硅片生产工艺流程及注意要点
多晶硅片生产工艺流程

多晶硅片生产工艺流程引言多晶硅片是太阳能电池等光电子器件的重要材料之一,其制备工艺具有关键性的影响。
本文将介绍多晶硅片的生产工艺流程,包括原料准备、硅熔炼、晶体生长、切割和清洗等环节。
一、原料准备多晶硅片的原料主要是硅石,经过粉碎、磁选等工艺,得到符合要求的硅石粉末。
硅石粉末中的杂质含量需要经过化学分析确定,以保证最终硅片的质量。
在原料准备阶段,还需要准备其他辅助材料,如硅片生长所需的石墨坩埚、保护板等。
二、硅熔炼硅熔炼是多晶硅片生产中的关键工艺环节。
首先,将准备好的硅石粉末放入炉中,加入适量的还原剂和助熔剂。
然后,将炉温逐渐升高到适宜的熔点。
在熔融过程中,还需要对炉膛中的气氛进行控制,以防止氧化和杂质的混入。
熔融后的硅液通过特定的铸锭装置冷却凝固,形成硅锭。
三、晶体生长晶体生长是将硅锭中的硅液形成单晶体的过程。
首先,将硅锭放入晶体生长炉中,在适宜的温度下进行升温。
随着温度升高,硅液从硅锭顶部逐渐下降,形成固态的硅单晶体。
在晶体生长过程中,需要控制炉温、拉速等参数,以获得理想的晶体结构和形状。
四、切割切割是将生长好的硅单晶体切成薄片的过程。
首先,在硅单晶体的表面进行纹理化处理,以提高光的吸收效率。
然后,将硅单晶体切割成薄片,通常采用金刚石线锯或者刀片进行切割。
切割后的硅片需要经过多次精密的平整和清洗工艺,以保证其表面的光洁度和纯净度。
五、清洗多晶硅片在生产过程中容易受到各种污染,因此清洗是不可或缺的环节。
首先,将切割好的硅片浸泡在溶剂中去除表面的油污和杂质。
接着,采用酸洗和碱洗的方法,去除硅片表面的氧化物和有机物。
最后,通过纯水冲洗,彻底去除残留的杂质和化学物质。
清洗后的硅片需要进行干燥处理,以保证表面的干净和光洁。
六、总结多晶硅片的生产工艺流程包括原料准备、硅熔炼、晶体生长、切割和清洗等环节。
每一个环节的控制都对最终的多晶硅片的质量和性能起着重要的影响。
通过不断优化和改进工艺流程,可以提高多晶硅片的生产效率和质量,推动光电子器件产业的发展。
硅片生产流程

硅片生产流程
硅片是集成电路产业的核心材料之一,其生产流程具有复杂性和精密性。
下面将介绍硅片生产的主要流程。
首先,硅片生产的第一步是原料准备。
硅片的主要原料是二氧化硅,通常采用石英砂作为原料,经过精炼和净化处理后,得到高纯度的二氧化硅粉末。
接下来,原料的制备是硅片生产的关键环节。
将高纯度的二氧化硅粉末与少量的掺杂剂混合,然后在高温熔炼炉中进行熔融,得到多晶硅棒。
第三步是多晶硅的拉制。
将熔融后的多晶硅棒放入拉制炉中,通过拉制工艺,将多晶硅棒拉制成长而细的硅棒,这个过程需要非常高的温度和精密的控制。
接下来是硅片的切割。
将长而细的硅棒放入切割机中,通过切割工艺,将硅棒切割成薄薄的硅片,这个过程需要高度的精密度和稳定性。
然后是硅片的清洗和抛光。
将切割好的硅片进行清洗,去除表面的杂质和污垢,然后进行机械抛光,使硅片表面光滑均匀。
最后是硅片的检测和包装。
对硅片进行各项检测,包括尺寸、厚度、杂质含量等,确保硅片符合质量标准,然后进行包装,将硅片装入防静电包装盒中,以确保在后续的集成电路制造过程中不受静电影响。
总的来说,硅片生产流程包括原料准备、原料制备、多晶硅拉制、硅片切割、清洗抛光、检测包装等多个环节,每个环节都需要高度精密的设备和严格的工艺控制。
这些环节的精密性和稳定性直接影响着硅片的质量和性能,因此硅片生产是一个高科技含量和高要求的产业。
光伏硅片工艺流程

光伏硅片工艺流程
光伏硅片的工艺流程包括以下步骤:
多晶相关工序:将原生硅料以及循环硅料在铸锭炉内生产成为多晶硅锭。
多晶开方:把粘在操作台上的硅锭制成符合检测要求的硅块,开方包括单晶棒及多晶锭的粘接、加工、清洗、称重、检测等。
切磨工序:把已开方的多晶硅块通过去头尾及平面、倒角、滚圆等操作加工成符合各项检测要求的硅块和准方棒。
粘胶工序:把硅块用粘胶剂粘结到工件板上,为线切工序做准备。
砂浆工序:用碳化硅微粉和悬浮液按一定比例混合而成,是决定硅片切割质量的重要因素之一,浆料区域的主要工作就是为线切机配置及更换砂浆。
线切工序:用多线切割机将硅棒或硅块切割成符合要求的硅片,线切割是由导轮带动细钢线高速运转,由钢线带动砂浆形成研磨的切割方式。
清洗工序:将线切工序生产的硅片进行脱胶、清洗掉硅片表面的砂浆,包括三项工作内容,预清洗、插片、超声波清洗。
以上就是光伏硅片的工艺流程,仅供参考。
光伏硅片的工艺流程举例如下:
原料准备:光伏硅片的主要原料是硅,通常使用单晶硅或多晶硅。
这些硅原料需要经过精炼和纯化处理,以确保硅片的质量和纯度。
