1.硅片制备的典型工艺

对子任务3生产出来的硅锭进一步加工就为硅片制备，如图2.24所示。下面简述其工艺。

图2.24　硅片的制备流程

步骤1：硅棒整型。

整型处理：去掉两端；径向研磨；硅片定位边或定位槽。

图2.25　去掉两端的硅棒和晶圆片

步骤2：晶体定向。

晶体定向的方法有光图像定向法等。

步骤3：晶面标识。

① 主参考面（主定位面，主标志面）硅片的定位边标识：

起识别划片方向作用；作为硅片（晶锭）机械加工定位的参考面；作为硅片装架的接触位置，可减少硅片损耗。

② 次参考面（次定位面，次标志面）：

识别晶向和导电类型。

硅片的定位边标识如图2.26所示。

图2.26　硅片的定位边标识

③ 直径200 mm及以上的硅片采用定位槽取代定位边，如图2.27所示。

图2.27　200 mm以上硅片的定位边标识

图2.28　<100/110/111>3D立体晶面(www.daowen.com)

步骤4：切片（内圆切割机/线锯）。

接下来是晶圆切割，形成成品之后的晶圆还要经过切割才能应用于芯片制造，晶圆内圆切割机如图2.29所示。由硅晶柱切割而成的裸晶圆，它的光泽好，像面镜子。

图2.29　晶圆内圆切割机

图2.30所示硅晶柱，它是硅提过提炼结晶后形成的柱状体。从侧面看，具有非常漂亮的光泽。

图2.30　硅晶柱侧面

步骤5：磨片和倒角。

目的：① 使各片厚度一致；② 使各硅片各处厚度均匀；③ 改善平整度。磨料：① 要求其硬度大于硅片硬度；② 种类有Al2O3、SiC、ZrO、SiO2、MgO等。

步骤6：抛光。

普通的磨片完成过后硅片表面还有一个薄层的缺陷。现在的抛光采用机械加化学的方式，经过抛光工艺后使硅片表面真正成为高度平整、光洁如镜的理想表面，如图2.31所示。目的：进一步消除表面缺陷，获得高度平整、光洁及无损层的“理想”表面。方法：机械抛光、化学抛光、化学机械抛光（chemical-mechanical polishing，CMP）（见图2.32）。机械抛光：与磨片工艺原理相同，磨料更细（0.1～0.5 μm），有MgO、SiO2、ZrO；优点：表面平整；缺点：损伤层深、速度慢等。

图2.31　几乎完美的晶圆表面

图2.32　化学机械抛光（CMP）

2.晶圆刻号

大面积的晶圆在制造工艺中有很高的价值，为保持精确的可追溯性，必须区别它们，防止误操作。一般使用条形码或数字矩阵的激光刻号来区别。图2.33所示为晶圆制备工艺总结。

图2.33　晶圆制备工艺总结图

任务二学习成果评价

以团队小组为单位完成任务，以学生个人为单位实行考核。