【正文】 類型的腐蝕，比較它們的優(yōu)缺點； 了解硅片的三種外吸雜工藝； 了解內(nèi)吸雜的三個熱處理步驟； 描述熱處理對抵抗穩(wěn)定所起的作用； 了解進行背封的原因并列出兩種背封工藝過程。29．硅片邊緣倒角（ ）a. 防止在后道工序中發(fā)生崩邊；b. 減少硅片正表面的面積；c. 提供更可看的硅片形狀；d. 增加硅片邊緣應(yīng)力。27．硅片需進行激光標(biāo)識的主要原因是（ ）a. 為吸雜工藝提供損傷；b. 清除硅片表面的不完整物；c. 提供了一種能追溯硅片的手段；d. 為接下來的硅片分選提供幫助。25．內(nèi)圓刀片（ ）a. 切割相同尺寸的晶棒，比外圓切割有更多的切片損失；b. 使用研磨砂來切割晶棒；c. 通過張緊在一鼓上，使之很剛直；d. 切割大直徑晶棒比小直徑晶棒有更小的切片損失。d. 低的切片損失，較低的損傷，而且經(jīng)濟。b. 沿著切片的區(qū)域沒有任何損傷。d. 證明切片完成的好方法。b. 切片過程中結(jié)構(gòu)支持。d. 碎片率，沾污，后來的拋光砂的使用。b. 晶棒尺寸，切片速度，使用哪種類型的etchant。yield point？指材料在沒有永久變形情況下，能承受的最大壓力。可以認(rèn)為是切片垃圾。應(yīng)力應(yīng)力是指材料單位面積承受的力量。張力張力是用來描述一種材料在負(fù)載下的伸展能力。在切片過程中，由于刀片的小小振動產(chǎn)生了這樣的損傷，在沿著切口的方向留下小的脊?fàn)詈圹E。而在倒角區(qū)域，有可能被機器夾痛。在硅片晶向檢查時，要用到xray，因為有射線的，特別是大部分的射線會降低操作者的機能再生能力。現(xiàn)對硅片生產(chǎn)過程中的切片、激光刻字和邊緣倒角部分提出幾個關(guān)聯(lián)的安全問題。在以前，邊緣小珠子在接觸印刷時是一個問題，但現(xiàn)在的工藝已使其不再成為麻煩。問題是由于光刻膠表面的張力作用會在硅片尖利的邊緣形成小珠。然而，即使是這樣仍然會在邊緣有很小的生長，只是不會在硅片正面的外延層上形成皇冠頂，因為邊緣是錐形的。這個隆起稱為外延邊緣皇冠頂并且會在以后的器件制作過程引起一些問題。因為在未進行倒角之前，這兩種情況存在于硅片邊緣，外延層就會趨向于在邊緣生長的更快。而對于已倒角的硅片，即使有撞擊等，也不會引起崩邊。已經(jīng)證明在進行硅片處理時，經(jīng)過倒角的硅片與未經(jīng)過倒角的硅片相比，順利通過流程而沒有崩邊的要多的多。硅片邊緣應(yīng)力的下降使硅片有更高的機械強度。一個普遍的因素是，與所有的改進一樣，這樣的邊緣能使硅片生產(chǎn)和器件制造階段都有更高的產(chǎn)率。模板的放置顯示了一個允許的區(qū)域，硅片必須與其一致。當(dāng)從屏幕上查看倒角輪廓時，需啟用一控制模板，重疊在硅片圖象上。磨輪的研磨表面是一層鎳鉆涂層。倒角磨輪倒角磨輪是用來進行邊緣倒角的一個金屬圓盤，直徑約為24英寸左右。因為參考面是在某些過程中用來進行硅片對齊，這個參考需要被保持。既然硅片的參考面也同時倒角，就有一些問題發(fā)生。這使得參考面也能通過磨輪進行倒角（）。硅片緩慢旋轉(zhuǎn)，磨輪則以高速旋轉(zhuǎn)并以一定力量壓在硅片邊緣。？因此，倒角磨輪有一個子彈頭式的研磨凹槽。邊緣倒角另外的好處是能清除切片過程中一些淺小的碎片。邊緣倒角經(jīng)過標(biāo)識和分類后，進行邊緣倒角使硅片邊緣有圓滑的輪廓。將與標(biāo)準(zhǔn)不一致的硅片從中分離出來。這樣深度的標(biāo)刻稱為硬刻字；標(biāo)識很淺并容易清除的稱為軟刻字。因此，保持標(biāo)識有最小的深度但能通過最后的過程是很值得的。因為激光標(biāo)識在硅片的正面，它們可能會在硅片生產(chǎn)過程中被擦去，除非刻的足夠深。？標(biāo)識可以是希臘字母或條形碼。所以，在硅片表面的標(biāo)識是很必要的，至少至拋光結(jié)束。