工具。
现在,陈地忠就在实验金刚石钢丝线切割硅棒的效果。
第4步,打磨硅片。
切下来的硅片,再进行一遍机械打磨,让表面更加平整,同时让整体变薄,通过磨片将厚度减到700微米左右。
进入第5步,磨边处理。
主要是通过倒角机把硅片边缘的直角边磨成圆弧形
。
倒角机是一种常见的精密研磨设备,模具制造、五金加工中经常用到,有手提式、自走式、台床式的。
而加工硅片的倒角机一般称作晶圆倒角机,更加精密,价格更高,但其原理是一样的。
给硅片磨边,是因为高纯度硅是一种脆性很高的材料,磨边处理可以降低边缘处发生崩裂的风险。
圆弧状的边角在后续的芯片制造工艺中有两个好处,一是在光刻时光刻胶是通过旋转的方式涂抹在硅片表面上的,如果边缘是直角边光刻胶容易因为离心力在边缘处累积,造成厚度不均,从而影响光刻;二是在做外延生长时沉积物也会优先堆积在直角边,影响沉积效果,做成圆弧状的边,就可以消除边缘沉积的现象。
磨片和和倒角完成后,进行第6步:硅片精磨。
使用的机械是硅片研磨机,陈地忠将硅片放到机器的研磨盘上,研磨盘逆时钟转动,修正轮带动工件自转,机械开始靠重力加压,工件与研磨盘作相对运转磨擦,来达到研磨抛光目的。
经过这次精磨,大约去除了10微米左右的厚度,然后放入溶剂中进行第7步:化学刻蚀。
资料推荐使用氢硝酸和氢氟酸,腐蚀掉表面约20到50微米左右的厚度,这样做的目的是去除之前打磨过程中硅片积累的机械损伤,以及混入硅片表层的磨料。
到这里,经过一系列的打磨和刻蚀之后,硅片表面已经很光滑了,但用来制造芯片还不够光滑,因为在之后需要光刻机把图形投影到硅片上。
光刻投影可以类比投影看电影,如果投影幕布不够平整,有起伏的倾角或者局部的凹凸,那投射上去的影像就会变形失真,影响观看体验。
在光刻时硅片就相当于幕布,光刻的图像尺寸和精度都是纳米级的,所以要求硅片表面是一个完美的平面,一点点起伏参差或者局部凹凸都会影响光刻效果。
根据资料中的建议,12寸硅片的整体平整度要小于60纳米,这相当于在电影院挂一块IMAX幕布,幕布起伏比一根头发丝还要细,为了达到这
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