專利名稱：一種通過堿腐蝕改善硅片腐蝕表面外觀的加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單晶硅晶圓生產(chǎn)方法，特別涉及一種通過堿腐蝕的方法改善晶圓硅片表面外觀的加工工藝。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體單晶娃晶圓娃片生廣線的良率是降低制造成本的關(guān)鍵，往往良率提聞一個(gè)百分點(diǎn)，毛利率就會(huì)提高兩個(gè)百分點(diǎn)，因而成為技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)課題。而硅片表面外觀，尤其是腐蝕片正反面及拋光片背表面上存在花片、沾污通常判為不合格品進(jìn)行報(bào)廢，從而影響了生產(chǎn)線的良率。這部分不良品產(chǎn)生的主要原因有研磨后的硅片清洗工藝不佳，造成研磨粉及有機(jī)物的殘留，造成酸腐蝕后顯現(xiàn)的沾污；背損傷后的硅片清洗工藝不佳，造成噴砂砂漿無法完全清除或存有藥液殘留、花片現(xiàn)象。而這部分不良往往占總報(bào)廢數(shù)的一半以上，極大的造成原材料的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改善硅片腐蝕表面外觀的加工工藝，通過研發(fā)堿腐蝕工藝實(shí)現(xiàn)對酸腐蝕片表面少量減薄，從而解決腐蝕片表面外觀不佳的問題。硅片堿腐蝕是一種常見的加工方法，通常用于硅片研磨后的化學(xué)減薄，從而達(dá)到去除研磨硅片損傷層的目的；其原理是利用堿性氫氧化物如氫氧化鉀(KOH)與硅片反應(yīng)，Si+ 2H20 + 2K0H — 2 + Si(OH)2(O)2 +2K+。但是從未有相關(guān)資料報(bào)道運(yùn)用該加工技術(shù)用在酸腐蝕及背損傷清洗工藝后。運(yùn)用堿腐蝕技術(shù)于酸腐蝕及背損傷清洗工藝后會(huì)存在一些技術(shù)問題，因?yàn)楫?dāng)研磨硅片經(jīng)過酸腐蝕后再進(jìn)行堿腐蝕后會(huì)在硅片表面形成一個(gè)小的腐蝕紋，腐蝕紋在開始形成時(shí)腐蝕紋較小，而隨著腐蝕深度增大，這些小而深的腐蝕坑在后面拋光時(shí)無法去除。這些腐蝕坑還會(huì)因?yàn)轭w粒陷入而使硅片表面無法清潔。要解決這些小而深得腐蝕坑問題，就要對硅片腐蝕減薄量加以控制，使硅片的減薄量盡量減少還能達(dá)到表面修復(fù)的作用。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種通過堿腐蝕改善硅片腐蝕表面外觀的加工工藝，其特征在于，包括如下步驟
(一)、配制堿腐蝕溶液按重量百分比取30%-60%的KOH或NaOH與去離子水進(jìn)行配制；
(二)、腐蝕溫度105°C至115°C ；
(三)、腐蝕時(shí)間1分鐘至10分鐘；
(四)、腐蝕去除量4微米至8微米。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果本發(fā)明是通過研發(fā)堿腐蝕工藝之后，成功制備出能表面外觀良好的硅片，為降低半導(dǎo)體制造成本做出了有益的嘗試。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明本發(fā)明的研磨片可選取4至6英寸的單晶硅片，厚度從200 ii m至800 u m,摻雜劑為As、P、Sb或B，拉晶方式為區(qū)熔或直拉，晶向?yàn)椤?00〉或〈111〉，電阻率從I至IO4Q. cm，去除量為4至8iim。實(shí)施例1 :
下面對6英寸640 U m厚，晶向?yàn)椤?11〉，電阻率為0. 002-0. 004 Q . cm的拉晶方式為直拉化腐片的堿腐蝕修復(fù)工藝過程進(jìn)行詳細(xì)描述按重量百分比取30%-60%的KOH堿腐蝕液，升溫至準(zhǔn)備溫度；設(shè)定準(zhǔn)備溫度為105°C至115°C放入，去除4 ii m -6 ii m。1.實(shí)施硅片6英寸直拉硅化腐片，電阻率0. 002-0. 004 Q .Cm，厚度640 ilm，數(shù)量500片。2.加工設(shè)備硅片堿腐蝕系統(tǒng)； 3.輔助工裝6英寸PFA片籃；
4.輔料固體KOH(分析純)、去離子水。5.工藝參數(shù)設(shè)定
(I)堿腐蝕工藝參數(shù)
a)腐蝕液濃度45%；
b)腐蝕溫度105°C至115°C；
c)腐蝕時(shí)間8分鐘 e)去除量4. 5um。(2)堿腐蝕后快排清洗工藝參數(shù)
a)沖洗次數(shù)1次；
b)排水延遲時(shí)間0秒；
c)排水時(shí)間10秒；
d)排液延遲時(shí)間10秒；
e)注水時(shí)間:1分10秒。(3)鹽酸清洗槽工藝參數(shù)
a)鹽酸溫度室溫；
b)鹽酸濃度8%-10%；
c)清洗時(shí)間5分鐘。(4) HCL (鹽酸)清洗后快排水洗工藝參數(shù)
與步驟(2)的堿腐蝕后快排清洗工藝參數(shù)相同。6.具體工藝步驟
(1)倒片利用倒片機(jī)將硅片從PP片籃倒入對應(yīng)尺寸的PFA片籃中；
