CN103160930A - 晶棒表面纳米化工艺、晶圆制造方法及其晶圆 - Google Patents
晶棒表面纳米化工艺、晶圆制造方法及其晶圆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103160930A CN103160930A CN2012100172901A CN201210017290A CN103160930A CN 103160930 A CN103160930 A CN 103160930A CN 2012100172901 A CN2012100172901 A CN 2012100172901A CN 201210017290 A CN201210017290 A CN 201210017290A CN 103160930 A CN103160930 A CN 103160930A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal bar
- wafer
- treatment step
- surface treatment
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000007709 nanocrystallization Methods 0.000 title abstract 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 25
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 24
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 17
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 57
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 3
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002061 nanopillar Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000036299 sexual function Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
一种晶棒表面纳米化工艺，是在晶棒进行切片步骤之前，先针对晶棒的至少一表面进行一表面处理步骤，以及在所述表面形成一具有纳米结构的微结构层；所述的具有纳米结构的微结构层可强化晶棒表面的强度，以降低切片时的碎边率。本发明还涉及晶圆制造方法及其晶圆。
Description
技术领域
本发明是有关于一种表面纳米化工艺，尤其涉及一种晶棒表面纳米化工艺及其晶圆制造方法与所制作的芯片。
背景技术
日常生活中所使用的信息产品、信息家电等，例如手机、计算机的主机板、微处理器、内存、数字相机、PDA等电子产品，均具有由IC半导体所组成的运算单元，而所谓的IC就是利用晶圆经过各种半导体工艺所制作的具有特定电性功能的电路组件。
半导体加工工艺可包含最初的长晶、进而至切片、研磨、抛光、清洗等相关步骤，其中在晶棒切割形成晶圆的过程，就直接决定出所生产的晶圆的数量，其又直接影响到半导体后段工艺所产出的芯片数量，故提升晶棒切割的质量可连带增加半导体产业的经济效应。
一般硅晶圆工艺中需先针对晶棒进行机械加工，例如外圆轮磨后再进行切片。然而，前述的机械加工对于脆性较高的晶棒，可能导致较高的不良率，其主要原因在于高脆性的晶棒，切片时刀具造成的应力容易造成晶棒表面的脆裂，并在晶圆边缘产生微小的裂痕，而使得后续的晶圆工艺中易发生破片现象，严重影响晶圆工艺的良率。
再者，切片所得的晶圆在各种加工工艺中可能会受到外力的作用，当外力超出晶圆的最大负载或是应力过度集中时就会造成晶圆裂痕、晶圆破片的问题，导致生产工艺的良率下降。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种晶棒表面纳米化工艺及其晶圆制造方法，以在晶棒进行切片之前针对晶棒表面进行改质，以在晶棒表面制作出具有纳米结构的微结构层，所述的具有纳米结构的微结构层可强化晶棒表面强度，以降低切片的碎边率。
为了解决上述问题，本发明提供一种晶棒表面纳米化工艺，是在晶棒进行切片步骤之前，先针对晶棒的至少一表面进行一表面处理步骤，以在所述表面形成一具有纳米结构的微结构层。
