【講演主旨】

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【プログラム】

　SiCパワー半導体の拡大普及が進む中、その基板となるウェハの信頼性確保と低コスト化には未だ多くの技術課題がある。本セミナーでは、パワー半導体用大口径SiCウェハの製造技術における課題を整理し、インゴットの切断から最終研磨工程のCMPまで、ウェハ加工工程に求められる今後の技術アプローチについて議論する。

1. SiCウェハ技術の現状、課題、今後の戦略について
　1）大口径SiCウェハの開発動向　〜12インチ時代の到来〜
　2）SiCウェハ産業における国際競争力強化
　3）日本国内におけるSiCウェハ加工技術開発の取り組み

2. SiCウェハ加工技術の課題と高速化
　1）SiCウェハ加工工程の技術ベンチマークと開発のターゲット
　2）切断技術の現状
　3）研削・研磨での砥粒加工技術の開発同行
　4）SiCに有効な酸化援用加工
　5）電界を用いたECMP技術
　6）電界による酸化援用研削技術 
　7）トライボ化学反応による酸化援用加工
　8）放電加工を用いたダイヤ砥粒レス平坦加工技術

【質疑応答】

【キーワード】

SiC、パワー半導体、ウェハ加工、援用加工、高速加工

【講演のポイント】

加工が難しいことが知られるSiCウェハは、近年大口径化が進み、８インチが市場の台頭、さらに大口径化も今後進む可能性がある。つくば産総研に設置されている民活型大型共同研究体「TPEC」では、こうした大口径化のトレンドに対応する低コスト・効能率加工技術を目指した開発を行っている。これらの最新の取り組みも講演にて紹介する。

【習得できる知識】

半導体用SiCウェハ加工技術の基礎知識、これまでの開発動向、現在の技術課題とアプローチ、SiCウェハ産業の動向に関する情報。

【講演主旨】

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【プログラム】

　SiCウエハを切りくず無く薄くスライシングする技術として、本研究室ではレーザスライシング技術を提案しています。ウエハ内部にレーザ光を集光し、微小なき裂を連鎖させることで精密切断を実現する技術であるため、持続可能な社会を目指す上で好適な環境にやさしい技術として注目され始めました。しかし、生産ラインに乗せるためにはいくつかの課題が立ちはだかります。そこで本講座では、レーザスライシング技術の基礎から、スライシングを成功させるためのキーポイント・勘所、現状の課題と今後の展望について解説します。

１．研究背景

　１－1　SiCウエハ製造の課題
　１－２　レーザスライシング技術の概略と市場へのインパクト

２．SiCのレーザスライシングの原理

　２－１　レーザと装置の選定
　２－２　レーザパラメータが加工に及ぼす影響
　２－３　スライシングを成功させるためのキーポイント

３．SiCのレーザスライシングの現状と課題

　３－１　材料ロスと加工時間
　３－２　他材料への応用
　３－３　実用化に向けた試み

４．今後の展望

【質疑応答】

【キーワード】

・SiC
・ダイヤモンド
・光学レンズ
・レーザスライシング

【講演のポイント】

今後、登場する様々な半導体材料に対して、柔軟に対応できる加工技術の一つであると同時に、プレイヤーの少ない新規性の高い加工技術です。実用化できれば市場に対するインパクトは大きいと考えています。

【習得できる知識】

・レーザスライシング技術の原理
・レーザパラメータが加工に及ぼす影響
・実用化に向けた各種要素技術

【講演主旨】

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【プログラム】

　SiCパワーデバイスは電力変換時の損失が低いなどの利点があり，将来的な市場拡大が期待されている．しかし，SiCはSiに比べ非常に硬く，現状主流のワイヤソーによる砥粒加工では，Siのようにインゴットからウェハを速く精度よく切出すことが難しい．一方，金型材料の加工などに多用されるワイヤ放電加工は，電気エネルギーによる加工であり，加工反力が小さく，超高硬度材でも速く精度よく切出せることが期待できる．このワイヤ放電加工の加工液は一般的に脱イオン水であるが，本講演では加工液に油剤を用いたSiCのワイヤ放電加工技術の有用性を示す．

１．SiCスライス加工への油加工液を用いたワイヤ放電加工の適用理由
　1-1．SiCウェハの製造（インゴットのスライス）方法
　1-2．ワイヤ放電加工とは
　1-3．SiCスライス加工へのワイヤ放電加工適用のメリット
　1-4．加工液として油剤を用いる期待効果

２．SiCの溝加工における水と油加工液の比較 
　2-1．加工速度と加工面粗さ，切断ロス
　2-2．加工面の外観と組成
　2-3．表面欠陥の除去に必要なラッピング加工時間

３．SiCの溝加工における油加工液の違いによる影響
　3-1．サーボ電圧とスライス速度の関係
　3-2．スライス速度と加工溝幅

４．4インチインゴットのスライス加工における水と油加工液の比較
　4-1．スライス速度と切断ロス
　4-2．加工面の表面粗さと断面曲線，ダメージ層厚さ

５．SiCワイヤ放電加工向け加工油の開発

６．開発油を用いた細線ワイヤによるスライス加工

７．まとめ

【質疑応答】

【講演主旨】

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【プログラム】

　優れた材料特性を有する炭化ケイ素（SiC: Silicon Carbide）はパワーデバイスの更なる高効率化・低損失化をもたらすため、カーボンニュートラル社会の実現に向け普及が進んでいる。SiCパワーデバイスの更なる実用化のため、高性能化・低コスト化・高信頼化が求められる。
　SiCは物理的・化学的に非常に安定した難加工材料であり、シリコンウェハと比べて加工難易度が高い。加工後のウェハ表面には加工歪や欠陥が残存しやすく、これらがデバイスの歩留まりや信頼性に大きく影響するため、量産工程ではウェハ全数の精密な検査が求められている。
　本セミナーではSiCウェハの加工面の欠陥・ダメージがデバイスに及ぼす影響など、加工面の特徴や品質について述べ、その解析および検査手法について解説する。

1.　SiCウェハの重要性と表面品質はじめに
　i.    SiCパワーデバイスの市況
　ii.    大口径化のトレンド

2.    SiCウェハの加工プロセスと加工面の特徴
　i.    SiCウェハの加工プロセスの特徴
　ii.    SiCウェハの欠陥

3.    SiCウェハ評価技術
　i.    全数検査と詳細分析
　ii.    全数検査手法
　iii.    詳細解析手法

4.    まとめ：評価設計の考え方

【質疑応答】

【習得できる知識】

SiCなどワイドバンドギャップ半導体ウェハ特有の加工面の課題、およびその課題に対する最適な検査・解析計測・評価のアプローチ方法