楔入式三脚抛光器

在材料科学领域，无论教学、科研还是质量控制，金相分析是比较普遍的检测手段之一。随着现代科技的发展，对材料的需求种类越来越丰富，标准越来越高，相应的出现了一些难于制备的材料。这些材料在样品制备过程中，会出现如划痕多、塑变、浮凸、彗星拖尾、倒圆和嵌入等缺陷。这些问题，有些是可以通过合理选配金相抛光布，来解决的。可脉小编将工作中总结的一些经验分享给大家。通常情况下，在粗抛光和中等抛光过程中问题不大，基本上可以将切割产生的变形层，研磨产生的较大划痕去掉，重点是精抛阶段，如果抛光剂和抛光布不匹配，不仅影响抛光剂的性能发挥，可能还会造成抛光剂的浪费。无论从技术和经济效益上都不理想。如何选择精细抛光的金相抛光布呢？请大家看下面的表格，看懂了它，金相样品精细抛光，金相抛光布选配便触手可及！表格所列的这些金相抛光布，均来自美国QMAXIS品牌，应用于精细抛光。由人造纤维编织布、无纺布、植绒布、耐化学腐蚀合成材料等高品质的抛光织物制成，长绒、短绒、无绒等不同编织属性，配合金刚石、氧化铝、氧化硅等3μm及以下的精细抛光液使用。我们一起来看表格，从左至右：首列：应用工艺——精抛，指的就是精细抛光工艺阶段。第2列：产品描述，这一栏，每一种抛光布的材质，编织工艺，能配合的抛光剂种类和粒度，以及适合抛光的材料都做了简明扼要的说明。根据这一栏的说明，就可以给所制备的样品选配恰当的金相抛光布种类了。第3列：背衬，分为带背胶和磁性背衬两种，带背胶的是不干胶，可将塑料膜揭去后，背胶的一面直接贴敷在铁盘上进行应用，磁背衬不同于背胶的特点是粘贴和揭去更方便，更容易更换和清理铁盘表面。这一项可依据个人的习惯来选择。第4列：包装规格，有10片/包、5片/包，依据用量确定购买数量。第5-7列：5列是直径8in（203mm）的抛光布型号，6列是直径10in（254mm）的抛光布型号，7列是直径12in（305mm）的抛光布型号，可依据所使用的金相抛光机的磨盘直径选配合适的型号。美国QMAXIS金相抛光布，用于精细抛光的共有四种材质，按照表格从上到下顺序，依次为人造纤维长绒的，天鹅绒短绒的，软的带长绒的，耐化学腐蚀合成织物的。这些抛光布的特点是质地柔软，不卷边、不掉毛、不染色。根据不同材料、抛光剂种类来合理匹配，就可以分发挥抛光剂的磨削性能，从而获得理想的抛光效果。看懂了表格，明白了这些方法，金相样品精细抛光，金相抛光布选配便触手可及！你学会了吗？如有疑问，欢迎联系可脉检测工程师，获得更详细的解决方案。

在半导体硅片的制造过程中，抛光是一个至关重要的步骤，它使用高速旋转的低弹性材料抛光盘，如人造革或棉布，或低速旋转的软质弹性或粘弹性材料抛光盘，并添加抛光剂以获得光滑的表面。对于碳化硅（SiC）晶片而言，抛光不仅是研磨后的必经阶段，而且对于去除由研磨引起的表面损伤和硬粒至关重要，这些损伤和硬粒可能会在切割过程中导致晶片破损。抛光过程通常分为两个阶段：粗抛和精抛。化学机械抛光（CMP）是精抛阶段中最常使用的技术。粗抛主要针对晶片的双面进行，目的是提高抛光效率，并改善衬底表面的总厚度偏差（TTV）、弯曲度（BOW）和翘曲度（Warp），同时提升表面质量粗糙度（Ra）。CMP则专注于单面抛光，目的是消除碳化硅晶片表面的划痕，实现极高的表面光洁度。作为SiC单晶衬底加工的最后一步，CMP确保最终表面达到超光滑、无缺陷和无损伤的质量标准。随着碳化硅材料在半导体行业的应用日益广泛，对于高质量的SiC晶片的需求也在不断增长。高质量的抛光设备对于确保SiC晶片满足高性能电子器件的要求至关重要。国内SiC抛光设备厂商通过技术创新和工艺改进，已经能够提供与国际标准相媲美的抛光解决方案，这些解决方案不仅提高了生产效率，还确保了晶片的加工质量。本文将介绍国内在SiC抛光设备领域表现突出的厂商，让读者更全面地了解碳化硅材料的加工技术和产业链的发展情况。晶亦精微：深化 CMP 技术在第三代半导体材料领域的应用晶亦精微科技股份有限公司，作为北京烁科精微电子装备有限公司的延续，承载着推动科技成果转化的重要使命。公司自2019年成立以来，就专注于化学机械抛光（CMP）技术的研发与应用，特别是在第三代半导体材料领域的深耕。