專利名稱：一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單晶晶圓娃片表面加工工藝，特別涉及一種單晶娃晶圓單切腐蝕片的加工方法。
背景技術(shù)：
作為半導體器件廠商的基底材料一單晶硅晶圓拋光片的主要加工流程包括單晶生長一滾磨一切片一倒角一研磨一腐蝕一背損傷一背封一去邊一拋光一清洗一包裝等。拋光片有較好的表面平整度，較小的粗糙度和高的反射率，但拋光片對加工設(shè)備、加工環(huán)境和清洗方式、化學輔料純度等要求較高，因此成本也會較高。近年來,隨著半導體行業(yè)的高速發(fā)展和激烈的市場競爭，為了降低半導體原材料成本，越來越多的半導體制造廠商逐漸采用諸如用單晶硅腐蝕片替代單晶硅拋光片作為功率器件的基底。單晶硅腐蝕片雖然省去了背損傷至拋光的加工流程，但在整個晶片加工流程仍然 較繁復，其中硅料的損失仍然較大，其中研磨加工需要在切片的基礎(chǔ)上去除約70um。如果在表面參數(shù)的要求不高的領(lǐng)域中使用切片后進行腐蝕的單晶硅晶圓腐蝕片替代常規(guī)腐蝕片、甚至拋光片，不僅避免質(zhì)量過剩，而且可以大大節(jié)約成本。然而，如果利用現(xiàn)有技術(shù)中公開報導的常規(guī)酸腐蝕或堿腐蝕工藝及相關(guān)技術(shù)進行腐蝕加工，所獲得的腐蝕片表面很難達到客戶要求，通常體現(xiàn)為幾何參數(shù)如TTV較大，碎片率較高，表面存在線痕等，因此，很難使產(chǎn)品進行大批量的穩(wěn)定加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)工藝存在的不足，特別提供一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法，通過采用氨水作為腐蝕液添加劑、控制硅片雙面去除量和各項腐蝕參數(shù)，實現(xiàn)批量的穩(wěn)定加工，既降低產(chǎn)品加工成本，同時也滿足使用要求。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法，其特征在于，米取如下工藝
(一).將硅片雙面去除量控制在20±2iim;
(二).酸腐蝕液按照以下組分的濃度百分比進行配制氫氟酸9.03 12.41%，硝酸
39.9 42. 0%，醋酸19. 2 23. 1%，其余組分為去離子水；
(三) 在酸腐蝕液中添加氨水作為添加劑，氨水為酸腐蝕液總量的1.08^2. 48% ；
(四).經(jīng)腐蝕后的硅片表面光澤度控制在2 4Gs;
(五).在酸腐蝕過程中，選擇在氮氣位置為50 150mm向酸腐蝕液槽中鼓吹氮氣，氮氣流量為100 300L/min，氮氣壓力為80 300Pa，氮氣時間為全程；
(六) 酸腐蝕液循環(huán)量為300L，在每腐蝕50片后，酸腐蝕液排出量為I 2L，酸腐蝕液補入量為0. 3 1L。本發(fā)明的優(yōu)點及效果是通過添加的氨水與硝酸進行反應以及控制去除量，使得硅片因未經(jīng)磨片而造成的切片線痕等外觀缺陷在熒光燈下不易顯現(xiàn)；氨水與硝酸反應后的生成物分解形成氣泡，起到了攪拌作用，使硅片與腐蝕液的反應更加均勻，可以有效的控制表面幾何參數(shù)；氨水還降低了 HF =HNO3的局部配比，配合一定氮氣位置的吹掃，完全去除倒角面損失層，修復倒角面降低碎片率；通過一定量的排補酸實現(xiàn)批量穩(wěn)定生產(chǎn)。從而達到以制備單晶硅晶圓切片腐蝕片替代研磨腐蝕片的目的。通過該方法制備單晶硅晶圓切片腐蝕片替代研磨腐蝕片不僅省去倒角到研磨等加工流程，而且可以增加出片率，大幅度地降低了成本。


