晶圓是半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片,由于其形狀為圓形,故稱為晶圓。晶圓的原始材料是硅,而硅是由石英砂所精練出來的,晶圓便是由硅元素加以純化(可達(dá)到99.999%),接著將這些純硅制成硅晶棒,成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體的材料,之后經(jīng)過照相制版,研磨,拋光,切片等一系列程序,將多晶硅融解拉出單晶硅晶棒,然后切割成一片一片薄薄的晶圓。硅晶圓的制造可被歸納為三個基本步驟,分別是硅提煉及提純、單晶硅生長、晶圓成型。目前晶圓制造過程涉及的材料有硅片、掩膜版、電子氣體、光刻膠配套試劑、CMP材料、工業(yè)化學(xué)品、光刻膠、靶材等等,其中硅片在各材料占比為31%,是晶圓的重要組成部分
邊緣式校準(zhǔn)器包括設(shè)置在校準(zhǔn)區(qū)內(nèi)的校準(zhǔn)座、定位單元、及校準(zhǔn)單元,其中定位單元包括能夠上下升降的定位組件和能夠沿著晶圓徑向同時收攏或張開的夾持組件,其中定位組件形成有自上而下口徑逐漸變小的晶圓定位區(qū);夾持組件包括繞著晶圓定位區(qū)的中心分布的多根夾臂、用于驅(qū)動多根夾臂同步運(yùn)動的驅(qū)動件,其中每根夾臂上形成有與晶圓邊緣點(diǎn)或線接觸的夾槽;校準(zhǔn)單元包括能夠?qū)A的邊緣進(jìn)行校準(zhǔn)的校準(zhǔn)組件、以及驅(qū)動組件。
校準(zhǔn)區(qū)截面呈方形,晶圓上料裝置和晶圓收料裝置對應(yīng)設(shè)置在方形的相鄰兩側(cè)邊,晶圓取放裝置對應(yīng)設(shè)置在晶圓上料裝置和邊緣式校準(zhǔn)器之間,且自動導(dǎo)片機(jī)還包括位于校準(zhǔn)區(qū)的負(fù)離子發(fā)生器。這樣設(shè)置,結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備運(yùn)行,同時,負(fù)離子發(fā)生器可產(chǎn)生大量帶有正負(fù)電荷的氣流,可以將晶圓檢測區(qū)內(nèi)的物體表面所帶電荷中和。
由于激光在聚焦上的優(yōu)點(diǎn),聚焦點(diǎn)可小到亞微米數(shù)量級,從而對晶圓的微處理更具有優(yōu)勢,可以進(jìn)行小部件的加工。即使在不高的脈沖能量水平下,也能得到較高的能量密度,有效進(jìn)行材料加工。激光劃片屬于非接觸式加工,可以避免出現(xiàn)芯片破碎和其它損壞現(xiàn)象。
晶圓的集成電路制造,為了降低器件熱阻、提高工作散熱及冷卻能力、便于封裝,在硅晶圓正面制作完集成電路后,需要進(jìn)行背面減薄。晶圓的背面研磨工藝,是在晶圓的正面貼一層膜保護(hù)已經(jīng)制作好的集成電路,然后通過研磨機(jī)來進(jìn)行減薄。晶圓背面研磨減薄后,表面會形成一層損傷層,且翹曲度高,容易破片。為了解決這些問題,需要對晶圓背面進(jìn)行濕法硅腐蝕,去除損傷層,釋放晶圓應(yīng)力,減小翹曲度及使表面粗糙化。使用槽式的濕法機(jī)臺腐蝕時,晶圓正面及背面均與腐蝕液接觸,正面貼的膜耐腐蝕,從而保護(hù)正面的集成電路。使用單片作業(yè)的濕法機(jī)臺,晶圓的正面通常已被機(jī)臺保護(hù)起來,不會與腐蝕液或者腐蝕性的氣體有接觸,可以撕膜后再進(jìn)行腐蝕。
硅晶圓切片工藝是在“后端”裝配工藝中的步。在芯片的分割期間,刀片碾碎基礎(chǔ)材料(晶圓),同時去掉所產(chǎn)生的碎片。材料的去掉沿著晶方(dice)的有源區(qū)域之間的切割線(跡道)發(fā)生的。冷卻劑(通常是去離子水)指到切割縫內(nèi),改善切割品質(zhì),和通過幫助去掉碎片而延長刀片壽命。每條跡道(street)的寬度(切口)與刀片的厚度成比例。
在許多晶圓的切割期間經(jīng)常遇到的較窄跡道(street)寬度,要求將每一次切割放在跡道中心幾微米范圍內(nèi)的能力。這就要求使用具有高分度軸精度、高光學(xué)放大和對準(zhǔn)運(yùn)算的設(shè)備。當(dāng)用窄跡道切割晶圓時的一個常見的推薦是,選擇盡可能薄的刀片??墒牵鼙〉牡镀?20μm)是非常脆弱的,更容易過早破裂和磨損。結(jié)果,其壽命期望和工藝穩(wěn)定性都比較厚的刀片差。對于50~76μm跡道的刀片推薦厚度應(yīng)該是20~30μm。
晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片,由于其形狀為圓形,故稱為晶圓,在半導(dǎo)體芯片的制作過程中,在晶圓表面形成多個芯片區(qū)域后,需要先在間隔處劃出隔道而后再將一整塊晶圓裂片成多個單的芯片。
因為制作工藝決定了它是圓形的。因為提純過后的高純度多晶硅是在一個子晶(seed)上旋轉(zhuǎn)生長出來的。多晶硅被融化后放入一個坩堝(Quartz Crucible)中,再將子晶放入坩堝中勻速轉(zhuǎn)動并且向上提拉,則熔融的硅會沿著子晶向長成一個圓柱體的硅錠(ingot)。這種方法就是現(xiàn)在一直在用的 CZ 法(Czochralski),也叫單晶直拉法。