CN111816548A - 一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其实验工艺包括以下步骤：首先将8寸直拉酸腐硅片、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液按照组分的重量份比称取各相应比例的组分，并将原料分别放置到相应的容器中进行备用；S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片通过BBS边缘抛光机进行边缘抛光，并将根据实际工艺步骤和顺序将配比好的氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液进行实时添加到工艺材料中，S3、最后通过强光灯检验边缘有无亮点和通过显微镜观察粗糙度和过抛量，并且对清洗后的8寸直拉酸腐硅片进行实时观察检验，检验8寸直拉酸腐硅片的的边缘是否存在缺陷，将检验的图片和数据进行分析对比。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体为一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺。
背景技术
8寸抛光片在边抛工序产生边缘粗糙的现象的原理为：(1)倒角时砂轮于粗糙、硅片边缘与磨片游星轮或酸腐机滚齿碰撞导致的来料过于粗糙，边抛无法抛净；(2)边抛液浓度低、机械压力小、研磨时间短，起初，8寸抛光片在边缘抛光过程中，如产生立面粗糙的现象。一般处理方法是增加边抛液浓度或增加研磨时间，即：(1)当发现边缘粗糙时，增加边抛液的浓度，提高PH的下限；(2)增加ROUND 工位的研磨时间，方法(1)会增加边抛液的单耗，方法(2)则会降低产能。
众所周知，边缘平整度是器件原材料单晶硅抛光片的重要特性参数，一方面，应用于8英寸抛光片的边缘磨削技术大大提升了抛光片的边缘平整度，近年来，该技术逐渐应用于8英寸的抛光产品；另一方面，硅片边缘过于粗糙会导致后道抛光液及清洗机的药液残留，影响外观质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，以解决上述背景技术中提出的众所周知，边缘平整度是器件原材料单晶硅抛光片的重要特性参数，一方面，应用于8英寸抛光片的边缘磨削技术大大提升了抛光片的边缘平整度，近年来，该技术逐渐应用于8英寸的抛光产品；另一方面，硅片边缘过于粗糙会导致后道抛光液及清洗机的药液残留，影响外观质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液按照组分的重量份比称取各相应比例的组分，并将原料分别放置到相应的容器中进行备用；
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片通过BBS边缘抛光机进行边缘抛光将，并将根据实际工艺步骤和顺序将配比好的氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液进行实时添加到工艺材料中，并通过清洗机抛光后的对边抛硅片进行清洗；
S3、最后通过强光灯检验边缘有无亮点和通过显微镜观察粗糙度和过抛量，并且对清洗后的8寸直拉酸腐硅片进行实时观察检验，检验8寸直拉酸腐硅片的的边缘是否存在缺陷，将检验的图片和数据进行分析对比，从而进行实时判断得出相应的实验结论。
优选的，一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液：203V。
优选的，所述清洗工艺的清洗顺序Rinse、F-Rinse、QDR-2、QDR3 和QDR1的药液配比为DIW和时间为400sec。
优选的，所述清洗顺序SC1-1和SC1-2的药液配比为 NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，温度为60℃±5℃和时间为400sec。
优选的，所述清洗顺序SC1-1和SC1-2的药液配比为 NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，温度为60℃±5℃和时间为400sec。
优选的，所述清洗顺序SC2的药液配比为HCl:H2O2：DIW＝1：1： 10和实验时间为400sec。
优选的，所述清洗工艺Spin Dryer的转速为400rpm+800rpm和实验时间为10+220sec。
优选的，所述本实验的加工路径为酸腐片加工、边抛加工和边抛清洗加工，且本实验的硅片加工数量为25片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明优化的加工工艺通过增加ROUND工位转速，增加边抛垫上方秤砣的离心力，变相增加边抛垫对硅片边缘的研磨压力，从而减少研磨时间和边抛液的使用量，达到提产降耗，优化外观质量的效果，即是在不增加边抛液浓度和ROUND 工位时间的基础上增加ROUND工位的压力，彻底改善了8英寸抛光片边缘粗糙现象，增加ROUND DRUM转速后，研磨压力加大，可以较快地去除损硅片边缘伤层，再适当减少时间，控制单边去除量在5±1 μm，与现有工艺相比，加工步骤一样，加工时间降低，研磨效果更好，大大提高了成品的产能和合格率。
图1为本发明的ROUND工位加工工艺图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本实施例的实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液按照组分的重量份比称取各相应比例的组分，并将原料分别放置到相应的容器中进行备用。
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片通过BBS边缘抛光机进行边缘抛光将，并将根据实际工艺步骤和顺序将配比好的氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液进行实时添加到工艺材料中，并通过清洗机抛光后的对边抛硅片进行清洗。
S3、最后通过强光灯检验边缘有无亮点和通过显微镜观察粗糙度和过抛量，并且对清洗后的8寸直拉酸腐硅片进行实时观察检验，检验8寸直拉酸腐硅片的的边缘是否存在缺陷，将检验的图片和数据进行分析对比，从而进行实时判断得出相应的实验结论。
本实施中，一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液：203V。
本实施例中，清洗工艺的清洗顺序Rinse、F-Rinse、QDR-2、QDR3 和QDR1的药液配比为DIW和时间为400sec。
