【正文】 部探針與底部硅片表面的距離（b）相加，這里，我們要的是相加（a+b），TTV就是將a+b的最大值減去a+b的最小值。測(cè)量方法是將與真空吸盤平行吸住的一面作為參考平面，TIR就是正面最高處與最凹處的差值。有時(shí)這個(gè)平面是參考硅片背面或是一個(gè)假想的平面。換句話說(shuō)，所有的測(cè)試方法都是體現(xiàn)硅片整體的表面情況。差別僅在于測(cè)試時(shí)所覆蓋的區(qū)域是整體還是局部。舉個(gè)例子，局部測(cè)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(duì)應(yīng)硅片的小區(qū)域范圍。硅片生產(chǎn)過(guò)程從相對(duì)較臟的切片開(kāi)始到最終進(jìn)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(jī)器進(jìn)行機(jī)械加工，所有這些接觸都會(huì)導(dǎo)致顆粒沾污。金屬因硅片經(jīng)過(guò)許多機(jī)器加工，金屬與硅片表面直接接觸而被留在硅片表面；有機(jī)物則可能來(lái)自于任何物體上的油脂或油。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。硅片生產(chǎn)中的許多過(guò)程是機(jī)械導(dǎo)向的，因此，這些有操作危險(xiǎn)的過(guò)程必須有一定的安全程序。硅片的生產(chǎn)要用到許多危險(xiǎn)的化學(xué)藥品，如在敞開(kāi)式的硅片清洗中用到的HF和KOH。因此，當(dāng)在進(jìn)行與這些化學(xué)品相關(guān)的工作時(shí)，必須確定出所有正確的安全方針。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(huì)引起潛在的火災(zāi)，甚至使人失明。術(shù)語(yǔ)表彎曲度（bow）硅片彎曲度是指硅片中心與一通過(guò)靠近硅片邊緣的三個(gè)基點(diǎn)建立的平面的背離程度。10級(jí)（class10）通常指環(huán)境的清潔度時(shí)，而且更大的顆粒數(shù)更少。硅膠硅膠是一種懸浮的硅土顆粒，細(xì)小到無(wú)法分辨出各個(gè)顆粒，也無(wú)法從懸浮液中分離出來(lái)。外吸雜外吸雜是一種適用在硅片背面的吸雜方法。FPD能衡量整個(gè)硅片正表面。通常通過(guò)在晶體結(jié)構(gòu)中造成高應(yīng)力區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)。霧化霧化是硅片出現(xiàn)霧氣的一個(gè)條件。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(shí)間。Piranha是一種清洗液，由硫酸（H2SO4）和雙氧水（H2O2）組成?？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?？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。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(gè)硅片的測(cè)試。簡(jiǎn)介本章主要討論多種切片工藝和它們的特征，對(duì)硅片的激光掃描，及硅片的邊緣的contour。晶棒已經(jīng)過(guò)了頭尾切除、滾磨、參考面磨制的過(guò)程，直接粘上碳板，再與切塊粘接就能進(jìn)行切片加工了。在進(jìn)行內(nèi)圓切片的工場(chǎng)內(nèi)，切片可能會(huì)引用許多標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足切片的這些要求，一些特殊的切片方法產(chǎn)生了。碳板當(dāng)硅片從晶棒上切割下來(lái)時(shí)，需要有某樣?xùn)|西能防止硅片松散地掉落下來(lái)。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(jìn)行粘接。其它粘板材料還有陶瓷和環(huán)氧。 粘棒示意圖石墨是一種用來(lái)支撐硅片的堅(jiān)硬材料，它被做成與晶棒粘接部位一致的形狀。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。這個(gè)距離要求盡量短，因?yàn)榄h(huán)氧是一種相當(dāng)軟的材料而碳板和晶棒是很硬的材料。碳板不僅在切片時(shí)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(hù)了刀片。粘接碳板與晶棒的環(huán)氧應(yīng)有足夠強(qiáng)的粘度，才能支持硅片直到整根晶棒切割完成。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。刀片當(dāng)從晶棒上切割下硅片時(shí)，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。