(2)配制45%堿溶液；按重量百分比取45%K0H與去離子水配制堿腐蝕溶液；
(3)加熱升溫腐蝕溶液打開設(shè)備腐蝕槽的加熱器將溫度升至115°C；
(4)配制HCL溶液取36%的鹽酸(分析純)3.6675L，用去離子水稀釋成IOL得到10%稀HCL溶液；
(5)堿腐蝕加工使用堿腐蝕設(shè)備將硅片投入堿腐蝕槽進(jìn)行堿腐蝕操作，同時(shí)開啟設(shè)備循環(huán)泵及機(jī)械手拋動(dòng)；
(6)堿腐蝕后,進(jìn)行快排清洗；(7)HCL 清洗；
(8)HCL清洗后快排水洗；
(9)甩干硅片。7.產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)采取本工藝加工的堿腐片厚度去除4. 5微米，表面潔凈無任何沾染。實(shí)施例2:
下面對6英寸640 U m厚，晶向?yàn)椤?00〉，電阻率為1000-3000 Q . cm的拉晶方式為區(qū)熔化腐片的堿腐蝕修復(fù)工藝過程進(jìn)行詳細(xì)描述
按重量百分比取30%-60%的KOH堿腐蝕液，升溫至準(zhǔn)備溫度；設(shè)定準(zhǔn)備溫度為105°C至115°C，去除 8iim -1Oum0 1.實(shí)施硅片6英寸區(qū)熔硅研磨片，電阻率0. 007-0. 02 Q .cm，厚度640 iim，數(shù)量500 片。2.加工設(shè)備硅片堿腐蝕系統(tǒng)。3.輔助工裝6英寸PFA片籃。4.輔料固體NaOH (分析純)、去離子水。5.工藝參數(shù)設(shè)定
(I)堿腐蝕工藝參數(shù)
a)腐蝕液濃度45%；
b)腐蝕溫度105°C至115°C°C ；
c)腐蝕時(shí)間2分鐘 e)去除量4um。( 2)堿腐蝕后快排清洗工藝參數(shù)
a)沖洗次數(shù)1次；
b)排水延遲時(shí)間0秒；
c)排水時(shí)間10秒；
d)排液延遲時(shí)間10秒；
e)注水時(shí)間:1分10秒。( 3 )鹽酸清洗槽工藝參數(shù)
a)鹽酸溫度室溫；
b)鹽酸濃度15%；
c)清洗時(shí)間5分鐘。(4) HCL清洗后快排水洗工藝參數(shù)
與步驟(2)的堿腐蝕后快排清洗工藝參數(shù)相同。6.具體工藝步驟
(1)倒片利用倒片機(jī)將硅片從PP片籃倒入對應(yīng)尺寸的PFA片籃中；
(2)配制31%堿溶液；按重量百分比取31%Na0H與去離子水配制堿腐蝕溶液；
(3)加熱升溫腐蝕溶液打開設(shè)備腐蝕槽的加熱器將溫度升至85±1°C；
(4)配制HCL溶液取36%的鹽酸(分析純)3.6675L，用去離子水稀釋成IOL得到10%稀HCL溶液；(5)堿腐蝕加工使用堿腐蝕設(shè)備將硅片投入堿腐蝕槽進(jìn)行堿腐蝕操作，同時(shí)開啟設(shè)備循環(huán)泵及機(jī)械手拋動(dòng)；
(6)堿腐蝕后,進(jìn)行快排清洗；
(7)HCL 清洗；
(8)HCL清洗后快排水洗；
(9)甩干硅片。7.產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)采取本工藝加工的堿腐片厚度去除4微米，表面潔凈無任何沾 染。從以上兩個(gè)實(shí)施例可以看出堿腐蝕溶液的配比濃度與腐蝕溫度和腐蝕時(shí)間的關(guān)系，控制好三者關(guān)系，就能實(shí)現(xiàn)4微米至10微米的腐蝕去除量。從而達(dá)到修復(fù)硅片表面的效果。以上堿腐蝕工藝采用的堿腐蝕設(shè)備均為本行業(yè)通用設(shè)備。根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域公知技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種通過堿腐蝕改善硅片腐蝕表面外觀的加工工藝，其特征在于，包括如下步驟(一)、配制堿腐蝕溶液按重量百分比取30%-60%的KOH或NaOH與去離子水進(jìn)行配制；(二)、腐蝕溫度105°C至115°C ；(三)、腐蝕時(shí)間1分鐘至10分鐘；(四)、單晶硅堿腐片去除量4微米至8微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種修復(fù)硅片表面的堿腐蝕片加工工藝，包括如下步驟步驟一、配制堿腐蝕溶液按重量百分比取30%-60%的KOH或NaOH與去離子水進(jìn)行配制；步驟二、腐蝕溫度105℃至115℃；步驟三、腐蝕時(shí)間1分鐘至10分鐘；步驟四、腐蝕去除量4微米至10微米，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果本發(fā)明是通過調(diào)整堿腐蝕工藝之后，成功制備出修復(fù)硅片表面的單晶硅堿腐蝕片，降低半導(dǎo)體制造成本。
文檔編號(hào)H01L21/306GK103021832SQ20121050828
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者張俊生, 劉沛然, 齊釗, 劉博 , 李曉東 申請人:天津中環(huán)領(lǐng)先材料技術(shù)有限公司