本发明进一步提供一种晶圆制造方法，包括以下步骤：形成一晶棒，所述晶棒是由一初始晶棒所加工形成，所述晶棒具有一黏着面；进行一表面处理步骤，以在所述黏着面形成一具有纳米结构的微结构层；提供一载具，并形成一连接层于所述黏着面的微结构层上，以利用所述连接层将所述晶棒固定在所述载具上；进行一切片步骤。请注意，本发明实施例所指的“晶棒”、“初始晶棒”乃为泛指的名词，实际上针对不同结晶态样或各阶段的加工工艺后，产业界会以特定的名称加以命名，然本发明可含括各种不同名称的”晶棒”、“初始晶棒”。
本发进一步提供一种晶圆制造方法，包括以下步骤：形成一晶棒，所述晶棒是由一初始晶棒所加工形成；进行一表面处理步骤，以在所述晶棒的表面上形成一具有纳米结构的微结构层；提供一载具，并形成一连接层于所述微结构层上，以利用所述连接层将所述晶棒固定在所述载具上；进行一切片步骤。
本发明进一步提供一种晶圆，其是由一晶棒经过切割所形成，所述晶圆具有至少一个由相邻两切割道所界定的侧面，所述侧面上形成一具有纳米结构的微结构层。
本发明具有以下有益的效果：本发明主要利用表面处理方法将晶棒的至少一表面进行表面改质，以在晶棒表面生成浅层的纳米结构层，所述纳米结构层并不会影响晶棒表面的特性；另外，所述纳米结构层可释放切片时刀具造成的应力，故可有效强化晶棒表面的机械强度，以降低切片时晶棒边角的崩角问题。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1是本发明的晶棒表面纳米化工艺的流程图。
图2是本发明的晶圆制造方法的流程图。
图3A-3C是本发明的多晶棒的工艺示意图。
图4A-4D是本发明的单晶棒的工艺示意图。
图5是本发明的多晶棒（即晶棒）通过连接层固定在载具上的示意图。
图6是本发明的圆棒（即另一态样的晶棒）通过连接层固定在载具上的示意图。
图7A是本发明第一实施例的晶圆的示意图，其中微结构层形成在单一个侧面上。
图7B是本发明第一实施例的晶圆的示意图，其中微结构层形成在多个侧面上。
图8A是本发明第二实施例的晶圆的示意图，其中微结构层形成在一部分的侧面上。
图8B是本发明第二实施例的晶圆的示意图，其中微结构层形成在全部的侧面上。
主要组件符号说明
10A 晶锭
10B 块状晶棒
10C 多晶棒
20A 粗棒
20B 单棒
20C 分段单棒
20D 圆棒
100、200 晶圆
101、201 侧面
101A、201A 黏着面
1011、2011 微结构层
11 连接层
12 载具
S101～S103、S201～S207 步骤。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式做详细说明。
本发明提出一种晶棒表面纳米化工艺及其晶圆制造方法，所述晶棒表面纳米化工艺主要是在晶棒进行切片步骤之前，先针对晶棒的至少一表面进行一表面处理步骤，使所述表面上形成一具有纳米结构的微结构层，所形成的微结构层可提供释放应力的效果，以降低晶棒进行切片步骤的碎边率（chipping ratio），进而提高晶圆制造的良率及质量。
本发明所提出的晶棒表面纳米化工艺是利用湿蚀刻方式针对晶棒表面进行表面改质的处理，使晶棒表面生成纳米结构，如纳米针结构、纳米柱结构等等，此纳米结构的形态类似于草状（grass-like）结构，故又可称作硅草（silicon grass）结构，或称作黑晶（black Si）现象，经过表面改质的处理后，晶棒表面在视觉上近乎呈现黑色，即代表入射光几乎被晶棒表面所吸收，因此具有较佳的抗反射率特性。然而，在其它变化实施例中，晶棒表面亦可通过干蚀刻，如等离子体（plasma）等蚀刻方法进行表面改质的处理。
如图1所示，本发明的晶棒表面纳米化工艺包括以下步骤：
步骤S101：制备蚀刻液。在具体实施例中，是选用氢氟酸（HF）溶液、水（即溶剂）、硝酸银（AgNO3）溶液及过氧化氢（H2O2）溶液依照一预定比例进行混合。需注意的是，上述溶液的浓度可根据实际的工艺进行调整；而在此实施例中，氢氟酸溶液的浓度约为49%，硝酸银溶液的浓度约为0.1M（摩尔/升），而过氧化氢溶液的浓度约为39%。
首先，在预定温度下将浓度49%的氢氟酸溶液、浓度0.1M的硝酸银溶液、浓度39%的过氧化氢溶液及水依照一预定比例混合均匀以配制成一酸性蚀刻液。所述酸性蚀刻液即可作为用以蚀刻晶棒，在本具体实施例中，氢氟酸溶液、水、硝酸银溶液及过氧化氢溶液的比例约为20:40:1:4。再者，混合液可以在温度约为20℃（室温）下配制而成。
另外，在一变化实施例中，亦可选用硝酸、磷酸与溶剂等依照一预定比例均匀混合而成。
步骤S103：通过所述蚀刻液对晶棒（如硅晶棒）的表面进行表面处理，亦即操作者可以选取硅晶棒的一个或多个表面浸泡于上述酸性蚀刻液中，以在所浸泡的表面上形成前述的具有纳米结构的微结构层1011（如图7所示）。在本具体实施例中，是将所述硅晶棒的一个表面（即后续涂布连接层的表面）浸泡于酸性蚀刻液中，以利用化学湿式蚀刻方式进行本发明的表面处理步骤，所选取的所述硅晶棒的一个表面是浸泡于上述酸性蚀刻液约30秒至5分钟，例如60秒，以在所述表面形成有纳米结构，实质上，所述微结构层1011是为一浅层结构，其约形成于所述表面下数纳米至数十纳米深，故对于所述表面的微米等级的表面特性而言，所述微结构层1011并不会造成太大的影响（此部分将于后文以表面粗糙度进行说明）。
