CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，日本半導(dǎo)體材料加工設(shè)備廠商高鳥株式會社（Takatori，以下簡稱為“高鳥”）近日推出了一款用于切割功率半導(dǎo)體方向碳化硅（SiC）晶圓的新型切割設(shè)備。該設(shè)備不僅支持切割當(dāng)下主流的直徑為6吋（約15厘米）的晶圓，還可用于切割10吋晶圓（約25厘米），可顯著提升半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)效率。

新型多線切割設(shè)備可切割直徑為10吋的晶圓

與硅基功率半導(dǎo)體相比，碳化硅材料功耗更低，預(yù)計在電動汽車（EV）等方向的需求有望進(jìn)一步增長。晶圓尺寸越大，可以切割出的芯片數(shù)量就越多，因此晶圓廠家紛紛致力于向大尺寸晶圓“邁進(jìn)”，如今已經(jīng)從6吋向8吋（為6吋的1.8倍）過渡。

在碳化硅生產(chǎn)流程中，碳化硅襯底制備是最核心環(huán)節(jié)，技術(shù)壁壘高，難點(diǎn)主要在于晶體生長和切割。單晶生長后，將生長出的晶體切成片狀，由于碳化硅的莫氏硬度為9.2，僅次于金剛石，屬于高硬脆性材料，因此切割過程耗時久，易裂片。實(shí)現(xiàn)切割損耗小、并且切割出厚度均勻、翹曲度小的高質(zhì)量SiC晶片是目前面臨的重要技術(shù)難點(diǎn)。

20 世紀(jì) 80 年代以前，高硬脆材料一般采用涂有金剛石微粉的內(nèi)圓鋸進(jìn)行切割。由于內(nèi)圓鋸切割的切縫大、材料損耗多，且對高硬脆材料的切割尺寸有限制，從 20 世紀(jì) 90 年代中期開始，切縫窄、切割厚度均勻且翹曲度較低的線鋸切割方式逐步發(fā)展起來。線鋸切割以鋼線做刃具，主要分為游離磨料（砂漿線切割）和固結(jié)磨料切割（金剛石線鋸切割技術(shù)）兩類。

目前，碳化硅晶棒的切割技術(shù)有：金剛石線切割（固結(jié)磨料線鋸切割）、砂漿線切割（游離磨料線鋸切割）、激光切割。線鋸切割技術(shù)成熟，是主流切割技術(shù)。

高鳥家為砂漿線切割工藝，此次研發(fā)的多線切割設(shè)備（Multi Wire Saw）可以從直徑為10吋的硅棒（Ingot）上同時切割出多片晶圓。據(jù)悉，高鳥已經(jīng)獲得了部分海外客戶的大額訂單。

“我們此次研發(fā)的新款設(shè)備具備可擴(kuò)展功能，可滿足客戶更多需求，如零部件的自動更換等”（高鳥松田武晴社長），以此提升客戶工廠的“少人化”效率、減少產(chǎn)生人為操作失誤。

此外，高鳥還研發(fā)了一款名為“GLAPPING-SiC”的集研磨、拋光于一體綜合型設(shè)備。該設(shè)備采用高強(qiáng)度框架結(jié)構(gòu)，占用空間小、且可支持8吋晶圓，同時可自動更換磨石輪（Wheel）等零部件。高鳥計劃2023年12月開始銷售該設(shè)備，目標(biāo)是到2026年累計銷售200臺。

高鳥總部工廠位于日本奈良縣橿原市