超薄硅双面抛光片抛光工艺技术

MEMS器件、保护电路、空间太阳电池等的制作需要使用硅双面抛光片,并且要求抛光片的厚度很薄,传统的硅抛光片加工工艺已经不能满足这一要求.介绍了一种用于超薄硅单晶双面抛光片加工的抛光工艺方法.通过对硅片抛光机理[1],抛光方式、抛光工艺的研究和对抛光工艺试验结果的分析,解决了超薄硅单晶双面抛光片在加工过程中碎片率高、抛光...     

超薄硅片倒角工艺研究

在硅片加工的前期工程中,由于切割成型的硅片存在着边缘崩口、裂纹、应力集中等物理特性差的现象,需用倒角机来对硅片进行边缘磨削加工,以改善硅片的物理性能,随着硅片厚度的减小,硅片边缘越来越容易出现崩边,碎片率也逐渐提升,砂轮寿命也在逐渐降低,硅片的倒角技术逐渐变为一个难题。本文通过对砂轮转速、吸盘转速的改变来开展工艺试验,当加工超薄硅片时适当减小砂轮转速,可明显提高硅片边缘倒角质量;吸盘转速一般稳定在15 mm/s左右时,加工速率相对比较高,边缘质量也会得到最大程度的保证。     

大尺寸硅片超薄技术

随着器件小型化技术的发展,硅芯片厚度成为了发展超薄封装的关键问题。为了实现大尺寸硅片减薄到100μm的批量生产,研究了减薄工艺原理和大尺寸(以直径为200 mm为例)Si片超薄工艺的控制点。通过对不同减薄工艺的对比,分析了减薄工艺不同参数对减薄质量的影响,验证了不同砂轮目数、化学腐蚀工艺对硅片减薄质量、碎片率和背面金属质量的影响。根据实验数据给出了提高减薄质量、降低碎片率、提升生产效率的工艺实现方法,实现了大尺寸硅片超薄厚度的批量生产。     

硅-硅直接键合后硅片的机械减薄过程北大核心

硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进行了考察。本次实验最终获得了几何参数良好、厚度满足要求且均匀的晶片。磨削过程会使弯曲度和翘曲度升高,可以通过化学腐蚀的方法降低弯曲度和翘曲度,化学腐蚀过程虽然使平整度升高,但可以通过机械/化学抛光的方法降低平整度。采用该减薄技术对直接键合硅片进行机械减薄具有可行性。     

超薄硅片贴膜抛光技术研究

伴随着集成电路芯片的不断轻薄化,各种高质量的超薄抛光片衬底需求日益增加.介绍了一种简捷、方便的手动贴膜方法,并将其应用在200μm厚7.6 cm硅单晶免清洗单面抛光片加工过程中,通过与粘蜡抛光相比较,发现贴膜抛光实用性更强、成品率更高且成本更低.     

SiC化学机械抛光技术的研究进展

介绍了半导体材料SiC抛光技术的发展及直接影响器件成品率的衬底材料几何参数和表面质量因素.讨论了SiC化学机械抛光方法(CMP),包括磨削、粗抛和精抛三个过程,其中粗抛又分重压和轻压两个过程,通过这种方法能够制造出平整度好,表面低损伤的SiC晶片的抛光片,切割线痕通过磨削和抛光可以有效地去除,最终达到表面粗糙度小于1 nm.分析了CMP的原理和相关工艺参数对抛光的影响,指出了其发展前景.     

超薄Ge单晶抛光片机械强度控制技术

Ge单晶衬底上制成的化合物太阳能电池,被越来越广泛地应用于空间太阳能领域,超薄Ge抛光的机械强度也越来越受到人们的关注.介绍了一种测试超薄Ge单晶抛光片机械强度的方法.研究了加工工艺对超薄Ge单晶抛光片机械强度的影响,同时指出在太阳电池用超薄Ge单晶抛光片的加工过程中,切割、研磨、磨削、化学腐蚀、抛光等工序对超薄Ge单晶抛光片的机械强度均有着不同程度的影响.研究表明,通过调整磨削砂轮砂粒粒径、化学腐蚀去除厚度和抛光速率等工艺参数,能够有效控制超薄Ge单晶抛光片的机械强度.     

