硅片生产过程详解.docx
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硅片生产过程详解.docx
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硅片生产过程详解
培训目的:
1、确定硅片生产历程整个目标;
2、为工艺历程确定一典范流程;
3、描述每个工艺步调的目的;
4、在硅片生产历程中,硅片性能的三个主要干系简直定。
简介
硅片的准备历程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的情况中使用。
期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过许多流程和清洗步调。
除了有许多工艺步调之外,整个历程险些都要在无尘的情况中进行。
硅片的加工从一相对较脏的情况开始,最终在10级净空房内完成。
工艺历程综述
硅片加工历程包罗许多步调。
所有的步调归纳综合为三个主要种类:
能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体质料的性能;能淘汰不期望的外貌损伤的数量;或能消除外貌沾污和颗粒。
硅片加工的主要的步调如表1.1的典范流程所示。
工艺步调的顺序是很重要的,因为这些步调的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以淘汰硅片的沾污。
在以下的章节中,每一步调都市得到详细介绍。
表1.1硅片加工历程步调
1.切片
2.激光标识
3.倒角
4.磨片
5.腐化
6.背损伤
7.边沿镜面抛光
8.预热清洗
9.反抗稳定——退火
10.背封
11.粘片
12.抛光
13.查抄前清洗
14.外观查抄
15.金属清洗
16.擦片
17.激光查抄
18.包装/货运
切片(class500k)
硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步调就是切片。
这一步调的要害是如安在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地低落损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。
为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。
切片历程界说了平整度可以根本上适合器件的制备。
切片历程中有两种主要方法——内圆切割和线切割。
这两种形式的切割方法被应用的原因是它们能将质料损失淘汰到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。
切片是一个相对较脏的历程,可以描述为一个研磨的历程,这一历程会产生大量的颗粒和大量的很浅外貌损伤。
硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。
在这清除和清洗历程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。
激光标识(Class500k)
在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。
一台高功率的激光打印机用来在硅片外貌刻上标识。
硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码,因而能知道硅片的正确位置。
这一编码应是统一的,用来识别硅片并知道它的来源。
编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。
保持这样的追溯是很重要的,因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变革。
编号需刻的足够深,从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。
在硅片上刻下编码后,纵然硅片有遗漏,也能追溯到原来位置,并且如果趋向明了,那么就可以接纳正确的步伐。
激光标识可以在硅片的正面也可在反面,尽管正面通常会被用到。
倒角
当切片完成后,硅片有比力锋利的边沿,就需要进行倒角从而形成子弹式的平滑的边沿。
倒角后的硅片边沿有低的中心应力,因而使之更牢固。
这个硅片边沿的强化,能使之在以后的硅片加工历程中,低落硅片的碎裂水平。
图1.1举例说明了切片、激光标识和倒角的历程。
图1.1
磨片(Class500k)
接下来的步调是为了清除切片历程及激光标识时产生的差别损伤,这是磨片历程中要完成的。
在磨片时,硅片被安排在载体上,并围绕安排在一些磨盘上。
硅片的两侧都能与磨盘打仗,从而使硅片的两侧能同时研磨到。
磨盘是铸铁制的,边沿锯齿状。
上磨盘上有一系列的洞,可让研磨砂漫衍在硅片上,并随磨片机运动。
磨片可将切片造成的严重损伤清除,只留下一些均衡的浅显的伤痕;磨片的第二个利益是经磨片之后,硅片非常平整,因为磨盘是极其平整的。
磨片历程主要是一个机器历程,磨盘压迫硅片外貌的研磨砂。
研磨砂是由将氧化铝溶液延缓煅烧后形成的细小颗粒组成的,它能将硅的外层研磨去。
被研磨去的外层深度要比切片造成的损伤深度更深。
腐化(Class100k)
磨片之后,硅片外貌另有一定量的均衡损伤,要将这些损伤去除,但尽可能低的引起附加的损伤。
比力有特色的就是用化学要领。
有两种根本腐化要领:
碱腐化和酸腐化。
两种要领都被应用于溶解硅片外貌的损伤部门。
背损伤(Class100k)
在硅片的反面进行机器损伤是为了形成金属吸杂中心。
当硅片到达一定温度时?