作为CMP技术的先行者，晶亦精微科技股份有限公司已经成功实现了8英寸CMP设备的境外批量销售，并推出了国内首款具有自主知识产权的8英寸CMP量产设备。此外，公司的12英寸CMP设备在28nm工艺节点的国际主流集成电路生产线上完成了工艺验证，标志着其技术已经达到了国际先进水平。晶亦精微科技股份有限公司紧跟第三代半导体材料的发展趋势，推出了适用于6英寸和8英寸晶圆的CMP设备，这些设备不仅兼容传统的硅材料，还能够满足碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料的抛光需求。这一创新举措，为国内半导体产业的发展提供了强有力的设备支持。公司的6/8英寸CMP设备——Horizon-T，具备全自动干进干出的功能，工艺切换灵活，适用性广泛。该设备特别支持SiC、GaN等第三代半导体材料的平坦化工艺需求，已经在国内实现了批量销售，为半导体制造商提供了高效、可靠的抛光解决方案。众硅科技：聚焦CMP高端设备杭州众硅电子科技有限公司自2018年5月成立以来，专注于高端化学机械平坦化/抛光（CMP）设备及相关产品的开发与制造，其产品线覆盖了从6英寸到12英寸的多种规格尺寸的CMP设备。众硅科技的12英寸高端CMP设备被认定为国内首台（套）产品，技术水平在同类产品中达到国际领先地位。此外，公司研制的8英寸先进CMP设备已获得国际半导体行业的SEMI认证，并在多家知名集成电路制造企业的生产线中得到应用，证明了其设备的可靠性和先进性。针对碳化硅衬底的CMP设备TNTAS® ECMP，是众硅科技的重要创新成果。该设备采用了独特的碳化硅化学机械抛光工艺，区别于传统工艺，它无需使用强氧化剂，提供更为温和的工艺条件，同时保证了出色的抛光效果。TNTAS® ECMP作为全自动CMP设备，省略了封蜡和贴膜的步骤，这不仅提高了去除率和产能，还降低了综合运营成本（COO）。此外，该设备在化学尾液处理上更为简便和环保，符合当下对绿色生产的要求。苏州郝瑞特：从产品制造商向产品服务商转变苏州赫瑞特电子专用设备科技有限公司，前身为国营兰州风雷机械厂，拥有深厚的军工背景，自1969年成立以来，已经走过了超过四十年的发展历程。2010年6月，兰州赫瑞特集团投资转型，将其建设成为一家专注于研发、生产、销售切割、研磨、抛光等专用设备及提供整体解决方案的高科技企业。公司致力于技术创新体系的构建和技术成果的商业化，将科技成果有效转化为市场产品，以此创造客户价值并推动企业的持续发展。凭借四十多年的技术积累，苏州赫瑞特在电子专用设备领域奠定了坚实的产品创新与开发基础。其产品线涵盖研抛（包括双面和单面抛光）、切割（包括多线和单线切割）以及工控等三大类，通过不断的技术创新和突破，其产品已广泛应用于多个行业。特别值得一提的是，公司的X62 S50D-T抛光机，这是一款专为4-8英寸半导体硅片、碳化硅、蓝宝石、锗片、铌酸锂、钽酸锂、玻璃等片状硬脆材料设计的单面高精度抛光加工设备。该设备以其易于操作、高配置和低噪音等特点，满足了市场对于高精度抛光工艺的需求。晶盛机电：专注“先进材料、先进装备”浙江晶盛机电股份有限公司自2006年成立以来，一直专注于先进材料和先进装备的研发与制造。公司以硅、蓝宝石、碳化硅这三大主要半导体材料为核心，开发了一系列关键设备，并将业务范围拓展至化合物衬底材料领域，致力于为半导体和光伏行业提供具有全球竞争力的高端装备和优质服务。在第三代半导体材料领域，晶盛机电取得了显著成就，成功生长出行业领先的8英寸碳化硅晶体。公司还建立了6英寸碳化硅晶体的生长、切片、抛光环节的研发实验线，其产品已经通过了下游客户的验证。晶盛机电将持续加强技术创新和工艺积累，以实现大尺寸碳化硅晶体生长和加工技术的自主可控，进一步巩固其在行业中的领先地位。晶盛机电还研发了碳化硅、半导体硅、蓝宝石三大领域的研磨抛光设备，这些设备能够满足从6英寸到12英寸多规格的高质量研磨抛光需求。这些设备以其高产能、高精度和高稳定性的特点，满足了市场对高性能半导体材料加工设备的需求。特思迪：探索8英寸SiC衬底的磨抛加工工艺北京特思迪半导体设备有限公司，自2020年成立以来，便致力于半导体领域表面加工设备的研发、生产与销售。