CN103029026A - 一种超高清洗能力的单晶硅晶圆片清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过无蜡抛光的方法改善晶圆硅片表面外观的加工工艺，方法的步骤：1）将需要清洗的硅片放到无蜡抛光机上模具的吸附垫中，无蜡贴片依靠模具上的吸附垫通过水膜的张力来固定硅片；2）硅片背面在无蜡抛光机上进行抛光；3）修复后卸片进行清洗，4）修复后硅片表面光泽度，所述的待修复的单晶硅晶圆片可选取4至6英寸，厚度选择区间为200μm至800μm，掺杂剂可为As、P、Sb或B，拉晶方式可为区熔或直拉，晶向可为<100>或<111>，电阻率选择区间为1至104Ω.cm，其效果：可以对单晶硅晶圆硅片的外表面进行有效修复，有利于提高单晶硅晶圆片的生产良率。
Description
技术领域
本发明涉及单晶硅晶圆生产方法，特别涉及一种超高清洗能力的单晶硅晶圆片清洗方法，通过本方法改善晶圆硅片表面外观的加工效果。
背景技术
半导体单晶硅晶圆硅片生产线的良率是降低制造成本的关键，往往良率提高一个百分点，毛利率就会提高两个百分点，因而成为技术研发重点课题。而硅片表面外观，尤其是腐蚀片正反面及抛光片背表面上存在花、沾污通常判为不合格品进行报废，从而影响了生产线的良率。这部分不良品产生的主要原因有研磨后的硅片清洗工艺不佳，造成研磨粉及有机物的残留，造成酸腐蚀后显现的沾污；背损伤后的硅片清洗工艺不佳，造成喷砂砂浆无法完全清除或存有药液残留、花片现象。而这部分不良往往占总报废数的一半以上，极大的造成原材料的浪费。
如果能采用某种技术能修复该不良品，就能提高良率。 而遗憾的是，通过传统的湿式化学清洗法通常无法进行有效的修复。
发明内容
本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种新的硅片表面加工的工艺技术，对酸腐蚀片表面少量减薄，去除表面颗粒和沾污残留物的方法，从而解决腐蚀片表面外观不佳的问题，类似方法在国际上未见报道。
本发明是通过这样的技术方案实现的：一种超高清洗能力的单晶硅晶圆片清洗方法，其特征在于：所述方法包括如下次序的步骤：
1）将需要清洗的硅片放到无蜡抛光机模板垫上的圆槽中，无蜡贴片依靠模板垫上的吸附垫通过水膜的张力来固定硅片；
2）硅片背面在无蜡抛光机上进行抛光；硅片背面在无蜡抛光机上分步进行抛光，无蜡抛光工艺的参数包括：选用清洗液、抛光时间、抛光压力和抛光机转速；每一步选择的参数不同：
第一步（STEP1）：清洗液为DIW，抛光时间为30±5S，抛光压力为0.5±0.1BAR，抛光机大盘转速为20rpm，抛光机导轮转速为40 rpm；
第二步（STEP2）：清洗液为3900，抛光时间为3±1Min，抛光压力为1.5±0.2BAR，抛光机大盘转速为20rpm，抛光机导轮转速为40 rpm；使用3900抛光液时，其稀释比例为1:18，抛光液流量为3±1L/min；
第三步（STEP3）：清洗液DIW，抛光时间1±0.5 Min，抛光压力1.0±0.2BAR，抛光机大盘转速为20rpm，抛光机导轮转速为40 rpm；
第四步（STEP4）：清洗液DIW，抛光时间1±0.5M，抛光压力0.5±0.1BAR，抛光机大盘转速为20rpm，抛光机导轮转速为40 rpm；
第五步（STEP5）：清洗液HAC，抛光时间20±2S，抛光压力0.5±0.1BAR，抛光机大盘转速为20rpm，抛光机导轮转速为40 rpm。使用HAC时，其稀释比例为1:1000，抛光液流量为3±1 L /min；
3） 完成修复后卸片进行清洗，清洗方式纯水超声清洗，纯水电阻率＞18MΩ，超声频率为40KHz；
4）修复后硅片表面光泽度，控制在90至130Gs；
所述待修复的单晶硅晶圆片直径选取4至6英寸，厚度选择区间为200μm至800μm，掺杂剂为As、P、Sb或B，拉晶方式为区熔或直拉，晶向为<100>或<111>，电阻率选择区间为1至104Ω.cm。
本发明有益效果：根据上述方法，可以对单晶硅晶圆硅片的外表面进行有效修复，有利于提高单晶硅晶圆片的生产良率。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合实施例进一步详细描述本发明：
实施例1，对6英寸625μm厚的区熔硅抛光片的有蜡抛光过程的实例进行详细描述：
实施硅片：6英寸（直径150mm）直拉硅化腐片，晶向<111>，电阻率：0.002-0.004Ω.cm，厚度：625μm，数量：160片，不良原因：化腐片沾污。
加工设备：无蜡抛光系统，清洗机。
辅助材料：精抛光液（3900，稀释比例为1:18）、精抛光布、氨水（浓度为29%）、双氧水（浓度为32%）；、盐酸（浓度为31%）、纯水（电阻率＞18MΩ·CM）。
加工过程：
1) 将需要清洗的硅片放到无蜡抛光机模板垫上的圆槽中，无蜡贴片依靠模板垫上的吸附垫通过水膜的张力来固定硅片。
1）硅片背面在无蜡抛光机上进行抛光，其抛光工艺如表2所示
表2 无蜡抛光工艺参数
| STEP1 | STEP2 | STEP3 | STEP4 | STEP5 | |
| 清洗液 | DIW | 3900 | DIW | DIW | HAC |
| 时间 | 30S | 3Min | 10S | 1Min | 20S |
| 压力 | 0.5BAR | 1.5BAR | 1.0BAR | 0.5BAR | 0.5BAR |
| 转速rpm | 20/40 | 20/40 | 20/40 | 20/40 | 20/40 |
使用3900抛光液，稀释比例1:18，抛光液流量为3L/min；
其中，抛光液流量以及转速压力工艺参数至关重要，是经过大量实验优化后的结果，需要与抛光液辅料彼此匹配实现物理化学平衡。另外对时间的控制，尤其是STEP 时间的控制也是该方法的核心技术之一，如果抛光时间过短，无法修复表面，如果抛光时间过长，则形成镜面效应，光泽度过高，与常规化腐片表面形成明显外观差别，还可能影响后道光刻环节。
