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

1.5.1 硅片厚度

1.5.2 硅片两面平行度

1.5.3 硅片厚度公差

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

2.2.1 单面研磨

2.2.2 双面研磨

2.3 研磨要求

2.4 影响研磨的因素

2.4.1 磨料的影响

2.4.2 磨盘压力的影响

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

3.3.1 机械抛光工艺

3.3.1.1 方法及原理

3.3.1.2 优缺点

3.3.1.3 适用范围

3.3.2 化学抛光工艺

3.3.2.1 原理

3.3.2.2 方法

3.3.2.3优缺点

3.3.2.4适用范围

3.3.3 化学机械抛光工艺

3.3.3.1 方法及原理

3.3.3.2化学机械抛光种类

3.3.3.3 抛光过程分析

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