3세대-세대 반도체 소재인 탄화규소(SiC)는 독특한 특성을 가지고 있습니다. SiC는 넓은 밴드갭, 높은 열 전도성, 높은 포화 전자 드리프트 속도, 강한 방사선 저항, 우수한 열적 및 화학적 안정성을 갖추고 있습니다. 이러한 특성은 고온, -고주파, 고전력 전력 전자 장치 및 RF 장치에서 고유한 애플리케이션 이점을 제공하므로 철도 운송, 신에너지 차량, 고전압 전력망, 5G 통신, 항공우주 및 국방 군사 분야에서 사용하기에 유망합니다.
소자 및 기판 재료로 사용되는 SiC 웨이퍼의 표면 품질은 매우 중요합니다. SiC 잉곳을 절단한 후 생성된 웨이퍼에는 표면에 톱 자국과 기계적 손상층이 생겨 웨이퍼 파손률과 제조 비용이 증가하고 웨이퍼 결정 격자가 심각하게 손상되며 SiC 장치 성능에 영향을 미칩니다. 기판 표면의 손상층, 불순물 및 미세-결함은 에피택셜 성장 박막에서 높은 전위 밀도와 격자 왜곡을 초래할 수 있으며, 이는 완전한 초-매끄러운 표면을 달성하기 위한 에피택셜 기술에 대한 엄격한 요구 사항을 제시합니다. 우수한 성능을 지닌 SiC 기판은 높은 경도, 극도의 내마모성, 취성 및 균열 경향으로 인해 기판 준비에 큰 어려움을 안겨줍니다. 웨이퍼 표면 품질에 대한 업계의 요구 사항이 지속적으로 증가함에 따라 전용 박형화 장비와 고효율 연삭 기술이 SiC 웨이퍼 처리의 핵심이 되었습니다.
SiC 웨이퍼 표면을 평탄화하기 위한 현재 주류 기술에는 연삭 휠 박화, 기계적 래핑, 기계적 연마, CMP(화학 기계적 연마) 및 화학적 연마가 포함됩니다. 그 중에서도 연삭 휠을 얇게 만드는 공정이 핵심 단계입니다. 이 제품은 미세한-그릿 다이아몬드 연삭 휠을 사용하여 SiC 웨이퍼를 정밀하게-연삭하여 기판 손상층을 효과적으로 제거하고 잔류 응력을 완화하며 웨이퍼 표면 품질을 크게 개선하고 칩 방열 효율과 저전력 특성을 최적화합니다.- SiC 웨이퍼 제조에 있어서 없어서는 안 될 핵심 단계입니다.
높은 경도, 우수한 열 전도성, 화학적 안정성으로 알려진 다이아몬드는 반도체 재료의 절단 및 연삭에 널리 사용됩니다. 웨이퍼 박화 공정에서 낮은-손상, 매우-편평하고 결함이 없는-웨이퍼 표면을 얻기 위해 일반적으로 마이크로-에서 나노-크기의 다이아몬드 분말이 웨이퍼 박화 연삭 휠을 만드는 데 사용됩니다. 현재 업계에서는 주로 단결정 다이아몬드 분말을 사용하여 얇은 연삭 휠을 생산하고 있습니다. 그러나 이러한 휠은 단일 절삭날, 전체 선명도 부족, 수명 단축, 처리 효율성 저하, 웨이퍼 박화 시 정밀도 저하 등의 문제가 있습니다. 따라서 다이아몬드 연마재를 최적화하고 수정하는 것은 연삭 휠의 선명도를 향상시키고 수명을 연장하며 가공 결과를 향상시키는 핵심 연구 방향이 되었습니다.
웨이퍼 박화는 반도체 칩 제조에서 중요한 역할을 합니다. 한편으로는 얇아지면 전체 칩 두께가 줄어들어 열 방출과 통합에 도움이 됩니다. 반면, 표면 손상층의 두께와 표면 거칠기를 감소시키고, 이전 공정에서 웨이퍼 내부에 축적된 내부 응력을 완화시키며, 다이싱 시 개별 칩의 치핑 정도를 최소화합니다. 웨이퍼 박화는 일반적으로 웨이퍼 회전 연삭을 사용하여 수행됩니다. 과거에는-국내 고급 SiC 웨이퍼 박형화 작업이 높은 연삭 효율성, 긴 수명, 높은 가공 정밀도, 낮은 파손율 등의 장점을 제공하는 일본의 수입 초정밀 장비 및 다이아몬드 연삭 휠에 크게 의존했습니다. 국내 장비와 연삭 휠은 고급 공정의 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪었습니다.- 중국의 3세대-반도체 산업이 빠르게 발전함에 따라 많은 국내 기업이 박형기 및 연삭 휠에 대한 독립적인 R&D를 시작하여 연삭 휠 서비스 수명, 웨이퍼 가공 품질 및 효율성과 같은 주요 지표에서 획기적인 발전을 달성하여 수입 대체 속도를 가속화했습니다.