晶体生长:在光伏硅片制作的第一步,硅原料被熔化成液态,并通过特定的方法进行晶体生长。
单晶硅的晶体生长通常采用Czochralski法或区域熔化法,而多晶硅则采用溶液凝固法。
切割:晶体生长后,硅块需要被切割成薄片,即光伏硅片。
切割通常使用钻石线锯或切割盘进行,以保证切割的精度和平整度。
以上只是部分举例,光伏硅片的工艺流程还包括表面制绒、等离子刻蚀、镀减反射膜、丝网印刷等步骤。
这些步骤都是为了提高光伏电池的光电转换效率,确保光伏电池的性能和质量。
单晶硅片制作流程

单晶硅片制作流程生产工艺流程具体介绍如下:固定:将单晶硅棒固定在加工台上。
切片:将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。
此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。
退火:双工位热氧化炉经氮气吹扫后,用红外加热至300~500℃,硅片表面和氧气发生反应,使硅片表面形成二氧化硅保护层。
倒角:将退火的硅片进行修整成圆弧形,防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。
此过程中产生的硅粉采用水淋,产生废水和硅渣。
分档检测:为保证硅片的规格和质量,对其进行检测。
此处会产生废品。
研磨:用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。
此过程产生废磨片剂。
清洗:通过有机溶剂的溶解作用,结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。
此工序产生有机废气和废有机溶剂。
RCA清洗:通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。
SPM清洗:用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液,SPM 溶液具有很强的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液,并将有机污染物氧化成CO2和H2O。
用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。
此工序会产生硫酸雾和废硫酸。
DHF清洗:用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜,而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中,同时DHF抑制了氧化膜的形成。
此过程产生氟化氢和废氢氟酸。
APM清洗: APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成,硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(约6nm呈亲水性),该氧化膜又被NH4OH腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。
此处产生氨气和废氨水。
HPM清洗:由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例组成的HPM,用于去除硅表面的钠、铁、镁和锌等金属污染物。
此工序产生氯化氢和废盐酸。
DHF清洗:去除上一道工序在硅表面产生的氧化膜。
(工艺流程)2020年半导体硅片生产工艺流程及工艺注意要点

硅片生产工艺流程及注意要点简介硅片的准备过程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的环境中使用。
期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。
除了有许多工艺步骤之外,整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。
硅片的加工从一相对较脏的环境开始,最终在10级净空房内完成。
工艺过程综述硅片加工过程包括许多步骤。
所有的步骤概括为三个主要种类:能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能;能减少不期望的表面损伤的数量;或能消除表面沾污和颗粒。
硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。
工艺步骤的顺序是很重要的,因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。
