CN110385606A - 一种硅晶棒的处理方法及切片方法 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/12—Cut-off wheels

Abstract

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种硅晶棒的处理方法及切片方法。本发明公开了硅晶棒的处理方法，包括：对截断为预定长度的硅晶棒进行滚圆处理，去除所述硅晶棒表面的氧化层；对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用粒度为#200～#600的第一砂轮对硅晶棒进行开槽处理，形成槽区；使用粒度为#700～#900的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨；在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤。本发明还公开了利用上述方法处理硅晶棒后，进行多线切割，形成硅片的切片方法。本发明的硅晶棒处理方法可以形成无损伤的开槽，降低裂片形成几率。

Description

一种硅晶棒的处理方法及切片方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种硅晶棒的处理方法及切片方法。
背景技术
硅片成形是指将硅棒制成硅晶片的工艺过程。主要包括切片、结晶定位、晶边圆磨、化学刻蚀、缺陷聚集及各步骤之间所需的清洗过程。
其中，切片决定了晶片的几个重要规格：表面晶相、晶片厚度、晶面斜度、曲度。
目前，采用多线切割法进行切片最为普遍。在多线切割硅晶棒前，需要对硅晶棒进行处理，具体包括：去除硅晶棒表面的氧化层，使硅晶棒形成直径均一的圆柱，然后使用#200V型砂轮快速在硅晶棒的边缘开槽，开槽可指示晶相以及定位切割位置。
由于#200V型砂轮表面比较粗糙，在开槽过程中会留下很深的研削痕迹甚至由研削痕迹向更深处延伸而形成研削损伤。带有研削痕迹或者研削损伤的硅晶棒通过线切割成为单枚硅片后，硅片会立即沿着损伤处开裂，形成裂片。出现裂片的机率一般为千分之三左右。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种硅晶棒的处理方法及切片方法，硅晶棒的处理方法用于多线切割前，可以形成无损伤的开槽，降低裂片形成几率。
本发明公开了一种硅晶棒的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
对截断为预定长度的硅晶棒进行滚圆处理，去除所述硅晶棒表面的氧化层；
对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用粒度为#200～#600的第一砂轮对硅晶棒进行开槽处理，形成槽区；
使用粒度为#700～#900的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨；
在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤。
优选地，所述第一砂轮的外周呈双斜面的V型，所述双斜面的夹角为50～60°。
优选地，所述第一砂轮的粒度为#300～#320。
优选地，所述第二砂轮的外周呈双斜面的V型，所述双斜面的夹角为90～92°。
优选地，所述第二砂轮的粒度为#800～#820。
优选地，所述预定长度为400～450mm。
优选地，所述混合酸为氢氟酸、硝酸和醋酸的混合物，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比为(30～40)：(15～20)：(2～10)。
优选地，所述腐蚀处理的时间为40～80秒，温度为20～40℃。
优选地，所述槽区为V型槽。
本发明还公开了一种切片方法，包括以下步骤：
利用上述技术方案所述的处理方法对硅晶棒进行处理；
将处理后的硅晶棒进行多线切割，得到硅片。
与现有技术相比，本发明硅晶棒的处理方法，截断硅晶棒后再进行滚圆处理，截断过程中硅晶棒表面的氧化膜起到保护作用，避免截断硅晶棒过程中造成晶棒局部压伤。即使截断过程造成损伤，随后滚圆处理也可以去除损伤部分，不会对后续加工过程及成品造成不良影响。硅晶棒晶相测定后，先使用较粗的第一砂轮进行开槽加工，确定开槽位置，然后利用较细的第二砂轮进行精细研磨，极大降低砂轮造成的机械损伤，同时不影响加工效率。最后，酸腐蚀处理槽区，完全去除机械加工后留下的表层损伤以及深度损伤，极大提高硅片开槽区域的强度，避免硅片出现裂片的风险，降低裂片形成几率。
附图说明
图1表示本发明硅晶棒处理的流程图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明涉及的砂轮为V型砂轮。
本发明的实施例公开了一种硅晶棒的处理方法，如图1所示，包括以下步骤：
对截断为预定长度的硅晶棒进行滚圆处理，去除硅晶棒表面的氧化层；
对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用粒度为#200～#600的第一砂轮对硅晶棒进行开槽处理，形成槽区；
使用粒度为#700～#900的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨；
在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤。
在本发明中，以硅晶棒为原料，为了便于后续多线切片，首先将硅晶棒进行切割，截断为预定长度的硅晶棒，所述预定长度优选为400～450mm。
对截断为预定长度的硅晶棒进行滚圆处理，去除硅晶棒表面的氧化层并使硅晶棒的径向直径固定且均一。由于在截断过程中，可能对硅晶棒造成机械损伤，因此本发明对截断后的硅晶棒进行滚圆处理，一方面去除了硅晶棒表面的氧化层，另一方面，去除机械损伤，避免对后续切片产生影响。
滚圆处理后，对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用粒度为#200～#600的第一砂轮对硅晶棒进行开槽加工，形成槽区。
本发明对于晶相测定的方法没有特殊限制，一般可采用X射线衍射法，以确定开槽位置。
使用粒度为#200～#600的第一砂轮对硅晶棒进行开槽加工，优选地，所述第一砂轮的粒度为#300～#320。所述第一砂轮的外周呈双斜面的V型，所述双斜面的夹角优选为50～60°。所述第一砂轮的夹角决定了槽区的内夹角，所述第一砂轮的夹角过大容易造成槽区过大，所述第一砂轮的夹角过小，容易造成裂痕或者不利于后续精细研磨。
所述槽区优选为V型槽。有利于在多线切割过程中，嵌入切割线。
