【正文】 粒突起在邊緣使外延層得以生長，這就有利于防止外延邊緣皇冠頂的形成。這就導致在硅片邊緣有小的隆起（）。外延邊緣皇冠頂當在硅片上生長外延時，外延層會在有微粒突出和高應力區(qū)域生長的更快些。而且，在有襯墊或圓盤在硅片表面移動的步驟中，如磨片和拋光時，沒有經過倒角的，有尖利、粗糙邊緣的硅片因對其邊緣的撞擊會造成崩邊。這有利于在處理硅片時對崩邊有更強的抵抗力。在接下來的章節(jié)中，將討論碎片和斷裂的減少、邊緣皇冠頂附生的消除、？崩邊和斷裂當進行硅片邊緣倒角時，硅片邊緣高應力點被清除。倒角原因硅片邊緣進行倒角有幾個原因。模板的放置使它與硅片圖象相同比例。為了檢查并保證倒角形狀的正確，硅片邊緣輪廓可以從高放大倍率的投影儀上看到。有一子彈頭式凹槽在圓盤邊緣。當前大多邊緣倒角設備是凸輪驅動并有特定的路徑，來替代硅片的？，這樣，整個硅片邊緣倒角時就不會發(fā)生任何問題了。一個問題是當參考面進行倒角時，可能會被磨去一點。在硅片旋轉幾次之后，硅片邊緣就能得到磨輪凹槽的形狀了。通過倒角磨輪沿著硅片邊緣形狀移動這樣的系統(tǒng)來保持磨輪與硅片邊緣的接觸。（）硅片邊緣的輪廓首先是由真空吸頭將硅片吸住后旋轉而完成的。邊緣倒角形態(tài)硅片邊緣的形狀由磨輪形狀決定。這樣操作的主要目的是消除切片過程中在硅片邊緣尖利處的應力。不符合標準的原因通常有崩邊、破損、翹曲度太大或厚度超差太大。通常在激光刻字區(qū)域做的是另一任務是根據硅片的物理性能進行分類，通常以厚度進行分類。一般激光刻字的深度在175μm左右。但如果刻的太深，很可能在后面的過程中受到沾污。條形碼有一好處，因為機器能快速而方便地讀取它，但不幸的是，人們很難讀出。激光標識一般刻在硅片正面的邊緣處，用激光蒸發(fā)硅而形成標識。如果所有這些信息都能知道，問題的來源就能被隔離，在更多的硅片經過相同次序而發(fā)生同一問題前就能被糾正。標識主要用來識別硅片的，以保證每一硅片的所有過程的信息都能被保持并作為參考。這一標識能提供硅片多方面的信息，并能追溯硅片的來源。殘留在硅片上的物質、環(huán)氧劑相對較難清除，因此，應經過一個？清洗工藝。碳板從硅片上移走之后，硅片就能清洗了。來自于晶棒底部的硅片與來自頂部的硅片相比，有不同的電阻率、摻雜劑濃度和氧含量。這樣就能保證知道硅片在原晶棒中的位置。操作時應小心，使硅片邊緣不會碎裂，并且保持硅片仍在同一順序。使硅片與碳板粘合在一起的環(huán)氧劑能被輕易地清除。在正確的晶向定好之后，硅片的切割就可以進行下去了。如果硅片的晶向錯誤，那么就要調整切片機上晶棒的位置。然而，也不能保證切出來的硅片晶向正確，除非先切兩片硅片，用Xray機檢查晶向是否正確。因此，必須在切片開始時就檢查硅片晶向的正確性。一些制作過程要依靠晶向蝕刻，其它則需要基層的晶向準確。在這樣的情況下，就要盡可能使硅片的切割接近這一方向。晶向當進行切片時，必須按客戶要求沿一個方向切割。比起現(xiàn)在的切割工藝，所有的這些方法都有其潛在的優(yōu)勢，然而，比起已解決的問題，它們仍存在更多的問題而不能被商業(yè)上應用。其它切割方式近幾年來，還有許多切割工藝被建議用在硅片切割上。如果鋼線斷裂，可能對硅片造成損傷，并使切割過程停止。在切割過程中，鋼線可能會從一個凹槽跳到另一個凹槽中，使硅片切割進行到一半。低的張力還會發(fā)生另一問題，會使鋼線導輪發(fā)生錯誤進給。