有一個(gè)速度快、安全可靠、經(jīng)濟(jì)的切割方法是很值得的。這種損失量稱為刀片損失。如果在切片過(guò)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。兩種通常被應(yīng)用的方法是環(huán)型切割和線切割。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。刀片的內(nèi)側(cè)邊緣鍍有帶鉆石顆粒的鎳層。對(duì)于150mm的硅片，每刀用時(shí)3分鐘。這樣，材料損失厚度略大于刀片的最厚度。很明顯，這一厚度越小，刀片損失也就越少。因此，有一個(gè)最適宜的鎳鉆石涂層能得到最低的材料損失。不銹鋼有高的延展性能允許刀片有很大的張力，這種強(qiáng)的張力能使刀片繃的很緊很直，從而在切割時(shí)能保持刀片平直。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。在硅片進(jìn)行高溫?zé)崽幚碇?，必須將金屬?gòu)谋砻媲宄?。?nèi)圓刀片用內(nèi)圓刀片來(lái)切割晶棒的原因是它有低的刀片損失，內(nèi)圓刀片在開(kāi)始塑性變形后，被張緊在鼓上。壓力是描述單位能承受的重量；張力是指改變后的長(zhǎng)度與原始長(zhǎng)度之比?？梢缘玫讲牧系纳煺裹c(diǎn)和最終延展強(qiáng)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。材料沒(méi)有完全失效所能承受的最大壓力稱為最終延展強(qiáng)度。要達(dá)到同樣的程度，外圓刀片的厚度是它的十倍多。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。硅片數(shù)量的減少直接導(dǎo)致其成本的顯著上升。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(jiàn)莫氏硬度等級(jí)。他的等級(jí)圖是根據(jù)一種材料切割其它材料而得出的。這一等級(jí)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。從圖上可看出，鉆石能切割硅。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。這個(gè)不斷摩擦的過(guò)程，產(chǎn)生熱和許多顆粒。這種液體能控制硅沫并使溫度下降。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(guò)。內(nèi)徑也相對(duì)較大，因?yàn)橛辛舜蟮亩?，刀片才能變得更硬。這個(gè)安排有利之處在于內(nèi)圓切片時(shí)，只要通過(guò)晶棒一半的路程，因此，不需要如此大的直徑。另一問(wèn)題是它會(huì)導(dǎo)致碎裂并使硅片中心產(chǎn)生缺陷。切片損傷當(dāng)切片機(jī)在切割晶棒時(shí)，會(huì)引起很多損傷。這一過(guò)程會(huì)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。因?yàn)榍衅佑|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(lái)的過(guò)程中必須清除掉這些損傷，硅片才會(huì)有用。為了防止損傷層的延伸擴(kuò)展，必須小心仔細(xì)地操作，盡可能消除刀片振動(dòng)。刀片偏轉(zhuǎn)硅片彎曲和厚度偏差的主要根源在切片過(guò)程。如果刀片在切片時(shí)發(fā)生振動(dòng)，那么很有可能在刀片所在一側(cè)的損傷層會(huì)比另一側(cè)更深。在切片過(guò)程中，刀片偏轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器能提供刀片偏轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這個(gè)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(shí)的出口（）。刀片偏轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器的輸出與反饋回路有關(guān)，當(dāng)監(jiān)測(cè)器探測(cè)到偏離時(shí)，這個(gè)回路能自動(dòng)糾正路徑偏離。這個(gè)系統(tǒng)使硅片切片時(shí)，有更少的翹曲度。一般內(nèi)圓刀片的進(jìn)給速度是5cm/min。當(dāng)?shù)镀驗(yàn)榕K而開(kāi)始出現(xiàn)偏差時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行修刀了。修刀通常是將碳化硅或氧化鋁的研磨棒切片來(lái)完成。要檢查修刀是否成功，唯一的方法就是再進(jìn)行硅棒的切割。問(wèn)題在切片過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些問(wèn)題：硅片晶向錯(cuò)誤，過(guò)分的切片損傷，刀片偏離，刀片失靈和碎片。