半导体-硅片生产工艺流程及工艺注意要点.pdfVIP

硅片生产工艺流程及注意要点 简介 硅片的准备过程从硅单晶棒开始，到清洁的抛光片结束，以能够在绝好的环境中使用。 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很多流程和清洗步骤。除了 有许多工艺步骤之外，整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。硅片的加工从一相对较脏的 环境开始，最终在 10 级净空房内完成。 工艺过程综述 硅片加工过程包括许多步骤。所有的步骤概括为三个主要种类：能修正物理性能如尺寸、 形状、平整度、或一些体材料的性能；能减少不期望的表面损伤的数量；或能消除表面沾污 和颗粒。 硅片加工的主要的步骤如表 1.1 的典型流程所示。 工艺步骤的顺序是很重要的， 因为 这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。在以下的章节中， 每一步骤都会得到详细介绍。 表 1.1 硅片加工过程步骤 1. 切片 2. 激光标识 3. 倒角 4. 磨片 5. 腐蚀 6. 背损伤 7. 边缘镜面抛光 8. 预热清洗 9. 抵抗稳定——退火 10. 背封 11. 粘片 12. 抛光 13. 检查前清洗 14. 外观检查 Page 1 of 52 15. 金属清洗 16. 擦片 17. 激光检查 18. 包装 / 货运 切片（ class 500k ） 硅片加工的介绍中，从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。这一步骤的关键是如何在 将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗，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。切片过程 定义了平整度可以基本上适合器件的制备。 切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。这两种形式的切割方式被应用的原 因是它们能将材料损失减少到最小，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过程，可以描述为一个研磨的过程，这一过程会产生大量的颗粒 和大量的很浅表面损伤。 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 洗过程中，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 (Class 500k) 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 用来在硅片表面刻上标识。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化。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，即使硅片有遗漏，也能追溯到原来位置，而且如果趋向明了，那么就可以采 取正确的措施。激光标识可以在硅片的正面也可在背面，尽管正面通常会被用到。 Page 2 of 52 倒角 当切片完成后， 硅片有比较尖利的边缘， 就需要进行倒角从而形成子弹式的光滑的边缘。 倒角后的硅片边缘有低的中心应力，因而使之更牢固。这个硅片边缘的强化，能使之在以后 的硅片加工过程中，降低硅片的碎裂程度。图