形成槽区后，使用粒度为#700～#900的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨。所述第二砂轮的粒度优选为粒度为#800～#820。所述第二砂轮的外周呈双斜面的V型，所述双斜面的夹角优选为90～92°。由于采用了精细的第二砂轮进行研磨，使由砂轮造成的机械损伤大大降低，同时不影响加工效率。
所述第一砂轮的双斜面夹角小于所述第二砂轮的双斜面夹角，有效增加了槽区侧面的精研去除量，保证精细研磨完整覆盖槽区。
精细研磨后，在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤。
所述混合酸优选为氢氟酸、硝酸和醋酸的混合物，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比优选为(30～40)：(15～20)：(2～10)，更优选为34.5:17.2:5.6。
所述腐蚀处理的时间优选为40～80秒，温度优选为20～40℃。
所述腐蚀处理可以完全去开槽处理及精细研磨后留下的表层损伤以及深度损伤，极大提高开槽区域的强度，避免后期经过多线切割的硅片出现裂片的风险。
本发明的实施例还公开了一种切片方法，包括以下步骤：
利用上述技术方案所述的处理方法对硅晶棒进行处理；
将处理后的硅晶棒进行多线切割，得到硅片。
具体地，包括以下步骤：
对截断为预定长度的硅晶棒进行滚圆处理，去除硅晶棒表面的氧化层；
对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用粒度为#200～#600的第一砂轮对硅晶棒进行开槽处理，形成槽区；
使用粒度为#700～#900的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨；
在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤；
将上述处理后的硅晶棒进行多线切割，得到硅片。
对本发明所述方法制备的硅片进行测试，实验结果表明，出现裂片的机率低于千分之二。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的硅晶棒的处理方法及切片方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
对截断为400mm的硅晶棒进行滚圆处理，去除硅晶棒表面的氧化层；
对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用#320夹角为60°的V型第一砂轮对硅晶棒进行开槽处理，形成槽区；
使用#800夹角为92°的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨；
在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤。所述混合酸包括氢氟酸、硝酸和醋酸，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比为34.5:17.2:5.6。
将上述处理后的硅晶棒按照一定防线黏在树脂板上，经过多线切割，形成硅片。
测试裂片形成率，实验结果为，形成裂片的机率为千分之1。本发明在不影响加工速率的同时，大大降低了出现裂片的机率。
实施例2
对截断为450mm的硅晶棒进行滚圆处理，去除硅晶棒表面的氧化层；
对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用#600夹角为55°的V型第一砂轮对硅晶棒进行开槽处理，形成槽区；
使用#800夹角为90°的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨；
在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤。所述混合酸包括氢氟酸、硝酸和醋酸，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比为30:15:8。
将上述处理后的硅晶棒按照一定防线黏在树脂板上，经过多线切割，形成硅片。
测试裂片形成率，实验结果为，形成裂片的机率为千分之1.1。本发明在不影响加工速率的同时，大大降低了出现裂片的机率。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种硅晶棒的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
对截断为预定长度的硅晶棒进行滚圆处理，去除所述硅晶棒表面的氧化层；
对滚圆处理后的硅晶棒进行晶相测定，使用粒度为#200～#600的第一砂轮对硅晶棒进行开槽处理，形成槽区；
使用粒度为#700～#900的第二砂轮在所述槽区内进行精细研磨；
在所述槽区内加入混合酸进行腐蚀处理，去除所述槽区内的表面损伤。
2.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述第一砂轮的外周呈双斜面的V型，所述双斜面的夹角为50～60°。
3.根据权利要求2所述处理方法，其特征在于，所述第一砂轮的粒度为#300～#320。
4.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述第二砂轮的外周呈双斜面的V型，所述双斜面的夹角为90～92°。
5.根据权利要求4所述处理方法，其特征在于，所述第二砂轮的粒度为#800～#820。
6.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述预定长度为400～450mm。
7.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述混合酸为氢氟酸、硝酸和醋酸的混合物，氢氟酸、硝酸和醋酸的体积比为(30～40)：(15～20)：(2～10)。
8.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述腐蚀处理的时间为40～80秒，温度为20～40℃。
9.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述槽区为V型槽。
10.一种切片方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用权利要求1～9任意一项所述的处理方法对硅晶棒进行处理；
将处理后的硅晶棒进行多线切割，得到硅片。
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