3）完成修复后卸片进行清洗，清洗方式纯水超声清洗，纯水电阻率＞18MΩ·CM，超声频率为40KHz。
4）修复后硅片表面光泽度控制在100至105Gs。
技术效果检测：采用上述工艺加工的单晶硅晶圆抛光片，先后经强光灯、荧光灯目检，表面外观无脏划沾污现象，160片全部修复成功。
该检测结果表明，本工艺能实现对单晶硅晶圆硅片的外表面进行有效修复。
上述详细说明是有关本发明的具体说明，凡未脱离本发明精神的任何等效实施或变更，均属于本发明的内容范围。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
Claims (1)
1.一种超高清洗能力的单晶硅晶圆片清洗方法，其特征在于：所述方法包括如下次序的步骤：
1）将需要清洗的硅片放到无蜡抛光机模板垫上的圆槽中，无蜡贴片依靠模板垫上的吸附垫通过水膜的张力来固定硅片；
2）硅片背面在无蜡抛光机上进行抛光；硅片背面在无蜡抛光机上分步进行抛光，无蜡抛光工艺的参数包括：选用清洗液、抛光时间、抛光压力和抛光机转速；每一步选择的参数不同：
第一步：清洗液为DIW，抛光时间为30±5S，抛光压力为0.5±0.1BAR，抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm；
第二步：清洗液为3900，抛光时间为3±1Min，抛光压力为1.5±0.2BAR，抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm，使用3900抛光液时，其稀释比例为1:18，抛光液流量为3L±1/min；
第三步：清洗液DIW，抛光时间1±0.5 Min，抛光压力1.0±0.2BAR，抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm；
第四步：清洗液DIW，抛光时间1±0.5M，抛光压力0.5±0.1BAR，抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm；
第五步：清洗液HAC，抛光时间20±2S，抛光压力0.5±0.1BAR，抛光机大盘转速为20rpm,抛光机导轮转速为40 rpm，使用HAC时，其稀释比例为1:1000，抛光液流量为3±1 L /min；
3） 完成修复后卸片进行清洗，清洗方式纯水超声清洗，纯水电阻率＞18MΩ，超声频率为40KHz；
4）修复后硅片表面光泽度，控制在90至130Gs；
所述待修复的单晶硅晶圆片直径选取4至6英寸，厚度选择区间为200μm至800μm，掺杂剂为As、P、Sb或B，拉晶方式为区熔或直拉，晶向为<100>或<111>，电阻率选择区间为1至104Ω.cm。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103659468A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-26 | 天津中环领先材料技术有限公司 | 一种减少单晶硅晶圆抛光片化学灼伤的有蜡抛光方法 |
| CN107344304A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-14 | 天津中环领先材料技术有限公司 | 一种延长粗抛光液使用寿命的硅片抛光方法 |
| CN107984383A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种平面零件夹持方法 |
| CN108000243A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-08 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种双平面研抛加工方法 |
| CN108000356A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-08 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种非球面工件夹持方法 |
| CN108015666A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-11 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种单平面研抛加工方法 |
| CN109277359A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1131674A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェーハ洗浄装置 |
| JP2003142444A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Applied Materials Inc | 洗浄装置 |
| JP2003179020A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 研磨布テクスチャの転写防止方法 |
| CN101930909A (zh) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | 硅电子股份公司 | 生产半导体晶片的方法 |
| CN102484042A (zh) * | 2009-08-26 | 2012-05-30 | 硅电子股份公司 | 生产半导体晶片的方法 |
-
2012
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1131674A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェーハ洗浄装置 |
