CN109940771A - 一种用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置及工艺 - Google Patents

一种用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置及工艺 Download PDF

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苏冰
安瑞阳
王新
曲翔
史训达
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You Yan Semi Materials Co Ltd
Grinm Semiconductor Materials Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置及工艺。该装置包括两个固定板、两根支撑杆、两根滑动杆及两个可拆卸的插片，两个固定板之间通过两根支撑杆固定支撑，每个固定板上均对称的设有两个弧形滑槽，同一固定板上的两个弧形滑槽所在的圆的尺寸与晶圆尺寸相当；两根滑动杆相互平行的设置在两个固定板之间，其端部位于弧形滑槽内，并可沿弧形滑槽滑动；两端插片用于硅片轴向定位并可根据晶棒的长短进行轴向调整。该工艺包括：(1)溶液配置、(2)溶液温度控制、(3)晶圆与装置固定、(4)脱胶等工序。本发明能够起到晶圆表面预清洗的作用，进一步简化手动脱胶的流程，减少脱胶过程中崩边和裂片的产生，提高单晶切片的出片率。

Description

一种用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置及工艺。
背景技术
单晶在切割前使用的胶水一般为水煮胶，该胶水能够在热水中变软，利用胶水与硅片不同的热胀比来实现胶水与硅片的分离，但是一直存在以下几个缺点：脱胶的时间较长，硅片极易氧化；硅片中心位置由于脱胶剂很难渗入，切割用的PEG溶液在热水中与硅片表面的氧化膜共同作用，吸附在硅片表面很难进行后续的清洗；另外该方式要求操作人员手部和热水接触，存在一定的安全隐患。因此手动脱胶的方式已经很难适应大尺寸硅片(8英寸以上)的量产。
SC-1广泛应用于半导体硅片的清洗技术中，其作用原理为硅片表面由于H2O2氧化作用生成一层氧化膜，该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，通过该机理，悬浮液在高温下在硅片表面形成的粘连能够逐步的被剥离，起到预清洗的目的。
发明内容
本发明的目的是针对大尺寸硅片中间部位PEG悬浮液在热水中易氧化粘连在硅片表面、热水脱胶存在的环境恶劣以及安全隐患等问题，提供一种新的脱胶工装置及工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置，包括两个固定板、两根支撑杆、两根滑动杆及两个可拆卸的插片，
两个固定板之间通过两根支撑杆固定支撑，每个固定板上均对称的设有两个弧形滑槽，同一固定板上的两个弧形滑槽所在的圆的尺寸与晶圆尺寸相当；两根滑动杆相互平行的设置在两个固定板之间，其端部位于弧形滑槽内，并可沿弧形滑槽滑动；通过将两根滑动杆滑动至弧形滑槽的底部，来限制晶圆沿径向的移动；
两个插片的端部均具有用于连接支撑杆的开槽，通过将支撑杆插入开槽中，来限制晶圆轴向方向的移动。
其中，所述两个固定板之间设有把手。
一种使用所述脱胶装置对晶圆进行脱胶的工艺，包括以下步骤：
(1)将SC-1、脱胶剂以及纯水按体积比进行混合，其中，SC-1的比例为0.8％-2.5％，脱胶剂的比例为1％-3％，剩余部分均为纯水；
(2)将混合溶液的温度控制在50-75℃之间；
(3)将晶圆固定在装置上；
(4)将装置及晶圆整体置于混合溶液中，脱胶完成后将装置及晶圆整体取出。
其中，所述SC-1为NH4OH和H2O2按体积比NH4OH∶H2O2＝1∶1的混合液。
本发明的优点在于：
本发明提供了一种改善大直径晶圆脱胶时晶圆表面沾污的预清洗工艺方案以及配套使用的装置，能够减少晶圆表面被PEG悬浮液沾污的几率，为后续晶圆的加工提供更洁净的切割片。
本发明能够起到晶圆表面预清洗的作用，进一步简化手动脱胶的流程，减少脱胶过程中崩边和裂片的产生，提高单晶切片的出片率。
附图说明
图1为本发明的脱胶装置的结构示意图。
图2为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置包括两个固定板1、两根支撑杆2、两根滑动杆3及两个可拆卸的插片4。两个固定板1之间通过两根支撑杆2固定支撑，每个固定板1上均对称的设有两个弧形滑槽5，同一固定板上的两个弧形滑槽5所在的圆的尺寸与晶圆尺寸相当；两根滑动杆3相互平行的设置在两个固定板2之间，其端部位于弧形滑槽5内，并可沿弧形滑槽滑动；通过将两根滑动杆滑动至弧形滑槽的底部，来限制晶圆沿径向的移动；两个插片4的端部均具有用于连接支撑杆的开槽，通过将支撑杆插入开槽中，来限制晶圆沿轴向方向的移动；在两个固定板1之间设有把手6。
该装置在具体使用时，将切割后的晶棒以垂直于支撑杆的方式置于两固定板之间，将两根滑动杆沿弧形滑槽滑动至弧形滑槽的最底部，滑动杆与晶圆的下部边缘接触，藉此，晶圆沿径向的移动受到两根滑动杆的限制；此时，将可拆卸的插片插在晶圆两侧的支撑杆上，并与晶圆侧面接触，从而限制晶圆沿轴向方向的移动。
采用该装置，通过调整滑动杆和可拆卸的插片的位置，而将整个装置与切割完的晶圆组装在一起并限制晶圆的移动，最终实现晶圆在脱胶溶液内的稳定。晶片与固定树脂板脱离后，通过装置的把手能够将整根晶片全部提取出来，避免了操作人员手接触高温溶液的可能，减少了安全事故的发生。
如图2所示，本发明的工艺包括(1)溶液配置、(2)溶液温度控制、(3)晶圆与装置固定、(4)脱胶等工序。
其中，溶液配置是将SC-1、脱胶剂以及纯水按比例进行混合，其中，SC-1(SC-1为NH4OH：H2O2＝1∶1)的比例为0.8％-2.5％，脱胶剂的比例为1％-3％，剩余部分均为纯水。溶液配置完成后需要将其温度稳定控制在50-75℃的范围内。
本发明所用脱胶剂购自武汉宜田科技发展有限公司；型号为NY-126。
实施例1
根据8英寸晶圆的尺寸调整该装置中弧形滑槽的位置，实现晶圆与装置的相对固定。
使用该装置对切割后的8寸晶圆进行脱胶试验，在脱胶槽中添加3L SC-1、4L脱胶剂、以及水(总体积为150L)。脱胶温度控制在65℃，脱胶时间为10min，脱胶完成后将装置及晶圆整体取出。
结果表面，晶片与树脂板完全分离，晶圆中间部位表面无明显的PEG悬浮液沾污，晶圆损失为0片。
本实施例具有以下的效果：在脱胶剂通过对胶条的渗透溶胀作用，加速分离胶层与晶圆，同时SC-1通过对晶圆表面不停的氧化和腐蚀作用，剥离晶圆表面PEG悬浮液的沾污层，也能够防止切割产生的硅粉以及树脂粉等微小颗粒吸附在晶圆表面，起到晶圆预清洗的作用。另外通过利用配套的装置，可以有效防止脱胶过程中晶圆倾倒带来的崩边裂片等损失，还可以减少手部接触高温混合溶液，减少安全事故的发生。

