Equipo clave en la fabricación de semiconductores: Dificultades técnicas y vías de innovación de las máquinas de pulido de wafers-Molinillo de obleas, máquina de pulido CMP, máquina de lapeo, rectificado de bordes-Molienda Tengyu

Equipo clave en la fabricación de semiconductores: Dificultades técnicas y vías de innovación de las máquinas de pulido de wafers

2025-11-13651

I. Como equipo clave en la fabricación de semiconductores, la precisión de procesamiento de las máquinas de pulido de wafers determina directamente el rendimiento de los chips. Actualmente, aún enfrentan múltiples cuellos de botella técnicos en la consecución de índices de ultr precisión y el control de estabilidad, que requieren avances a través de innovaciones técnicas multidimensionales.

Retos en la planicidad de ultr precisión y el control de TTV
Con la evolución de los procesos de chips a 7nm y menos, la planicidad del wafer debe alcanzar el nivel de 0,3μm, y la variación total de grosor (TTV) debe controlarse dentro de 1μm. Los métodos tradicionales de pulido se ven fácilmente afectados por múltiples factores.
Solo confiar en el control cerrado mecánico del grosor ya no permite lograr un pulido de grosor de alta precisión. Además, las muelas de pulido nacionales aún presentan una cierta brecha con los niveles avanzados internacionales en términos de fuerza de pulido, autoafilado y otros parámetros.
Cuellos de botella en la estabilidad del proceso de procesamiento
La heterogeneidad de los materiales del wafer plantea retos a la consistencia del pulido, especialmente en los semiconductores de tercera generación como SiC y GaN, que tienen alta dureza y fragilidad y son propensos a generar microfisuras durante el pulido.
Asimismo, la deformación térmica del equipo causada por el procesamiento continuo prolongado provoca desplazamientos a nanoescala en los espacios de pulido, afectando la sostenibilidad de la precisión de procesamiento. La adsorción de partículas de desecho del pulido causa defectos de rayaduras y reduce el rendimiento.
Complejidad del control colaborativo multiparámetro
Parámetros como la presión de pulido, la velocidad de rotación y la concentración del líquido de pulido tienen una fuerte relación de acoplamiento. La ajuste de un solo parámetro puede desencadenar fácilmente reacciones en cadena.
Ejemplo: Aumentar la presión mejora la eficiencia del pulido, pero puede causar roturas en los bordes del wafer; aumentar la velocidad de rotación optimiza la calidad de la superficie, pero intensifica la vibración del equipo. El ajuste manual tradicional de parámetros es difícil para lograr una coincidencia óptima dinámica.
II. Vías de avance técnico
Optimización de estructuras mecánicas de alta precisión
Adoptar tecnologías de ejes de rodamiento de aire y accionamiento de motor lineal para controlar el salto radial del eje dentro de 1μm y eliminar errores de transmisión mecánica. Desarrollar un sistema adaptativo de afilado de muelas, que ajusta automáticamente la presión y la ruta del afilador mediante la supervisión en tiempo real de la topografía de la superficie de la muela, garantizando la planicidad de la interfaz de pulido.
Seleccionar bases compuestas de cerámica y granito, aprovechando su baja coeficiente de expansión para reducir el impacto de los cambios de temperatura en la precisión del equipo.
Actualización de sistemas de control e monitoreo inteligentes
Adoptar dispositivos de medición de grosor en tiempo real de marcas internacionales de primer nivel para lograr el monitoreo en tiempo real de TTV y garantizar la retroalimentación oportuna de desviaciones.
Construir un modelo de predicción de parámetros basado en algoritmos de aprendizaje automático, para generar automáticamente combinaciones óptimas de parámetros de proceso y ajustar dinámicamente la presión y la velocidad de rotación del pulido según condiciones iniciales como el material y el grosor del wafer. Incorporar un módulo de detección por visión artificial para identificar microfisuras y rayaduras en tiempo real y activar mecanismos de ajuste de emergencia.
Innovación en procesos y materiales de pulido

Desarrollar muelas de dureza gradiente, que logran un ajuste preciso a través de materiales suaves en la superficie y garantizan la rigidez de soporte mediante materiales duros en la capa inferior, mejorando la capacidad de control de planicidad.
Para los semiconductores de tercera generación, adoptar un proceso de tres etapas: "pulido grueso – pulido fino – pulido brillo", para reducir gradualmente la tensión de procesamiento y lograr un control preciso de TTV.
A través de la innovación colaborativa de estructuras mecánicas, control inteligente y materiales de proceso, las máquinas de pulido de wafers pueden superar los cuellos de botella de procesamiento de ultr precisión, lograr establesmente la planicidad de nivel 0,3μm y el índice de TTV de nivel 1μm, y brindar soporte de equipo para el desarrollo de la industria de semiconductores hacia procesos más avanzados.
Como equipo clave en la fabricación de semiconductores, las máquinas de pulido de wafers actualmente enfrentan cuellos de botella técnicos centrales en la planicidad de ultr precisión, el control de TTV, la estabilidad de procesamiento y el control colaborativo multiparámetro. Solo a través de avances colaborativos en la optimización de estructuras mecánicas de alta precisión, la actualización de sistemas de control e monitoreo inteligentes y la innovación en procesos y materiales de pulido, pueden satisfacer establesmente los estrictos requisitos de precisión de procesamiento de los procesos avanzados y brindar soporte a la industria de semiconductores en su desarrollo hacia procesos más avanzados.

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