晶圆是半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆。晶圆的原始材料是硅,而硅是由石英砂所精练出来的,晶圆便是由硅元素加以纯化(可达到99.999%),接着将这些纯硅制成硅晶棒,成为制造集成电路的石英半导体的材料,之后经过照相制版,研磨,抛光,切片等一系列程序,将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒,然后切割成一片一片薄薄的晶圆。硅晶圆的制造可被归纳为三个基本步骤,分别是硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。目前晶圆制造过程涉及的材料有硅片、掩膜版、电子气体、光刻胶配套试剂、CMP材料、工业化学品、光刻胶、靶材等等,其中硅片在各材料占比为31%,是晶圆的重要组成部分
晶圆随着芯片技术升级和降低成本需要而不断发展。在降低成本方面,通过不断变大晶圆尺寸以容纳更多电路和减少废弃比例就是晶圆的历史发展趋势。从1970年代至今,晶圆尺寸已经由过去的100mm(4英寸)发展至当前的300mm(12英寸)。根据IC Insight统计,2016年全球晶圆出货量为10738百万平方英寸,其中300mm晶圆占全球晶圆产能的63.6%,预计到2021年,全球将有123家12英寸晶圆厂,产能占比将达到71.2%。由于目前18英寸晶圆技术尚未成熟,且成本高昂,需求不足,未来几年内300mm(12英寸)晶圆仍将是主流技术路线
众所周知,晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,是由硅晶棒在经过研磨、抛光、及切片后,形成的硅晶圆片。然而,在实际导片过程中,难免会存在一些边缘损伤,因此,目前企业所使用的导片机中,取料装置将晶圆从取料台中取下后放置在边缘时校准器中,在对晶圆表面检测的同时,也需要进行边缘校准,校准完毕后再由取料装置将晶圆从寻边器中取下后送至取料台中并记录位置。
边缘式校准器包括设置在校准区内的校准座、定位单元、及校准单元,其中定位单元包括能够上下升降的定位组件和能够沿着晶圆径向同时收拢或张开的夹持组件,其中定位组件形成有自上而下口径逐渐变小的晶圆定位区;夹持组件包括绕着晶圆定位区的中心分布的多根夹臂、用于驱动多根夹臂同步运动的驱动件,其中每根夹臂上形成有与晶圆边缘点或线接触的夹槽;校准单元包括能够对晶圆的边缘进行校准的校准组件、以及驱动组件。
晶圆划片是半导体芯片制造工艺流程中的一道的工序,在晶圆制造中属于后道工序。将做好芯片的整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片(晶粒),称为晶圆划片。Si、SiC、Sapphire、Inp等材料被广泛应用于半导体晶圆的衬底材料。随着晶圆集成度大规模提高,晶圆趋向于轻薄化,传统的很多加工方式已不再适合。于是部分工序引入了激光切割技术。
由于激光在聚焦上的优点,聚焦点可小到亚微米数量级,从而对晶圆的微处理更具有优势,可以进行小部件的加工。即使在不高的脉冲能量水平下,也能得到较高的能量密度,有效进行材料加工。激光划片属于非接触式加工,可以避免出现芯片破碎和其它损坏现象。
晶圆制造厂把这些多晶硅融解,再在融液里种入籽晶,然后将其慢慢拉出,以形成圆柱状的单晶硅晶棒,由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成,此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段,滚磨,切片,倒角,抛光,激光刻,包装后,即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片,这就是“晶圆”。
硅晶圆切片工艺是在“后端”装配工艺中的步。在芯片的分割期间,刀片碾碎基础材料(晶圆),同时去掉所产生的碎片。材料的去掉沿着晶方(dice)的有源区域之间的切割线(迹道)发生的。冷却剂(通常是去离子水)指到切割缝内,改善切割品质,和通过帮助去掉碎片而延长刀片寿命。每条迹道(street)的宽度(切口)与刀片的厚度成比例。
现有晶圆隔道通常采用裂片刀沿着切割线进行切开,使得容易造成芯片隔道交错区域边缘崩裂的同时产生的碎屑不好排出,并且现有的晶圆在裂片时,由于受到不同方向的力进行裂片,裂片效率较低,同时容易让芯片发生位移,从而产生划痕造成损伤。