如果鋼線的張力錯誤，線切割機就不能有效進行切割了。因此，線切割的切片損失仍保持不變，同一根晶棒就能得到比內圓切片更多的硅片。當硅片達到300mm或更大時，內圓刀片的直徑也必須增大，而且刀片的厚度必須增加才能充分維持其剛直性，這樣就會造成更多的刀片損失。鋼線的不斷移動將凹槽中的材料不斷帶走，在鋼線完全通過晶棒后，砂漿仍隨鋼線移動。砂漿由碳化硅與油混合而成，或其他一些類似的堅硬材料與液體的混合物。這個系統(tǒng)保持鋼線在一定張力下，并控制鋼線的進給速度。鋼線必須保持一定的張力能壓迫砂漿中的磨砂研磨晶棒，并防止導輪上的鋼線進給錯誤。典型的鋼線進給速度在10m/s（22mph），即一根100km長的鋼線經過一個方向需10。？舉例來說，鋼線向前走了約30秒，然后反向走25秒，然后再向前，如此反復。而且，長的鋼線意味著在一個方向上的進給能維持相當長的時間而不需要轉換方向通過反向的繞線回來。如此長的鋼線的應用使線的單個區(qū)域每次都不會與砂漿及晶棒接觸很長時間。線的兩端分別繞在線軸上，晶棒慢慢向上（或向下）移動，穿過鋼線，鋼線能從晶棒上同時切割下許多硅片。線之間的空間決定了想要的硅片厚度。導輪上有凹槽能確保鋼線以一定距離分隔開。線切割使用研磨砂漿來切割晶棒，砂漿貼附在接觸并進入晶棒的鋼線上，鋼線會產生壓力壓迫研磨劑與晶棒接觸，這樣在砂漿和晶棒間的壓力接觸使材料被磨去。盡管線切割已使用了幾個世紀，但被應用到半導體廠家僅僅在最近20年內。因此，任何裂紋的發(fā)生平行于切片方向而不會引起碎片。在（111）向的硅片上，（111）面是與硅片的面相平行的。沿著（110）晶面切割很容易引起硅片碎裂。有了足夠的材料，那么所有碎片的發(fā)生幾乎都能包含在內了。就是使晶棒直徑生長的稍大一點，那么在切片時，即使發(fā)生碎片，滾磨去碎裂處，仍有足夠的材料。這樣就減少了硅片較薄邊緣的壓力，硅片也不會碎裂了。另一個方法是在晶棒外側位置貼上幾片材料，使切割完成。最小限度（碎片）有兩種方法防止碎片的發(fā)生，一種方法是在最后階段，減小刀片施加在硅片上的壓力。這片材料就開始斷裂，材料的碎片就會松散。碎片的發(fā)生是由于在切割的最后階段，在材料的小區(qū)域中存在高的局部應力。刀片失靈造成的最主要的問題是引起硅片斷裂和大量的表面損傷。刀片如果過度變形后，就不能保持筆直通過晶棒。內圓刀片的變形可能因在張緊時的錯誤方式或在試圖快速通過晶棒時的刀片進給速度太快。刀片失靈有幾種：刀片變形、鎳鉆涂層崩潰、刀片斷裂。盡管修刀能生產新的尖利的表面，但除非必須，否則不大進行，因為每一次修刀都會減少刀片的壽命并增加機器待工時間。研磨棒能將鎳鉆涂層的外層磨去從而顯露出新的尖銳的鉆石。修刀過程是使刀片的涂層暴露出新的、銳利的鉆石。另一原因可能是鉆石變臟了或者脫離了鎳的涂層。在內圓切片時，刀片偏離的主要原因是對于刀片的切片速率而言，刀片的進給太快了。在這個系統(tǒng)中，有一力量能糾正刀片偏差。監(jiān)測器是通過刀片處產生的旋渦來測試的。刀片偏轉監(jiān)測器的安裝盡可能接近于切片區(qū)域。不同的是，因刀片振動引起的損傷稱為切片微分損傷。影響硅片形狀的最主要因素是切片過程中的刀片偏轉。有些損傷如果很深的話，在磨片之后仍能在硅片上看到。如果刀片有任何振動，損傷層就會更深，有時候甚至是平均厚度的23倍。這樣的損傷存在于刀片與晶棒接觸的任何地方。