CN102021657A

CN102021657A - 重掺单晶硅片先酸腐蚀后碱腐蚀的腐蚀工艺

Info

Publication number: CN102021657A
Application number: CN2010105812445A
Authority: CN
Inventors: 罗翀; 李翔; 吕莹; 刘琦; 王丹
Original assignee: Tianjin Zhonghuan Semiconductor Joint Stock Co Ltd
Current assignee: Tianjin Zhonghuan Semiconductor Joint Stock Co Ltd; Tianjin Zhonghuan Advanced Material Technology Co Ltd
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-04-20

Abstract

本发明涉及重掺单晶硅片先酸腐蚀后碱腐蚀的腐蚀工艺。本腐蚀工艺将单晶硅片先用氢氟酸10%～20%、硝酸30%～35%、醋酸50%～60%配比的酸腐蚀液进行酸腐蚀，腐蚀温度22℃，腐蚀时间32s，酸腐蚀去除量为20μm左右；将酸腐蚀后的单晶硅片进行清洗，溢流水洗5min，然后甩干；再用浓度为30%的KOH水溶液进行碱腐蚀，腐蚀温度90℃，腐蚀时间2min8s，碱腐蚀去除量10μm左右。采用本工艺，可以稳定量产TTV增加值小于1.5μm，粗糙度Ra小于0.5μm的重掺腐蚀单晶硅片,产品合格率高达98%以上。从而可满足市场对低粗糙度重掺腐蚀片的需求，并将在市场中占据有利位置。

Description

重掺单晶硅片先酸腐蚀后碱腐蚀的腐蚀工艺

技术领域

本发明涉及单晶硅片生产方法，特别涉及一种重掺单晶硅片先酸腐蚀后碱腐蚀的腐蚀工艺。

背景技术

硅抛光片主要加工流程包括单晶生长→滚磨→切片→倒角→研磨→腐蚀→抛光→清洗→包装等。其中腐蚀是重要的生产工序，它的作用是除去硅单晶硅片经过切片、研磨等机械加工后，其表面因机械加工产生的应力而形成有一定深度的机械应力损伤层。通常的方法是采用一定浓度和一定温度下的酸腐蚀液或碱腐蚀液与单晶硅片发生化学反应，从而达到去除损伤层的目的。碱腐蚀的工艺的原理是：Si+2OH^-+4H₂O=Si(OH)₆ ^-2+2H₂，这是一种各向异性腐蚀过程，腐蚀后硅片表面平坦；而且由于碱腐蚀具有工艺简单，腐蚀液无需搅拌、腐蚀速率可控；环保处理相对较容易、无毒、废液可以回收利用等优点，目前国内抛光片生产厂商使用在此道工序多选用碱腐蚀的工艺。常用的碱腐蚀液主要有两类，一类是无机碱腐蚀剂，如氢氧化钾溶液，一类是有机碱腐蚀剂，如EPW(乙二胺、邻苯二酸和水的缩写)等。其中由于氢氧化钾溶液工艺比较成熟，腐蚀液成本较低，腐蚀速率又较快的优点，被国内抛光片生产厂商普遍采用。

但遗憾的是，常规碱腐蚀的工艺也存在着局限性，比如其腐蚀速率较慢，可能会在表面残留金属离子等，特别是其腐蚀后的单晶硅片表面粗糙，容易吸附杂质会严重影响寿命等参数指标。另外，随着半导体技术的发展，特别是大尺寸（指6英寸以上）单晶硅片在集成电路中的应用，对单晶硅片表面平整度及加工精度也提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种重掺单晶硅片先酸腐蚀后碱腐蚀的腐蚀工艺。本工艺针对重掺单晶硅片，采取先进行酸腐蚀再进行碱腐蚀的方法，利用酸腐蚀工艺腐蚀，去除量达20μm，再利用碱腐蚀的工艺腐蚀，去除量达10μm，可以稳定生产出TTV增加值小于1μm，粗糙度Ra小于0.5μm的重掺单晶硅腐蚀片。

