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硅片研磨加工是个咋样的流程？
22-05-11 15:49:52 来源:闪德半导体
晶圆产品翘曲度、平坦度、厚度均匀性都是衡量硅片质量的重要参数。切片制程會造成硅片表面损伤，因此硅片表面要进行研磨机械加工，以移除上述损伤层。① 去除硅片表面的刀疤，使硅片表面加工损伤均匀一致。② 调节硅片厚度，使片与片之间厚度差逐渐缩小，并提高表面平整度和平行度。磨片的效果与研磨料、研磨条件、研磨的方法和设备密切相关。研磨时对磨料的要求是：对晶片的磨削性能好；磨料颗粒大小均匀；磨料具有一定的硬度和强度。在实际研磨过程中要不断加入研磨剂。硅是一种硬度很高的材料，所以能够用于研磨硅晶体的磨料必须具有比硅更高的硬度。目前可以用于硅片研磨的磨料材料主要有Al2O3、SiC、ZrO2、SiO2、B4C等高硬度材料，其中以Al2O3和SiC应用最为普遍。磨料的粒径应该尽可能地均匀，对最大粒径应有明确的规定，混入磨料中的少量大颗粒可能会在硅片表面产生严重的划伤。实际应用的研磨剂是用粉末状磨料与矿物油配制而成的悬浮液，在使用前研磨剂应进行充分的搅拌。研磨按照机械运动形式的不同可分为旋转式磨片法、行星式磨片法和平面磨片法等。按表面加工的特点不同又可分为单面磨片法和双面磨片法。所谓单面磨片法，就是对一面进行研磨，双面磨片法就是两面都要研磨。目前使用得最普遍的是行星式磨片法。采用双面磨片机，有上下两块磨板，中间放置行星片，硅片就放在行星片的孔内。磨片时，磨盘不转动，内齿轮和中心齿轮转动，使行星片与磨盘之间做行星式运动，以带动硅片做行星式运动，在磨料的作用下达到研磨的目的。行星片由特殊钢、普通碳钢或锌合金加工而成。外径随磨盘尺寸的不同可分为几种型号，一般来讲，用特殊钢制成的行星片强度要大一些。在研磨晶体基片前首先要进行选片，也就是要把切割好的晶体基片按不同厚度进行分类，将厚度一样的晶体基片进行粘片，准备研磨。因此，影响晶体基片平整度的因素包括选片、粘片和在研磨过程中磨料分布的情况以及晶体基片本身的质量。
磨料的颗粒大小和颗粒度的均匀性，与被研磨的晶体基片表面质量有很大关系。在一定的工艺条件下，损伤层深度正比于所使用的磨料颗粒度大小，粗的磨料引起较深的损伤层，反之损伤层小，所以，磨片工序分为粗磨和精磨两道工序。粗磨工序用于快速减薄晶体基片，精磨工序用于改善片面质量，这是因为磨料的颗粒大小对研磨效率有较大的影响，磨料颗粒度的大小与研磨速度成正比，与研磨质量成反比。研磨速度与机械的转数成正比，压力越大，研磨效率就越高，但是压力过大，容易产生碎片现象和损伤增大，研磨速度也随磨料浓度的增加而增大。因此，要得到好的研磨质量，同时又能提高生产效率，就必须选用适当的磨料、合理的压力以及合适的机器转数。
