芯片从诞展至今经历了几代的升级和改造,但一种主要材质是没有发生任何变化的,那就是晶圆。众所周知,一颗芯片在成品之前须让晶圆经历过上百个生产工序才能诞生,它如同艺术家手里的画板一样,承载着各种电子信息技术设计的意图。作为芯片的核心材质,晶圆一直以来都是现代电子领域的基础
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
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。
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”。
在许多晶圆的切割期间经常遇到的较窄迹道(street)宽度,要求将每一次切割放在迹道中心几微米范围内的能力。这就要求使用具有高分度轴精度、高光学放大和对准运算的设备。当用窄迹道切割晶圆时的一个常见的推荐是,选择尽可能薄的刀片。可是,很薄的刀片(20µm)是非常脆弱的,更容易过早破裂和磨损。结果,其寿命期望和工艺稳定性都比较厚的刀片差。对于50~76µm迹道的刀片推荐厚度应该是20~30µm。
硅片是制作晶体管和集成电路的原料。一般是单晶硅的切片。硅片,是制作集成电路的重要材料,通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成各种半导体器件。用硅片制成的芯片有着惊人的运算能力。科学技术的发展不断推动着半导体的发展。自动化和计算机等技术发展,使硅片(集成电路)这种高技术产品的造价已降到十分低廉的程度。