上一期我们为大家详细简单介绍了芯片的生产的第一步,晶棒的生长,也叫长晶或者拉晶。在生长出来的晶棒上做各种文章就是芯片制造的前道工艺的Image啦~
那么,从一期我们就接着为大家介绍下一步工序,晶棒的截断与外周滚磨!
① 什么是截断和外周滚磨?
截断顾名思义就是把晶棒截一段一段。以硅材料为例,单晶硅晶棒生长出来以后,测出晶体的型号及纵向电阻率分布。把晶体固定在切断机上,对晶体进行横向切断,晶体的头部(放肩处)和尾部(收尾处)要切掉,还有检测中不合格的部位和废品要切掉,纵向电阻率超出合同要求范围的部位要断开,同时考虑后道工序,机台装载量长度,要断开并进行匹配。
外周滚磨的话就是把截断之后的每一段晶棒的外周进行磨削,将截断后的晶棒的横截面直径控制在指定的范围。芯片的制作,对晶棒的直径及公差范围都有一定的要求,在晶棒拉制的过程中,直接把直径控制到这个公差范围内是不可能办到的,往往是把直径拉制得比要求大3~5mm,以后再把晶体放到滚磨机上,把直径滚磨到所要求的直径及公差范围。
② 晶棒截断的要点
截断工序的工作原理比较简单,就是用一个高速旋转的金刚砂轮片或者粘有砂浆颗粒结构钢线,现在是金钢线,对晶体进行横向切断(根据产品需求纵向也可)工艺。这里的要点在于:
(1)晶体放置位置要加紧固定牢固,但又不能损伤晶体;
(2)截断的面要尽量与晶体的中轴线相垂直;
(3)截断时,要给金刚砂刀片与晶体接触处通水冷却,线砂切割也要热交换制冷控制,切割速度和切割温度参数匹配运行。
③ 外周滚磨的要点
外周滚磨的工作原理是:把晶棒固定在滚磨机上(从两端面顶紧),晶体绕自己的中轴线慢速旋转。晶体的侧面有一个金刚砂磨头高速旋转,并左右移动,不断磨去晶体的外表皮。同时,要给磨头与晶体接触处通水冷却,图片是最老的单晶滚磨设备,是无锡上机的机床设备,两边晶棒两头加紧,旋转,中间用磨轮根据工艺要求,调节进给度,进行作业。一看就明白啦。滚磨设备在日本也以东京精机工作所等尖端制造商生产的设备最为突出,该公司也是日中半导体协会的重要会员。