硅衬底制备工艺简介
出处:何以解忧 发布于:2007-04-29 10:15:33
1 硅单晶的切割
1.1 工艺作用
1.2 切割原理
1.3 切割设备
1.4 切割方法
1.5 切割要求
1.6 注意事项
2 研磨工艺
2.1 研磨的作用
2.2 研磨的方法
2.3 研磨要求
2.4 影响研磨的因素
3 抛光工艺
3.1 抛光的作用
3.2 抛光的要求
3.3 抛光的方法
课程重点:本节简单介绍了衬底制备中切片、磨片和抛光三个工艺的基本情况。关于硅单晶体的切割,讨论了该工艺的四个作用:即决定了所切出的硅单晶片的晶向、晶片厚度、晶片平行度和晶片翘度;讨论了切割原理:实际上是利用了刀片上的金刚砂刀刃对硅单晶棒进行脆性磨削,由于切割刀片的高速旋转和缓慢进刀,而使硅单晶棒变成了一片一片的硅单晶片;介绍了两种切割设备,一种是多用于硅单晶片的切割的内圆切割机,另一种是用于定位面切割的外圆切割机;还给出了硅单晶体的切割的要求和注意事项。关于硅单晶片的研磨,讨论了该工艺的四个作用:即去除切片造成的刀痕、调节硅单晶片的厚度、提高硅单晶片的平行度和改善硅单晶片的平整度;讨论了硅单晶片研磨的方法,根据设备的不同分为硅单晶片的单面研磨和硅单晶片的双面研磨,其研磨机理是相同的;讨论了影响硅单晶片研磨的因素,研磨质量主要取决于磨料的质量和磨盘压力的大小。关于硅单晶片的抛光,讨论了该工艺的作用,主要是去除磨片造成的与磨料粒度相当的损伤层,以获得高洁净的、无损伤的、平整光滑的硅单晶片的镜面表面;讨论了抛光工艺的三种抛光方法,即机械抛光、化学抛光和化学机械抛光方法。机械抛光是采用更细的磨料在盖有抛光布的磨盘上进行细磨,由于其工艺过程中无化学反应,则该工艺适用于化合物半导体晶片的表面抛光;化学抛光是利用化学腐蚀的方法对晶片表面进行抛光,它对待研磨片平整度要求较高,化学抛光可分为液相抛光和气相抛光两种抛光方式,由于该抛光工艺抛光速度快、效率高,则该工艺更适用于高硬度衬底表面的抛光(如蓝宝石、尖晶石等);化学机械抛光是硅单晶片抛光的常用工艺,该工艺综合了机械抛光、化学抛光两种方法的各自的优点,从方法上看,是采用了机械抛光设备而加入了化学抛光剂,化机抛光的种类可分为酸性抛光液抛光和碱性抛光液抛光两种,酸性抛光液抛光有铬离子抛光和铜离子抛光两种方式,碱性抛光液抛光为二氧化硅抛光、也分为胶体二氧化硅抛光和悬浮二氧化硅抛光两种方式。
课程难点:硅单晶切割的方法与原理;硅单晶切割的要求和注意事项。硅单晶片研磨的方法和原理;硅单晶片单面研磨方式和双面研磨方式的区别;注意磨料质量和磨盘压力是如何影响研磨质量的。硅单晶片的三种抛光方法各自的抛光原理与抛光
工艺;三种抛光方法各自的应用特点和应用范围。
基本概念:
1 晶片的平行度-指某晶片的厚度不均匀 的状况。
2晶片的厚度公差-晶片与晶片之间厚度的差别。
3晶片的单面研磨 -晶片的单面研磨指将晶片用石蜡粘在压块上,在磨盘上加压对空面进行研磨的方法。
4 晶片的双面研磨 –指将晶片置于行星托片中,在上、下磨盘中加压进行双面研磨的方法。
5 机械抛光-采用极细的磨料、在盖有细密抛光布的抛光盘上对衬底表面进行细磨的工艺过程。
6化学抛光-利用化学腐蚀的方法对衬底表面进行去损伤层处理的过程。
7 化学机械抛光-采用机械抛光设备、加入化学抛光剂对衬底表面损伤层进行处理的过程。
基本要求:熟知半导体集成电路制造对衬底片的要求,了解衬底制备工艺是如何一步步达到以上要求的。清楚知道晶片切割工艺的方法与原理,了解晶片切割工艺过程,知道晶片切割的工艺要求和注意事项。清楚知道晶片研磨的工艺方法和工艺原理,熟悉两种研磨方法,知道研磨工艺达到的目的和要求,能分析影响研磨质量的各种因素。清楚知道晶片抛光的各种工艺方法和工艺原理,能根据不同的待抛光衬底的实际状况选择合适的抛光方式,合适的抛光方法。
章衬底材料及衬底制备作业
思考题3题+习题3题
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