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晶圆处理的流程详解

[发布日期:2020-12-07 14:19:38] 点击:


 

  截断晶体从单晶炉里出来之后,第一步就是截掉头尾。

  直径滚磨在晶体生长过程中,整个晶体长度中是有偏差的,晶圆制造过程中有各种各样的晶圆固定器和自动设备,需要严格的直径控制以减少晶圆翘曲和破碎。直径滚磨是在一个无中心的滚磨机上进行的机械操作。

  晶体定向、电导率和电阻率检查要确保晶体是否达到定向和电阻率的规格要求。晶体定向是由X射线衍射或者平行光衍射来确定的,晶体的一端被腐蚀或抛光来去除损伤层,再将晶体安放到衍射仪上,X涉嫌或平行光反射晶体表面到成像板上,从而可以看到晶体的晶向。晶棒黏放在一个切割块上来保证晶圆从晶体正确的晶向切割。由于晶体是经过掺杂的,一个重要的电学性能检查是导电类型(N型或者P型),以保证使用了正确的掺杂物。而进入晶体的掺杂物数量由电阻率测量来确定。

  滚磨定向一旦晶体在切割块上定好晶向,就沿着轴滚磨出一个参考面,这个参考面将会在每个晶圆上出现,称之为主参考面。对于更大直径的晶圆,在晶体上磨出一个槽用来标识晶圆的晶向,有些情况下在晶体上磨出一个简单的凹槽来作为生产晶向的定位。

  切片用有金刚石涂层的内圆刀片把晶圆从晶棒上切下来,这些刀片是中心有圆孔的薄圆钢片。对于大直径的晶圆使用线切割可以保证小锥度的平整表面和最少量的刀口损失。

  磨片半导体晶圆的表面要规则没有切割损伤,并且要平整,平整度是小尺寸图片绝对必须的条件,先进的光刻工艺把所需的图案投影到晶圆表面,如果表面不平整,将会发生扭曲。为了保证晶圆的平整度,一般分为磨片和化学机械抛光,磨片的主要目的是为了去除切片工艺残留的表面损伤。化学机械抛光是以碱性抛光液在晶圆表面形成一层薄的二氧化硅,抛光垫以持续的机械摩擦来去除氧化物,这样晶圆表面的高点被除掉,直到获得特别平整的表面。

  背面处理在许多情况下,晶圆的正面经过充分的化学机械抛光,而背面留下粗糙或者腐蚀到光亮的外观。对于某些器件的使用,背面可能会收到特殊的处理而导致缺陷,我们称之为背损伤,背损伤产生位错的生长辐射进入晶圆,这些位错现象属于陷阱,会俘获制造工艺中引入的可移动金属离子污染,我们将俘获的过程叫吸杂。一般背面处理技术有背面喷沙,背面多晶层或氮化硅的沉淀等。

  边缘倒角和抛光边缘倒角是使晶圆边缘圆滑的机械工艺,应用化学抛光进一步加工边缘,尽可能减少制造中的边缘崩边和损伤,边缘崩边和损伤会导致碎片或成为位错线的核心。晶圆在包装之前,还需要进行最终的评估,然后进行表层氧化防止运输过程中的损伤和污染,最后进行包装。

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