本实施例中，清洗顺序SC1-1和SC1-2的药液配比为 NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，温度为60℃±5℃和时间为400sec。
本实施例中，清洗顺序SC1-1和SC1-2的药液配比为 NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，温度为60℃±5℃和时间为400sec。
本实施例中，清洗顺序SC2的药液配比为HCl:H2O2：DIW＝1：1： 10和实验时间为400sec。
本实施例中，清洗工艺Spin Dryer的转速为400rpm+800rpm和实验时间为10+220sec。
本实施例中，本实验的加工路径为酸腐片加工、边抛加工和边抛清洗加工，且本实验的硅片加工数量为25片。
本实用新型ROUND工位加工工艺为：
实验结果表明本发明有效改善了8英寸抛光片边缘粗糙度，并且提升了产能。
实施例二：
与实施例一的区别特征在于：
本实施例的实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液按照组分的重量份比称取各相应比例的组分，并将原料分别放置到相应的容器中进行备用。
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片通过BBS边缘抛光机进行边缘抛光将，并将根据实际工艺步骤和顺序将配比好的氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液进行实时添加到工艺材料中，并通过清洗机抛光后的对边抛硅片进行清洗。
S3、最后通过强光灯检验边缘有无亮点和通过显微镜观察粗糙度和过抛量，并且对清洗后的8寸直拉酸腐硅片进行实时观察检验，检验8寸直拉酸腐硅片的的边缘是否存在缺陷，将检验的图片和数据进行分析对比，从而进行实时判断得出相应的实验结论。
本实施例中，一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液：203V。
本实施例中，清洗工艺的清洗顺序Rinse、F-Rinse、QDR-2、QDR3 和QDR1的药液配比为DIW和时间为400sec。
本实施例中，清洗顺序SC1-1和SC1-2的药液配比为 NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，温度为60℃±5℃和时间为400sec。
本实施例中，清洗顺序SC1-1和SC1-2的药液配比为 NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，温度为60℃±5℃和时间为400sec。
本实施例中，清洗顺序SC2的药液配比为HCl:H2O2：DIW＝1：1： 10和实验时间为400sec。
本实施例中，清洗工艺Spin Dryer的转速为400rpm+800rpm和实验时间为10+220sec。
本实施例中，本实验的加工路径为酸腐片加工、边抛加工和边抛清洗加工，且本实验的硅片加工数量为25片。
初始ROUND工位加工工艺为：
综上：本发明实施例一种的本发明实验工艺结果表明，相比于实施例二中原工艺实验结果在增加ROUND DRUM转速后，研磨压力加大，可以较快地去除损硅片边缘伤层，再适当减少时间，控制单边去除量在5±1μm，与现有工艺相比，加工步骤一样，加工时间降低，研磨效果更好，大大提高了成品的产能和合格率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通工艺人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其特征在于：其实验工艺包括以下步骤：
S1、首先将8寸直拉酸腐硅片、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液按照组分的重量份比称取各相应比例的组分，并将原料分别放置到相应的容器中进行备用；
S2、然后将称量配比好的8寸直拉酸腐硅片通过BBS边缘抛光机进行边缘抛光将，并将根据实际工艺步骤和顺序将配比好的氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、去离子水和抛光液进行实时添加到工艺材料中，并通过清洗机抛光后的对边抛硅片进行清洗；
S3、最后通过强光灯检验边缘有无亮点和通过显微镜观察粗糙度和过抛量，并且对清洗后的8寸直拉酸腐硅片进行实时观察检验，检验8寸直拉酸腐硅片的的边缘是否存在缺陷，将检验的图片和数据进行分析对比，从而进行实时判断得出相应的实验结论。
2.一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其特征在于：其一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺的实验原料组成为：
8寸直拉酸腐硅片：CZ；
硅烷分析纯含量：99.999％；
氨水分析纯含量：28％-30％；
盐酸分析纯含量：35％-38％；
双氧水分析纯含量：30％-32％；
氢氟酸分析纯浓度：49％；
去离子水；
抛光液：203V。
3.根据权利要求1所述的一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其特征在于：所述清洗工艺的清洗顺序Rinse、F-Rinse、QDR-2、QDR3和QDR1的药液配比为DIW和时间为400sec。
4.根据权利要求1所述的一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其特征在于：所述清洗顺序SC1-1和SC1-2的药液配比为NH4·H2O:H2O2：DIW＝1：1：10，温度为60℃±5℃和时间为400sec。
5.根据权利要求1所述的一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其特征在于：所述清洗顺序SC2的药液配比为HCl:H2O2：DIW＝1：1：10和实验时间为400sec。
6.根据权利要求1所述的一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其特征在于：所述清洗工艺Spin Dryer的转速为400rpm+800rpm和实验时间为10+220sec。
7.根据权利要求1所述的一种边抛改善大直径半导体硅片边缘粗糙度的工艺，其特征在于：所述本实验的加工路径为酸腐片加工、边抛加工和边抛清洗加工，且本实验的硅片加工数量为25片。
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