300mm硅片精密化学机械抛光机几何参数优化(英文)

对于评价用于极大规模集成电路(ULSI)生产的300 mm硅抛光片的表面质量,需要关注两个关键参数即:SFQR和GBIR。在中国电子科技集团第四十五研究所研发的中国第一台最终化学精密抛光机的验证过程中,我们发现为了提高硅片表面的几何参数,必须监控抛光前硅片的形貌,并根据不同的硅片表面形貌来改变抛光头的区域压力。通过深入分析抛光前硅片的表面形貌,我们发现当硅片形貌为凹陷形状时,抛光后的硅片表面将严重恶化。由此,根据每个硅片不同的形貌,我们用特殊设计的抛光头来调整背压的区域分布,然后再进行抛光。最终,经过抛光头区域压力调整后的硅片几何参数比调整前得到了大幅提升,并已经能够满足我们的产品指标并可以用于生产。     

硅片表面磨削技术的应用研究

随着IC制造技术的飞速发展,为了增加IC芯片产量和降低单元制造成本,硅片直径趋向大直径化,原有的传统研磨工艺已不适应大直径硅片的加工,人们开始研究用硅片自旋转表面磨削方法来代替传统的研磨方法。通过实验的方法,对切割后的硅片表面进行磨削,获得了较理想的表面效果,达到了减少抛光去除量和抛光时间的目的。     

硅抛光片的监控

硅抛光片的表面质量,严重影响硅器体和集成电路的性能。为了获得低成本、高成品率、高可估性的硅器件,一方面必须不断改进抛光工艺,提高表面质量,另一方面必须建立硅抛光片表面质量的检测手段。 目前检测硅片抛光质量的方法有下述几种:(1)显微镜下单色光检查;(2)热氧化层错腐蚀法②;(3)MOS结构C-V③。(4)测硅太阳电池的开路电压法④;(5)椭园偏光法鉴定硅表面特征的方法⑤⑥。我们就MOS结构C-V法、热氧化层错腐蚀法以及椭园偏光法做了些工作,今作介绍如下:     

用热氧化层错法检测重掺N型硅单晶片表面残留损伤的限制及有关热氧化层错形成机构的分析

引言 随着硅器件向高集成度、高可靠性、高稳定性友降低成本,提高成品率等方面的发展,不仅对硅材料的内在质量提出越来越高的要求,而且对硅晶片表面磨抛质量提出更加严格的要求。这就要求不断改进硅片的磨抛工艺,提高表面质量,而另一方面随之而来的是要求建立精确的表面质量的检测手段。为了比较和检测不同抛光工艺中硅片表面残留损伤的程度,我们曾开展了热氧化层错法和X射线测半峰宽法的测量工作。实验过程中我们发现用热氧化层错法检测重掺n型硅晶片表面残留损伤是受到限制的。同时还对热氧化层错的形成机构作了些初步分析。     

硅单晶抛光片边缘亮线研究

随着集成电路用晶圆向大尺寸化方向发展,国内10~15 cm硅抛光片市场竞争日益激烈,外延及器件厂家对抛光片的表面质量和可利用率要求越来越高。边缘亮线是一种存在于硅片抛光面边缘的腐蚀缺陷,对抛光片的成品率及后续工艺质量有重要影响。通过对硅片边缘表面形貌进行微观分析,揭示了"边缘亮线"产生的机理,分别研究了抛光工艺条件和倒角工艺条件对边缘缺陷的影响,通过优化抛光工艺条件,消除了抛光片表面"边缘亮线"缺陷。     

切磨抛工艺对双极LS制管的影响

1.引言 单晶缺陷分两类:生长缺陷(原生缺陷)和二次缺陷(诱生缺陷)。在制管中,由于硅片切磨抛加工不当,造成抛光表面损伤,则在随后的予氧化中,产生大量氧化层错,因而使电路的EC漏电大大增加,造成管芯成品率降低或者没有成品率。因此制备无损伤的抛光表面,是提高器件成品率的首要问题。要提高抛光片的质量,不仅要采用     

