什么是Reclaim Wafer 回收晶圆?
回收晶圆是经过翻新处理后再次使用的测试晶圆， 此前这些晶圆曾用于测试或检查设备。由于半导体制造工艺非常精细，因此需要经常进行设备环境检查和测试。
晶基提供现有的回收晶圆成为dummy wafer或者test wafer, 也提供4寸，6寸，8寸，12寸硅片和碳化硅等不同材料的晶圆回收服务
晶圆回收通常被定义为“经过处理、剥离 (stripped)、有时抛光 (polished) 和清洗的硅晶圆； 可以重新用于其他用途。晶圆回收包括将使用过的具有多层不同材料的晶圆转变成可用测试或认证晶圆的工艺步骤，成本低于购买全新晶圆用于这些目的。因此，晶圆回收的一大驱动因素是晶圆成本。
随着晶圆直径的增加，晶圆回收已成为制造策略中越来越重要的部分。大多数 200mm 晶圆生产厂都将回收作为其测试晶圆策略的一部分。300mm 晶圆比 200mm 晶圆昂贵得多； 因此，客户越来越多地将晶圆回收纳入其晶圆循环利用策略中。
测试晶圆在总加工晶圆中的占比因晶圆厂而异，通常在晶圆厂或技术启动时增加，并在技术开发成熟和晶圆厂工艺稳定后降低。通常每 3 片生产晶圆使用 1 片测试晶圆，但差异很大。并非所有测试晶圆都是回收晶圆 - 据估计 300mm 晶圆中 70% 的测试晶圆将被回收 [2]。
一些集成器件制造商 (IDM) 会将晶圆外包进行回收处理。在 300mm 尺寸下，一些 IDM 公司正在探索内部回收工艺以节省循环时间。在这两种情况下，保持硅片的特性、晶圆平整度和颗粒性能都是增加晶圆回收次数的关键因素。
晶圆回收工艺流程
晶圆回收工艺通常包含以下典型步骤，但可能会存在工艺流程的变体：
分类
分类步骤对于防止回收线中的金属污染至关重要。有关污染的详细信息将在以下部分进行讨论。分类通常从对 incoming wafers 100% 的检查开始，包括目检、晶圆类型确定以及掺杂和机械参数的测量。此步骤将决定后续的回收处理步骤。
剥离
剥离步骤将取决于 incoming wafers 的状况及其之前经历的加工工艺。通常，剥离步骤在自动湿浸没批量槽中进行，例如 Orca™ 设备。处理步骤包括 SPM（硫酸-过氧化氢混合物）、浓氢氟酸刻蚀和碱性刻蚀（通常使用 KOH）。根据 incoming 材料，可能会使用硝酸或磷酸。对于带有金属薄膜的晶圆，可能需要额外的预处理。有关 SPM 和磷酸清洁过程的详细信息可在本技术指南的其他章节中找到。薄膜去除设备必须防止晶圆发生交叉污染这一点至关重要。
研磨和减薄
对于厚的 SOI（绝缘体上硅）晶圆以及去除其他薄膜，可能需要进行研磨。研磨和边缘倒角通常也适用于回收晶圆。研磨过程类似于 CMP（化学机械抛光），但去除速率更快，均匀性更低。完成此步骤后，将执行具有更好均匀性的平滑步骤和最终抛光步骤。
抛光
抛光可以是单面或双面抛光，通常结合化学抛光和机械抛光。双面抛光可以产生最低的 TTV（总厚度变化）。经过抛光后，晶圆表面只剩下裸露的硅，其厚度比原始晶圆厚度薄，并准备进行最终清洁步骤。抛光步骤可能会在晶圆上留下残留抛光液、不需要的颗粒和金属污染物，这些都需要去除。
清洁
最终清洁步骤在批量浸没槽中进行。通常，整个清洁过程按顺序在一个清洗槽中依次进行。Orca™ 是推荐用于此步骤的设备。有关 RCA 关键清洁过程的详细信息可在本技术指南的其他章节中找到。 多阶段清洁过程包括 SC-1（H2O: NH4OH: H2O2 混合物，用于去除颗粒）。SC-2（H2O:HCl:H2O2）也可用于清洁晶圆，将金属含量降低到小于 5E10 个原子/cm2，通常获得的水平低于 1E10。最后一步使用表面张力干燥器干燥硅晶圆。
检查
在将晶圆送回晶圆厂使用之前，会再次按厚度和缺陷水平对晶圆进行分类。 典型的缺陷水平为小于 50 个缺陷，以 0.12 µm 处 LPD 测量。缺陷性能至关重要，因为测试晶圆经常用于晶圆厂故障排除设备和工艺颗粒问题。图 1 概述了整个回收过程。
Note:
- LPD (Light Point Defect): 光点缺陷
- SC-1, SC-2: RCA 清洁标准 (Standard Cleaning 1, Standard Cleaning 2)
- TTV (Total Thickness Variation): 总厚度变化
- SOI (Silicon on Insulator): 绝缘体上硅
晶圆回收工艺 - 污染控制
识别并隔离含铜晶圆和含铝晶圆以防止污染至关重要。研磨可能无法去除晶圆边缘的所有铜 [3]； 因此，化学处理是处理铜晶圆的关键环节。含铜晶圆必须使用专用薄膜去除设备。此外，氢氟酸溶液会促进铜在硅上的沉积 [4]。槽液可能含有氧化剂和螯合剂，以防止铜重新沉积在硅表面上 [3]。
300mm 晶圆的特殊要求
由于 300mm 晶圆的成本增加，回收设施内可能需要单片晶圆跟踪系统，以仔细跟踪晶圆的加工过程并识别任何受污染的晶圆。 在每台设备上识别正在处理的晶圆非常重要。复杂的卡盘和晶圆识别读取器可能会集成到处理工具中。
