CN102963622B - 一种提高单晶硅晶圆抛光片保质期的包装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单晶硅晶圆片的包装工艺，尤其涉及一种提高单晶硅晶圆抛光片保质期的包装工艺。本工艺将热塑包装机设定真空度-5KPa；设定包装的加热温度为140℃；设定包装的冷却温度为70℃；设定冷却时间为3s；其步骤是：一、将洁净的抛光片放入片盒内，扣好盒盖；二、将片盒缠好白胶带后放入内包袋进行包装；三、对内包袋进行热塑封装后，抽真空；四、在内包袋外固定干燥剂；五、将内包袋再放入外包袋中，对外包袋进行热塑封装后，抽真空。采用本工艺包装抛光片能解决抛光片颗粒增长问题，可以使抛光片保质期稳定延长，达到表面0.3μm以上颗粒≤5个、保质期一年以上的国际领先水平，由此制备出了具有市场竞争力的高保质期的单晶硅晶圆抛光片。
Description
技术领域
本发明涉及单晶硅晶圆片的包装工艺，尤其涉及一种提高单晶硅晶圆抛光片保质期的包装工艺。本工艺主要应用于功率器件用单晶硅晶圆抛光片的包装过程。
背景技术
功率半导体器件，驱动电路简单、驱动功率小，由于其多数载流子导电，无少子存储效应，开关速率快、高频特性好，主要应用于开关电源、高频感应加热等高频场合。功率晶体管中一个单管包含有成千上万个元胞，任何一个元胞的失效都会导致整个器件失效，因此对外延片的表面颗粒要求极高，进而对外延衬底——单晶硅晶圆片的颗粒要求更高。对于6英寸（直径150mm）的单晶硅晶圆抛光片，目前国标规定指标（SEMI标准）为“表面0.3μm以上颗粒小于15个”，而国际上领先的单晶硅晶圆抛光片厂商（如日本信越Shinetu公司和德国瓦克Siltronic公司）提供的抛光片的指标为“表面0.3μm以上颗粒小于5个”。
单晶硅晶圆抛光片表面检验合格后就要放入片盒中并进行封装。因此，在作为外延衬底的单晶硅晶圆片表面颗粒除了受到抛光片本身表面颗粒的影响之外，在包装后表面颗粒的增长状况也是至关重要的，它直接影响了客户使用时的产品表面质量。测试合格的单晶硅晶圆抛光片在包装一段时间后重新测试仍然合格，该时间称为单晶硅晶圆抛光片的保质期。目前国内单晶硅晶圆抛光片的保质期通常在3-6个月，距离国际上一年以上的领先水平有明显的差距。
为了适应集成电路工艺技术的高速发展，急需找到一种能提高硅片保质期的硅片包装工艺，以保证洁净的单晶硅晶圆抛光片不受到二次污染。
发明内容
本发明的目的是改变传统的单晶硅晶圆抛光片包装工艺，提供一种提高单晶硅晶圆抛光片保质期的包装工艺。从而具有国际领先的包装水平，本工艺填补国内抛光厂商在该领域的技术空白。
本发明是通过这样的技术方案实现的：一种提高单晶硅晶圆抛光片保质期的包装工艺，其特征在于，将热塑包装机设定真空度-5Kpa；设定包装的加热温度为140℃；设定包装的冷却温度为70℃；设定冷却时间为3s；所述工艺包括如下次序的步骤：
一、将洁净的单晶硅晶圆抛光片放入片盒内，扣好盒盖；
二、将片盒缠好白胶带后放入内包装袋进行包装；
三、热塑包装机对内包装袋进行热塑封装后，抽真空；
四、在内包装袋外固定干燥剂；
五、将内包装袋再放入外包装袋中，用热塑包装机对外包装袋进行热塑封装后，抽真空。
本发明产生的有益效果是：通过对包装工艺参数进行了优化，将传统的单晶硅晶圆抛光片包装真空度-18Kpa提高至-5Kpa，在较高气压条件下，硅片片盒不易发生变形，从而减少了来自吸附在片盒中上的颗粒沾污影响；通过较高的加热温度，减少了在片盒中空气的湿度，而较低的冷却温度降低了包装后包装盒内外的温度差，从而减少了因水汽凝结造成的抛光片表面颗粒沾污。
采用本方法包装单晶硅晶圆抛光片能解决抛光片颗粒增长问题，可以使抛光片保质期稳定延长，达到表面0.3μm以上颗粒≤5个、保质期一年以上的国际领先水平，由此制备出了具有市场竞争力的高保质期的单晶硅晶圆抛光片。由于提高了硅衬底片的质量，对器件和集成电路的电学性能、合格率有着极其重要的影响。其技术对满足器件和大规模集成电路对衬底硅片越来越高的要求具有重大意义和实用价值。
附图说明