經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題是刀片變形。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。這是因?yàn)榈镀谇衅瑫r(shí)會(huì)發(fā)生抖動(dòng)。碎片（刀片退出時(shí)）無(wú)論任何方式，當(dāng)?shù)镀懈钅撤N材料即將完成時(shí)，刀片在材料底部時(shí)，可能會(huì)引起材料碎裂，這種現(xiàn)象稱為exit chip。當(dāng)持續(xù)施加相同大小的壓力在越來(lái)越薄的材料上，材料就無(wú)法再承受這樣的壓力。這些碎片尺寸相對(duì)較大，使硅片缺損，這樣的硅片就不能使用了。在最后，可以通過(guò)降低刀片進(jìn)給速率來(lái)減小壓力。外表面額外材料的增加提供載體有利于切片的完成。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。切片之后，多余的材料就會(huì)被磨去。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。因此，在切割（100）向的硅片時(shí)，硅片有沿（110）晶面發(fā)生碎裂的趨向。單晶硅的裂紋大多沿著（111）面。除了內(nèi)圓切割外，還有線切割。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。線切割的基本結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，一根小直徑的鋼線繞在幾個(gè)導(dǎo)輪上使鋼線形成梯形的形狀。一根連續(xù)的鋼線集中繞導(dǎo)輪的一個(gè)個(gè)凹槽上，形成許多相同間隔的切割表面。鋼線的移動(dòng)由線軸控制，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)只有一根鋼線。如150mm硅片，整根晶棒的切割完成只需約58小時(shí)。單根線通常有100km長(zhǎng)，繞在兩個(gè)線軸上。這種與砂漿接觸時(shí)間的減少有利于延長(zhǎng)鋼線的壽命。在一些系統(tǒng)中，鋼線的進(jìn)給在這次是一個(gè)方向，然后方向可翻轉(zhuǎn)，然后再翻轉(zhuǎn)。這樣就使鋼線通過(guò)系統(tǒng)的時(shí)間延長(zhǎng)，或者剛在一個(gè)方向經(jīng)過(guò)系統(tǒng)，反過(guò)來(lái)又要經(jīng)過(guò)了。其中一個(gè)線導(dǎo)輪由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，控制整個(gè)鋼線系統(tǒng)。這都由一個(gè)線張緊裝置來(lái)自己控制并調(diào)整系統(tǒng)。線切割機(jī)的鋼線與晶棒接觸，而砂漿沉積在鋼線上。通過(guò)鋼線的帶動(dòng)，砂漿會(huì)對(duì)晶棒緩慢研磨，帶走晶棒表面少許材料，形成凹槽。隨著硅片直徑的增加，線切割機(jī)在硅片切割中將扮演更主要的角色。另一方面，線切割機(jī)對(duì)于更大直徑的硅片，不需要改變線的粗細(xì)。線切割的問(wèn)題對(duì)于線切割，有兩種主要的失效模式：鋼線張力的錯(cuò)誤改變和鋼線斷裂。鋼線有任何一點(diǎn)的松動(dòng)，都會(huì)使其在對(duì)晶棒進(jìn)行切割時(shí)發(fā)生搖擺，引起切割損失，并對(duì)硅片造成損傷。這一錯(cuò)誤可能造成對(duì)晶棒的錯(cuò)誤切割或者使鋼線斷裂。鋼線也可能因張力太大，達(dá)到它所能承受的極限，導(dǎo)致鋼線斷裂。斷裂的鋼線還可能造成眾多硅片的斷裂。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)。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。所有的客戶都希望硅片有一特定的晶向，無(wú)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。一個(gè)與正確方向的小小偏離都會(huì)影響到以后器件的構(gòu)成。硅片晶向發(fā)生任何問(wèn)題都會(huì)引起器件制造問(wèn)題。當(dāng)晶棒粘在切片機(jī)上時(shí)，以參考面為基礎(chǔ)，將晶棒排好。這個(gè)過(guò)程類似于單晶生長(zhǎng)模式中的描述，除了衍射是針對(duì)硅片表面而不是邊緣。切片機(jī)有調(diào)整晶向的功能。 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。例如，一些環(huán)氧能通過(guò)乙酸、水或加熱來(lái)去除。硅片的原始順序必須被保持直至激光刻字。硅片的正確順序是很重要的，因?yàn)殡S著單晶硅晶棒上的位置點(diǎn)的改變，硅的特性會(huì)改變。