[发明专利]一种单晶硅晶圆单切腐蚀片的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及单晶晶圆硅片表面加工工艺，特别涉及一种单晶硅晶圆单切腐蚀片的加工方法。

背景技术

作为半导体器件厂商的基底材料—单晶硅晶圆抛光片的主要加工流程包括：单晶生长→滚磨→切片→倒角→研磨→腐蚀→背损伤→背封→去边→抛光→清洗→包装等。抛光片有较好的表面平整度，较小的粗糙度和高的反射率，但抛光片对加工设备、加工环境和清洗方式、化学辅料纯度等要求较高，因此成本也会较高。近年来，随着半导体行业的高速发展和激烈的市场竞争，为了降低半导体原材料成本，越来越多的半导体制造厂商逐渐采用诸如用单晶硅腐蚀片替代单晶硅抛光片作为功率器件的基底。

单晶硅腐蚀片虽然省去了背损伤至抛光的加工流程，但在整个晶片加工流程仍然较繁复，其中硅料的损失仍然较大，其中研磨加工需要在切片的基础上去除约70um。如果在表面参数的要求不高的领域中使用切片后进行腐蚀的单晶硅晶圆腐蚀片替代常规腐蚀片、甚至抛光片，不仅避免质量过剩，而且可以大大节约成本。

然而，如果利用现有技术中公开报导的常规酸腐蚀或碱腐蚀工艺及相关技术进行腐蚀加工，所获得的腐蚀片表面很难达到客户要求，通常体现为几何参数如TTV较大，碎片率较高，表面存在线痕等，因此，很难使产品进行大批量的稳定加工。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术工艺存在的不足，特别提供一种单晶硅晶圆单切腐蚀片的加工方法，通过采用氨水作为腐蚀液添加剂、控制硅片双面去除量和各项腐蚀参数，实现批量的稳定加工，既降低产品加工成本，同时也满足使用要求。

本发明采取的技术方案是：一种单晶硅晶圆单切腐蚀片的加工方法，其特征在于，采取如下工艺：

（一）.将硅片双面去除量控制在：20±2μm；

（二）.酸腐蚀液按照以下组分的浓度百分比进行配制：氢氟酸：9.03~12.41%，硝酸：39.9~42.0%，醋酸：19.2~23.1%，其余组分为去离子水； 

（三）.在酸腐蚀液中添加氨水作为添加剂，氨水为酸腐蚀液总量的1.08~2.48%； 

（四）.经腐蚀后的硅片表面光泽度控制在2～4Gs； 

（五）.在酸腐蚀过程中，选择在氮气位置为50～150mm向酸腐蚀液槽中鼓吹氮气，氮气流量为100～300L/min，氮气压力为80～300Pa，氮气时间为全程；  

（六）.酸腐蚀液循环量为300L，在每腐蚀50片后，酸腐蚀液排出量为1～2L，酸腐蚀液补入量为0.3～1L。 

本发明的优点及效果是：通过添加的氨水与硝酸进行反应以及控制去除量，使得硅片因未经磨片而造成的切片线痕等外观缺陷在荧光灯下不易显现；氨水与硝酸反应后的生成物分解形成气泡，起到了搅拌作用，使硅片与腐蚀液的反应更加均匀，可以有效的控制表面几何参数；氨水还降低了HF：HNO₃的局部配比，配合一定氮气位置的吹扫，完全去除倒角面损失层，修复倒角面降低碎片率；通过一定量的排补酸实现批量稳定生产。从而达到以制备单晶硅晶圆切片腐蚀片替代研磨腐蚀片的目的。通过该方法制备单晶硅晶圆切片腐蚀片替代研磨腐蚀片不仅省去倒角到研磨等加工流程，而且可以增加出片率，大幅度地降低了成本。

附图说明

图1是采取不同位置吹入氮气所产生的碎片率对比曲线图。

图中：—◆—表示碎片率。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步说明：本发明采取如下工艺：

（一）.将硅片双面去除量控制在：20±2μm。

（二）.酸腐蚀液按照以下组分的浓度百分比进行配制：氢氟酸：9.03~12.41%，硝酸：39.9~42.0%，醋酸：19.2~23.1%，其余组分为去离子水。

（三）.在酸腐蚀液中添加氨水作为添加剂，氨水为酸腐蚀液总量的1.08~2.48%；氨水与硝酸反应后的生成物，在强酸作用下进行分解：

NH₄OH+HNO₃=NH₄NO₃+H2O-------------（1）

NH₄NO₃=N₂O↑+2H2O----------------------（2）

分解出的N₂O在腐蚀液中形成气泡，起到了搅拌的作用，使硅片与腐蚀液的反应更加均匀，通常这样的方法可以有效的控制表面几何参数。