以下将本发明的晶棒表面纳米化工艺应用于一晶圆制造方法，并进行相关实验以具体说明本发明的功效，其中所述的晶圆制造方法包括以下步骤（如图2）：
步骤S201：形成一晶棒。首先，请配合图3A-3C及图4A-4D，其分别是为多晶棒及单晶棒的示意图，值得说明的是，本发明所定义的“晶棒”可广泛地解释，并不特指某一工艺所制作者。请先参考图3A-3C，图3A显示利用将原料多晶硅铸造形成的晶锭10A（Ingot），晶锭10A即为一种初始晶棒；接着，如图3B所示的割锭成块的步骤，将晶锭10A切方（squaring）、切割以形成近似四方柱形的块状晶棒10B；接着，如图3C所示，切方所得后进行抛光即为多晶棒10C（即本发明所称的晶棒），其可用于制造太阳能晶圆。
又例如图4A-4D，先利用拉晶等方法形成一粗棒20A，其亦为前述的初始晶棒，例如本领域常见的旋转拉晶法，具体而言，可利用柴式拉晶法（Czochralski method，简称CZ法），将籽晶（seed crystal）浸入于石英坩埚内所形成的硅熔融液中，并使石英坩埚及籽晶进行反向或同向旋转，同时向上提拉籽晶，借以利用籽晶为结晶核而使硅单晶形成于籽晶下方以制作出粗棒20A；又或者利用区熔法（floating zone method，简称FZ法）制作一粗棒20A等等；粗棒20A经过多个加工步骤后以形成为圆棒20D（即本发明所称的晶棒），例如，粗棒20A是先经过移除晶棒头尾；再经过外圆轮磨等加工，使长成后的粗棒20A进行轮磨，以修整粗棒20A的不规则表面与结构的变质层，使粗棒20A呈适当的圆截面及所需的外径（如图4B所示的单棒20B）；再经过切割形成分段单棒20C；接着，针对前述分段单棒20C进行一圆磨（又称轮磨）步骤，以去除分段单棒20C的表面因切割所形成的机械损伤层或结构的变质层，而形成圆棒20D（即本发明所称的晶棒）。
如图3C所示的实施例中，所述多晶棒10C具有四个侧面101，操作者可选用上述四个侧面101的其中的一为一黏着面101A（如图5所示），所述黏着面101A是用于形成一连接层11，以利用所述连接层11将多晶棒10C固定在一载具12上，进而进行后续的切片步骤（此步骤将于后文再于以详细说明），且本发明所提出的晶棒表面纳米化工艺即可针对前述的黏着面101A进行纳米化的改质，以降低多晶棒10C进行切片步骤的碎边率。
步骤S203：进行一表面处理步骤，此步骤即为前述的晶棒表面纳米化的步骤（即S101与S103）；如同前述，先制备蚀刻液，例如先在预定温度下将浓度49%的氢氟酸溶液、浓度0.1M的硝酸银溶液、浓度39%的过氧化氢溶液及水依照一预定比例混合均匀以配制成一酸性蚀刻液，或是以硝酸、磷酸与溶剂等混合均匀以配制成另一蚀刻液；接着，将所述黏着面101A浸入前述的酸性蚀刻液，使黏着面101A上形成一具有纳米结构的微结构层1011。
另一方面，由于黏着面101A必须形成有一连接层11，以利用所述连接层11将多晶棒10C固定在载具12上，进而进行后续的切片步骤，为了避免表面处理步骤影响所述黏着面的表面特性，造成黏着面101A与连接层11的接着特性不佳，本发明特将传统未经本发明表面处理步骤的晶棒（即对照例）与经本发明表面处理步骤的晶棒（即实验例1、2）进行表面粗糙度的量测，以确保表面处理的蚀刻步骤不会影响黏着面101A与连接层11的接着强度，量测结果如表一所示，其中Ra表示中心线平均粗糙度；Rmax表示最大高度粗糙度，且由表一可知，经过晶棒表面纳米化的蚀刻处理后，实验例1、2的表面粗糙度依然接近于对照例，表示本发明的晶棒表面纳米化处理不会影响黏着面101A与连接层11的接着强度。
表一
| Ra (um) | Rmax (um) | |
| 对照例 | 0.091 | 0.85 |
| 实验例1 | 0.088 | 0.77 |
| 实验例2 | 0.117 | 0.92 |
步骤S205：提供一载具12（如图5所示），并形成一连接层11于所述黏着面101A的微结构层1011上，以利用所述连接层11将所述多晶棒10C固定在所述载具12上。具体而言，所述黏着面101A上可涂布有黏胶材料，例如腊或树脂类的黏结剂，如环氧树脂等，以形成所述的连接层11，并利用所述连接层11将多晶棒10C固定在所述载具12上，所述载具12可为石墨板、石墨垫片等，其可用于支撑、固定多晶棒10C，亦可避免在切片步骤时，刀具离开多晶棒10C所造成的晶棒边角、边缘的破裂、崩角（edge chipping）现象。
步骤S207：进行一切片步骤。在本具体实施例中，是采内径锯或线锯（wire saw）等方式将多晶棒10C切割成晶圆；而在切片步骤之前，更包括结晶定位，例如利用X射线衍射、平行光束折射等方法来决定多晶棒10C在切片机上的正确位置。