如果硅片中發(fā)現(xiàn)一問題，知道硅片經(jīng)過了哪些過程，在晶棒的哪一位置是很重要的。硅片以從晶棒上切割下的相同順序進行刻字，以保持硅片的順序。激光刻字經(jīng)切片及清洗之后，硅片需用激光刻上標(biāo)識。因為這時候，經(jīng)過了切片加工，正如所知道的，切片是很臟的過程，硅片上有大量有害物、環(huán)氧劑殘留。因此硅片的特性也就不同，確定硅片在晶棒中的位置是很必要的。硅片的正確順序是很重要的，因為隨著單晶硅晶棒上的位置點的改變，硅的特性會改變。硅片的原始順序必須被保持直至激光刻字。例如，一些環(huán)氧能通過乙酸、水或加熱來去除。 Xray衍射碳板清除切片完成之后，粘在硅片上的碳板需要清除。切片機有調(diào)整晶向的功能。這個過程類似于單晶生長模式中的描述，除了衍射是針對硅片表面而不是邊緣。當(dāng)晶棒粘在切片機上時，以參考面為基礎(chǔ)，將晶棒排好。硅片晶向發(fā)生任何問題都會引起器件制造問題。一個與正確方向的小小偏離都會影響到以后器件的構(gòu)成。所有的客戶都希望硅片有一特定的晶向，無論是在一單晶平面還是如果特定的，與平面有特定數(shù)值的方向。最可能的方法是EDM，又稱火花腐蝕加工，它有非常低的切片損失。如線性電氣加工EDM，配置研磨線，電氣化學(xué)，和電氣光化學(xué)。斷裂的鋼線還可能造成眾多硅片的斷裂。鋼線也可能因張力太大，達到它所能承受的極限，導(dǎo)致鋼線斷裂。這一錯誤可能造成對晶棒的錯誤切割或者使鋼線斷裂。鋼線有任何一點的松動，都會使其在對晶棒進行切割時發(fā)生搖擺，引起切割損失，并對硅片造成損傷。線切割的問題對于線切割，有兩種主要的失效模式：鋼線張力的錯誤改變和鋼線斷裂。另一方面，線切割機對于更大直徑的硅片，不需要改變線的粗細(xì)。隨著硅片直徑的增加，線切割機在硅片切割中將扮演更主要的角色。通過鋼線的帶動，砂漿會對晶棒緩慢研磨，帶走晶棒表面少許材料，形成凹槽。線切割機的鋼線與晶棒接觸，而砂漿沉積在鋼線上。這都由一個線張緊裝置來自己控制并調(diào)整系統(tǒng)。其中一個線導(dǎo)輪由馬達驅(qū)動，控制整個鋼線系統(tǒng)。這樣就使鋼線通過系統(tǒng)的時間延長，或者剛在一個方向經(jīng)過系統(tǒng)，反過來又要經(jīng)過了。在一些系統(tǒng)中，鋼線的進給在這次是一個方向，然后方向可翻轉(zhuǎn)，然后再翻轉(zhuǎn)。這種與砂漿接觸時間的減少有利于延長鋼線的壽命。單根線通常有100km長，繞在兩個線軸上。如150mm硅片，整根晶棒的切割完成只需約58小時。鋼線的移動由線軸控制，因為整個系統(tǒng)只有一根鋼線。一根連續(xù)的鋼線集中繞導(dǎo)輪的一個個凹槽上，形成許多相同間隔的切割表面。線切割的基本結(jié)構(gòu)很簡單，一根小直徑的鋼線繞在幾個導(dǎo)輪上使鋼線形成梯形的形狀。它們最初需要昂貴的投資，但因在切片損失上的減少能使其很快收回成本。除了內(nèi)圓切割外，還有線切割。單晶硅的裂紋大多沿著（111）面。因此，在切割（100）向的硅片時，硅片有沿（110）晶面發(fā)生碎裂的趨向。應(yīng)指出的是，碎片大多發(fā)生在(100)晶向的硅片上，原因是（100）的硅片，切割垂直于（110）和其它（100）晶面。切片之后，多余的材料就會被磨去。有一防止碎片的系統(tǒng)可供選擇，可以消除任何碎片的發(fā)生。外表面額外材料的增加提供載體有利于切片的完成。在最后，可以通過降低刀片進給速率來減小壓力。這些碎片尺寸相對較大，使硅片缺損，這樣的硅片就不能使用了。當(dāng)持續(xù)施加相同大小的壓力在越來越薄的材料上，材料就無法再承受這樣的壓力。碎片（刀片退出時）無論任何方式，當(dāng)?shù)镀懈钅撤N材料即將完成時，刀片在材料底部時，可能會引起材料碎裂，這種現(xiàn)象稱為exit chip。這是因為刀片在切片時會發(fā)生抖動。