圖1是采取不同位置吹入氮氣所產(chǎn)生的碎片率對比曲線圖。圖中一 一表不碎片率。
具體實施例方式以下結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步說明本發(fā)明采取如下工藝
(一).將硅片雙面去除量控制在20±2iim。(二).酸腐蝕液按照以下組分的濃度百分比進行配制氫氟酸9. 03^12. 41%，硝酸39. 9 42. 0%，醋酸19. 2 23. 1%，其余組分為去離子水。(三).在酸腐蝕液中添加氨水作為添加劑，氨水為酸腐蝕液總量的1.08^2. 48% ;氨水與硝酸反應后的生成物，在強酸作用下進行分解
NH40H+HN03=NH4N03+H20-------------(I)
NH4NO3=N2O 丨 +2H20----------------------(2)
分解出的N2O在腐蝕液中形成氣泡，起到了攪拌的作用，使硅片與腐蝕液的反應更加均勻，通常這樣的方法可以有效的控制表面幾何參數(shù)。(四).經(jīng)腐蝕后的硅片表面光澤度控制在2 4Gs;由于腐蝕液中添加了強堿性的氨水，加之去除量較小，使得經(jīng)腐蝕后的硅片表面光澤度較暗，這使得硅片因未經(jīng)磨片而造成的切片線痕等外觀缺陷在熒光燈下不易顯現(xiàn)。(五).在酸腐蝕過程中，選擇在氮氣位置為50 150mm向酸腐蝕液槽中吹氮氣，氮氣流量為100 300L/min，氮氣壓力為80 300Pa，氮氣時間為全程。由于在腐蝕液中添加了氨水與硝酸發(fā)生化學反應，降低HF =HNO3的局部配比，配合一定氮氣位置的吹掃，使硅片與腐蝕液的反應在局部呈現(xiàn)各項異性，使得倒角面因未經(jīng)倒角的機械損失層首先被完全去除，客觀上達到修復倒角面損傷的目的，克服了未倒角造成的碎片率過高的缺點。(六) 在每腐蝕50片后，酸腐蝕液排出量為I 2L，酸腐蝕液補入量為0.3 1L，以維持酸腐蝕液濃度的動態(tài)平衡，從而保持混酸濃度及比例的相對穩(wěn)定，有效縮小不同回合生產(chǎn)的酸腐蝕片去除量的散差。實施例1 :5英寸區(qū)熔摻P〈lll>晶向硅片，電阻率0.0034±12%Q. Cm，厚度203 Um0采取如下工藝
I)將硅片雙面去除量控制在20±2iim。2)根據(jù)硅片的產(chǎn)品規(guī)格，酸腐蝕液按照以下組分的濃度百分比進行配制HF:HNO3 CH3C00H=9. 03% :39. 9% :23. 1%，其余組分為去離子水。3)在酸腐蝕液中添加氨水作為添加劑，氨水為酸腐蝕液總量的2%。
4)經(jīng)腐蝕后的硅片表面光澤度控制在3Gs。5)在酸腐蝕過程中，在氮氣位置為50 150mm范圍內(nèi)分別選取十個不同位置向酸腐蝕液槽中吹氮氣，其結(jié)果對比見圖1。6)選擇適當工藝進行腐蝕酸腐蝕液的溫度保持在35°C;自轉(zhuǎn)速率為50rpm，公轉(zhuǎn)速率為IOrpm ;酸腐蝕液循環(huán)量為300L ;氮氣流量為300L/min ;氮氣壓力為300Pa，氮氣時間為全程；酸腐蝕液排出量為2L,酸腐蝕液補入量為1L。7)將放置硅片的滾筒放入酸腐蝕機中，開始腐蝕。8)腐蝕結(jié)束后，進行檢驗測量，其加工碎片 率如圖1所示。通過實施例1說明，不同氮氣位置對倒角面修復作用不同，導致碎片率有差異，較低碎片率的條件為氮氣位置=117mm (如圖1所示)。實施例2 :5英寸區(qū)熔摻P〈lll>晶向硅片，電阻率0.0034±12%Q. Cm，厚度203 u m。工藝步驟如下