,如Fe,Ni,Cr,Zn等会低落载流子寿命的金属原子就会在硅体内运动。
当这些原子在硅片反面遇到损伤点,它们就会被诱陷并本能地从内部移动到损伤点。
背损伤的引入典范的是通过打击或磨损。
举例来说,打击要领用喷砂法,磨损则用刷子在硅片外貌磨擦。
其他一些损伤要领另有:
淀积一层多晶硅和产生一化学生长层。
边沿抛光
硅片边沿抛光的目的是为了去除在硅片边沿残留的腐化坑。
当硅片边沿变得平滑,硅片边沿的应力也会变得均匀。
应力的均匀漫衍,使硅片更结实。
抛光后的边沿能将颗粒尘土的吸附降到最低。
硅片边沿的抛光要领类似于硅片外貌的抛光。
硅片由一真空吸头吸住,以一定角度在一旋转桶内旋转且不妨碍桶的垂直旋转。
该桶有一抛光衬垫并有砂浆流过,用一化学/机器抛光法将硅片边沿的腐化坑清除。
另一种要领是只对硅片边沿进行酸腐化。
图1.2举例说明了上述四个步调:
图1.2
预热清洗(Class1k)
在硅片进入反抗稳定前,需要清洁,将有机物及金属沾污清除,如果有金属残留在硅片外貌,当进入反抗稳定历程,温度升高时,会进入硅体内。
这里的清洗历程是将硅片浸没在能清除有机物和氧化物的清洗液(H2SO4+H2O2)中,许多金属会以氧化物形式溶解入化学清洗液中;然后,用氢氟酸(HF)将硅片外貌的氧化层溶解以清除污物。
反抗稳定——退火(Class1k)
硅片在CZ炉内高浓度的氧气氛里生长。
因为绝大部门的氧是惰性的,然而仍有少数的氧会形成小基团。
这些基团会饰演n-施主的脚色,就会使硅片的电阻率测试不正确。
要防备这一问题的产生,硅片必须首先加热到650℃左右。
这一高的温度会使氧形成大的基团而不会影响电阻率。
然后对硅片进行急冷,以阻碍小的氧基团的形成。
这一历程可以有效的消除氧作为n-施主的特性,并使真正的电阻率稳定下来。
背封(Class10k)
对付重掺的硅片来说,会经过一个高温阶段,在硅片反面淀积一层薄膜,能阻止掺杂剂的向外扩散。
这一层就如同密封剂一样防备掺杂剂的逃逸。
通常有三种薄膜被用来作为背封质料:
二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、多晶硅。
如果氧化物或氮化物用来背封,可以严格地认为是一密封剂,而如果接纳多晶硅,除了主要作为密封剂外,还起到了外部吸杂作用。
图1.3举例说明了预热清洗、反抗稳定和背封的步调。
图1.3预热清洗、阻抗稳定和背封示意图
粘片(Class10k)在硅片进入抛光之前,先要进行粘片。
粘片必须包管硅片能抛光平整。
有两种主要的粘片方法,即蜡粘片或模板粘片。
顾名思义,蜡粘片用一固体松香蜡与硅片粘合,并提供一个极其平的参考外貌?