在以下的章节中,每一步骤都会得到详细介绍。
表1.1 硅片加工过程步骤1.切片2.激光标识3.倒角4.磨片5.腐蚀6.背损伤7.边缘镜面抛光8.预热清洗9.抵抗稳定——退火10.背封11.粘片12.抛光13.检查前清洗14.外观检查15.金属清洗16.擦片17.激光检查18.包装/货运切片(class 500k)硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。
这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。
为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。
切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。
切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。
这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。
切片是一个相对较脏的过程,可以描述为一个研磨的过程,这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。
硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。
在这清除和清洗过程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。
激光标识(Class 500k)在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。
硅片生产工艺流程

硅片生产工艺流程硅片是集成电路和太阳能电池制造的关键材料之一。
硅片的生产工艺流程是一个复杂的过程,需要多个步骤和高度精确的操作。
首先,硅片生产的第一步是提取硅矿石。
硅矿石通常以二氧化硅的形式存在,需要经过高温炉熔炼,将其转化为纯度较高的冶金硅,即硅锭。
第二步是将硅锭切割成薄片,即硅片。
这一步是在洁净室环境下进行的,以确保硅片的表面不受污染。
硅锭通过钢丝锯切割成薄片,并经过多次的研磨和抛光,使其表面光洁。
接下来,硅片需要进行腐蚀处理。
腐蚀是为了去除硅片表面的氧化层和其他杂质,以便后续步骤的加工。
腐蚀通常使用浓硝酸或氢氟酸等强酸进行,需要在严格的条件下进行控制,以避免对硅片造成过多损伤。
腐蚀处理后,硅片需要进行清洗。
清洗是为了去除腐蚀处理过程中留下的酸和其他杂质。
清洗一般使用去离子水和酒精等洁净溶剂进行,确保硅片表面的纯净度达到要求。
接下来是掺杂和扩散工艺。
硅片是通过在表面加入掺杂剂来实现电导性和铅跨性的调整。
掺杂剂可以是五价元素如磷或三价元素如硼。
掺杂剂被加入硅片表面后,通过高温加热使其扩散到硅片的内部,形成所需的电子或空穴浓度分布。
之后是金属化工艺。
金属化是为了在硅片表面形成电极和连线。
这一步通常使用光刻工艺,将特定的光刻胶涂在硅片上,然后使用紫外光照射制定的图案。
接下来,通过蒸镀或层压等方式在硅片表面沉积金属,形成电极和连线。
最后的步骤是测试和划分。
硅片需要进行电学和光学测试,以确保其符合规格和质量要求。
同时,硅片需要根据尺寸和功能的需求进行划分,划分成较小的单个芯片。
以上是硅片生产的基本工艺流程。
需要注意的是,每个步骤都需要严格的控制和监测,以确保生产的硅片质量和性能达到要求。
在整个生产过程中,洁净室的环境和工艺条件也是非常重要的,以确保硅片的纯净度和精度。
硅片生产工艺流程

硅片生产工艺流程
《硅片生产工艺流程》
硅片是集成电路、太阳能电池以及其他电子设备中不可或缺的组件之一。
它是由高纯度的硅材料制成,经过一系列复杂的工艺流程才能生产出来。
下面将介绍硅片的生产工艺流程。
首先,硅片的制造过程通常从硅矿石提炼开始。
硅矿石经过冶炼、气化和还原等步骤,最终得到高纯度的多晶硅块。
接着,多晶硅块要经过液相扩散法或气相扩散法来制备单晶硅。
在这一步骤中,需要将多晶硅块放入炉中加热,然后缓慢冷却,使得硅晶体按照单晶结构生长。
接下来,单晶硅需要进行切割,这一步骤称为切片。
将单晶硅块放入线锯或者电子束切割机中,切割成薄薄的硅片。
硅片切割后,需要进行多次的抛光和清洗,确保表面光洁度和无尘污。
之后,硅片要进行掺杂和扩散工序,以调节硅片的电学性能,比如电导率和电子迁移率等。
在这一步骤中,需要将硅片暴露在高温的炉内,以使得掺杂原子能够渗透到硅片内部,从而改变其电学特性。