另外，在另一变化实施例中，上述的步骤S103可通过所述蚀刻液对晶棒（如硅晶棒）的表面进行表面处理，如图3C所示的四个侧面101，而不限定于黏着面101A；换言的，在晶棒的各个表面上均形成有上述的具有纳米结构的微结构层1011。
由于本发明所提出的晶棒表面纳米化工艺可于黏着面101A上形成具有纳米结构的微结构层1011，所述微结构层1011可以强化晶棒表面的机械强度，并释放切片时的刀具所造成的应力，借以降低切片步骤的碎边率。在一测试的实验例中，利用本发明所提出的晶棒表面纳米化工艺，可大幅降低切片的碎边率，其碎边率可降低至零；相对地，传统未经本发明表面处理步骤的晶棒的切片碎边率约为1.5%至2.0%，显见本发明的晶棒表面纳米化工艺可有效提高晶圆制造的良率。
另一方面，如图6所示，其显示前述的圆棒20D经由连接层11而固定在所述载具12上的示意图。所述圆棒20D具有一侧面201，而操作者可选取侧面201的一部份为黏着面201A，并将黏着面201A进行本发明的晶棒表面纳米化工艺，再利用连接层11将黏着面201A黏接固定在载具12上，以进行切片步骤；同样地，黏着面201A上具有本发明的晶棒表面纳米化工艺所生成的纳米结构的微结构层1011，其可强化晶棒表面的机械强度，并释放切片时的刀具所造成的应力，借以降低切片步骤的碎边率。
因此，本发明是于切片步骤之前，在晶棒的表面（如图5）或是表面的一部份（如图6）制作出具有纳米结构的微结构层1011，所述的纳米结构较佳地位于切片步骤中刀具的行程的结束位置，例如上述的黏着面，使切断时刀具所造成应力可被纳米结构所释放，以降低晶棒切片的碎边率。另外，所制成的纳米结构并不会影响到黏着面的粗糙度，故不会影响到黏着面与连接层的接着强度，换言的，本发明可适用于目前的晶圆制造方法，而不需调整、改变现有的工艺。据此，本发明可提供一种有效降低晶棒切片时晶棒边缘、边角发生脆裂的机率，进而提高切片良率的晶棒表面纳米化工艺及其晶圆制造方法。另一方面，本发明可针对每一个侧面101（如图5所示）或侧面201的全部（如图6所示）进行表面纳米化工艺，即针对晶棒的全表面制作出具有纳米结构的微结构层1011，以同时降低切割步骤时“入刀/出刀”时的碎边率。而在切片完成之后，即可形成图7A的晶圆100，其具有切片过程中所形的上、下表面及相邻两切割道所界定的侧面101、201；上、下表面及侧面101、201的间可具有介于0度至180度的间的夹角，如约90度，或者上、下表面及侧面101、201的间可具有导圆角结构。
另请参考图7A，其显示图5的多晶棒10C经过切片步骤后所形成的晶圆（又称芯片）100，如图所示，切片之后的晶圆100为薄片状，其具有多个（如四个）侧面101，侧面101可由多晶棒10C上的相邻两切割道所界定，而其中的一侧面101即为上述的具有纳米结构的微结构层1011的黏着面101A；而图7B则显示切片之后的晶圆100的四个侧面101上均形成有微结构层1011。又图8A则显示图6的圆棒20D经过切片步骤后所形成的圆形薄片状的晶圆200，晶圆200的侧面201的一部份为黏着面201A，而黏着面201A上可利用前述方法制作出具有纳米结构的微结构层2011；而图8B则显示切片之后的晶圆200可在全部的侧面201上均形成有微结构层2011。
就微结构层1011、2011的特性加以分析，微结构层1011、2011中的纳米结构可形成集中应力的缺陷位置，如纳米结构的连接处、纳米结构本身中的材料缺陷等均可能造成应力集中的现象，故就整个侧面101、201的巨观分析，晶圆100、200所受的应力可分散于整个侧面101、201的缺陷位置，而形成面型态的应力分布，并非点型态或线型态的应力分布。故当晶圆100、200受到张力时，应力会被分散至整个侧面101、201的微结构层2011上，故可避免过度的应力集中所导致的晶圆上的裂痕或晶圆破裂问题；换言的，晶圆100、200的侧面101、201的微结构层2011可有效提高晶圆的抗破裂强度。再者，晶圆100、200亦可利用微结构层2011达到承受更大的负载的效果，亦即使微结构层2011具有较大的可弯曲度；因此，本发明的晶圆100、200在加工工艺中不易因张力的作用而产生破片，故可更进一步提升晶圆100、200的材料特性及其工艺的适用领域。根据具体的实验结果，传统的晶圆可承受的最大负载约为2N，而本发明的晶圆100、200的最大负载约为3N，且可随着微结构层2011的长成时间而调整，足见微结构层2011可提升晶圆100、200的强度与抗破裂特性。
再者，前述实施例是以硅晶棒进行说明，然本发明可应用于其它材料的晶棒，如砷化镓晶棒等等，而所选用的蚀刻液种类亦可针对不同的晶棒而选用不同组成、不同成份比例、不同酸碱值的蚀刻液。值得说明的是，本发明亦不排除以适当的干蚀刻（如等离子体蚀刻）等方法或机台进行前述的晶棒表面纳米化工艺。而本发明所制作的晶圆100、200可应用于太阳能芯片、发光二极管芯片、半导体芯片等领域。