其它刀片變形的發(fā)生可能因不銹鋼刀片承受的力太大造成刀片延展。經(jīng)常發(fā)生的問題是刀片變形。問題在切片過程中，經(jīng)常會發(fā)生一些問題：硅片晶向錯誤，過分的切片損傷，刀片偏離，刀片失靈和碎片。要檢查修刀是否成功，唯一的方法就是再進行硅棒的切割。修刀通常是將碳化硅或氧化鋁的研磨棒切片來完成。當(dāng)?shù)镀驗榕K而開始出現(xiàn)偏差時，就應(yīng)進行修刀了。一般內(nèi)圓刀片的進給速度是5cm/min。這個系統(tǒng)使硅片切片時，有更少的翹曲度。刀片偏轉(zhuǎn)監(jiān)測器的輸出與反饋回路有關(guān)，當(dāng)監(jiān)測器探測到偏離時，這個回路能自動糾正路徑偏離。這個位置一般接近刀片的內(nèi)圓處，并接近刀片切入晶棒的入口或刀片退出時的出口（）。在切片過程中，刀片偏轉(zhuǎn)監(jiān)測器能提供刀片偏轉(zhuǎn)的實時監(jiān)測。如果刀片在切片時發(fā)生振動，那么很有可能在刀片所在一側(cè)的損傷層會比另一側(cè)更深。刀片偏轉(zhuǎn)硅片彎曲和厚度偏差的主要根源在切片過程。為了防止損傷層的延伸擴展，必須小心仔細(xì)地操作，盡可能消除刀片振動。因為切片接觸的是硅片的表面，所以硅片表面存在著許多這樣的損傷，這就意味著在接下來的過程中必須清除掉這些損傷，硅片才會有用。這一過程會造成硅片產(chǎn)生許多細(xì)微破裂和裂紋，這種損傷層的平均厚度約為2530μm。切片損傷當(dāng)切片機在切割晶棒時，會引起很多損傷。另一問題是它會導(dǎo)致碎裂并使硅片中心產(chǎn)生缺陷。這個安排有利之處在于內(nèi)圓切片時，只要通過晶棒一半的路程，因此，不需要如此大的直徑。內(nèi)徑也相對較大，因為有了大的洞，刀片才能變得更硬。這么大的尺寸是為了使內(nèi)徑足夠大，從而能將粘有碳板的晶棒都能通過。這種液體能控制硅沫并使溫度下降。這個不斷摩擦的過程，產(chǎn)生熱和許多顆粒。含鉆石的研磨層在硅體內(nèi)不斷地研磨，造成硅的微觀斷裂而產(chǎn)生細(xì)微碎片。從圖上可看出，鉆石能切割硅。這一等級圖范圍從撲面粉—最軟的材料之一，到鉆石—最硬的材料都包括在內(nèi)了。他的等級圖是根據(jù)一種材料切割其它材料而得出的。研磨劑（鉆石）混合在鎳金屬內(nèi)，鉆石是非常硬的物質(zhì)，能刮去任何其它物質(zhì)的表面，還有兩種相近硬度的材料見莫氏硬度等級。硅片數(shù)量的減少直接導(dǎo)致其成本的顯著上升。如果刀片有其十倍厚，那么每切一刀，硅片的500%厚度都損失了。要達到同樣的程度，外圓刀片的厚度是它的十倍多。材料沒有完全失效所能承受的最大壓力稱為最終延展強度。從所畫的圖上可以看出，壓力張力曲線最終成了線性關(guān)系?？梢缘玫讲牧系纳煺裹c和最終延展強度。壓力是描述單位能承受的重量；張力是指改變后的長度與原始長度之比。內(nèi)圓刀片用內(nèi)圓刀片來切割晶棒的原因是它有低的刀片損失，內(nèi)圓刀片在開始塑性變形后，被張緊在鼓上。在硅片進行高溫?zé)崽幚碇?，必須將金屬從表面清除。這種經(jīng)久的耐用性，能額外使用同一刀片而不需更換，從而使硅片的生產(chǎn)成本降低。不銹鋼有高的延展性能允許刀片有很大的張力，這種強的張力能使刀片繃的很緊很直，從而在切割時能保持刀片平直。因此，有一個最適宜的鎳鉆石涂層能得到最低的材料損失。很明顯，這一厚度越小，刀片損失也就越少。這樣，材料損失厚度略大于刀片的最厚度。對于150mm的硅片，每刀用時3分鐘。刀片的內(nèi)側(cè)邊緣鍍有帶鉆石顆粒的鎳層。內(nèi)圓切割內(nèi)圓切割正如它的名字一樣，切割的位置在刀片的表面。兩種通常被應(yīng)用的方法是環(huán)型切割和線切割。如果在切片過程中損失更少的量，那就意味著從同根晶棒上能切下更多的硅片，也就是降低了每一硅片的成本。這種損失量稱為刀片損失。