2026.11.02
行业资讯
第三代半导体材料减薄抛光技术趋势

第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓为代表,其减薄抛光环节正面临从“能加工”向“高精度、低损伤、大尺寸适配”的阶段性转变。北京特思迪在化合物半导体超精密平面加工领域的产品布局,为观察这一趋势提供了具体样本。

碳化硅为何让减薄抛光成为瓶颈工序

碳化硅的莫氏硬度达到9.5级,仅次于金刚石,同时化学惰性极强,常温下几乎不与常规酸碱反应。这意味着传统硅基晶圆上成熟的加工窗口在碳化硅上需要大幅收窄。更关键的是,随着衬底尺寸从6英寸向8英寸、12英寸推进,片内厚度偏差的控制难度呈非线性上升。以12英寸碳化硅衬底为例,AR眼镜光波导与先进封装中介层应用对总厚度偏差提出了低于1微米的要求,而传统减薄设备受限于主轴刚性、承片台平面度与磨轮损耗,较难稳定达到这一量级。

砂轮减薄之所以成为刚需,在于其效率与尺寸适配性优于传统双面研磨。湖南大学尹韶辉教授在行业研讨中指出,双面研磨抛光仅适用于小直径晶圆的精细化加工,大尺寸晶圆必须依赖砂轮减薄,且激光剥离分片工艺同样需要配套砂轮磨削才能完成后续加工。这一判断解释了为何减薄设备的技术升级节奏正在加快。

特思迪的减薄与抛光产品逻辑

特思迪以“更平、更薄、更可靠”为技术导向,已形成减薄、抛光、CMP三大产品体系。在减薄端,全自动单轴减薄机IVG-2040/3040覆盖4至12英寸晶圆,集成机械手上下片、自动对中、清洗干燥与自动厚度测量补偿,可实现盒到盒的全自动加工;半自动双轴型号IVG-2035/3035则支持2至12英寸及特殊规格材料,粗磨完成后自动切换至精磨位置,兼顾灵活性与精度。在抛光端,TGP系列金刚石抛光机采用多工位设计与独立控制抛光头,针对金刚石这类极高硬度材料开发的“找平-粗磨-精磨-抛光”四步法,将总厚度偏差从初始的百微米量级逐级压缩至5微米以内,表面粗糙度压至纳米级。

值得注意的是,特思迪在碳化硅衬底领域的单、双面抛光机技术水平已与同类型德国进口设备相当,并批量进入中电科13所、天科合达、天岳等产线。这一进展的意义不在于“替代”本身,而在于国产设备开始具备承接第三代半导体量产工艺的能力,使产线在设备选型与备件响应上有了更多实际选项。

选型视角下的三个趋势判断

从工艺演进的角度看,第三代半导体减薄抛光正在沿三条线索分化。其一,粗精磨分离成为标配。双主轴双工位设计让粗磨与精磨各自使用独立砂轮和参数,避免单一砂轮兼顾效率与质量时的折衷,特思迪TFG-2200/3200即采用此架构。其二,在线测厚与补偿的精度权重上升。碳化硅衬底单片价值高,过抛造成的厚度损失不可逆,厚度在线测量重复精度达到±0.001mm级别的设备在量产中的实际价值远超参数表上的去除速率。其三,抛光环节的化学-机械匹配需要设备商深度介入。碳化硅的化学惰性意味着抛光液配方与设备压力控制、转速策略必须协同调优,单纯采购通用设备难以获得稳定的表面质量,供应商是否具备工艺协同能力应纳入评估框架。

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