Czochralski 法（直拉法）是半導(dǎo)體工業(yè)中用于生長(zhǎng)高純度單晶硅（或其他單晶材料）的核心工藝。該方法由波蘭科學(xué)家 Jan Czochralski 于 1916 年發(fā)明，通過(guò)晶體提拉從熔融材料中生長(zhǎng)出單晶。

在直拉工藝中，籽晶軸會(huì)以每分鐘 0.5 - 2 mm 的可控速度向上拉伸，在提拉的過(guò)程中，由于溫度呈梯度下降，熔融硅會(huì)在 1410 - 1420 °C 時(shí)（低于硅的熔點(diǎn)），在相變界面凝固成固態(tài)硅。通過(guò)精確控制拉伸的速度和溫度，生長(zhǎng)出的晶體可達(dá)到所需的直徑。整個(gè)拉伸過(guò)程需要恒定的溫度控制，可能需要長(zhǎng)達(dá)三天的時(shí)間。

在此工藝中，水作為溫控介質(zhì)，對(duì)生長(zhǎng)爐進(jìn)行冷卻，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)可以精確控制晶體生長(zhǎng)中的冷卻速度，幫助客戶最大限度地減少晶體缺陷，提高硅錠質(zhì)量。同時(shí)，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)循環(huán)冷水機(jī)的可靠性對(duì)整個(gè)工藝至關(guān)重要，我們的 TCU 組件在設(shè)計(jì)上即有較長(zhǎng)的使用壽命，可以在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)不間斷運(yùn)行。

晶圓研磨和拋光工藝

晶圓表面的不規(guī)則和損傷，會(huì)影響其導(dǎo)電性。通過(guò)研磨和拋光工藝，可以除去這些表面缺陷，讓晶圓表面變得完美無(wú)瑕。

由于拋光過(guò)程會(huì)產(chǎn)生熱量，而溫度波動(dòng)會(huì)影響晶圓的瑕疵去除率，因此必須保持研磨墊和晶圓的接觸界面的溫度恒定，這可以通過(guò)控制研磨輪的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在晶圓研磨和拋光中，精密的溫度控制技術(shù)可以防止熱應(yīng)力對(duì)晶圓造成損傷，確保材料屬性的一致。
外延工藝

外延是一種將新材料層添加到單晶襯底上的沉積過(guò)程。新的材料層必須和單晶襯底完美貼合。

沉積過(guò)程中的精準(zhǔn)溫度控制，可以減少沉積層的缺陷，保持完美的晶體結(jié)構(gòu)。

鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)二次回路系統(tǒng)可以提供精確沉積所需要的溫度控制工具。
更多半導(dǎo)體工藝的溫度控制
半導(dǎo)體制造是人類工業(yè)文明中精密程度最高的系統(tǒng)性工程之一，其工藝流程涉及數(shù)百道復(fù)雜工序。從硅晶圓制備、光刻顯影到薄膜沉積、離子注入，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要在原子級(jí)別的精度上進(jìn)行控制，其中溫度參數(shù)的調(diào)控堪稱整個(gè)制造過(guò)程的生命線。在接下來(lái)的系列文章中，我們將逐層揭開(kāi)半導(dǎo)體制造的溫度密碼，解析精準(zhǔn)溫控背后的工程智慧。