图1为不同真空度包装的抛光片6个月后复测平均颗粒度对比趋势图；图中：—◆—真空度为-18kPa包装的抛光片6个月后复测的0.3um颗粒平均数目；—■— 真空度为-5kPa包装的抛光片6个月后复测的0.3um颗粒平均数目。
图2为不同真空度包装的抛光片12个月份后复测平均颗粒度增长趋势；—◆—真空度为-18kPa包装的抛光片12个月后复测的0.3um颗粒平均数目；—■— 真空度为-5kPa包装的抛光片12个月后复测的0.3um颗粒平均数目。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，以下结合实施例作进一步详细描述：
本工艺应用于但不限于4英寸（直径100mm）、5英寸（直径125mm）或6英寸（直径150mm）的单晶硅晶圆抛光片，而且厚度不限，掺杂剂为As，P，Sb或B，晶向为<100>或<111>，电阻率不限。
实施例：6英寸（直径150mm）区熔硅化腐片，电阻率：0.002-0.004Ω.cm，厚度：625μm，数量：240片（10盒）。
加工设备：热塑包装机。
辅助材料：白胶带（美商卫利）、包装片盒（英特格 PP材质）、内包装袋（南通达净 PE复合）、外包装袋（南通达净 铝塑复合）、透明胶带（美商卫利）、干燥剂（杜邦纸加硅胶颗粒）。
工艺参数：热塑包装机抽真空：设定真空度-5Kpa；包装的加热温度为140℃；设定包装的冷却温度为70℃；设定冷却时间为3s。具体包括如下次序的步骤：一、将洁净的单晶硅晶圆抛光片放入片盒内，扣好盒盖；二、将片盒缠好白胶带后放入内包装袋进行包装；三、热塑包装机加热温度为140℃对内包装袋进行热塑封装后，抽真空-5Kpa；四、冷却温度为70℃、设冷却时间为3s后，在内包装袋外固定干燥剂；贴透明胶带整理内包装袋；五、将内包装袋再放入外包装袋中，热塑包装机加热温度为140℃对外包装袋进行热塑封装后，抽真空-5Kpa；冷却温度为70℃、设冷却时间为3s后，贴透明胶带整理外包装袋。
将经上述工艺包装的10盒240片单晶硅晶圆抛光片和经传统工艺包装的10盒240片单晶硅晶圆抛光片6个月后分别进行复测，其每盒平均表面颗粒情况见图1。从图1中可以看出真空度-5Kpa包装的颗粒情况明显优于真空度-18Kpa的包装。
通过以上实施例可以得出6英寸（150mm）硅抛光片技术指标远远超过SEMI标准；达到国际领先企业水平；满足或超过客户要求的技术指标，对比数据见表1：
表1
| 标准名称 | >0.3μm颗粒数（个） |
| SEMI标准 | ≤15 |
| 客户一般要求 | ≤10 |
| 国际领先企业水平 | ≤5 |
| 本工艺技术标准 | ≤5 |
将不同真空度包装的抛光片各抽其中一盒，经过12个月份后的平均颗粒增长趋势见图2。从图2中可以看出，经过12个月的保存后，-5Kpa的包装比传统的-18Kpa的包装保存的时间要长，颗粒趋势增长变化并不明显。抛光片保质期对比见表2：
表2
| 真空度 | 0.3颗粒 | 保质期限 |
| -18Kpa | ≤10个 | 6个月 |
| -5Kpa | ≤5个 | 一年以上 |
从表2中可以看出，-5Kpa的包装比传统的-18Kpa包装保质期要长，接近国际领先水平。
根据以上实施例说明应用本发明能解决抛光面颗粒增长问题，并能保证在抛光在存放过程中无颗粒增长现象发生，达到表面0.3μm以上颗粒≤5个、保质期一年以上的国际领先水平，从而达到提高单晶硅晶圆抛光片质量的目的。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
Claims (1)
1. 一种提高单晶硅晶圆抛光片保质期的包装工艺，其特征在于，将热塑包装机设定真空度-5Kpa；设定包装的加热温度为140℃；设定包装的冷却温度为70℃；设定冷却时间为3s；所述工艺包括如下次序的步骤：
一、将洁净的单晶硅晶圆抛光片放入片盒内，扣好盒盖；
二、将片盒缠好白胶带后放入内包装袋进行包装；
三、热塑包装机对内包装袋进行热塑封装后，抽真空；
四、在内包装袋外固定干燥剂；
五、将内包装袋再放入外包装袋中，用热塑包装机对外包装袋进行热塑封装后，抽真空。
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