最后,硅片还需要进行薄膜沉积、光刻、蚀刻和清洗等步骤,以在硅片表面形成电路图案和其他必要的结构。
最终,生产出的硅片将会被检测和测试,以确保其质量和性能符合要求。
总的来说,硅片的生产工艺流程是一个十分复杂的过程,它需
要经历多个步骤和环节,才能最终得到高质量的硅片产品。
这些工艺流程的不断发展和改进,将有助于提高硅片的生产效率和质量,推动整个电子产业的发展。
硅片生产流程

硅片生产流程
硅片是集成电路的基础材料,其生产过程经历了多道工序,包
括原料准备、硅棒制备、硅片切割、清洗和检测等环节。
下面将详
细介绍硅片的生产流程。
首先,原料准备是硅片生产的第一步。
硅片的主要原料是硅石,经过精炼和提纯后,制成高纯度的硅块。
这些硅块被熔炼成硅棒,
然后通过拉丝等工艺,将硅棒拉制成长而细的圆柱形。
这些硅棒将
成为后续制备硅片的原料。
其次,硅棒制备完成后,需要进行硅片的切割工序。
硅棒被切
割成薄片,这些薄片被称为晶圆。
晶圆的制备需要高精度的切割设备,确保切割出的晶圆表面平整,无裂纹和缺陷。
接下来,硅片需要进行清洗和表面处理。
在清洗工序中,硅片
表面的杂质和污垢会被去除,以确保硅片的纯净度。
而表面处理则
是为了增强硅片的性能,比如在硅片表面涂覆一层光敏胶,用于制
作集成电路的光刻工艺。
最后,硅片需要进行检测和质量控制。
通过各种仪器和设备的
检测,可以确保硅片的质量达到要求。
这些检测包括对硅片的尺寸、表面平整度、杂质含量等方面的检测,以确保硅片符合集成电路制
造的要求。
总的来说,硅片生产流程经历了原料准备、硅棒制备、硅片切割、清洗和检测等多道工序。
每个环节都需要高精度的设备和严格
的工艺控制,以确保最终生产出的硅片质量达到要求。
硅片作为集
成电路的基础材料,其生产流程的完善和质量的稳定对于整个电子
行业具有重要意义。
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硅片生产工艺流程及注意要点简介硅片的准备过程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的环境中使用。
期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。
除了有许多工艺步骤之外,整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。
硅片的加工从一相对较脏的环境开始,最终在10级净空房内完成。
工艺过程综述硅片加工过程包括许多步骤。
所有的步骤概括为三个主要种类:能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能;能减少不期望的表面损伤的数量;或能消除表面沾污和颗粒。
硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。
工艺步骤的顺序是很重要的,因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。
在以下的章节中,每一步骤都会得到详细介绍。
表1.1 硅片加工过程步骤1.切片2.激光标识3.倒角4.磨片5.腐蚀6.背损伤7.边缘镜面抛光8.预热清洗9.抵抗稳定——退火10.背封11.粘片12.抛光13.检查前清洗14.外观检查15.金属清洗16.擦片17.激光检查18.包装/货运切片(class 500k)硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。
这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。
为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。
切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。
切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。
这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。
切片是一个相对较脏的过程,可以描述为一个研磨的过程,这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。
硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。
