[發明專利]一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法

無效

• 申請號: 201210508258.3
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103014876A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 羅翀;甄洪昌;徐榮清;韓貴祥;李翔
• 申請（專利權）人: 天津中環領先材料技術有限公司
• 主分類號: C30B33/10
• 分類號: C30B33/10;C23F1/24
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 王鳳英

技術領域

本發明涉及單晶晶圓硅片表面加工工藝，特別涉及一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法。

背景技術

作為半導體器件廠商的基底材料—單晶硅晶圓拋光片的主要加工流程包括：單晶生長→滾磨→切片→倒角→研磨→腐蝕→背損傷→背封→去邊→拋光→清洗→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，但拋光片對加工設備、加工環境和清洗方式、化學輔料純度等要求較高，因此成本也會較高。近年來，隨著半導體行業的高速發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上去除約70um。如果在表面參數的要求不高的領域中使用切片后進行腐蝕的單晶硅晶圓腐蝕片替代常規腐蝕片、甚至拋光片，不僅避免質量過剩，而且可以大大節約成本。

然而，如果利用現有技術中公開報導的常規酸腐蝕或堿腐蝕工藝及相關技術進行腐蝕加工，所獲得的腐蝕片表面很難達到客戶要求，通常體現為幾何參數如TTV較大，碎片率較高，表面存在線痕等，因此，很難使產品進行大批量的穩定加工。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術工藝存在的不足，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，實現批量的穩定加工，既降低產品加工成本，同時也滿足使用要求。

本發明采取的技術方案是：一種單晶硅晶圓單切腐蝕片的加工方法，其特征在于，采取如下工藝：

（一）.將硅片雙面去除量控制在：20±2μm；

（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。?

本發明的優點及效果是：通過添加的氨水與硝酸進行反應以及控制去除量，使得硅片因未經磨片而造成的切片線痕等外觀缺陷在熒光燈下不易顯現；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；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批量穩定生產。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。

附圖說明

圖1是采取不同位置吹入氮氣所產生的碎片率對比曲線圖。

圖中：—◆—表示碎片率。

具體實施方式

以下結合實例對本發明作進一步說明：本發明采取如下工藝：

（一）.將硅片雙面去除量控制在：20±2μm。

（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：

NH₄OH+HNO₃=NH₄NO₃+H2O-------------（1）

NH₄NO₃=N₂O↑+2H2O----------------------（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。