[發明專利]IGBT用區熔單晶硅雙面拋光片的有蠟貼片工藝

有效

• 申請號: 201110420559.6
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102490439A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 孫晨光;武衛;張宇;劉振福
• 申請（專利權）人: 天津中環領先材料技術有限公司
• 主分類號: B32B37/06
• 分類號: B32B37/06;B32B37/10;B32B37/12;H01L21/304;B24B29/02
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術領域

????本發明涉及硅雙面拋光片的有蠟貼片工藝，特別涉及一種IGBT用區熔單晶硅雙面拋光片的有蠟貼片工藝，主要應用于功率器件和集成電路、特別是IGBT器件所用硅雙面拋光片的加工過程。

背景技術

????隨著集成電路工藝技術的高速發展，各種新型器件和集成電路不斷涌現，如MEMS、空間太陽電池、特殊保護電路等。這些器件、電路在制作時需要進行雙面光刻，傳統的單面硅拋光片已經不能滿足這一要求，普遍采用的是雙面硅拋光片，并且對雙面拋光硅片表面質量要求越來越高。

????常見雙面拋光工藝有兩種，一種是采用專門的雙面拋光機一次性完成拋光，一種是采用單面拋光機，先拋光其中一面，再拋光另外一面。前者需要投資采購專用設備，前期成本很高，而后者可在現有的單面拋光設備基礎上進行加工，有利于降低成本。貼片是利用單面拋光設備價格硅雙面拋光片的關鍵步驟。根據貼片方式不同可分為無蠟貼片和有蠟貼片，無蠟貼片依靠Template（模具）上的Insert（吸附墊）通過水膜的張力來固定硅片，有蠟貼片使用專用的蠟將硅片粘接在陶瓷板上，最后完成拋光過程。無蠟貼片不僅成本高，而且由于拋光片幾何參數（TTV、TIR、STIR）較差、背面易被腐蝕等原因只能加工一些低端產品；相反，有蠟貼片生產成本較低、幾何參數加工精度高、背面不會被腐蝕而成為當前國際領先的拋光片生產廠商廣泛應用的工藝。?

采用有蠟貼片的單面拋光技術，硅片依靠蠟膜作為介質將硅片緊緊地與陶瓷盤粘貼在一起進行拋光加工。有蠟貼片拋光雖能提高加工精度，但其貼片工藝比較復雜，尤其是加工第二面時在拋光面涂蠟，如果處理不好拋光后的硅片幾何參數反而會變差，清洗過程會出現表面蠟殘留而導致顆粒超標，在拋光和鏟片過程中也易出現碎片現象。有蠟貼片拋光加工精度直接和蠟膜厚度、蠟膜均勻程度和蠟膜粘性等因素相關，如何在有蠟貼片過程中提高加工精度，其關鍵在于對供蠟量、涂蠟轉速、烘烤溫度、陶瓷板溫度、貼片壓力等關鍵工藝的控制。另外硅片貼片的工藝操作均應在潔凈室內進行（車間至少不低于1000級，涂蠟機內部環境不低于10級）。由于自動有蠟貼片工藝難度較大，目前國內硅雙面拋光片加工多采用無蠟片，極少廠家可以采用手動或半自動有蠟貼片，更少有廠家生產區熔硅雙面拋光片。

對于5英寸（直徑125mm）的雙面硅拋光片，目前國標規定指標（SEMI標準）為“TTV<10μm，TIR<5μm，STIR<3μm，表面0.3μm以上顆粒小于15個”，而國際上領先的拋光片廠商如日本信越Shinetu公司和德國瓦克Siltronic公司提供的拋光片的指標為“TTV<5μm，TIR<3μm，STIR<1.5μm，表面0.3μm以上顆粒小于5個”。

發明內容

本發明的目的是利用有蠟單面拋光機，優化雙面拋光片的有蠟貼片技術，提供一種新的有蠟貼片工藝方法，從而制備具有國際領先水平的IGBT用區熔拋光片，填補國內拋光廠商在該領域的技術空白。

本發明是通過這樣的技術方案實現的：IGBT用區熔單晶硅雙面拋光片的有蠟貼片工藝，其特征在于：所述工藝包括如下次序的步驟：?

a)??????設定供蠟量：貼蠟部的滴蠟量控制在1～1.5ml/次范圍，貼第一面和貼第二面設定供蠟?

量相同；

b)??????設定涂蠟轉速：涂蠟后硅片高速旋轉，將蠟在硅片表面涂抹均勻，涂蠟轉速范圍設定，對于第一面既腐蝕面涂蠟轉速：3000-4000rpm，對于第二面既拋光面涂蠟轉速：

2000-3000rpm；

c)?烘烤溫度：涂蠟結束后硅片被送進烘箱進行烘烤，以揮發掉蠟中的IPA等有機成分，溫度下限為70℃，上限為280℃，貼第一面和貼第二面時所設定的烘烤溫度相同；

d)??陶瓷板溫度：將貼蠟后的超薄區熔硅片放到已預熱的陶瓷板上進行貼片，陶瓷板溫度控制范圍為85～120℃，貼第一面和貼第二面時所設定的陶瓷板溫度相同；

e)??貼片壓力：使用氣囊對帶有蠟膜的硅片進行加壓，氣囊的壓力在15-25psi?之間進行調

????整，貼第一面和貼第二面時所設定的貼片壓力相同；

????根據上述方法，區熔硅片經有蠟貼片拋光工藝獲得的區熔硅雙面拋光片達到：

????厚度公差：±5μm；

????TTV：≤3μm，TTV為總厚度偏差；

????TIR：≤1.5?μm，TIR為平整度；