기술입니다. 현재 절단 재료에 따라 주로 자유 연마 와이어 톱 절단(모르타르 와이어 절단)과 다이아몬드 와이어 톱 절단의 두 가지 방법이 있습니다.

01 무료 연마재 라인쏘 절단

자유 연마 라인 톱 절단 가공은 절단 라인에서 연마재와 공작물이 상호 작용하는 복잡한 과정입니다. 절단 메커니즘은 라인 톱의 빠른 움직임을 사용하여 절단 유체의 연마 입자를 톱 조인트로 가져오는 것입니다. 절단 라인의 압력과 속도에 따라 자유 연마 입자가 톱 조인트에서 계속 굴러가며 재료 절단이 이루어집니다. 이 기술을 사용하여 탄화규소 잉곳을 절단할 때 최첨단 소재 역할을 하는 연마 입자가 절단 효과에 큰 영향을 미칩니다. 탄화규소의 경도가 극도로 높기 때문에 절삭유는 보다 효율적인 절단 목적을 달성하기 위해 다이아몬드 마이크로 분말을 연마 입자로 사용해야 하며, 연마 입자의 담체인 모르타르는 안정적인 분산을 수행하고 구동합니다. 그 안에 부유하는 연마 입자의 움직임. 따라서 점도와 유동성에 대한 특정 요구 사항이 있습니다.

02통합 다이아몬드 와이어 톱 절단

자유 연마 와이어 톱 절단의 "3체 가공"에 비해 통합 다이아몬드 와이어 톱 절단은 "2체 가공"에 속하며 가공 효율성은 자유 연마 와이어 톱 절단보다 몇 배 더 높습니다. 좁은 슬릿과 작은 환경 오염의 장점. 그러나 이 방법을 SiC와 같은 단단하고 부서지기 쉬운 재료를 절단하는 데 사용할 경우 웨이퍼 표면의 깊은 손상층과 Wire Saw의 빠른 마모 등의 단점이 여전히 남아 있습니다. Wire Saw의 절단 과정에서 Diamond Line이 심각하게 마모되면 Wire Saw의 수명과 Wafer의 Warpage에 큰 영향을 미치게 됩니다. 따라서 통합 다이아몬드 연마 와이어 쏘 기술은 초박형 대형 SiC 단일 웨이퍼 생산에 적합하지 않습니다.

새로운 레이저 웨이퍼 절단 기술

최근에는 레이저 절단 기술의 지속적인 발전으로 사파이어, 실리콘 웨이퍼 등에 대한 레이저 투명 절단 기술이 성공적으로 적용되는 등 반도체 재료의 생산 및 가공에도 이러한 비접촉 절단 기술이 점점 더 많이 적용되고 있다. 실리콘카바이드(SiC) 웨이퍼 절단 기술을 위한 새로운 솔루션을 제공합니다. 그리고 다양한 레이저 절단 실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼 가공 방법을 도출했습니다.

01 스텔스 레이저 커팅 기술

전통적인 레이저 절단은 매우 짧은 시간에 레이저 에너지를 재료 표면에 집중시키는 것이므로 전체 절단 가공 방법의 고체 승화, 증발은 레이저 절제 가공 기술에 속합니다. 레이저 스텔스 절단의 원리는 재료 표면을 통해 특정 파장의 펄스 레이저를 사용하여 재료 내부에 초점을 맞추고 초점 영역에서 높은 에너지 밀도를 생성하여 다중 광자 흡수를 형성하여 필요한 깊이를 확보하는 것입니다. 수정된 레이어를 형성하는 재료. 변형된 층에서는 재료의 분자 결합이 끊어지기 때문에 스트립의 변형된 층에 수직으로 압력이 가해지면 잉곳은 균열 트랙을 따라 시트로 분할됩니다.

02 수중 유도 레이저 절단 기술

레이저 마이크로젯 기술이라고도 알려진 워터 가이드 레이저 절단 기술의 원리는 레이저가 압력 조절된 물 공동을 통과할 때 레이저 빔이 매우 작은 노즐과 매우 미세한 고압 수주에 초점을 맞추는 것입니다. 노즐에서 배출됩니다. 물과 공기의 경계면에서 발생하는 전반사 현상으로 인해 레이저는 미세한 워터젯에 갇히고 워터젯을 통해 전도되고 집속됩니다. 레이저는 고압 워터젯에 의해 유도되어 가공된 재료의 표면을 절단합니다.

대형 단결정 SiC 기판은 미래의 주류 개발 추세이며, 현재 국내 주류 SiC 기업은 기본적으로 6인치의 포괄적인 성장을 달성했으며 8인치 방향으로 빠르게 발전하고 있습니다. 현재 탄화규소 잉곳을 절단하는 데 가장 널리 사용되는 방법은 통합 다이아몬드 다중 와이어 절단입니다. 대형 웨이퍼를 절단할 때 고정된 다이아몬드 와이어는 마모되기 쉬우며 이는 웨이퍼 절단 품질에 일정한 영향을 미칩니다. 최근에는 레이저 보이지 않는 절단, 물 유도 레이저 절단 등 다양한 새로운 레이저 가공 기술이 높은 절단 품질, 낮은 절단 손상 및 높은 장점을 지닌 대형 탄화 규소 웨이퍼 절단 기술에 대한 안정적인 솔루션을 제공했습니다. 능률.

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