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晶圓處理的流程詳解

[發布日期:2020-12-07 14:19:38] 點擊:


 

  截斷晶體從單晶爐里出來之后,第一步就是截掉頭尾。

  直徑滾磨在晶體生長過程中,整個晶體長度中是有偏差的,晶圓制造過程中有各種各樣的晶圓固定器和自動設備,需要嚴格的直徑控制以減少晶圓翹曲和破碎。直徑滾磨是在一個無中心的滾磨機上進行的機械操作。

  晶體定向、電導率和電阻率檢查要確保晶體是否達到定向和電阻率的規格要求。晶體定向是由X射線衍射或者平行光衍射來確定的,晶體的一端被腐蝕或拋光來去除損傷層,再將晶體安放到衍射儀上,X涉嫌或平行光反射晶體表面到成像板上,從而可以看到晶體的晶向。晶棒黏放在一個切割塊上來保證晶圓從晶體正確的晶向切割。由于晶體是經過摻雜的,一個重要的電學性能檢查是導電類型(N型或者P型),以保證使用了正確的摻雜物。而進入晶體的摻雜物數量由電阻率測量來確定。

  滾磨定向一旦晶體在切割塊上定好晶向,就沿著軸滾磨出一個參考面,這個參考面將會在每個晶圓上出現,稱之為主參考面。對于更大直徑的晶圓,在晶體上磨出一個槽用來標識晶圓的晶向,有些情況下在晶體上磨出一個簡單的凹槽來作為生產晶向的定位。

  切片用有金剛石涂層的內圓刀片把晶圓從晶棒上切下來,這些刀片是中心有圓孔的薄圓鋼片。對于大直徑的晶圓使用線切割可以保證小錐度的平整表面和最少量的刀口損失。

  磨片半導體晶圓的表面要規則沒有切割損傷,并且要平整,平整度是小尺寸圖片絕對必須的條件,先進的光刻工藝把所需的圖案投影到晶圓表面,如果表面不平整,將會發生扭曲。為了保證晶圓的平整度,一般分為磨片和化學機械拋光,磨片的主要目的是為了去除切片工藝殘留的表面損傷?;瘜W機械拋光是以堿性拋光液在晶圓表面形成一層薄的二氧化硅,拋光墊以持續的機械摩擦來去除氧化物,這樣晶圓表面的高點被除掉,直到獲得特別平整的表面。

  背面處理在許多情況下,晶圓的正面經過充分的化學機械拋光,而背面留下粗糙或者腐蝕到光亮的外觀。對于某些器件的使用,背面可能會收到特殊的處理而導致缺陷,我們稱之為背損傷,背損傷產生位錯的生長輻射進入晶圓,這些位錯現象屬于陷阱,會俘獲制造工藝中引入的可移動金屬離子污染,我們將俘獲的過程叫吸雜。一般背面處理技術有背面噴沙,背面多晶層或氮化硅的沉淀等。

  邊緣倒角和拋光邊緣倒角是使晶圓邊緣圓滑的機械工藝,應用化學拋光進一步加工邊緣,盡可能減少制造中的邊緣崩邊和損傷,邊緣崩邊和損傷會導致碎片或成為位錯線的核心。晶圓在包裝之前,還需要進行最終的評估,然后進行表層氧化防止運輸過程中的損傷和污染,最后進行包裝。

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