這些損傷來自于切片過程切磨的形式。隨著晶棒直徑的增大，內圓切片變得越來越不實用。問題是，這種方法在切片時，要不引起硅片中心的？很困難。對于相同尺寸的晶棒，有一個辦法能減小刀片的尺寸，就是在切割前將晶棒滾圓。另外，刀片本身也必須能夠切割晶棒的任何位置而不會使晶棒碰到刀片外側的張緊圈。內圓切片尺寸切割硅片需要的內圓刀片尺寸是很大的，如對于200mm硅片，刀片的外圓直徑約在32英寸左右。一種潤滑/冷卻溶液，通常如水或水容性潤滑劑，用來清除相切位置的顆粒。當刀片通過材料時，一些碎片也被帶出來了。當鉆石涂覆在內圓刀片上切割晶棒時，它是在研磨硅材料。硅與石英有相近的硬度。在這等級圖上，任何硬度高的材料都能切割硬度比它低的材料。莫氏硬度等級莫氏等級是在1800年代晚期，由Friedrich Mohs發(fā)展起來的。內圓刀片的切片運動類似于一種研磨形式。這就導致硅片的數量減少為原來的1/4（）。每切一刀，就損失一片硅片的50%厚度。當刀片伸展至塑變區(qū)域后，就變得很剛直了。在壓力張力曲線上，它處在最高點，這點以后，如果材料再承受任何一點壓力都會導致材料斷裂。當壓力超過一定數值時，材料就開始快速伸展而增加的壓力很小。伸展點是指材料在這一點上停止了按施加在其身上力比例伸展。通常用壓力張力曲線來表示材料特性。？這已超出了不銹鋼的伸展點，為了能充分說明這個條件，要先介紹幾個術語。否則，任何高溫的過程都會使金屬離子擴散進硅片而不易清除了。記住在切片時使用了不銹鋼也很重要，因為硅片會帶有大量的金屬離子。鋼的另一個有利之處就是它很耐用。不管金屬的污染，不銹鋼因為它的特性而被作為內圓刀片普遍采用的核心材料。但是，如果涂層太薄的話，刀片切下的路徑太窄，刀片可能會有更大潛在可能沖擊邊緣，如果刀片發(fā)生任何偏差而撞擊到邊緣，硅片就會受到損傷，在接下來的步驟中就需要去除更多的材料。鎳鉆石涂層的厚度是內圓刀片的一個重要參數。內圓刀片的構成和厚度對一典型的內圓刀片。這一鉆石鎳的鍍層提供了用來切割晶棒的表面，（）。刀片是由不銹鋼制成的大而薄的圓環(huán)。環(huán)型切割通常是指內圓切割，是將晶棒切割為硅片的最廣泛采用的方法。在半導體企業(yè)，通常只有幾種切割方法被采用。刀片損失是指材料損失的總量，因為這個損失是由于刀片在開槽時的移動而造成的。當進行切片時，刀片所切下處或邊緣處的材料都會損失，因此，更希望是一種低損失量的切片方法。任何的不能滿足這些最低標準的切割方法都不能被采用。所有這些方法，都應對硅片造成盡可能低的污染。要找到這樣的環(huán)氧并非難事，但還要考慮到污染程度，因此，它必須能很容易地從硅片上移走，只有最小量的污染。這里有一些選擇環(huán)氧類型參考：強度、移動性和污染程度。當刀片從硬的材料切到軟的材料再到硬的材料，可能會引起硅片碎裂。碳板的形狀很重要，因為它要求能在碳板和晶棒間使用盡可能少的環(huán)氧和盡量短的距離。大多數情況下，碳板應嚴格地沿著晶棒的參考面粘接，這樣碳板就能加工成矩形長條。碳板不是粘接板的唯一選擇，任何種類的粘接板和環(huán)氧結合劑都必須有以下幾個特性：能支持硅片，防止其在切片過程中掉落并能容易地從粘板和環(huán)氧上剝離；還能保護硅片不受污染。有代表性的是用碳板與晶棒通過環(huán)氧粘合在一起從而使硅片從晶棒上切割下來后，仍粘在碳板上。