。
这一外貌为抛光提供了一个固体参考平面。
粘的蜡能防备当硅片在一侧面的载体下抛光时硅片的移动。
蜡粘片只对单面抛光的硅片有用。
另一要领就是模板粘片,有两种差别变异。
一种只适用于单面抛光,用这种要领,硅片被牢固在一圆的模板上,再安排在软的衬垫上。
这一衬垫能提供足够的摩擦力因而在抛光时,硅片的边沿不会完全支撑到侧面载体,硅片就不是硬打仗,而是“漂浮”在物体上。
当正面进行抛光时,单面的粘片掩护了硅片的反面。
另一种要领适用于双面的抛光。
用这种要领,安排硅片的模板上下两侧都是敞开的,通常两面都敞开的模板称为载体。
这种要领可以允许在一台呆板上进行抛光时,两面能同时进行,操纵类似于磨片机。
硅片的两个抛光衬垫安排在相反的偏向,这样硅片被推向一个偏向的顶部时和相反偏向的底部,产生的应力会相互抵消。
这就有利于防备硅片被推向坚固的载体而导致硅片边沿遭到损坏。
?
除了许多加载在硅片边沿负荷,当硅片随载体运转时,边沿不大可能会被损坏。
抛光(Class≤1k)
硅片抛光的目的是得到一非常平滑、平整、无任何损伤的硅外貌。
抛光的历程类似于磨片的历程,只是历程的底子差别。
磨片时,硅片进行的是机器的研磨;而在抛光时,是一个化学/机器的历程。
这个在操纵原理上的差别是造成抛光能比磨片得到更平滑外貌的原因。
抛光时,用特制的抛光衬垫和特殊的抛光砂对硅片进行化学/机器抛光。
硅片抛光面是旋转的,在一定压力下,并经笼罩在衬垫上的研磨砂。
抛光砂由硅胶和一特殊的高pH值的化学试剂组成。
这种高pH的化学试剂能氧化硅片外貌,又以机器方法用含有硅胶的抛光砂将氧化层从外貌磨去。
硅片通常要经多步抛光。
第一步是粗抛,用较硬衬垫,抛光砂更易与之反响,并且比背面的抛光中用到的砂中有更多粗糙的硅胶颗粒。
第一步是为了清除腐化斑和一些机器损伤。
在接下来的抛光中,用软衬、含较少化学试剂和细的硅胶颗粒的抛光砂。
清除剩余损伤和薄雾的最终的抛光称为精抛。
粘片和抛光历程如图1.4所示:
图1.4粘片和抛光示意图
查抄前清洗(class10)
硅片抛光后,外貌有大量的沾污物,绝大部门是来自于抛光历程的颗粒。
抛光历程是一个化学/机器历程,会合了大量的颗粒。
为了能对硅片进行查抄,需进行清洗以撤除大部门的颗粒。
通过这次清洗,硅片的清洁度仍不能满足客户的要求,但能对其进行查抄了。
通常的清洗要领是在抛光后用RCASC-1清洗液。
有时用SC-1清洗时,同时还用磁超声清洗能更为有效。
另一要领是先用H2SO4/H2O2,再用HF清洗。
相比之下,这种要领更能有效清除金属沾污。
查抄
经过抛光、清洗之后,就可以进行查抄了。
在查抄历程中,电阻率、翘曲度、总厚度超差宁静整度等都要测试。
所有这些丈量参数都要用无打仗要领测试,因而抛光面才不会受到损伤。
在这点上,硅片必须最终满足客户的尺寸性能要求,不然就会被淘汰。
金属物去除清洗
硅片查抄完后,就要进行最终的清洗以清除剩余在硅片外貌的所有颗粒。
主要的沾污物是查抄前清洗后仍留在硅片外貌的金属离子。
这些金属离子来自于各差别的用到金属与硅片打仗的加工历程,如切片、磨片。
一些金属离子甚至来自于前面几个清洗历程中用到的化学试剂。
因此,最终的清洗主要是为了清除残留在硅片外貌的金属离子。
这样做的原因是金属离子能导致少数载流子寿命,从而会使器件性能低落。
SC-1尺度清洗液对清除金属离子不是很有效。
因此,要用差别的清洗液,如HCl,必须用到。
擦片
在用HCl清洗完硅片后,可能还会在外貌吸附一些颗粒。
一些制造商选择PVA制的刷子来清除这些残留颗粒。
在擦洗历程中,纯水或氨水(NH4OH)应流经硅片外貌以带走沾附的颗粒。
用PVA擦片是清除颗粒的有效手段。