I)將硅片雙面去除量控制在20±2iim。2)根據(jù)硅片的產(chǎn)品規(guī)格，酸腐蝕液按照以下組分的濃度百分比進行配制HF:HNO3 CH3C00H=9. 03% :39. 9% :23. 1%，其余組分為去離子水。3)在酸腐蝕液中添加氨水作為添加劑，氨水為酸腐蝕液總量的2%。4)經(jīng)腐蝕后的硅片表面光澤度控制在3Gs。5)選擇適當工藝進行腐蝕酸腐蝕液的溫度保持在35°C;自轉(zhuǎn)速率為50rpm，公轉(zhuǎn)速率為IOrpm ;酸腐蝕液循環(huán)量為300L ;氮氣位置為117mm ;氮氣流量為300L/min ;氮氣壓力為300Pa，氮氣時間為全程；酸腐蝕液排出量為2L，酸腐蝕液補入量為1L。6)將放置硅片的滾筒放入酸腐蝕機中，開始腐蝕。7)腐蝕結(jié)束后,進行檢驗測量,然后包裝。技術(shù)效果檢測采用上述酸腐蝕工藝生產(chǎn)的腐蝕片，經(jīng)過ADE7200型幾何參數(shù)分選儀檢驗對3058片全檢以厚度散差為中心值± 10 ii m，TTV〈10 u m, TIR〈10 u m,表面無臟、花、劃道、線痕的檢驗標準進行檢驗，不良品有3片碎，1片崩邊，2片缺口，I片線痕，8片劃道，4片花，4片沾污劃道，其余合格，無幾何參數(shù)不良，合格率達99. 25%。采用上述工藝生產(chǎn)的出片數(shù)較傳統(tǒng)的磨片腐蝕片的出片數(shù)增加了 35. 9%。通過實施例2說明，該工藝能實現(xiàn)單晶硅晶圓切片腐蝕片替代研磨腐蝕片的量產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法，其特征在于，采取如下工藝 (一).將硅片雙面去除量控制在20±2μπι; (二).酸腐蝕液按照以下組分的濃度百分比進行配制氫氟酸9.03 12.41%，硝酸.39.9 42. 0%，醋酸19. 2 23. 1%，其余組分為去離子水； (三)·在酸腐蝕液中添加氨水作為添加劑，氨水為酸腐蝕液總量的1.08^2. 48% ； (四).經(jīng)腐蝕后的硅片表面光澤度控制在2 4Gs; (五).在酸腐蝕過程中，選擇在氮氣位置為50 150mm向酸腐蝕液槽中鼓吹氮氣，氮氣流量為100 300L/min，氮氣壓力為80 300Pa，氮氣時間為全程； (六)·酸腐蝕液循環(huán)量為300L，在每腐蝕50片后，酸腐蝕液排出量為I 2L，酸腐蝕液補入量為O. 3 1L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法。其工藝是1.將硅片雙面去除量控制在20±2μm；2.酸腐蝕液配比氫氟酸9.03~12.41%、硝酸39.9~42.0%、醋酸19.2~23.1%加去離子水混合；3.在酸腐蝕液中添加氨水作為添加劑，氨水為酸腐蝕液總量的1.08~2.48%；4.經(jīng)腐蝕后的硅片表面光澤度控制在2～4Gs；5.在酸腐蝕過程中，選擇在氮氣位置為50～150mm吹氮氣，氮氣流量100～300L/min，氮氣壓力80～300Pa，氮氣時間為全程；6.酸腐蝕液循環(huán)量為300L，在每腐蝕50片后，酸腐蝕液排出量為1～2L，酸腐蝕液補入量為0.3～1L。通過該方法制備單晶硅晶圓切片腐蝕片替代研磨腐蝕片，不僅省去倒角到研磨等加工流程，而且增加出片率，大幅度地降低了成本。從而達到以制備單晶硅晶圓切片腐蝕片替代研磨腐蝕片的目的。
文檔編號C23F1/24GK103014876SQ201210508258
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)明者羅翀, 甄洪昌, 徐榮清, 韓貴祥, 李翔 申請人:天津中環(huán)領(lǐng)先材料技術(shù)有限公司