晶圆为什么要抛光?晶圆抛光方法有哪些?

2024-12-30

晶圆抛光是半导体制造中关键工序,确保晶圆表面极致平滑,为芯片制造奠基。今天我们来了解下晶圆抛光。


一、晶圆抛光是什么?


‌晶圆抛光‌是指通过机械打磨和化学作用的方式,去除硅片表面的不平整、瑕疵和杂质,使晶圆表面变得平整、光滑、无缺陷。晶圆抛光主要由中空反应炉、抛光机、抛光液等组成。这是半导体制造中非常重要的表面处理工艺,常用于制造芯片、LED和太阳能电池等‌。


二、晶圆为什么要抛光?


晶圆最终会被切割成芯片,封装在密闭小盒中,仅露引脚,其颜值无人问津。然而,在制造过程中,晶圆需经反复打磨抛光,以满足平坦化需求。尤其在光刻环节,晶圆表面必须极度平坦。因芯片制程不断缩小,光刻机需实现纳米级成像分辨率,需增大数值孔径,但此举会降低焦深,即光学成像聚焦深度。为保光刻图像清晰,晶圆表面起伏必须处于焦深范围内。


简而言之,光刻机为提升成像精度,牺牲了对焦能力。如新一代EUV光刻机,数值孔径0.55,但焦深仅45纳米,最佳成像区间更小。晶圆若不平坦,厚薄不均,光刻将出问题。此外,不仅光刻需晶圆表面平滑,其他造芯工序亦需打磨,如湿法刻蚀后磨平粗糙面,浅槽隔离后磨平氧化硅,金属沉积后去除溢出金属层,以防器件短路。


半导体晶圆抛光设备-1.jpg


三、晶圆抛光方法有哪些?


抛光工艺依据抛光液与硅片表面的相互作用,可划分为三大类别:


机械抛光:通过切削和塑性变形去除硅片表面凸部,实现平滑。常用工具有油石条、羊毛轮和砂纸,以手工操作为主,特殊部件可使用转台等。超精研抛则采用特制磨具,在研抛液中高速旋转,能达到Ra0.008μm的高表面粗糙度,常用于光学镜片模具。


化学抛光:利用化学介质使硅片表面微观凸出部分优先溶解,实现平滑。此法无需复杂设备,可处理形状复杂工件,且效率高。关键在于抛光液的配制,通常能达到数十微米的表面粗糙度。


化学机械抛光(CMP):结合机械抛光和化学抛光的优点,通过化学试剂氧化硅片表面,生成软氧化膜,再通过机械摩擦去除,反复此过程实现有效抛光。


四、PFA管在晶圆抛光设备中的作用


‌耐腐蚀性‌:PFA管具有卓越的耐腐蚀性,能够抵抗强酸、强碱和有机溶剂的侵蚀。在晶圆抛光过程中,PFA管能够承受各种化学试剂和研磨剂的腐蚀,确保管道的稳定运行‌。


‌洁净度‌:PFA管内壁光滑无瑕,不易吸附微粒污染物,且自身产生的微粒数量极少,能够满足超净环境的要求。在晶圆抛光过程中,这有助于减少对晶圆的污染,提高抛光质量‌。


‌应用场景‌:在晶圆抛光设备中,三氟莱PFA管主要用于传输管道、流体控制系统和真空系统等。其耐腐蚀性、洁净度和绝缘性等特点,能够显著提高设备的性能和生产效率‌。


三氟莱,高纯氟塑料制品生产厂家,半导体工厂高纯PFA管供应商。


本文由三氟莱PFA管小姐姐原创,欢迎关注,带你一起长知识!


服务热线

0757-27680898