激光查抄
硅片的最终清洗完成后,就需要查抄外貌颗粒和外貌缺陷。
激光查抄仪能探测到外貌的颗粒和缺陷。
因为激光是短波中高强度的波源。
激光在硅片外貌反射。
如果外貌没有任何问题,光打到硅片外貌就会以相同角度反射。
然而,如果光打到颗粒上或打到粗糙的平面上,光就不会以相同角度反射。
反射的光会向各个偏向流传并能在差别角度被探测到。
包装/货运
尽管如此,可能还没有考虑的非常周到,硅片的包装是非常重要的。
包装的目的是为硅片提供一个无尘的情况,并使硅片在运输时不受到任何损伤;包装还可以防备硅片受潮。
如果一片好的硅片被安排在一容器内,并让它受到污染,它的污染水平会与在硅片加工历程中的任何阶段一样严重,甚至认为这是更严重的问题,因为在硅片生产历程中,随着每一步调的完成,硅片的代价也在不绝上升。
理想的包装是既能提供清洁的情况,又能控制生存和运输时的小情况的整洁。
典范的运输用的容器是用聚丙烯、聚乙烯或一些其他塑料质料制成。
这些塑料应不会释放任何气体并且是无尘的,如此硅片外貌才不会被污染。
最后六个步调如图1.5所示。
图1.5查抄前清洗、外观查抄、金属离子去除清洗、擦片、激光查抄和包装/货运示意图
硅片制备阶段的问题
在硅片的制造历程中,涉及到许多参数。
并且这些参数中有许多会因最终硅片目标差别而产生变革。
对硅片来说,有一些参数始终是很重要的,如平整度、缺陷、沾污等。
在下面的章节中将详细讨论。
当硅片被不正确运行的刀片所切割时,就会造成弯曲的刀口。
这些刀口都不会相同,这就使硅片有差别种类的平面缺陷。
能以最好的方法使硅片得到平整的外貌是很重要的,因此应以尽可能平的面去切割硅片。
有差别的丈量要领来测试硅片的平整度。
一些丈量要领给出了圆形的大概说是整个硅片的平整度而另一些要领只显示出局部的硅片平整度。
整个的平整度对付设计样品时是很重要的,?
从另一方面说,局部的平整度对付?
设计是很重要的,?
一些整体平整度测试的术语是弯曲度(bow)、翘曲度(warp)、总厚度超差(TTV)、总指示读数(TIR)和焦平面背离(FPD)。
局部平整度测试的术语也与其一致。
Bow
硅片弯曲度是丈量硅片弯曲水平,它是与硅片中心从一通过靠近硅片边沿的三个基点创建的平面的背离水平。
弯曲度测试是一种较老的测试手段,不经常使用。
因为弯曲度测试只能测试与中心的背离,其他要领也就相应产生了。
实际上,硅片的背离会产生在硅片的任一位置,并且能产生许多问题。
在最近的时间里,S型弯曲或翘曲的测试被真正接纳。
这种变形有比弯曲更庞大的形状。
Warp
硅片形状变形的另一测试要领是翘曲度的测试。
翘曲度是丈量硅片确定的几个参考面的中心线位置的最高点与最低点之最大差值。
硅片的翘曲度起决于使用的一对无打仗扫描探针。
硅片被安排在三个形成参考平面的支点上,这对探针中一支可以在硅片一侧的任意位置,而另一支则在另一侧的相应位置。
探针按设定的步伐,沿硅片外貌移动,丈量到硅片外貌指定点的距离。
一旦所有的距离都已测得,翘曲的水平也就知道了。
测定翘曲度,第一步就是找到顶部探针与顶部硅片外貌的距离(a)和相应底部探针与底部硅片外貌的距离(b)。
换句话说,就得到了b-a的所有丈量点。
有了这些数据,将b-a的最大值减去b-a的最小值,再除以2就是Warp值(如图1.6所示)。
图1.6翘曲度(Warp)和总厚度偏差(TTV)丈量示意图
硅片的翘曲度与半导体制造有关,因为一片翘曲的硅片在光刻历程中可能会引起麻烦;还可能在一些加工历程中粘片时也有问题。
小量的翘曲在一些加工历程中可以通过真空吸盘或夹具得到赔偿。
TTV
一种检测硅片厚度一致性的要领,叫总厚度超差(TTV),就是指硅片厚度的最大值与最小值之差。