氧化前的原位HCl抛光在雪崩光电二极管(APD)制造中的应用

氧化时,在氧气中混入少量的HCl气体,能对有害杂质起萃取作用,能抑制硅热氧化堆垛层错的形成,减小漏电流,改善器件击穿特性。然而硅片的表面沾污和切割,研摩及抛光的机械损伤在高温氧化时要产生堆垛层错,从而增加了器件的漏电流和噪声。在APD器件制造工艺中,采用氧化前HCl原位抛光技术,去掉了切割、研摩的机械损伤层和表面污物,而后在同一炉中进行HCl氧化,从而获得高质量的氧化层,使器件的性能进一步改善,而且提高了器件的成品率。     

集成电路工艺中减薄与抛光设备的现状及发展

晶圆加工是单晶硅衬底和集成电路制造中的关键技术之一,为了得到更稳定的硅片,提高其平整度和表面洁净度,国内外技术人员越来越注重减薄与抛光设备的研究与改进。介绍了针对硅片平坦化工艺的减薄设备及现阶段加工过程中防止碎片的技术方法;介绍了化学机械抛光设备的技术发展现状以及针对硅片抛光的后清洗工艺。     

芯片背面磨削减薄技术研究

通过实验数据和实物照片列出了减薄工艺参数、检测结果;并结合实例研究了现代磨削减薄系统多采用的硅片自旋转磨削技术,探讨脆性材料进行延性域磨削的加工机理。     

快速恢复外延二极管用硅外延片的工艺研究

利用化学气相沉积方法制备所需硅外延层,通过FTIR(傅里叶变换红外线光谱分析)、C-V(电容-电压测试)、SRP(扩展电阻技术)等多种测试方法获取外延层的几何参数、电学参数以及过渡区形貌。详细研究了本征层生长工艺与外延层厚度分布、电阻率分布以及过渡区形貌之间的对应关系。采用该优化设计的硅外延材料,成功提高了FRED器件的性能与成品率。     

抛光工艺对硅片表面Haze值的影响

随着超大规模集成电路的快速发展,硅片表面的Haze值对于现代半导体器件工艺的影响也越来越受到人们的重视.通过实验研究了精抛光工艺参数对硅片表面Haze值的影响规律.结果表明,随着抛光时间的延长,硅的去除量逐渐增大,硅片表面Haze值逐渐降低;同时抛光过程中机械作用与化学作用的协同作用对Haze值也有较大影响.随着抛光液温度的降低与抛光液体积流量的减小,化学作用减弱,硅片表面Haze值逐渐减小.而随着抛光压力的增大,机械作用逐渐起主导作用,硅片表面Haze值逐渐降低.但当Haze值降低到某一数值后,随着硅去除量的增大、抛光液温度的下降、抛光液体积流量的降低、抛光压力的增大,硅片表面的Haze值基本保持不变.     

化学机械抛光的钛宝石晶体低损伤加工

针对钛宝石晶体表面低损伤加工进行了系统研究,在CCOS数控小磨头抛光机上进行了正交实验,选用不同的抛光液对钛宝石进行化学机械抛光,有效去除精磨阶段的亚表面损伤,实验证明SiO2硅溶液作为磨料的抛光效果好,适合作为钛宝石加工的抛光液。研究了抛光盘种类、抛光盘压力、抛光盘速度、硅溶胶稀释浓度这四个因素和钛宝石晶体表面粗糙度和表面疵病的关系,并获得钛宝石低缺陷加工过程中工艺参数的影响规律。按照优化后的工艺参数进行实验,获得了低缺陷、高精度的钛宝石表面。运用灰色关联分析法对抛光参数进行优化,在最佳加工工艺组合条件下,得到钛宝石表面粗糙度为0.262 nm,表面疵病率为1.410-3 mm-1。     

300 mm Si片加工及最新发展

65 nm及以下线宽对Si片表面的各方面性能要求越来越高,主要体现在两个方面,一个是加工工艺,另一个是加工设备.在加工方法上,65 nm线宽用300 mm Si片不同于90 nm,如运用多步单片精密磨削,不仅可以提高表面几何参数,还可以减小表面特别是亚表面的损伤层.而对于加工设备,要求更加精密,特别是单面精抛光,在保证去除量的同时还要使Si片表面各点的去除量保持均匀.对目前300 mm Si片的磨削、抛光及清洗的每一道工艺流程,特别是相对于65 nm技术的一些加工流程及方法的最新发展进行了详细的论述,指出了300 mm Si片加工工艺的发展趋势.