Claims (4)

1.一种用于大尺寸圆棒硅单晶多线切割后脱胶的装置，其特征在于，包括两个固定板、两根支撑杆、两根滑动杆及两个可拆卸的插片，
两个固定板之间通过两根支撑杆固定支撑，每个固定板上均对称的设有两个弧形滑槽，同一固定板上的两个弧形滑槽所在的圆的尺寸与晶圆尺寸相当；两根滑动杆相互平行的设置在两个固定板之间，其端部位于弧形滑槽内，并可沿弧形滑槽滑动；通过将两根滑动杆滑动至弧形滑槽的底部，来限制晶圆沿径向的移动；
两个插片的端部均具有用于连接支撑杆的开槽，通过将支撑杆插入开槽中，来限制晶圆沿轴向方向的移动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两个固定板之间设有把手。
3.一种使用权利要求1所述的装置对晶圆进行脱胶的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将SC-1、脱胶剂以及纯水按体积比进行混合，其中，SC-1的比例为0.8％-2.5％，脱胶剂的比例为1％-3％，剩余部分均为纯水；
(2)将混合溶液的温度控制在50-75℃之间；
(3)将晶圆固定在装置上；
(4)将装置及晶圆整体置于混合溶液中，脱胶完成后将装置及晶圆整体取出。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述SC-1为NH4OH和H2O2按体积比NH4OH∶H2O2＝1∶1的混合液。
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