在这清除和清洗过程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。
激光标识(Class 500k)在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。
一台高功率的激光打印机用来在硅片表面刻上标识。
硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码,因而能知道硅片的正确位置。
这一编码应是统一的,用来识别硅片并知道它的来源。
编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。
保持这样的追溯是很重要的,因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变化。
编号需刻的足够深,从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。
在硅片上刻下编码后,即使硅片有遗漏,也能追溯到原来位置,而且如果趋向明了,那么就可以采取正确的措施。
激光标识可以在硅片的正面也可在背面,尽管正面通常会被用到。
倒角当切片完成后,硅片有比较尖利的边缘,就需要进行倒角从而形成子弹式的光滑的边缘。
倒角后的硅片边缘有低的中心应力,因而使之更牢固。
这个硅片边缘的强化,能使之在以后的硅片加工过程中,降低硅片的碎裂程度。
图1.1举例说明了切片、激光标识和倒角的过程。
图1.1磨片(Class 500k)接下来的步骤是为了清除切片过程及激光标识时产生的不同损伤,这是磨片过程中要完成的。
在磨片时,硅片被放置在载体上,并围绕放置在一些磨盘上。
硅片的两侧都能与磨盘接触,从而使硅片的两侧能同时研磨到。
磨盘是铸铁制的,边缘锯齿状。
上磨盘上有一系列的洞,可让研磨砂分布在硅片上,并随磨片机运动。
磨片可将切片造成的严重损伤清除,只留下一些均衡的浅显的伤痕;磨片的第二个好处是经磨片之后,硅片非常平整,因为磨盘是极其平整的。
磨片过程主要是一个机械过程,磨盘压迫硅片表面的研磨砂。
研磨砂是由将氧化铝溶液延缓煅烧后形成的细小颗粒组成的,它能将硅的外层研磨去。
被研磨去的外层深度要比切片造成的损伤深度更深。
腐蚀(Class 100k)磨片之后,硅片表面还有一定量的均衡损伤,要将这些损伤去除,但尽可能低的引起附加的损伤。
比较有特色的就是用化学方法。
有两种基本腐蚀方法:碱腐蚀和酸腐蚀。
两种方法都被应用于溶解硅片表面的损伤部分。
背损伤(Class 100k)在硅片的背面进行机械损伤是为了形成金属吸杂中心。
当硅片达到一定温度时?,如Fe, Ni, Cr, Zn等会降低载流子寿命的金属原子就会在硅体内运动。
当这些原子在硅片背面遇到损伤点,它们就会被诱陷并本能地从内部移动到损伤点。
背损伤的引入典型的是通过冲击或磨损。
举例来说,冲击方法用喷砂法,磨损则用刷子在硅片表面磨擦。
其他一些损伤方法还有:淀积一层多晶硅和产生一化学生长层。
边缘抛光硅片边缘抛光的目的是为了去除在硅片边缘残留的腐蚀坑。
当硅片边缘变得光滑,硅片边缘的应力也会变得均匀。
应力的均匀分布,使硅片更坚固。
抛光后的边缘能将颗粒灰尘的吸附降到最低。
硅片边缘的抛光方法类似于硅片表面的抛光。
硅片由一真空吸头吸住,以一定角度在一旋转桶内旋转且不妨碍桶的垂直旋转。
该桶有一抛光衬垫并有砂浆流过,用一化学/机械抛光法将硅片边缘的腐蚀坑清除。
另一种方法是只对硅片边缘进行酸腐蚀。
图1.2举例说明了上述四个步骤:图1.2预热清洗(Class 1k)在硅片进入抵抗稳定前,需要清洁,将有机物及金属沾污清除,如果有金属残留在硅片表面,当进入抵抗稳定过程,温度升高时,会进入硅体内。
这里的清洗过程是将硅片浸没在能清除有机物和氧化物的清洗液(H2SO4+H2O2)中,许多金属会以氧化物形式溶解入化学清洗液中;然后,用氢氟酸(HF)将硅片表面的氧化层溶解以清除污物。
抵抗稳定——退火(Class 1k)硅片在CZ炉内高浓度的氧氛围里生长。
因为绝大部分的氧是惰性的,然而仍有少数的氧会形成小基团。
这些基团会扮演n-施主的角色,就会使硅片的电阻率测试不正确。
要防止这一问题的发生,硅片必须首先加热到650℃左右。
这一高的温度会使氧形成大的基团而不会影响电阻率。
然后对硅片进行急冷,以阻碍小的氧基团的形成。
这一过程可以有效的消除氧作为n-施主的特性,并使真正的电阻率稳定下来。
背封(Class 10k)对于重掺的硅片来说,会经过一个高温阶段,在硅片背面淀积一层薄膜,能阻止掺杂剂的向外扩散。
这一层就如同密封剂一样防止掺杂剂的逃逸。