公司总部位于北京，产品线覆盖了减薄机、抛光机、CMP设备以及贴蜡、清洗、刷洗等机器，服务于半导体衬底材料、半导体器件、先进封装、MEMS等多个领域。在2023年，特思迪在碳化硅衬底行业的磨抛设备出货量实现了显著增长，同比增长达到87.5%。公司不仅加速了新产品的研发，还成功推出了8英寸碳化硅全自动减薄设备，以及新款双工位单面抛光机、全自动CMP后清洗机和金刚石抛光机等。这些新设备在功能和工艺指标上均达到了国际先进水平，展现了公司在技术创新上的雄厚实力。特思迪在技术创新和产品开发上的成就得益于其强大的研发能力。公司目前拥有100余项自主知识产权的专利申请及授权，其主要产品的核心部件已实现国产化，并已规模化量产化合物半导体专用的减薄和抛光设备。特思迪不断推进新品研发，其产品线得到了进一步的扩充和完善。在碳化硅衬底领域，公司推出的新款双工位单面抛光机，相较于传统单机，效率提升了100%。此外，公司自主研发的全自动CMP后清洗机，以及为满足市场对金刚石衬底加工需求而研发的金刚石抛光机，都标志着特思迪在高端半导体设备制造领域迈出了坚实的步伐。上海致领：8吋SiC晶片全自动抛光线推出上海致领半导体科技发展有限公司自2011年成立以来，专注于精密平面加工领域，提供全面的解决方案，包括设备、配件、辅材、工艺研发及服务。公司在半导体晶片化学机械抛光机领域取得了显著成就，其产品已获得Semi认证，并成功替代了国内头部芯片厂商的进口设备，展现了其在半导体设备国产化方面的重要贡献。2023年，上海致领完成了一项重要的技术突破，开发了HCP-1280R2-SIA重型化学机械抛光机，这是一款专为6寸和8寸碳化硅晶片设计的高效率、高精度抛光设备。该设备能够实现超过10PSI的抛光压力，配备了先进的压力头往复摆动功能和分区加压功能，这些特性使得HCP-1280R2-SIA能够提供卓越的产品精度，满足高精度抛光工艺的需求。上海致领的这一创新成果不仅提升了公司在半导体设备领域的技术实力，也为碳化硅晶片的加工提供了强有力的支持。随着碳化硅材料在半导体行业的应用日益广泛，上海致领的HCP-1280R2-SIA抛光机有望在提高生产效率和产品质量方面发挥重要作用。小结单晶碳化硅以其卓越的物理和化学性质，在半导体行业中扮演着越来越重要的角色。然而，正是这些特性也给碳化硅的加工带来了挑战。单晶碳化硅的莫氏硬度高达9.5，表明它具有极高的硬度，这使得加工过程需要更为先进的技术和设备。同时，碳化硅的化学稳定性意味着它在常温下不会与大多数化学物质发生反应，进一步增加了加工的复杂性。碳化硅的压缩强度远大于其弯曲强度，这一特性使得材料在加工时更易碎裂，特别是在抛光过程中。为了实现高质量的抛光效果，需要施加更大的压力，这就要求抛光设备具备更高的负载能力和更精确的压力控制功能。尽管碳化硅的加工存在诸多挑战，但随着第三代半导体技术的快速发展，国内外设备制造商正在积极寻求突破。目前，长晶设备的国产化已经取得了显著进展，但切磨抛等加工设备的国产化程度相对较低，这些领域仍然是国内设备厂商需要重点攻克的方向。为了减少对进口设备的依赖，国内厂商正在加大研发投入，推动技术创新，以期在切磨抛等关键加工设备上实现国产化。通过不断的技术积累和市场验证，国内设备制造商有望逐步提升产品的技术水平和市场竞争力，满足国内半导体产业对高性能加工设备的需求。

近年来随着5G通讯技术以及新能源汽车行业已成为当前投资热点，而5G基站和电动汽车都使用了功率半导体器件，开发出符合市场要求的功率半导体器件成了半导体行业的又一重要方向。以硅作为衬底的传统的半导体芯片因为材料本身的局限性已难满足要求，以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带第三代半导体材料具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势，因此采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，适用于高电压、高频率场景，还能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力。