本发明至少具有以下优点：
1、本发明利用表面处理方法将晶棒的一表面进行表面改质，以在晶棒表面生成浅层的纳米结构层（即微结构层），释放切片时刀具造成的应力，故可有效强化晶棒表面的机械强度，以降低切片时晶棒边角的崩角问题。
2、在切片完成后，所制作的晶圆的侧面具有上述的微结构层，其可提升晶圆的负载，以提高晶圆的强度及抗破裂特性。再者，晶圆具有较大的可弯曲度，以应用于较广的应用范围。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效技术变化,均包含于本发明的范围内。
Claims (16)
1.一种晶棒表面纳米化工艺，其特征在于，在晶棒进行切片步骤之前，先针对晶棒的至少一表面进行一表面处理步骤，以在所述表面形成一具有纳米结构的微结构层。
2.如权利要求1所述的晶棒表面纳米化工艺，其特征在于，所述表面处理步骤是针对所述表面进行湿蚀刻。
3.如权利要求2所述的晶棒表面纳米化工艺，其特征在于，所述表面处理步骤是将所述表面浸入至少由氢氟酸溶液、硝酸银溶液、过氧化氢溶液及溶剂依照一预定比例混合所得的酸性蚀刻液。
4.如权利要求3所述的晶棒表面纳米化工艺，其特征在于，所述酸性蚀刻液中的氢氟酸溶液、溶剂、硝酸银溶液及过氧化氢溶液的比例为20:40:1:4。
5.如权利要求2所述的晶棒表面纳米化工艺，其特征在于，所述表面处理步骤是将所述表面浸入至少由硝酸、磷酸与溶剂混合所得的蚀刻液。
6.一种晶圆制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
形成一晶棒，所述晶棒是由一初始晶棒所加工形成，所述晶棒具有一黏着面；
进行一表面处理步骤，以在所述黏着面形成一具有纳米结构的微结构层；
提供一载具，并形成一连接层于所述黏着面的微结构层上，以利用所述连接层将所述晶棒固定在所述载具上；
进行一切片步骤。
7.如权利要求6所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述表面处理步骤是针对所述黏着面进行湿蚀刻或干蚀刻。
8.如权利要求7所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述表面处理步骤是将所述黏着面浸入至少由氢氟酸溶液、硝酸银溶液、过氧化氢溶液及溶剂依照一预定比例混合所得的酸性蚀刻液；或者所述表面处理步骤是将所述黏着面浸入至少由硝酸、磷酸与溶剂混合所得的蚀刻液；或者所述表面处理步骤是利用等离子体将所述黏着面进行改质。
9.如权利要求8所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述酸性蚀刻液中的氢氟酸溶液、溶剂、硝酸银溶液及过氧化氢溶液的比例为20:40:1:4。
10.如权利要求6所述的晶圆制造方法，其特征在于，在进行一表面处理步骤的步骤中，还包括一将所述晶棒的全表面制作出所述具有纳米结构的微结构层的步骤。
11.一种晶圆，是由一晶棒经过切割所形成的，所述晶圆具有至少一个由相邻两切割道所界定的侧面，所述侧面上形成一具有纳米结构的微结构层。
12.如权利要求11所述的晶圆，其特征在于，所述的具有纳米结构的微结构层是形成于所述侧面的全部或一部分。
13.一种晶圆制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
形成一晶棒，所述晶棒是由一初始晶棒所加工形成；
进行一表面处理步骤，以在所述晶棒的表面上形成一具有纳米结构的微结构层；
提供一载具，并形成一连接层于所述微结构层上，以利用所述连接层将所述晶棒固定在载具上；
进行一切片步骤。
14.如权利要求13所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述表面处理步骤是针对黏着面进行湿蚀刻或干蚀刻。
15.如权利要求14所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述表面处理步骤是将黏着面浸入至少由氢氟酸溶液、硝酸银溶液、过氧化氢溶液及溶剂依照一预定比例混合所得的酸性蚀刻液；或者所述表面处理步骤是将黏着面浸入至少由硝酸、磷酸与溶剂混合所得的蚀刻液；或者所述表面处理步骤是利用等离子体将黏着面进行改质。
16.如权利要求15所述的晶圆制造方法，其特征在于，所述酸性蚀刻液中的氢氟酸溶液、溶剂、硝酸银溶液及过氧化氢溶液的比例为20:40:1:4。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW100145551 | 2011-12-09 | ||
| TW100145551A TWI510682B (zh) | 2011-01-28 | 2011-12-09 | 晶棒表面奈米化製程、晶圓製造方法及其晶圓 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103160930A true CN103160930A (zh) | 2013-06-19 |
