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近日，一家日本廠商發布了一種全新的SiC晶圓劃片工藝，與傳統工藝相比，這項技術可將劃片速度提升100倍，而且可以幫助SiC廠商增加13%的芯片數量。
據介紹，該公司已經向SiC功率器件制造商交付了約20臺劃片設備，以及2025-2030年的銷售額將達到約100億日元（約4.82億人民幣）。
眾所周知，SiC半導體非常硬，其硬度僅次于金剛石，這就導致將芯片從碳化硅晶圓上切割出來需要花費相當長的時間。
而且SiC晶圓的劃片主要存在幾個難題：
● SiC晶圓在劃片切割時容易約20微米寬的碎裂，因此會導致SiC芯片的角部和周邊部分出現被破壞或碎裂的風險。
●?傳統技術在對SiC晶圓進行劃片是需要增大切口寬度，約80μm-100μm，因此切口損耗較大，增加了SiC晶圓的浪費。
●?碳化硅晶圓劃片速度慢，硅晶圓的平均切割速度為100-200毫米/秒，SiC晶圓的平均切割速度僅為3-10毫米/秒。
●?傳統劃片主要采用濕法工藝，因此每個SiC晶圓的劃片用水量達到6-7升/分鐘，對環境的影響也不低。
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11月16日，三星鉆石工業（MITSUBOSHI DIAMOND）表示，他們的劃線裂片SnB工藝可以一次性解決這些問題。
據介紹，三星鉆石工業的SnB工藝已經在玻璃和液晶面板的切割中應用多年，尤其是在液晶面板領域的份額特別高，總共供應了約6000臺切割設備。
SnB工藝從字面上看，包括兩個過程：劃線Scribe?和裂片Break。在“劃線”工藝中，通常使用劃線砂輪的刀具在SiC晶圓表面上進行淺切割，以產生分離芯片所需的裂紋。然后，在“斷裂”工藝中，將SiC晶圓翻轉并從劃線的正后方施加應力，以使SiC芯片沿著劃線實現分離。
據該公司介紹，采用SnB工藝，劃線輪刀片對SiC晶圓（厚度為100-350μm）的切入深度不到1μm。
碳化硅晶圓劃線（左）、碳化硅晶圓裂片（右）
據介紹，三星鉆石工業的SnB工藝具有幾個優勢：
●?由于他們只是在晶圓表明進行劃線，因此從未發生過SiC晶圓和芯片的碎裂。
●?而且劃片道寬僅為30μm，幾乎沒有切縫損耗。
●?與傳統劃片工藝相比，不使用水的干法工藝是他們的另一個主要優點。
●?切割速度也顯著提高。SnB的切割速度為100-300毫米/秒，這比傳統技術的3-10毫米/秒快了100倍，這將大大提高SiC功率器件的生產效率。
●?劃片后芯片的橫截面也更為光滑。采用傳統劃片技術的SiC表面粗糙度“Rz”分別為1.43μm（水平方向）和1.47μm（垂直方向），而SnB的表面粗糙度“Rz”分別為0.17μm和0.07μm，兩者相差一個數量級。
該公司認為，基于SnB工藝的DIALOGIC設備可以大幅降低碳化硅企業的成本。
首先，由于SnB劃片工藝幾乎沒有切口損耗，這增加了單片晶圓上可獲得的SiC芯片數量。據測算，6英寸SiC晶圓上采用傳統劃片技術可獲得 2.3936萬顆 0.75 mm2的芯片，而使用SnB可以獲得?2.7144萬顆，多出約13%，這將有助于降低碳化硅功率半導體成本。
其次，DIALOGIC有助于大幅減少占比面積，據測算，采用傳統劃片技術，有一條月產 9000萬顆?1mm2?SiC芯片的6英寸線，大約需要18臺劃片機，安裝面積大約為65平方米。而使用該公司的DIALOGIC劃片設備，只需要三個單元，安裝面積減少75%，只需要16.5平方米。
該公司還表示，DIALOGIC的產能為每小時可加工約10片SiC晶圓，可兼容6英寸和8英寸晶圓。
