[发明专利]大直径硅片的制造方法

说明书

技术领域

本发明利用改进后的大直径硅片制造工艺来加工硅抛光片，具体地说是一种在双面磨削后用HF溶液对硅片进行漂洗，去除表面氧化层，然后直接用常规双面抛光工艺进行抛光。通过该加工工艺加工后的硅片，可以有效地降低加工时间，同时可以提高硅片的加工精度和硅单晶的出片率。

背景技术

半导体硅片是现代超大规模集成电路的主要衬底材料，一般通过拉晶、切片、倒角、磨片(包括磨削和研磨)、腐蚀、抛光、清洗等工艺过程制造而成的集成电路级半导体硅片。

传统硅片双面研磨技术(lapping)对300mm硅片表面机械加工精度的能力已经很难有较大的提升。研磨后硅片局部平整度等很难达到工艺要求，而且由于硅片经双面研磨后损伤层较厚，需要经过大去除量的腐蚀来去除硅片的表面损伤，增加了生产成本和环境问题。磨削技术(grinding)由于加工效率高，加工后硅片表面参数精度高，成本低，产生的表面损伤小等优点，目前在300mm硅抛光片制备工艺中取代传统双面研磨得到广泛应用。但是，硅片在磨削过程中由于金刚石砂粒与硅片表面的刚性去除，局部会产生高温生成氧化层，表面氧化层的存在会影响到下一步的加工速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种大直径硅片制造工艺，该工艺简便，效果好，有利于双面抛光，从而使抛光时间大幅度地降低，同时减小了硅单晶去除量，提高单位单晶的产率。由于磨削量和腐蚀量降低，从而有力的保证了产品的加工精度。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

大直径硅片的制造方法包括以下的步骤：

(1)将磨削后的硅片进行HF溶液漂洗；

(2)将硅片进行常规双面抛光；

(3)将硅片进行单面精抛和清洗；

在双面抛光前或抛光后可以加入边缘抛光工艺；每步加工工艺后可以插入清洗及干燥工艺；工艺流程如图1。

在本发明的工艺方法步骤(1)中，对倒角后的硅片磨削采用单面磨削或双面磨削的加工方式。

一种集成电路用大直径硅片制造工艺中，是采用KOYO DSG双面磨削机进行磨削的。

在本发明的工艺方法步骤(1)中，采用HF溶液，漂洗时间为0＜t＜60分钟；温度为15～60℃。其中，通常氢氟酸浓度为49％，也可稀释后使用。

双面抛光去除量为10～30微米。

在本发明的工艺方法步骤(2)中，使用的双面抛光方法包括所有的硅片双面抛光方法，例如每盘抛五片或十五片硅片。

在本发明的工艺方法中，边缘抛光可以加在双面抛光之前或者之后。边缘抛光放在双面抛光之前，可以保证双面抛光之后的表面不会受到边抛液的腐蚀，但是抛好的边缘会在双面抛光过程中被游轮片边缘破坏，因此，边缘抛光工艺可以放在双面抛光之后。

本发明的优点：本发明的工艺方法中用HF溶液去除磨削后表面的氧化层，更有利于双面抛光，从而使抛光时间大幅度地降低，同时减小了硅单晶去除量，提高单位单晶的产率。由于磨削量和腐蚀量降低，从而有力的保证了产品的加工精度，可以制造出高平整度的大直径硅片，本发明可以使用于商业上的任何大直径硅片加工工艺。

附图说明

图1：本发明的工艺流程框图

图2：双面磨削后硅片总厚度变化图

图3：双面抛光后硅片总厚度变化图

图2、3中，横座标为硅片，纵座标为总厚度变化

具体实施方式

实施例1

使用直拉法生产的P(100)的12英寸切片30片，用双面磨削机对硅片进行磨削，磨削后用AFS3220几何参数测试仪对硅片GBIR(硅片总厚度变化)进行测量，每片的GBIR值如图2所示。从图上可以看出GBIR均小于1微米，平均值0.839微米。

实施例2

取以上的经过双面磨削的30片硅片，在Speedfam20B抛光机上使用本发明的方法进行双面抛光，抛光去除量为30微米。然后用清洗机进行清洗，用甩干机进行干燥，抛光后的GBIR见图3。从图上可以看出，经过本发明后精度较高，GBIR平均值为0.459微米，均小于0.6微米。