有一個速度快、安全可靠、經(jīng)濟的切割方法是很值得的。刀片當(dāng)從晶棒上切割下硅片時，期望切面平整、損傷小、沿特定方向切割并且損失的材料盡量小。一般地，環(huán)氧能很容易在熱的乙酸溶液中溶解，或用其他的方法解決。粘接碳板與晶棒的環(huán)氧應(yīng)有足夠強的粘度，才能支持硅片直到整根晶棒切割完成。碳板不僅在切片時為硅片提供支持，而且也在刀片切完硅片后行經(jīng)提供了材料，保護了刀片。這個距離要求盡量短，因為環(huán)氧是一種相當(dāng)軟的材料而碳板和晶棒是很硬的材料。當(dāng)然，碳板也可以和晶棒的其它部位粘接，但同樣應(yīng)與該部位形狀一致。 粘棒示意圖石墨是一種用來支撐硅片的堅硬材料，它被做成與晶棒粘接部位一致的形狀。其它粘板材料還有陶瓷和環(huán)氧。許多情況下，碳板經(jīng)修正、打滑、磨平后，在材料準(zhǔn)備區(qū)域進行粘接。碳板當(dāng)硅片從晶棒上切割下來時，需要有某樣?xùn)|西能防止硅片松散地掉落下來。為了滿足切片的這些要求，一些特殊的切片方法產(chǎn)生了。在進行內(nèi)圓切片的工場內(nèi)，切片可能會引用許多標(biāo)準(zhǔn)。晶棒已經(jīng)過了頭尾切除、滾磨、參考面磨制的過程，直接粘上碳板，再與切塊粘接就能進行切片加工了。簡介本章主要討論多種切片工藝和它們的特征，對硅片的激光掃描，及硅片的邊緣的contour。翹曲度（warp）翹曲度（warp）是指離硅片中心線最高和最低的差值，是整個硅片的測試?？偤穸瘸睿═TV）總厚度超差（TTV）是指硅片最厚處與最薄處的差值?？傊甘咀x數(shù)（TIR）總指示讀數(shù)是硅片的正面上距設(shè)定參考面最高處與最凹處的距離。Piranha是一種清洗液，由硫酸（H2SO4）和雙氧水（H2O2）組成。平均載流子壽命？平均載流子壽命是指在硅體內(nèi)多數(shù)載流子的平均復(fù)合時間。霧化霧化是硅片出現(xiàn)霧氣的一個條件。通常通過在晶體結(jié)構(gòu)中造成高應(yīng)力區(qū)域來實現(xiàn)。FPD能衡量整個硅片正表面。外吸雜外吸雜是一種適用在硅片背面的吸雜方法。硅膠硅膠是一種懸浮的硅土顆粒，細(xì)小到無法分辨出各個顆粒，也無法從懸浮液中分離出來。10級（class10）通常指環(huán)境的清潔度時，而且更大的顆粒數(shù)更少。術(shù)語表彎曲度（bow）硅片彎曲度是指硅片中心與一通過靠近硅片邊緣的三個基點建立的平面的背離程度。在切片區(qū)域，有Xray源；激光掃描區(qū)域，有激光的輻射可能會引起潛在的火災(zāi)，甚至使人失明。因此，當(dāng)在進行與這些化學(xué)品相關(guān)的工作時，必須確定出所有正確的安全方針。硅片的生產(chǎn)要用到許多危險的化學(xué)藥品，如在敞開式的硅片清洗中用到的HF和KOH。硅片生產(chǎn)中的許多過程是機械導(dǎo)向的，因此，這些有操作危險的過程必須有一定的安全程序。安全同其他制造環(huán)境一樣，在設(shè)備的每一位置，都有其特殊的安全要求。金屬因硅片經(jīng)過許多機器加工，金屬與硅片表面直接接觸而被留在硅片表面；有機物則可能來自于任何物體上的油脂或油。硅片生產(chǎn)過程從相對較臟的切片開始到最終進入一凈空房結(jié)束，硅片要暴露在大量的不同化學(xué)品和溶液中，而且硅片還要被放入許多不同的機器進行機械加工，所有這些接觸都會導(dǎo)致顆粒沾污。舉個例子，局部測試的硅片平整度稱為局部厚度超差（LTV），LTV幾乎與TTV相同，區(qū)別僅在于前者只對應(yīng)硅片的小區(qū)域范圍。差別僅在于測試時所覆蓋的區(qū)域是整體還是局部。換句話說，所有的測試方法都是體現(xiàn)硅片整體的表面情況。有時這個平面是參考硅片背面或是一個假想的平面。測量方法是將與真空吸盤平行吸住的一面作為參考平面