本发明采取的的技术方案是：一种重掺单晶硅片先酸腐蚀后碱腐蚀的腐蚀工艺，其特征在于：其工艺如下：

1）、先将重掺单晶硅片放入酸腐蚀液中进行酸腐蚀，酸腐蚀液是由氢氟酸、硝酸、醋酸进行混合的溶液，各组分所占的重量百分比为：氢氟酸 10%～20%；硝酸 30%～35%；醋酸50%～60%；设定腐蚀温度22℃；腐蚀时间为32s；

2）、将酸腐蚀后的单晶硅片放入超声清洗机内进行清洗，溢流水洗5min，再放入甩干机中甩干；

3）、将甩干后的单晶硅片放入浓度为30%的氢氧化钾水溶液中进行碱腐蚀，腐蚀温度为90℃，腐蚀时间为2min 8s。

本发明所产生的有益效果：采取本工艺，可以稳定生产出TTV增加值小于1μm，粗糙度Ra小于0.5μm的重掺腐蚀单晶硅片,产品合格率高达98%以上。从而可满足市场对低粗糙度重掺腐蚀片的需求，并将在市场中占据有利位置。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步说明：

实施例：6英寸重掺单晶硅片，电阻率为0.002～0.005Ω.㎝，腐蚀前硅片TTV<1，去除量要求去除60um/双面。具体腐蚀工艺步骤如下：

1）将清洗过的待腐蚀单晶硅片从片篮中放入酸腐蚀机中；

2）选择酸腐蚀液比例为氢氟酸：硝酸：醋酸=15%：32%：53%进行加工；设置腐蚀温度为22℃；腐蚀时间为32s；

3）启动酸腐蚀机，开始腐蚀；酸腐蚀去除量为20μm左右；

4）酸腐蚀结束后，将酸腐蚀后的单晶硅片从酸腐蚀机中取出；将装有单晶硅片的片篮放入超声清洗机内进行清洗，溢流水洗5min，放入甩干机中甩干；

5）配置碱腐蚀液，先将固体氢氧化钾倒入碱腐蚀槽内，再向槽内注入纯水，调制成固体氢氧化钾：水=30%：70%的水溶液；

6）将碱腐蚀机升温至90℃；

7）将待加工硅片放入碱腐蚀机中，开始碱腐蚀；腐蚀时间为2min 8s；碱腐蚀去除量为10μm左右；

8）碱腐蚀结束后，取出硅片，放入水车中；将碱腐蚀后的单晶硅片用清洗机设备进行清洗，之后甩干，送验。

技术效果检测：采用上述酸腐蚀加碱腐蚀的工艺生产6英寸重掺单晶硅片1637片。以腐蚀后单晶硅片TTV<2，粗糙度小于0.5μm的检验标准进行检验，合格1608片，合格率为98.23%。

该检测结果表明：本腐蚀工艺通过采取先酸腐蚀再碱腐蚀的方法腐蚀单晶硅片，能有效改善表面粗糙度；该发明能实现低粗糙度重掺腐蚀片的量产。

Claims

1.一种重掺单晶硅片先酸腐蚀后碱腐蚀的腐蚀工艺，其特征在于：其工艺如下：

（1）、先将重掺单晶硅片放入酸腐蚀液中进行酸腐蚀，酸腐蚀液是由氢氟酸、硝酸、醋酸进行混合的溶液，各组分所占的重量百分比为：氢氟酸 10%～20%；硝酸 30%～35%；醋酸50%～60%；设定腐蚀温度22℃；腐蚀时间为32s；

（2）、将酸腐蚀后的单晶硅片放入超声清洗机内进行清洗，溢流水洗5min，再放入甩干机中甩干；

（3）、将甩干后的单晶硅片放入浓度为30%的氢氧化钾水溶液中进行碱腐蚀，腐蚀温度为90℃，腐蚀时间为2min 8s。