[发明专利]一种硅片制造工艺

说明书

本发明公开了一种硅片制造工艺。该工艺包括以下步骤：(1)在研磨和腐蚀后，对硅片进行抛光；(2)在硅片抛光后对硅片进行预清洗，去除硅片表面的磨料残留；(3)对硅片进行低温退火；(4)对低温退火的硅片进行最终清洗，去除步骤(3)中的表面金属残留，最后对金属水平进行检测。本发明的硅片制造工艺在最终清洗前用退火炉对硅片进行低温退火，使硅片体内金属扩散到表面，再经过最终清洗工艺进行去除。通过该工艺加工后的硅片，可以有效地降低硅片表面的金属沾污水平，特别是随着时间延长，表面金属水平保持稳定，提高硅单晶的合格率。

技术领域

本发明涉及一种硅片制造工艺，特别涉及一种获得低金属沾污水平的硅片制造工艺。

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、研磨(包括磨削和研磨)、腐蚀、抛光、清洗和检测等工艺过程制造而成的集成电路级半导体硅片。影响硅片质量的关键参数主要有几何参数、表面颗粒和表面金属沾污水平，其中表面金属沾污水平影响因素很多，例如清洗机水平、化学液纯度、清洗工艺、人员操作和环境状况等。

在硅片加工的过程中，每道工序均需要对硅片表面进行清洗，去除前道加工工艺留下的磨料残留和金属沾污。目前的加工一般采用抛光、预清洗、几何参数测试、最终清洗和颗粒金属测试的流程，在几何参数测试后进行最终清洗，可以保证硅片在测试过程中颗粒和金属沾污在出厂前被去除，金属沾污一般控制在1E10atom/cm²的水平。在实际生产过程中，出厂前金属测试在要求范围内，但静置一段时间后，表面金属会增加，甚至会超出规格要求，主要原因是铜、镍等金属比较活跃的金属在静置过程中会迁移到硅片表面上来，导致金属沾污水平上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅片制造工艺，利用改进后的大直径硅片制造工艺来加工硅抛光片，能够降低硅片表面金属沾污，获得低金属沾污水平的硅片。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种硅片制造工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)在研磨和腐蚀后，对硅片进行抛光；

(2)在硅片抛光后对硅片进行预清洗，去除硅片表面的磨料残留；

(3)对硅片进行低温退火；

(4)对低温退火的硅片进行最终清洗，去除步骤(3)中的表面金属残留，最后对金属水平进行检测。

其中，在所述步骤(1)中，对研磨后的硅片抛光，小尺寸硅片(例如，4-6英寸)可以采用单面抛光的加工方式，大尺寸硅片(例如，8-18英寸)可以采用双面抛光加最终抛光的抛光方式。

在所述步骤(1)中，抛光工艺使用常规抛光工艺；去除量为15～100微米。

在所述步骤(1)中，可以在抛光之前或者之后对硅片进行边缘抛光。边缘抛光可以根据工艺要求放在表面抛光之前或之后。

在所述步骤(2)中，预清洗采用一号清洗液和二号清洗液等传统清洗方式，去除表面磨料残留，表面无腐蚀印、无其它不均匀的情况。

在所述步骤(3)中，对硅片进行低温退火，退火温度为150-600℃，退火时间为30分钟-12小时。退火温度低于150℃或退火时间少于30分钟时，硅片体内金属不能扩散到表面，退火温度高于600℃或退火时间超过12小时时，表面金属会扩散到硅片体内，沾污硅片。

在所述步骤(3)中，可以使用立式退火炉或卧式退火炉对硅片进行低温退火。

在所述步骤(3)中，对硅片进行低温退火时，退火腔体内可以根据工艺要求通入氮气、氩气或氦气等保护气体。

本发明的优点在于：