Family
ID=48584450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012100172901A Pending CN103160930A (zh) | 2011-12-09 | 2012-01-19 | 晶棒表面纳米化工艺、晶圆制造方法及其晶圆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103160930A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106206250A (zh) * | 2014-08-22 | 2016-12-07 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 晶圆制作方法 |
| CN108032451A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-15 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种硅棒切割方法 |
| CN108044819A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-18 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种硅棒切割方法 |
| CN112853496A (zh) * | 2019-11-12 | 2021-05-28 | 洛阳阿特斯光伏科技有限公司 | 一种硅棒的表面处理方法及金刚线硅片切割方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732969A (zh) * | 2011-04-11 | 2012-10-17 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 晶棒表面纳米化制程及其晶圆制造方法 |
-
2012
- 2012-01-19 CN CN2012100172901A patent/CN103160930A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732969A (zh) * | 2011-04-11 | 2012-10-17 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 晶棒表面纳米化制程及其晶圆制造方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106206250A (zh) * | 2014-08-22 | 2016-12-07 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 晶圆制作方法 |
| CN106206250B (zh) * | 2014-08-22 | 2019-01-15 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 晶圆制作方法 |
| CN108032451A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-15 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种硅棒切割方法 |
| CN108044819A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-18 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种硅棒切割方法 |
| CN108032451B (zh) * | 2017-12-07 | 2020-07-10 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种硅棒切割方法 |
| CN112853496A (zh) * | 2019-11-12 | 2021-05-28 | 洛阳阿特斯光伏科技有限公司 | 一种硅棒的表面处理方法及金刚线硅片切割方法 |
| CN112853496B (zh) * | 2019-11-12 | 2022-11-11 | 洛阳阿特斯光伏科技有限公司 | 一种硅棒的表面处理方法及金刚线硅片切割方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103132079B (zh) | 一种用于金刚线切割多晶硅片酸制绒的添加剂及使用方法 | |