丈量TTV可在丈量Warp时同时进行。
Warp中类似的探针和数据处置惩罚要领可以为TTV所接纳。
实际上,差别的仅仅是盘算公式。
在盘算TTV时,第一步是将顶部探针与顶部硅片外貌的距离(a)和相应底部探针与底部硅片外貌的距离(b)相加,这里,我们要的是相加(a+b),TTV就是将a+b的最大值减去a+b的最小值。
TIR
总指示读数是一种只与硅片的正面有关的参数。
丈量要领是将与真空吸盘平行吸住的一面作为参考平面,TIR就是正面最高处与最凹处的差值。
(见图1.7)
图1.7总指示读数(TIR)和焦平面偏离(FPD)丈量示意图
FPD
焦平面偏离(FPD)是指硅片上距焦平面最高处和最深处到焦平面的距离中远的一个。
有时这个平面是参考硅片反面或是一个假想的平面。
这一丈量值表明了?
迄今为止,所讨论的所有平整度测试要领都是指整体测试。
换句话说,所有的测试要领都是体现硅片整体的外貌情况。
这些要领中的大部门也可以测试局部状况。
差别仅在于测试时所笼罩的区域是整体照旧局部。
通常,区域的选择尺寸同典范的电路芯片相同。
举个例子,局部测试的硅片平整度称为局部厚度超差(LTV),LTV险些与TTV相同,区别仅在于前者只对应硅片的小区域范畴。
污染
硅片外貌的污染是一个主要存眷的问题。
硅片生产历程从相对较脏的切片开始到最终进入一净空房结束,硅片要袒露在大量的差别化学品和溶液中,并且硅片还要被放入许多差别的呆板进行机器加工,所有这些打仗都市导致颗粒沾污。
另两个主要的污染是金属和有机物。
金属因硅片经过许多呆板加工,金属与硅片外貌直接打仗而被留在硅片外貌;有机物则可能来自于任何物体上的油脂或油。
在硅片最终被发往客户前,所有的污染都必须被清除。
宁静
同其他制造情况一样,在设备的每一位置,都有其特殊的宁静要求。
在半导体制造的硅片生产阶段,许多宁静问题非常类似于在一装备完好设备商店,有高速度的刀片和所有手工滚磨设备。
硅片生产中的许多历程是机器导向的,因此,这些有操纵危险的历程必须有一定的宁静步伐。
除了这些显而易见的机器危险外,另有化学方面的危险。
硅片的生产要用到许多危险的化学药品,如在敞开式的硅片清洗中用到的HF和KOH。
这些化学品的使用象水一样频繁,并且容易被贯注一种错误的宁静看法。
因此,当在进行与这些化学品相关的事情时,必须确定出所有正确的宁静目标。
其它另有涉及到种种差别辐射的宁静问题。
在切片区域,有X-ray源;激光扫描区域,有激光的辐射可能会引起潜在的火警,甚至使人失明。
在这些区域,都应穿着适当的防护服,并应谨慎操纵以防产生宁静问题。
术语表
弯曲度(bow)
硅片弯曲度是指硅片中心与一通过靠近硅片边沿的三个基点创建的平面的背离水平。
弯曲度是对整个硅片而言。
10级(class10)
通常指情况的清洁度时,10级是指每立方英尺空气中0.5μm巨细的颗粒不凌驾10个,并且更大的颗粒数更少。
这是一个非常洁净的情况。
硅胶
硅胶是一种悬浮的硅土颗粒,细小到无法辨别出各个颗粒,也无法从悬浮液中分散出来。
微切伤
微切伤是由刀片的颤抖而引起的,它是刀片在行进历程中细微的背离,而在硅片上沿着切口留下的细小的脊状损伤。
外吸杂
外吸杂是一种适用在硅片反面的吸杂要领。
焦平面背离(FPD)
焦平面背离的测试能说明离硅片正面上任何点的焦平面的最远距离。
FPD能权衡整个硅片正外貌。
吸杂
吸杂是一种诱使金属杂质远离硅片正面的要领。
通常通过在晶体结构中造成高应力区域来实现。
有两种差别的吸杂要领:
外吸杂和内吸杂。
雾化
雾化是硅片出现雾气的一个条件。
可能由硅片的任何的沾污或损伤而引起。
平均载流子寿命?