| JP2003142444A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Applied Materials Inc | 洗浄装置 |
| JP2003179020A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | 研磨布テクスチャの転写防止方法 |
| CN101930909A (zh) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | 硅电子股份公司 | 生产半导体晶片的方法 |
| CN102484042A (zh) * | 2009-08-26 | 2012-05-30 | 硅电子股份公司 | 生产半导体晶片的方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103659468A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-26 | 天津中环领先材料技术有限公司 | 一种减少单晶硅晶圆抛光片化学灼伤的有蜡抛光方法 |
| CN103659468B (zh) * | 2013-12-09 | 2016-06-29 | 天津中环领先材料技术有限公司 | 一种减少单晶硅晶圆抛光片化学灼伤的有蜡抛光方法 |
| CN107344304A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-11-14 | 天津中环领先材料技术有限公司 | 一种延长粗抛光液使用寿命的硅片抛光方法 |
| CN107984383A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种平面零件夹持方法 |
| CN108000243A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-08 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种双平面研抛加工方法 |
| CN108000356A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-08 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种非球面工件夹持方法 |
| CN108015666A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-11 | 杭州智谷精工有限公司 | 一种单平面研抛加工方法 |
| CN109277359A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-29 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺 |
| CN109277359B (zh) * | 2018-09-29 | 2021-08-31 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种红外镜头用锗单晶双面抛光片的清洗工艺 |
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Effective date of registration: 20191219 Address after: 214200 Dongfen Avenue, Yixing Economic and Technological Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province Co-patentee after: TIANJIN ZHONGHUAN ADVANCED MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee after: Zhonghuan leading semiconductor materials Co.,Ltd. Address before: 300384 Tianjin Huayuan Technology Industry Park Xiqing district (outer ring) Haitai Road No. 12 Patentee before: TIANJIN ZHONGHUAN ADVANCED MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Address after: 214200 Dongjia Avenue, Yixing Economic and Technological Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee after: Zhonghuan Leading Semiconductor Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: TIANJIN ZHONGHUAN ADVANCED MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 214200 Dongjia Avenue, Yixing Economic and Technological Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee before: Zhonghuan leading semiconductor materials Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: TIANJIN ZHONGHUAN ADVANCED MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |