昨天我們系統性的介紹了,單晶硅爐的原理及硅棒製備過程。今天我們再具體介紹從硅棒到硅片的製作工序,包括硅棒->切斷->外徑滾磨->平邊->切片->倒角->研磨->腐蝕->拋光->清洗->包裝。各環節所涉及設備的市場規模預測,可以參考東吳證券的預測值,國內市場規模在幾十億左右。

注:下列圖片,通過蘿蔔投研-研報圖片數據搜索功能獲得

單晶硅爐是生產難度係數最高的設備,目前我國晶盛機電對12~18英寸晶圓有佈局(仍未量產),但國外企業仍佔據較大市場份額,但趁着半導體制造新週期+國家扶持,未來可期。

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當我們拿到硅棒後,就要通過內圓切割(適用於8英寸晶圓)或者多線切割技術(適用於8/12英寸晶圓,材料損耗少,精度高),進行切片。切片機對於切割的精度、穩定性有很高要求,目前我國僅有中國電子科技集團45所能提供部分切片機產品,主要還是依賴於進口。

注:下列圖片,來源於中電科45所官網

由於切片機得到的中間產品並不平滑,需要進行倒角處理,得到光滑的硅片邊緣,並且提高可用性(防止在後續加工過程中硅片邊緣出現破裂、崩邊、及晶格缺陷,提高硅片的機械強度和可加工性)。倒角工藝難點在於,根據產品型號,選擇合適的磨輪轉速、硅片轉速、磨輪/砂輪的製造、倒角圈數、切削液類型/流量,來保質保量。目前國內主要使用進口產品,東京精密(日本TSK)、大圖電子(日本Daitron)的倒角機;中電科集團45所仿照的設備,在精度、穩定性、軟件程序接口上還有一定差距。

化學機械研磨拋光(CMP)設備,爲了使得硅片表面足夠平坦,才能滿足後續光刻等工序的要求。國內中電科集團、晶盛機電(與revasum合作)均有所佈局,國內企業整體看來剛剛起步,去年拿到臺灣企業訂單。

注:部分內容參考維基百科、華強電子網

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