通常有三种薄膜被用来作为背封材料:二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、多晶硅。
如果氧化物或氮化物用来背封,可以严格地认为是一密封剂,而如果采用多晶硅,除了主要作为密封剂外,还起到了外部吸杂作用。
图1.3举例说明了预热清洗、抵抗稳定和背封的步骤。
图1.3 预热清洗、阻抗稳定和背封示意图粘片(Class 10k)在硅片进入抛光之前,先要进行粘片。
粘片必须保证硅片能抛光平整。
有两种主要的粘片方式,即蜡粘片或模板粘片。
顾名思义,蜡粘片用一固体松香蜡与硅片粘合,并提供一个极其平的参考表面?。
这一表面为抛光提供了一个固体参考平面。
粘的蜡能防止当硅片在一侧面的载体下抛光时硅片的移动。
蜡粘片只对单面抛光的硅片有用。
另一方法就是模板粘片,有两种不同变异。
一种只适用于单面抛光,用这种方法,硅片被固定在一圆的模板上,再放置在软的衬垫上。
这一衬垫能提供足够的摩擦力因而在抛光时,硅片的边缘不会完全支撑到侧面载体,硅片就不是硬接触,而是“漂浮”在物体上。
当正面进行抛光时,单面的粘片保护了硅片的背面。
另一种方法适用于双面的抛光。
用这种方法,放置硅片的模板上下两侧都是敞开的,通常两面都敞开的模板称为载体。
这种方法可以允许在一台机器上进行抛光时,两面能同时进行,操作类似于磨片机。
硅片的两个抛光衬垫放置在相反的方向,这样硅片被推向一个方向的顶部时和相反方向的底部,产生的应力会相互抵消。
这就有利于防止硅片被推向坚硬的载体而导致硅片边缘遭到损坏。
?除了许多加载在硅片边缘负荷,当硅片随载体运转时,边缘不大可能会被损坏。
抛光(Class ≤1k)硅片抛光的目的是得到一非常光滑、平整、无任何损伤的硅表面。
抛光的过程类似于磨片的过程,只是过程的基础不同。
磨片时,硅片进行的是机械的研磨;而在抛光时,是一个化学/机械的过程。
这个在操作原理上的不同是造成抛光能比磨片得到更光滑表面的原因。
抛光时,用特制的抛光衬垫和特殊的抛光砂对硅片进行化学/机械抛光。
硅片抛光面是旋转的,在一定压力下,并经覆盖在衬垫上的研磨砂。
抛光砂由硅胶和一特殊的高pH值的化学试剂组成。
这种高pH的化学试剂能氧化硅片表面,又以机械方式用含有硅胶的抛光砂将氧化层从表面磨去。
硅片通常要经多步抛光。
第一步是粗抛,用较硬衬垫,抛光砂更易与之反应,而且比后面的抛光中用到的砂中有更多粗糙的硅胶颗粒。
第一步是为了清除腐蚀斑和一些机械损伤。
在接下来的抛光中,用软衬、含较少化学试剂和细的硅胶颗粒的抛光砂。
清除剩余损伤和薄雾的最终的抛光称为精抛。
粘片和抛光过程如图1.4所示:图1.4 粘片和抛光示意图检查前清洗(class 10)硅片抛光后,表面有大量的沾污物,绝大部分是来自于抛光过程的颗粒。
抛光过程是一个化学/机械过程,集中了大量的颗粒。
为了能对硅片进行检查,需进行清洗以除去大部分的颗粒。
通过这次清洗,硅片的清洁度仍不能满足客户的要求,但能对其进行检查了。
通常的清洗方法是在抛光后用RCA SC-1清洗液。
有时用SC-1清洗时,同时还用磁超声清洗能更为有效。
另一方法是先用H2SO4/H2O2,再用HF清洗。
相比之下,这种方法更能有效清除金属沾污。
检查经过抛光、清洗之后,就可以进行检查了。
在检查过程中,电阻率、翘曲度、总厚度超差和平整度等都要测试。
所有这些测量参数都要用无接触方法测试,因而抛光面才不会受到损伤。
在这点上,硅片必须最终满足客户的尺寸性能要求,否则就会被淘汰。
金属物去除清洗硅片检查完后,就要进行最终的清洗以清除剩余在硅片表面的所有颗粒。
主要的沾污物是检查前清洗后仍留在硅片表面的金属离子。
这些金属离子来自于各不同的用到金属与硅片接触的加工过程,如切片、磨片。
一些金属离子甚至来自于前面几个清洗过程中用到的化学试剂。
因此,最终的清洗主要是为了清除残留在硅片表面的金属离子。
这样做的原因是金属离子能导致少数载流子寿命,从而会使器件性能降低。
SC-1标准清洗液对清除金属离子不是很有效。
因此,要用不同的清洗液,如HCl,必须用到。
擦片在用HCl清洗完硅片后,可能还会在表面吸附一些颗粒。
一些制造商选择PV A制的刷子来清除这些残留颗粒。
在擦洗过程中,纯水或氨水(NH4OH)应流经硅片表面以带走沾附的颗粒。
用PV A擦片是清除颗粒的有效手段。
激光检查硅片的最终清洗完成后,就需要检查表面颗粒和表面缺陷。
激光检查仪能探测到表面的颗粒和缺陷。
因为激光是短波中高强度的波源。
激光在硅片表面反射。
如果表面没有任何问题,光打到硅片表面就会以相同角度反射。
然而,如果光打到颗粒上或打到粗糙的平面上,光就不会以相同角度反射。
反射的光会向各个方向传播并能在不同角度被探测到。