[發(fā)明專利]一種重?fù)脚鸸杵p次堿腐蝕加工工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010154125.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111341655A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳功;馬俊;徐一俊;黃笑容
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江中晶科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/306
• 分類號(hào): H01L21/306;H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 湖州長(zhǎng)興西木子知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33325
• 代理人: 李開(kāi)騰

本發(fā)明提供了一種重?fù)脚鸸杵p次堿腐蝕加工工藝，包括初級(jí)堿腐蝕、預(yù)超洗、HCL中和、快排水洗、二級(jí)堿腐蝕、預(yù)超洗、HCL中和、快排水洗及甩干，通過(guò)采用兩次堿腐蝕工藝，即先采用中高溫初級(jí)腐蝕，消除重?fù)脚鸸杵砻媾K污色塊和硅粉分布不均勻?qū)?3?5um)，再采用高溫二級(jí)腐蝕迅速去除硅片表面損傷層(10?15um)，使得形成的腐蝕片表面更加均勻，消除臟污類的影響更加明顯，能夠有效降低硅片表面加工過(guò)程的損傷層對(duì)硅片表面的腐蝕速度的影響，有效提高硅片表面腐蝕平整度，從而實(shí)現(xiàn)高良率重?fù)脚饐尉Ч杌a(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重?fù)脚饐尉Ч杵圃祛I(lǐng)域，具體涉及一種重?fù)脚鸸杵p次堿腐蝕加工工藝。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路(ULSI)應(yīng)用的摩爾式快速成長(zhǎng)推動(dòng)了作為外延襯底材料的重?fù)絾尉ЬA的廣泛應(yīng)用。重?fù)絇型單晶硅材料能大大提升動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的記憶保持時(shí)間，是解決電路中鎖存效應(yīng)和α粒子引起的軟失效的最佳途徑。而重?fù)脚鹱鳛橹饕腜型重?fù)絾尉В哂性S多優(yōu)良特性，如電阻率分布均勻；氧濃度增加，提升硅片內(nèi)吸雜能力；提高硅片的機(jī)械強(qiáng)度等。

硅片的生產(chǎn)通常需依次經(jīng)過(guò)切割、研磨、清洗、化學(xué)腐蝕和拋光之后得到成品。其中，在多線切割、研磨等加工過(guò)程中會(huì)在硅表面形成損傷層，包括在研磨過(guò)程中研磨砂會(huì)在硅片表面形成凹坑，使表面具有一定的粗糙度，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用化學(xué)腐蝕的方式對(duì)硅片進(jìn)行腐蝕減薄，其中堿腐蝕的原理是硅單質(zhì)與氫氧根反應(yīng)生成硅酸鈉，從而獲得表面更加光滑平坦的單晶硅片。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110420557.7的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種大腐蝕紋單晶硅堿腐蝕片加工工藝，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與去子水進(jìn)行配制；(二)腐蝕溫度：85℃至120℃；(三)腐蝕時(shí)間：15分鐘至2小時(shí)；(四)腐蝕去除量：25微米至35微米。

上述現(xiàn)有技術(shù)文件中，所公開(kāi)的技術(shù)方案涉及化學(xué)腐蝕和拋光工序，以單晶硅腐蝕片替代單晶硅拋光片或外延片,主要針對(duì)輕摻硼硅片產(chǎn)品，制得的硅片電阻率在40-45Ω.cm。該技術(shù)方案中腐蝕時(shí)間為15分鐘至2小時(shí)，腐蝕時(shí)間長(zhǎng)且腐蝕過(guò)程中不抖動(dòng)處理，易發(fā)花籃印，硅片表面腐蝕不均勻。其中，腐蝕時(shí)間在30-40分鐘時(shí)，易導(dǎo)致硅片表面長(zhǎng)晶胞，這種處理方法制得的硅片產(chǎn)品多適用于三極管領(lǐng)域，腐蝕時(shí)間在2小時(shí)左右時(shí)，易導(dǎo)致硅片表面呈金字塔狀，這種處理方法制得的硅片產(chǎn)品，漫反射效果好且光通量大，更適用于太陽(yáng)能光伏板等領(lǐng)域。

但是，針對(duì)重?fù)脚鸸杵?，大量引入硼使得分子鍵更加穩(wěn)定，增大硅片硬度，使機(jī)械加工變得困難，表面顆粒容易出現(xiàn)異常，且由于硬度更高，導(dǎo)致堿腐蝕時(shí)污染顆粒更難去除，腐蝕速度慢，且由于前道工序清洗不夠及研磨工序會(huì)產(chǎn)生磨盤印等，易造成腐蝕不均勻而形成臟污型色斑。而上述技術(shù)方案中采用單次高溫堿腐蝕，會(huì)有較大比例的色斑片等花片產(chǎn)生，造成晶圓表面不均勻，因此，為了提升產(chǎn)品良率，急需研發(fā)一種高容忍度的堿腐蝕工藝。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種重?fù)脚鸸杵p次堿腐蝕加工工藝，通過(guò)采用兩次堿腐蝕工藝，即先采用中高溫初級(jí)腐蝕，消除重?fù)脚鸸杵砻媾K污色塊和硅粉分布不均勻?qū)?3-5um)，再采用高溫二級(jí)腐蝕迅速去除硅片表面損傷層(10-15um)，從而實(shí)現(xiàn)高良率重?fù)脚饐尉Ч杌a(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種重?fù)脚鸸杵p次堿腐蝕加工工藝，包括以下步驟：

步驟一、初級(jí)堿腐蝕：置于質(zhì)量比為1:3～1:1.2的KOH水溶液中腐蝕5～15s，初級(jí)腐蝕溫度為90～105℃；

步驟二、一次清洗：快速轉(zhuǎn)移并清洗去除硅片表面殘留的初級(jí)堿腐蝕液；

步驟三、二級(jí)堿腐蝕：置于質(zhì)量比為1:1.5～1:1的KOH水溶液中腐蝕80～180s，二級(jí)腐蝕溫度為115～121℃；

步驟四、二次清洗：快速轉(zhuǎn)移并清洗去除硅片表面殘留的二級(jí)堿腐蝕液；