第三代半导体材料虽然具有很多优点，但是其加工难度也是极大的。以碳化硅为例，其硬度世界排名第三，莫氏硬度为13，仅次于钻石(15)和碳化硼(14)；而且其化学稳定性高，几乎不与任何强酸或强碱发生反应。晶体碳化硅还需要通过机械加工整形、切片、研磨、抛光等化学机械抛光和清洗等工艺，才能成为器件制造前的衬底材料。化学机械抛光（CMP）化学机械抛光（或化学机械平坦化）通常是使用专用抛光机在晶圆表面用抛光垫不断地旋转抛光并在过程中添加抛光液磨料以获得平坦光滑的衬底表面的工艺。为了获得均匀平坦的晶圆衬底，厚度监测作为常用的评价手段之一。但是第三代半导体材料由于硬度高，化学机械抛光的效率比较低，部分材料抛光过程的厚度变化甚至低于数十纳米常规的位移计等监测手段已经无法达到要求，而因为材料的特殊性一般也不会使用接触式或者破坏式的测量手段。大塚电子的SF-3系列膜厚计通过光干涉法原理，对晶圆界面之间干涉光信号进行计算从而获得晶圆的厚度信息。SF-3膜厚计 光干涉法由于采用了光学测量原理，SF-3系列膜厚计具有极高的频率5KHZ，因而可以对晶圆厚度进行在线实时监控；同时具有高精度以及可以有效避免晶圆翘曲对结果的影响。晶圆厚度实测CMP抛光液CMP抛光液作为化学机械抛光的辅助耗材，起到研磨腐蚀等作用，近年来CMP抛光液的国产化程度正在逐步提高。CMP抛光液的主要成分包括水、研磨颗粒（二氧化硅、金刚石、氧化铈、氧化锆）、氧化剂、分散剂等。不同的工艺步骤和不同的产品对CMP抛光液产品有不同的要求，通过对CMP抛光液的粒径监测、zeta电位监测可以评价CMP抛光液是否符合工艺要求以及在存储运输过程当中的稳定性。大塚电子ELSZ-neo系列纳米粒度zeta电位仪对抛光液的粒径和zeta电位检测均有大量应用。 ELSZ-neo以下考察了CMP抛光液在不同PH值的zeta电位，并记录了不同磨料的等电点（zeta电位为零），根据抛光液的粒径和zeta电位可以选择最优的PH值从而获得稳定的产品。晶圆清洗在晶圆的研磨和化学机械抛光处理以后，需要对晶圆进行清洗以避免污染物的附着。一些晶圆的颗粒污染物数量要求少于10个，然而由于静电作用力，颗粒污染物与晶圆在特定的PH值环境下容易吸附，颗粒污染物通常来源于抛光液当中研磨颗粒的残留。因此，评价晶圆表面和颗粒污染物的电性对于清洗工艺有重要作用。Zeta电位（Zeta potential）作为衡量固体电性或液体的稳定性的主要指标，通常使用电泳光散射法进行测量，然而在测量固体表面zeta电位时必须要充分考虑电渗作用的影响。（１）样品池内的粒子的电泳以负电荷的粒子为例，理想状态下粒子无论在cell 的什么位置，都以相同的速度向正电极侧电气泳动。（２）样品池内的电渗流通常cell（材质：石英）带有负电荷。所以，正电荷的离子、离子聚集在cell壁面附近，施加电场的话，壁面附近 正离子会往负极方向移动。Cell中心部为了补偿这个流动，产生相反方向的对流，这种现象叫做电渗流。（３）样品池内可观测粒子的电泳粒子分散在溶媒中，cell内粒子电气泳动的外观是算上这个电渗的抛物线状的流动。为此、cell内电气浸透流的速度为零的位置，即在静止面进行测定可以得出真正粒子的电泳速度，从而得出真实的泽塔电位值。大塚电子的ELSZ系列纳米粒度zeta电位仪使用了森岡本电渗校正专利，充分考虑了材料的电渗对电泳速度的影响。另外专用的平板样品池可选用电荷为0的涂层，并且使用中性的观测粒子，在不同PH值下测量不必考虑观测粒子电性带来的影响。大尺寸的平板样品池，可适用不同规格的晶圆测量实测应用时，通常会对晶圆表面和CMP抛光液的zeta电位同时进行测量。以下图为例，分别测量了硅晶圆（蓝色）和污染物粒子（红色）的zeta电位，在PH=4~8.5之间，晶圆表面与污染粒子的电性相反，因而污染粒子会依附在晶圆表面难以去除。总结大塚电子自1970年以来一直专业研究光学检测技术，秉承「多様性」「独創性」「世界化」的理念，大塚的光散射以及光干涉制品一直在包括FPD行业、半导体行业、新材料行业等专业领域占据领先地位。凭借对光学技术的深耕，大塚将继续为过国内客户提供专业的设备以及服务。