划片机:晶圆加工第一篇—所有半导体工艺都始于一粒沙子!

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【划片机:晶圆加工第一篇—所有半导体工艺都始于一粒沙子!】一、晶圆加工
所有半导体工艺都始于一粒沙子!因为沙子所含的硅是生产晶圆所需要的原材料 。晶圆是将硅(Si)或砷化镓(GaAs)制成的单晶柱体切割形成的圆薄片 。要提取高纯度的硅材料需要用到硅砂 , 一种二氧化硅含量高达95%的特殊材料 , 也是制作晶圆的主要原材料 。晶圆加工就是制作获取上述晶圆的过程 。
1、铸锭
首先需将沙子加热 , 分离其中的一氧化碳和硅 , 并不断重复该过程直至获得超高纯度的电子级硅(EG-Si) 。高纯硅熔化成液体 , 进而再凝固成单晶固体形式 , 称为“锭” , 这就是半导体制造的第一步 。硅锭(硅柱)的制作精度要求很高 , 达到纳米级 , 其广泛应用的制造方法是提拉法 。
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2、锭切割
前一个步骤完成后 , 需要用金刚石锯切掉铸锭的两端 , 再将其切割成一定厚度的薄片 。锭薄片直径决定了晶圆的尺寸 , 更大更薄的晶圆能被分割成更多的可用单元 , 有助于降低生产成本 。切割硅锭后需在薄片上加入“平坦区”或“凹痕”标记 , 方便在后续步骤中以其为标准设置加工方向 。
3、晶圆表面抛光
通过上述切割过程获得的薄片被称为“裸片” , 即未经加工的“原料晶圆” 。裸片的表面凹凸不平 , 无法直接在上面印制电路图形 。因此 , 需要先通过研磨和化学刻蚀工艺去除表面瑕疵 , 然后通过抛光形成光洁的表面 , 再通过清洗去除残留污染物 , 即可获得表面整洁的成品晶圆 。
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