
在半导体制造流程中,晶圆平坦化直接决定光刻精度与器件可靠性,尤其是14nm以下制程及第三代半导体材料应用场景下,碳化硅的高硬度、硅基晶圆的大面积加工需求,都对平坦化工艺提出严苛挑战。北京艾姆希半导体科技有限公司(MCF)的晶圆研磨机,以“粗磨定形+精抛提质”的全流程方案,成为不同场景下平坦化加工的可靠选择。
针对碳化硅这类莫氏硬度9.5的硬脆材料,艾姆希打造阶梯式平坦化方案。粗磨阶段采用铸铁盘搭配1.5μm团聚金刚石研磨液,通过机械磨削快速去除切割损伤层,同时气浮主轴系统将径向跳动控制在60纳米内,避免研磨不均导致的面型偏差。精抛阶段切换含氧化剂的纳米级复合磨料,利用化学腐蚀软化表面与机械研磨协同作用,将表面粗糙度降至Ra≤0.5nm,亚表面损伤层控制在9μm以内,完全满足外延生长要求。
硅基晶圆规模化生产中,全局平坦性与效率平衡是核心诉求。艾姆希研磨机的四马达驱动系统支持48片2英寸晶圆并行加工,8英寸硅片单片处理耗时控制在45分钟内。在线光学检测系统采用CV+AI算法,10秒内完成厚度与表面状态监测,实时反馈数据至压力调控单元,通过分区压力补偿技术避免边缘过度研磨,将8英寸硅片的TTV(总厚度偏差)稳定在3μm以下,厚度误差控制在±1μm。
先进封装领域的异质材料平坦化难题,同样被艾姆希方案破解。针对蓝宝石衬底与硅中介层的混合加工,设备通过20-40kHz超声振动系统实现微力切削,搭配软硬复合树脂磨抛轮适配不同材料硬度差异。通过精准控制研磨液pH值与温度,在避免化学腐蚀的同时,使蓝宝石衬底透光率提升至95%以上,硅中介层的TSV(硅通孔)区域平坦度满足芯片堆叠需求。
稳定的平坦化效果离不开工艺与环境的双重保障。设备采用ISO 1级洁净腔体,配合90%回收率的研磨液循环系统,减少颗粒污染导致的缺陷,使崩边率控制在0.5%以下。内置的300余种材料工艺数据库,涵盖从硅到碳化硅的全品类参数,换产响应时间缩短60%,某功率器件企业应用后,平坦化工序良率从82%提升至99%,单片加工成本降低22%。
依托3项专利及6项软件著作权技术,艾姆希晶圆研磨机的平坦化方案实现了“材料适配、精度可控、成本优化”的三重目标。从衬底制备到先进封装,其技术实力已在近百家企业的生产中得到验证,为半导体行业提供兼具可靠性与经济性的平坦化加工解决方案。