平均载流子寿命是指在硅体内多数载流子的平均复适时间。
Piranha
Piranha是一种清洗液,由硫酸(H2SO4)和双氧水(H2O2)组成。
之所以起这个名字是因为当上述两种化学品混适时,溶液温度会到达120℃左右并剧烈沸腾。
总指示读数(TIR)
总指示读数是硅片的正面上距设定参考面最高处与最凹处的距离。
TIR能表明整个硅片正面的情况。
总厚度超差(TTV)
总厚度超差(TTV)是指硅片最厚处与最薄处的差值。
TTV也是对整个硅片的测试。
翘曲度(warp)
翘曲度(warp)是指离硅片中心线最高和最低的差值,是整个硅片的测试。
习题
1、硅片生产的主要目的是为了生产---()
a.无损伤硅片
b.清洁、平整、无损伤的硅片
c.?
d.有粗糙纹理的硅片
2、一个典范的工艺流程是---()
a.切片、磨片、抛光、查抄
b.切片、抛光、磨片、查抄
c.磨片、切片、抛光、查抄
d.抛光、切片、磨片、查抄
3、磨片的目的是---()
a.提供一个高度抛光外貌
b.探测硅片外貌的缺陷或沾污
c.硅片反抗的稳定
d.清除切片历程造成的深度损伤
4、抛光历程是一个---()
a.一个化学/机器历程
b.一个严格的化学历程
c.一个严格的机器历程
d.其它类型的历程
5、退火(反抗稳定)历程为消除______的反抗影响---()
a.piranha清洗液(H2SO4+H2O2)
b.silox?
c.金属
d.氧
6、哪一种平整度测试能说明硅片厚度的一致性---()
a.TTV(总厚度超差)
b.TIR(总指示读数)
c.翘曲度
d.FPD(焦平面背离)
切片
目的
1、当将晶棒加工成硅片时,能确定切片加工的特性;
2、描述切片时所用的碳板的作用;
3、知道内圆切片和线切割机的优点和缺点;
4、硅片进行标识的目的;
5、硅片边沿?
的原因;
6、描述硅片边沿?