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。因?yàn)檫@時(shí)候，經(jīng)過(guò)了切片加工，正如所知道的，切片是很臟的過(guò)程，硅片上有大量有害物、環(huán)氧劑殘留。激光刻字經(jīng)切片及清洗之后，硅片需用激光刻上標(biāo)識(shí)。硅片以從晶棒上切割下的相同順序進(jìn)行刻字，以保持硅片的順序。如果硅片中發(fā)現(xiàn)一問(wèn)題，知道硅片經(jīng)過(guò)了哪些過(guò)程，在晶棒的哪一位置是很重要的。所以，在硅片表面的標(biāo)識(shí)是很必要的，至少至拋光結(jié)束。？標(biāo)識(shí)可以是希臘字母或條形碼。因?yàn)榧す鈽?biāo)識(shí)在硅片的正面，它們可能會(huì)在硅片生產(chǎn)過(guò)程中被擦去，除非刻的足夠深。因此，保持標(biāo)識(shí)有最小的深度但能通過(guò)最后的過(guò)程是很值得的。這樣深度的標(biāo)刻稱為硬刻字；標(biāo)識(shí)很淺并容易清除的稱為軟刻字。將與標(biāo)準(zhǔn)不一致的硅片從中分離出來(lái)。邊緣倒角經(jīng)過(guò)標(biāo)識(shí)和分類后，進(jìn)行邊緣倒角使硅片邊緣有圓滑的輪廓。邊緣倒角另外的好處是能清除切片過(guò)程中一些淺小的碎片。？因此，倒角磨輪有一個(gè)子彈頭式的研磨凹槽。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。這使得參考面也能通過(guò)磨輪進(jìn)行倒角（）。既然硅片的參考面也同時(shí)倒角，就有一些問(wèn)題發(fā)生。因?yàn)閰⒖济媸窃谀承┻^(guò)程中用來(lái)進(jìn)行硅片對(duì)齊，這個(gè)參考需要被保持。倒角磨輪倒角磨輪是用來(lái)進(jìn)行邊緣倒角的一個(gè)金屬圓盤，直徑約為24英寸左右。磨輪的研磨表面是一層鎳鉆涂層。當(dāng)從屏幕上查看倒角輪廓時(shí)，需啟用一控制模板，重疊在硅片圖象上。模板的放置顯示了一個(gè)允許的區(qū)域，硅片必須與其一致。一個(gè)普遍的因素是，與所有的改進(jìn)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。硅片邊緣應(yīng)力的下降使硅片有更高的機(jī)械強(qiáng)度。已經(jīng)證明在進(jìn)行硅片處理時(shí)，經(jīng)過(guò)倒角的硅片與未經(jīng)過(guò)倒角的硅片相比，順利通過(guò)流程而沒(méi)有崩邊的要多的多。而對(duì)于已倒角的硅片，即使有撞擊等，也不會(huì)引起崩邊。因?yàn)樵谖催M(jìn)行倒角之前，這兩種情況存在于硅片邊緣，外延層就會(huì)趨向于在邊緣生長(zhǎng)的更快。這個(gè)隆起稱為外延邊緣皇冠頂并且會(huì)在以后的器件制作過(guò)程引起一些問(wèn)題。然而，即使是這樣仍然會(huì)在邊緣有很小的生長(zhǎng)，只是不會(huì)在硅片正面的外延層上形成皇冠頂，因?yàn)檫吘壥清F形的。問(wèn)題是由于光刻膠表面的張力作用會(huì)在硅片尖利的邊緣形成小珠。在以前，邊緣小珠子在接觸印刷時(shí)是一個(gè)問(wèn)題，但現(xiàn)在的工藝已使其不再成為麻煩?，F(xiàn)對(duì)硅片生產(chǎn)過(guò)程中的切片、激光刻字和邊緣倒角部分提出幾個(gè)關(guān)聯(lián)的安全問(wèn)題。在硅片晶向檢查時(shí)，要用到xray，因?yàn)橛猩渚€的，特別是大部分的射線會(huì)降低操作者的機(jī)能再生能力。而在倒角區(qū)域，有可能被機(jī)器夾痛。在切片過(guò)程中，由于刀片的小小振動(dòng)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。張力張力是用來(lái)描述一種材料在負(fù)載下的伸展能力。應(yīng)力應(yīng)力是指材料單位面積承受的力量?？梢哉J(rèn)為是切片垃圾。yield point？指材料在沒(méi)有永久變形情況下，能承受的最大壓力。b. 晶棒尺寸，切片速度，使用哪種類型的etchant。d. 碎片率，沾污，后來(lái)的拋光砂的使用。b. 切片過(guò)程中結(jié)構(gòu)支持。d. 證明切片完成的好方法。b. 沿著切片的區(qū)域沒(méi)有任何損傷。d. 低的切片損失，較低的損傷，而且經(jīng)濟(jì)。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(lái)切割晶棒；c. 通過(guò)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。27．硅片需進(jìn)行激光標(biāo)識(shí)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(lái)的硅片分選提供幫助。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。