在下面章節(jié)中將討論幾種切片的特殊方法和相關的工藝。切片過程有一些要求：能按晶體的一特定的方向進行切割；切割面盡可能平整；引入硅片的損傷盡可能的少；材料的損失盡量少。為了能切割下單個的硅片，晶棒必須以某種方式進行切割。切片綜述當單晶硅棒送至硅片生產區(qū)域時，已經準備好進行切割了。習題 硅片生產的主要目的是為了生產（ ）a. 無損傷硅片b. 清潔、平整、無損傷的硅片c. ？d. 有粗糙紋理的硅片 一個典型的工藝流程是（ ）a. 切片、磨片、拋光、檢查b. 切片、拋光、磨片、檢查c. 磨片、切片、拋光、檢查d. 拋光、切片、磨片、檢查 磨片的目的是（ ）a. 提供一個高度拋光表面b. 探測硅片表面的缺陷或沾污c. 硅片抵抗的穩(wěn)定d. 清除切片過程造成的深度損傷 拋光過程是一個（ ）a. 一個化學/機械過程b. 一個嚴格的化學過程c. 一個嚴格的機械過程d. 其它類型的過程 退火（抵抗穩(wěn)定）過程為消除______的抵抗影響（ ）a. piranha清洗液（H2SO4+H2O2）b. silox？c. 金屬d. 氧 哪一種平整度測試能說明硅片厚度的一致性（ ）a. TTV（總厚度超差）b. TIR（總指示讀數）c. 翹曲度d. FPD（焦平面背離）切片目的 當將晶棒加工成硅片時，能確定切片加工的特性； 描述切片時所用的碳板的作用； 知道內圓切片和線切割機的優(yōu)點和缺點； 硅片進行標識的目的； 硅片邊緣？的原因； 描述硅片邊緣？的典型方法。TTV也是對整個硅片的測試。TIR能表明整個硅片正面的情況。之所以起這個名字是因為當上述兩種化學品混合時，溶液溫度會達到120℃左右并劇烈沸騰。Piranha可能由硅片的任何的沾污或損傷而引起。有兩種不同的吸雜方法：外吸雜和內吸雜。吸雜吸雜是一種誘使金屬雜質遠離硅片正面的方法。焦平面背離（FPD）焦平面背離的測試能說明離硅片正面上任何點的焦平面的最遠距離。微切傷微切傷是由刀片的顫動而引起的，它是刀片在行進過程中細微的背離，而在硅片上沿著切口留下的細小的脊狀損傷。這是一個非常潔凈的環(huán)境。彎曲度是對整個硅片而言。在這些區(qū)域，都應穿著適當的防護服，并應謹慎操作以防發(fā)生安全問題。其它還有涉及到各種不同輻射的安全問題。這些化學品的使用象水一樣頻繁，而且容易被灌輸一種錯誤的安全觀念。除了這些顯而易見的機械危險外，還有化學方面的危險。在半導體制造的硅片生產階段，許多安全問題非常類似于在一裝備完好設備商店，有高速度的刀片和所有手工滾磨設備。在硅片最終被發(fā)往客戶前，所有的污染都必須被清除。另兩個主要的污染是金屬和有機物。污染硅片表面的污染是一個主要關注的問題。通常，區(qū)域的選擇尺寸同典型的電路芯片相同。這些方法中的大部分也可以測試局部狀況。這一測量值表明了？迄今為止，所討論的所有平整度測試方法都是指整體測試。（） 總指示讀數（TIR）和焦平面偏離（FPD）測量示意圖FPD焦平面偏離（FPD）是指硅片上距焦平面最高處和最深處到焦平面的距離中遠的一個。TIR總指示讀數是一種只與硅片的正面有關的參數。實際上，不同的僅僅是計算公式。測量TTV可在測量Warp時同時進行。小量的翹曲在一些加工過程中可以通過真空吸盤或夾具得到補償。有了這些數據，將ba的最大值減去ba的最小值，再除以2就是Warp值（）。測定翹曲度，第一步就是找到頂部探針與頂部硅片表面的距離（a