| CN103710705B (zh) | 一种多晶硅片酸性制绒液的添加剂及其应用 | |
| CN103606517B (zh) | 一种硅片减薄方法 | |
| CN102656250A (zh) | 含水酸性蚀刻溶液和使单晶和多晶硅衬底的表面纹理化的方法 | |
| WO2021088509A1 (zh) | 磷化铟晶棒裁切衬底晶圆片的方法 | |
| CN103160930A (zh) | 晶棒表面纳米化工艺、晶圆制造方法及其晶圆 | |
| Yin et al. | Analysis of crack-free surface generation of photovoltaic polysilicon wafer cut by diamond wire saw | |
| TWI510682B (zh) | 晶棒表面奈米化製程、晶圓製造方法及其晶圓 | |
| JP5868437B2 (ja) | 太陽電池用シリコンウエハーの製造方法 | |
| CN100571911C (zh) | 应用集成电路废弃硅片生产太阳能电池用硅片的制造方法 | |
| CN102732969B (zh) | 晶棒表面纳米化制程及其晶圆制造方法 | |
| Sopori et al. | Characterizing damage on Si wafer surfaces cut by slurry and diamond wire sawing | |
| Costa et al. | Influence of single diamond wire sawing of photovoltaic monocrystalline silicon on the feed force, surface roughness and micro-crack depth | |
| Wu et al. | Surface damage and metal-catalyzed chemical etching investigation of multicrystalline silicon by diamond wire sawing | |
| CN109972204B (zh) | 超薄超平晶片和制备该超薄超平晶片的方法 | |
| Yin et al. | Study on cutting PV polysilicon with a new type of diamond abrasives-helix-distribution saw wire based on controlling the subsurface microcrack damage depth | |
| Liu et al. | Study on a novel fixed and free abrasive combined wire sawing multi-crystalline silicon wafers for wet acid texturization | |
| Pu et al. | Experimental investigation on the machining characteristics of fixed-free abrasive combined wire sawing PV polycrystalline silicon solar cell | |
| CN103943742A (zh) | 蓝宝石衬底的制造方法 | |
| Li et al. | Effect of the anisotropy of etching surface morphology on light-trapping and photovoltaic conversion efficiencies of silicon solar cell | |
| KR20140069233A (ko) | 태양전지용 웨이퍼, 태양전지용 웨이퍼의 제조 방법, 태양전지 셀의 제조 방법, 및 태양전지 모듈의 제조 방법 | |
| Iqbal et al. | Rapid anisotropic chemical etching for quick formation of novel octagonal pyramids on silicon surface for photovoltaics | |
| CN103011066A (zh) | 芯片 | |
| JP2005340643A (ja) | 太陽電池用半導体基板の製造方法 | |
| CN108032451A (zh) | 一种硅棒切割方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130619 |