的典范要领。
简介
本章主要讨论多种切片工艺和它们的特征,对硅片的激光扫描,及硅片的边沿的contour。
切片综述
当单晶硅棒送至硅片生产区域时,已经准备好进行切割了。
晶棒已经过了头尾切除、滚磨、参考面磨制的历程,直接粘上碳板,再与切块粘接就能进行切片加工了。
为了能切割下单个的硅片,晶棒必须以某种方法进行切割。
在进行内圆切片的工场内,切片可能会引用许多尺度。
切片历程有一些要求:
能按晶体的一特定的偏向进行切割;切割面尽可能平整;引入硅片的损伤尽可能的少;质料的损失尽量少。
为了满足切片的这些要求,一些特殊的切片要领产生了。
在下面章节中将讨论几种切片的特殊要领和相关的工艺。
碳板
当硅片从晶棒上切割下来时,需要有某样工具能防备硅片松散地掉落下来。
有代表性的是用碳板与晶棒通过环氧粘合在一起从而使硅片从晶棒上切割下来后,仍粘在碳板上。
许多情况下,碳板经修正、打滑、磨平后,在质料准备区域进行粘接。
碳板不是粘接板的唯一选择,任何种类的粘接板和环氧结合剂都必须有以下几个特性:
能支持硅片,防备其在切片历程中掉落并能容易地从粘板和环氧上剥离;还能掩护硅片不受污染。
其它粘板质料另有陶瓷和环氧。
图2.1说明了碳板与晶棒的粘接。
图2.1粘棒示意图
石墨是一种用来支撑硅片的坚固质料,它被做成与晶棒粘接部位一致的形状。
大多数情况下,碳板应严格地沿着晶棒的参考面粘接,这样碳板就能加工成矩形长条。
固然,碳板也可以和晶棒的其它部位粘接,但同样应与该部位形状一致。
碳板的形状很重要,因为它要求能在碳板和晶棒间使用尽可能少的环氧和尽量短的距离。
这个距离要求尽量短,因为环氧是一种相当软的质料而碳板和晶棒是很硬的质料。
当刀片从硬的质料切到软的质料再到硬的质料,可能会引起硅片碎裂。
碳板不但在切片时为硅片提供支持,并且也在刀片切完硅片后行经提供了质料,掩护了刀片。
这里有一些选择环氧类型参考:
强度、移动性和污染水平。
粘接碳板与晶棒的环氧应有足够强的粘度,才气支持硅片直到整根晶棒切割完成。
要找到这样的环氧并非难事,但还要考虑到污染水平,因此,它必须能很容易地从硅片上移走,只有最小量的污染。
一般地,环氧能很容易在热的乙酸溶液中溶解,或用其他的要领解决。
所有这些要领,都应对硅片造成尽可能低的污染。
刀片
当从晶棒上切割下硅片时,期望切面平整、损伤小、沿特定偏向切割并且损失的质料尽量小。
任何的不能满足这些最低尺度的切割要领都不能被接纳。
有一个速度快、宁静可靠、经济的切割要领是很值得的。
当进行切片时,刀片所切下处或边沿处的质料都市损失,因此,更希望是一种低损失量的切片要领。
这种损失量称为刀片损失。
刀片损失是指质料损失的总量,因为这个损失是由于刀片在开槽时的移动而造成的。
如果在切片历程中损失更少的量,那就意味着从同根晶棒上能切下更多的硅片,也就是低落了每一硅片的本钱。
在半导体企业,通常只有几种切割要领被接纳。
两种通常被应用的要领是环型切割和线切割。
环型切割通常是指内圆切割,是将晶棒切割为硅片的最遍及接纳的要领。
内圆切割
内圆切割正如它的名字一样,切割的位置在刀片的外貌。
刀片是由不锈钢制成的大而薄的圆环。
刀片的内侧边沿镀有带钻石颗粒的镍层。
这一钻石-镍的镀层提供了用来切割晶棒的外貌,(见图2.2)。
对付150mm的硅片,每刀用时3分钟。
图2.2
内圆刀片的组成和厚度
对一典范的内圆刀片,其中心部位由约0.005英寸的不锈钢制成,镍-钻石涂层是不锈钢刀片边沿两侧约0.003英寸。
内圆刀片的内侧边沿总厚度约为0.0125英寸。
这样,质料损失厚度略大于刀片的最厚度,大概在0.013英寸左右。
镍-钻石涂层的厚度是内圆刀片的一个重要参数。
很明显,这一厚度越小,刀片损失也就越少。
但是,如果
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